Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungswieder
gabeanordnung mit einer Anzahl Symbolwiedergabeelemente mitje einer Anzahl Wiedergabesegmente, welche Wiedergabesegmente eine gemeinsame Anode und getrennte Kathoden haben, welche Wiedergabeanordnung eine Anzahl Kathodenerregungsschaltungen, die die Kathoden mit einer Kathodenspeisequelle koppeln, eine Selektionsschaltung und eine Fehlerdetektionsschaltung mit einem Fehlersignalausgang für ein elektrisches Fehlersignal enthält.
Derartige Wiedergabeanordnungen können u.a. in Messsanordnungen statt der oft verwendeten mechanischen Zeiger oder Zähler verwendet werden.
Aus der U.S. Patentschrift 3943500 ist u.a. eine Wiedergabeanordnung der oben genannten Art bekannt, mit der ziffernförmige Wiedergabemusterzum Wiedergeben einer Menge bzw. eines Preises von Handelsartikeln erhalten werden können, während zugleich eine Fehleranzeige gegeben wird, wenn ein oder mehrere erregte Wiedergabesegmente nicht zünden.
Die Wiedergabeanordnung nach der obengenannten Patentschrift enthält dazu eine Anzahl Kathodenerregungsschaltungen (cathode drivers), die die jeweiligen Kathoden der Wiedergabesegmente erregen können.
Wenn das gewählte Wiedergabesegment nicht zündet, wird dieser Fehler in vielen Fällen beispielsweise vom Kunden oder vom Verkäufer nicht gesehen, und zwar dadurch, dass die unvollständige Darstellung der gewünschten Ziffer oft gleich oder fast gleich einer anderen Ziffer ist. Um diesen Fehler erkennen zu können, enthält die Fehlerdetektionsschaltung eine Anzahl Dioden, deren Kathoden mit denen entsprechender Wiedergabesegmente verbunden sind und deren Anoden mit einerAnzahl Eingänge einer Detektorschaltung mit einem Fehlersignalausgang für ein elektrisches Fehlersignal verbunden sind.
Wenn ein erregtes Wiedergabesegment nicht zündet, wird die Kathodenspannung dieses Wiedergabesegmentes nicht länger durch die Anodenspeisespannung weniger der Brennspannung eines Wiedergabesegmentes bestimmt und erreicht einen derart niedrigen Spannungswert, dass die dieser Kathode zugeordnete Diode leitend wird und den Strom von der Kathodenerregungsschaltung übernimmt. Die Detektorschaltung detektiert das Auftreten dieses Diodenstromes und liefert dadurch ein elektrisches Fehlersignal am Fehlersignalausgang der Fehlerdetektionsschaltung. Für diese Schaltung ist eine zusätzliche Diode je Kathode eines Wiedergabesegmentes erforderlich. Die Sicherung reagiert nicht, wenn ein veraltetes Wiedergabesegment einen viel zu niedrigen Strom aufnimmt bei einer im übrigen normalen oder nahezu normalen Brennspannung, wie dies bei Gasentladungswiedergabeelementen auftreten kann.
Die Erfindung bezweckt nun, eine Gasentladungswiedergabeanordnung zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist.
Eine Gasentladungswiedergabeanordnung der eingangs erwähnten Art weist nach der Erfindung dazu das Kennzeichen auf, dass die Fehlerdetektionsschaltung eine Messschaltung mit einer Anzahl Erregungssignalausgängen für elektrische Erregungssignale und einem Messsignalausgang für ein elektrisches Messsignal enthält,
wobei jeder Erregungssignalausgang der Messschaltung mit einem Erregungssignalausgang einer entsprechenden Kathodenerregungsschaltung und der Messsignalausgang mit dem Fehlersignalausgang der Fehlerdetektionsschaltung gekoppelt ist und wobei die Amplitude des elektrischen Messsignals ein Mass für die Summe der Amplituden der von der Messschaltung den Kathodenerregungschaltungen zugeführten elektrischen Erregungssignale ist und die Amplitude eines Erregungssignals bei einem selektierten Wiedergabesegment eine Funktion der Amplitude des Stromes durch dieses Wiedergabesegment ist.
Diese Lösung liefert den überraschenden Effekt, dass eine weitergehende Sicherung dadurch erhalten wird, dass die Fehlerdetektionsschaltung an einem anderen Punkt der Kathodenerregungsschaltungen angreift, während im Vergleich zu der Schaltungsanordnung nach der obengenannten Patentschrift weniger Elemente erforderlich sind. Dadurch, dass der von den Kathodenerregungsschaltungen aufgenommene Erregungsstrom gemessen wird und dieser Erregungsstrom von der Grösse des Stromes durch das erregte Wiedergabesegment abhängig ist, kann nicht nur festgestellt werden, ob das gewählte Wiedergabesegment gezündet ist oder nicht zündet, sondern auch, ob bei einem gezündeten Wiedergabesegment ein minimal erforderlicher Wert des Wiedergabestromes von diesem Wiedergabesegment überschritten wird.
In bestimmten Fällen ist es erwünscht, ausserdem zu überprüfen, ob ein oder mehrere Wiedergabesegmente fälschlich zünden oder gezündet bleiben durch einen Defekt in der Schaltungsanordnung. Eine günstige Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wiedergabeanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Fehlerdetektionsschaltung eine Vergleichsschaltung mit einer Anzahl erster Signaleingänge für elektrische Eingangssignale, einer Anzahl zweiter Singaleingänge für elektrische Eingangssignale und einem Vergleichssignalausgang für ein elektrisches Vergleichssignal enthält, wobei jeder erste Signaleingang mit einer entsprechenden Kathode eines Wiedergabesegmentes, jeder zweite Signaleingang mit einer Anzahl Vergleichsspannungsquellen und der Vergleichssignalausgang mit dem Fehlersignalausgang der Fehlerdetektionsschaltung verbunden ist.
Für die Vergleichsspannungsquellen können beispielsweise Selektionssignalausgänge der Selektionsschaltung verwendet werden.
Wenn die Wiedergabeanordnung dieselbe Information an zwei Stellen angeben muss, beispielsweise auf der Vorder- und Rückseite einer Waage, können die Vergleichsspannungsquellen durch entsprechende Kathoden eines anderen entsprechenden Symbolwiedergabeelementes gebildet werden. Sobald die entsprechenden Wiedergabesegmente zweier entsprechender Symbolwiedergabeelemente voneinander abweichende Wiedergabemuster liefern, wird die Vergleichsschaltung einen Fehler melden. Dies ist eine billigere Lösung, als wenn jede der Gruppen Symbolwiedergabeelemente einzeln mitje einer Vergleichsschaltung gegenüber den Selektionssignalen verglichen würde.
Da die Spannungsunterschiede an den Kathoden der Wiedergabesegmente im allgemeinen einige zehn Volt betragen und für die Vergleichsschaltung vorzugsweise eine genormte Ausbildung verwendet wird mit niedrigeren Werten für die erforderlichen Eingangsspannungen, muss die Verbindung der Kathoden der Wiedergabesegmente mit den ersten oder zweiten Signaleingängen der Vergleichsschaltungen eine Pegelanpassung aufweisen.
Eine günstige Ausführungsform einer Wiedergabeanordnung nach der Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Wiedergabeanordnung eine Anzahl Widerstandspotentiometer enthält, die je eine Kathode eines Wiedergabesegmentes mit einem entsprechenden ersten oder zweiten Signaleingang der Vergleichsschaltung koppeln, wobei eine Seite jedes Widerstandspotentiometers mit einer entsprechenden Kathode verbunden ist, die anderen Seiten der Widerstandspotentiometer mit einem Speiseeingang der Vergleichsschaltung gemeinsam verbunden sind und ein Abgriff eines Widerstandspotentiometers mit einem entsprechenden Signaleingang der Vergleichsschaltung verbunden ist.
Wenn die Widergabeanordnung mehr als ein Symbolwiedergabeelement enthält, ist es teuer, alle Wiedergabesegmente mit einer einzelnen Kathodenerregungsschaltung zu versehen und diese mit einer entsprechend grossen Selektionsschaltung zu selektieren. Eine günstige Ausführungsform einer derartigen erfindungsgemässen Wiedergabeanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Wiedergabeanordnung eine Anodenselektionsschaltung zum einzelnen Nacheinander-Erregen der gemeinsamen Anoden der Wiedergabesegmente der entsprechenden Symbolwiedergabeelemente enthält und wobei die Kathoden entsprechender Wiedergabesegmente der jeweiligen Symbolwiedergabeelemente gruppenweise miteinander verbunden sind und jede Gruppe miteinander verbundener Kathoden durch eine Kathodenerregungsschaltung mit der Kathodenspeisequelle verbunden ist.
Die jeweiligen Symbolwiedergabeelemente werden nun im sogenannten Zeitmultiplex betrieben. Wenn das wechselweise Selektieren der Anoden mit einer ausreichend hohen Frequenz erfolgt, wird ein für das menschliche Auge scheinbar stillstehendes vollständiges Bild erhalten.
In diesem Fall entsteht eine zusätzliche Gefahr für Fehler, wenn zwischen zwei oder mehreren der Anoden ein Kurzschluss auftreten würde. Ein derartiger Fehler kann auf besonders einfache Weise mit einer Potentiometerschaltung erkannt werden, von der ein Abgriff ein Fehlersignal liefert, sobald zwei oder mehr Anodenspannungen fälschlicherweise gleichzeitig erregt werden.
Zum Messsen des Wiedergabestromes ist in eine Kathodenerregungsschaltung ein Erregungstransistor aufgenommen, dessen Basisstrom von der Messschaltung geliefert wird. Wenn ein selektiertes Wiedergabesegment nicht zündet, wird dieser Basisstrom eine Amplitude erhalten etwa entsprechend der des gewünschten Wiedergabestromes. Sogar wenn eine Vielzahl Kathodenerregungsschaltungen von einer Messschaltung erregt wird, wird die von dieser Messschaltung zu liefernde Summe von Strömen stark zunehmen, wenn ein selektiertes Wiedergabesegment nicht zündet, da ein gewünschter Wiedergabestrom eine Amplitude hat, die dem normalen Basisstrom multipliziert mit dem Stromverstärkungsfaktor des Erregungstransistors entspricht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Wiedergabeanordnung mit einem Symbolwiedergabeelement,
Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Wiedergabeanordnung mit einer grösseren Anzahl Symbolwiedergabeelemente,
Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltbild der Verbindung zwischen den Kathoden von Wiedergabesegmenten und einer Vergleichsschaltung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Messsignalausganges, des Vergleichssignalausganges und eines Anodenkurzschlusssignalausganges mit dem Fehlersignalausgang der Fehlerdetekti onsschaltung,
Fig. 5 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Kathodenerregerschaltung,
Fig. 6 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer
Kathodenerregungsschaltung,
Fig. 7 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Messsschaltung.
In Fig. list ein Symbolwiedergabeelement 1 mit sieben Wiedergabesegmenten auf schematische Weise angegeben. Ein
Anodenspeiseeingang 3 ist mit der gemeinsamen Anode der
Wiedergabesegmente verbunden, deren Kathoden mit den Eingängen 5 bis 11 des Symbolwiedergabeelementes 1 verbunden sind. Diese Eingänge 5 bis 11 sind mit Ausgängen 13 bis 19 einer Anzahl Kathodenerregungsschaltungen 21 bis 27 mit je einem Speiseeingang 30, einem Selektionssignaleingang 32 und einem
Erregungssignaleingang 34 verbunden. Die Speiseeingänge 30 sind mit dem Ausgang 36 einer Kathodenspeisequelle 38 gemeinsam verbunden, die eine Speisespannung liefert, die gegenüber der Anodenspannung an der Anode der Wiedergabe segmente negativ genug ist.
Die Selektionssignaleingänge 32 der Kathodenerregungs schaltungen 21 bis 27 sind mit Selektionssignalausgängen 40 bis 46 einer Selektionsschaltung 48 verbunden.
Die Erregungssignaleingänge 34 der Kathodenerregungsschaltungen 21 bis 27 sind mit Erregungssignalausgängen 50 bis 56 einer Messschaltung 58 mit einem Messsignalausgang 59 verbunden, der einen Teil einer Fehlerdetektionsschaltung 60 mit einem Fehlersignalausgang 62 bildet. Die Fehlerdetektionsschaltung 60 enthält weiter eine Messschaltung 64 mit einer Anzahl erster Signaleingänge 70 bis 76, die mit den Ausgängen 13 bis 19 der Kathodenerregungsschaltungen 21 bis 27 verbunden sind, eine Anzahl zweiter Signaleingänge 80 bis 86, die mit den Selektionssignalausgängen 40 bis 46 der Selektionsschaltung 48 verbunden sind und einen Vergleichssignalausgang 88.
Der Vergleichssignalausgang 88 und der Messsignalausgang 59 sind mit dem Fehlersignalausgang 62 der Fehlerdetektionsschaltung 60 verbunden, welche Verbindung hier nur auf schematische Weise angegeben ist.
Die Wirkungsweise der Wiedergabeanordnung nach Fig. 1 ist wie folgt.
Allen Erregungssignaleingängen 34 der Kathodenerregungsschaltungen 21 bis 26 wird von der Messschaltung 58 ein Erregungsstrom zugeführt, und mindestens einem der Selektionssignaleingänge 32 wird von der Selektionsschaltung 48 ein Selektionssignal zugeführt und zwar derart, dass bei einem einwandfrei funktionierenden Symbolwiedergabeelement von den selektierten Kathodenerregungsschaltungen den selektierten Wiedergabesegmenten ein Wiedergabestrom zugeführt wird, so dass das Symbolwiedergabeelement durch Aufleuchten von Gasentladungsstrecken, die den selektierten Wiedergabesegmenten entsprechen, ein gewünschtes Wiedergabemuster in Form eines Symbols, beispielsweise einer Ziffer zeigt.
Gewünschtenfalls kann die Schaltungsanordnung an Symbolwiedergabeelemente mit mehr oder weniger Wiedergabesegmenten zum Wiedergeben von Dezimalzeichen, Zeichensymbolen und dergleichen angepasst werden.
Die Amplitude des Wiedergabestromes entspricht dem Produkt aus der Amplitude des Erregungsstromes und dem Stromverstärkungsfaktor der Kathodenerregungsschaltung. Dieser Stromverstärkungsfaktor wird vorzugsweise mindestens 100 betragen.
Die Kathodenerregungsschaltungen weisen die Eigenschaft auf, dass der Erregungsstrom bis auf etwa den Wert des gewünschten Wiedergabestromes ansteigt, wenn der Ausgang der Kathodenerregungsschaltung keinen Strom liefern kann, wie dies bei einem defekten Wiedergabesegment oder einem defekten Anschluss eines Wiedergabesegmentes der Fall ist.
Wenn die normale Amplitude eines Erregungsstromes A beträgt, liefert die Messschaltung 58, abhängig von den Selektionssignalen bei einem Symbolwiedergabeelement mit sieben Wiedergabesegmenten, einen Strom mit einer maximalen Amplitude 7A, wenn alle selektierten Wiedergabesegmente einwandfrei funktionieren.
Wenn ein selektiertes Wiedergabesegment nicht zündet, muss die Messschaltung 58 einen Strom liefern, dessen Amplitude minimal 100 A beträgt. Die Messschaltung ist derart eingerichtet, dass am Messsignalausgang 59 ein Messsignal erzeugt wird, das eine logische 1 ist bei einem gelieferten Strom, dessen Amplitude niedriger ist als beispielsweise 10 A und bei grösseren Strömen eine logische 0 .
Für die Beschreibung einiger Ausführungsformen der Kathodenerregungsschaltungen und der Messschaltung sei auf die Beschreibung der Fig. 5,6 und 7 verwiesen.
Der Wert der Selektionssignale an den Ausgängen 40 bis 46 der Selektionsschaltung 48 wird durch die Vergleichsschaltung 64 mit dem Wert der Signale an den Kathoden 5 bis 11 der Wiedergabesegmente verglichen. Sind die jeweiligen Werte paarweise gleich, so liefert die Vergleichschaltung 64 am Vergleichssignalausgang 88 eine logische 1 . Tritt eine Ungleichheit auf, und zwar dadurch, dass beispielsweise ein nicht selektiertes Wiedergabeelement gezündet ist, so wird das Vergleichssignal 0 .
Der Messsignalausgang 59 und der Vergleichssignalausgang 88 sind derart mit dem Fehlersignalausgang 62 der Fehlerdetektionsschaltung 60 verbunden, dass das Fehlersignal am Fehlersignalausgang 0 ist, solange keine Fehler auftreten, und 1 , sobald die Messschaltung 58 oder die Vergleichsschaltung 64 einen Fehler detektieren.
Für die Vergleichsschaltung kann beispielsweise ein Typ HEF 4585 verwendet werden.
Bei der Beschreibung der Fig. 2 oder der nachfolgenden Figuren werden für dieselben Teile immer dieselben Bezugszeichen verwendet.
Fig. 2 zeigt eine Wiedergabeanordnung mit zwei Gruppen von Symbolwiedergabeelementen, von denen in jeder Gruppe zwei dargestellt sind 90,91, bzw. 92,93. Die Anodenspeiseeingänge 3 der Symbolwiedergabeelemente 90, 92 sind mit einem Anodenselektionssignalausgang 95 einer Anodenselektionsschaltung 98 und die Anodenspeiseeingänge 3 der Symbolwiedergabeelemente 91,93 sind mit einem Anodenselektionssignalausgang 97 der Anodenselektionsschaltung 98 verbunden. Die Anodenselektionsschaltung 98 erregt wechselweise die Anoden der Symbolwiedergabeelemente 90 und 92 bzw. 91 und 93.
In den Gruppen 90,91 bzw.92, sind die entsprechenden Kathodenanschlüsse 5 bis 11 miteinander und mit den Ausgängen 13 bis 19 der entsprechenden Kathodenerregungsschaltungen verbunden.
Die Selektionsschaltung 48 ist derart eingerichtet, dass eine Kombination von Selektionssignalen geliefert wird, die ein Symbol, das durch die Symbolwiedergabeelemente 90 und 92 wiedergegeben werden muss, entspricht, wenn der Anodenselektionssignalausgang 95 erregt ist, und eine Kombination, die einem Symbol entspricht, das durch die Symbolwiedergabeelemente 91 und 93 wiedergegeben werden muss, wenn der Anodenselektionssignalausgang 97 erregt ist. Bei einer ausreichend schnellen Aufeinandererfolge der Anodenselektionssignale wird ein scheinbar stillstehendes Muster von Symbolen wahrgenommen werden, wobei die Teilmuster der zwei Gruppen untereinander dasselbe Bild aufweisen, solange keine Defekte auftreten.
Übrigens ist die Wirkungsweise der Kathodenerregungsschaltungen 21 bis 27 und der Messschaltung 58 gleich der nach Fig. 1.
Auch die Wirkungsweise der Vergleichsschaltung 64 ist dieselbe wie die nach Fig. 1. Nun jedoch werden die Signalzustände der zwei Kathodengruppen miteinander verglichen. Dazu sind die zwei Signaleingänge 80 bis 86 mit den Kathodenanschlüssen 5 bis 11 der Kathoden der zweiten Gruppe von Symbolwiedergabeelementen 92, 93 verbunden. Die Vergleichsschaltung 64 liefert ein Vergleichssignal 1, wenn die Signalzustände in den zwei Gruppen einander entsprechen.
Die Fehlerdetektionsschaltung 60 enthält zugleich eine Potentiometerschaltung 100, 101, 102. Von den Widerständen 100 bzw. 101 ist eine Seite mit einem Anodenselektionssignalausgang 95 bzw. 97 verbunden. Die anderen Seiten der Widerstände 100, 101 sind gemeinsam mit einer Seite des Widerstandes 102 verbunden, dessen andere Seite mit dem Speiseausgang 36 der Kathodenspeisequelle 38 verbunden ist. Die Widerstände sind derart bemessen, dass der gemeinsame Verbindungspunkt 103 eine logische 0 darstellt, wenn eine der beiden Gruppen von Anoden erregt wird, und eine 1 , wenn die beiden Gruppen gleichzeitig erregt werden, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses zwischen Anoden.
Der Verbindungspunkt 103 ist derart mit dem Fehlersignalausgang 63 der Fehlerdetektionsschaltung 60 verbunden, dass das Fehlersignal auch eine 1 liefert, sobald das Signal am Verbindungspunkt 103 eine 1 darstellt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Verbindung der Kathodenanschlüsse 5 bis 11 mit den ersten Signaleingängen 70 bis 76 nach Fig. 1. Da die Kathodenspannungen nicht-selektierter und selektierter Wiedergabeelemente meistens einige zehn Volt voneinander abweichen, ist bei Verwendung einer genormten Vergleichsschaltung eine Pegelanpassung erforderlich.
Dazu enthält die Wiedergabeanordnung eine Anzahl Widerstandspotentiometer 110, 120 bis 116, 126, von welchen Widerstandspotentiometern eine Seite mit einem der Kathodenanschlüsse 5 bis 11 und die anderen Seiten mit einem Speiseeingang 128 der Vergleichsschaltung 64 gemeinsam verbunden sind. Die Abgriffe der Widerstandspotentiometer 110, 120 bis 116, 126 sind mit den ersten Signaleingängen 70 bis 76 der Vergleichsschaltung 64 verbunden. Die Widerstände sind derart bemessen, dass ein Abgriff eine logische 0 darstellt, wenn das entsprechende Wiedergabesegment selektiert ist, und eine 1 , wenn dies nicht selektiert ist.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 erfolgt die Kopplung der zweiten Gruppe von Kathoden mit den zweiten Signaleingängen 80 bis 86 der Vergleichsschaltung 64 auf entsprechende Weise.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Verbindung des Verbindungspunktes 103, des Messsignalausganges 59 und des Vergleichssignalausganges 88 mit dem Fehlersignalausgang 62 der Fehlerdetektionsschaltung 60. Der Verbindungspunkt 103 ist mit einem Eingang 130 einer Invertierschaltung 131 verbunden, von der ein Ausgang 132 mit einem Eingang 133 einer invertierenden UND-Torschaltung 134 (NAND-Gate) verbunden ist, der Messsignalausgang 59 mit einem Eingang 136 dieser Torschaltung und der Vergleichssignalausgang 88 mit einem Eingang 135 derselben Torschaltung 134 verbunden ist, deren Ausgang den Fehlersignalausgang 62 der Fehlerdetektionsschaltung 60 bildet.
In einer fehlerlosen Situation stellt der Verbindungspunkt 103 eine 0 , der Ausgang 132 der Invertierschaltung also eine 1 und beide Ausgänge 59 und 88 ebenfalls eine 1 dar. Der Ausgang 62 der Torschaltung 134 liefert dann ein Ausgangssignal 0 . Tritt in einem der Sicherungskreise eine Erkennung eines Fehlers auf, so wird mindestens einer der Eingänge 133, 135, 136 der Torschaltung 134 0 werden und der Fehlersignalausgang 62 ein Fehlersignal 1 liefern.
Dieses Fehlersignal kann verschiedenartig weiterverarbeitet werden, so dass im Falle eines Defektes beispielsweise die Anodenselektionsschaltung ausgeschaltet wird oder mit einer niedrigen Frequenz periodisch ausgeschaltet wird, wodurch der Beobachter auf die Existenz eines Fehlers aufmerksam gemacht wird.
Der Verbindungspunkt 103 ist in dieser Ausführungsform mit der Kathode einer Diode 137 verbunden, deren Anode mit einem Massenanschluss der Wiedergabeanordnung verbunden ist. Damit wird vermieden, dass der Eingang 130 der Invertierschaltung 131 bei abgeschalteter Anodenselektion stark negativ wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Kathodenerregungsschaltung 21, die eine Reihenschaltung aus einem Transistor 140, einem Transistor 141 und einem Widerstand 142 enthält, wobei der Emitter 143 des Transistors 140 mit dem Speiseanschluss 30 der Kathodenerregungsschaltung 21, die Basis 144 mit dem Selektionssignaleingang 32, der Kollektor 145 mit dem Emitter 146 des Transistors 141, die Basis 147 dieses Transistors mit dem Erregungssignaleingang 34, der Kollektor 148 mit einer Seite des Widerstandes 142 und die andere Seite des Widerstandes 142 mit dem Ausgang 13 der Kathodenerregungsschaltung 21 verbunden ist. Der Transistor 140 ist als Selektionsschalter wirksam, der Transistor 141 als Erregungstransistor und der Widerstand 142 als Stromquelle für das entsprechende Wiedergabesegment.
Wenn dieses Wiedergabesegment selektiert wird, ist der Transistor 140 leitend und voll ausgesteuert. Der Transistor 141 erhält einen Basisstrom von der Messschaltung, wodurch ein verstärkter Strom als Wiedergabestrom über den Widerstand 142 der Kathode des selektierten Wiedergabesegmentes zugeführt wird.
Kann dieser Strom nicht fliessen, weil das Wiedergabesegment defekt oder eine Verbindung unterbrochen ist, so wird der Basisstrom des Transistors 141 auf einen hohen Wert ansteigen.
Dies erfolgt ebenfalls dann, wenn das Wiedergabeelement zwar zündet, aber infolge der Alterung einen viel zu niedrigen Wiedergabestrom führt.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Kathodenerregungsschaltung 21, die eine Reihenschaltung aus einem Transistor 140, einem Widerstand 149 und einem Transistor 141 aufweist. Gegenüber Fig. 5 sind der Widerstand und der Transistor 141 vertauscht worden, im übrigen sind die Verbindungen gleich. DerTransistor 141 bildet mit dem Emitterwiderstand 149 eine Stromquellenschaltung. Dies bietet den Vorteil, dass der Wiedergabestrom von Toleranzunterschieden zwischen den Brennspannungen von Wiedergabesegmenten weniger abhängig ist. Im übrigen entspricht das Prinzip dem der Schaltungsanordnung nach Fig. 5.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Messschaltung 58.
Diese Messschaltung enthält eine Anzahl Widerstände 150 bis 156, deren eine Seite mitjeweils einem der Erregungssignalausgänge 50 bis 56 und die anderen Seiten mit einem Emitter 157 eines Transistors 158 gemeinsam verbunden sind, dessen Basis 159 mit einem Einstellsignaleingang 163 der Anordnung und dessen Kollektor 160 mit einer Seite eines Widerstandes 161 und mit dem Messsignalausgang 59 der Messschaltung und die andere Seite des Widerstandes 161 mit einem Speiseanschluss 162 der Messschaltung verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Messschaltung ist wie folgt. An den Einstellsignaleingang 163 kann ein Einstellsignal angelegt werden. Der Emitter 157 des Transistors 158 erreicht einen Spannungswert, der dem des Einstellsignals nahezu entspricht, so dass über einen der Widerstände 150 bis 156 einem der Transistoren 141 einer Kathodenerregungsschaltung, beispielsweise 27, ein Basisstrom zugeführt werden kann, welcher Basisstrom den Wert 0 hat, wenn die Kathodenerregungsschaltung 27 nicht selektiert ist und derTransistor 140 folglich gesperrt ist, einen niedrigen Wert hat, wenn die Erregungsschaltung 27 selektiert ist und das entsprechende Wiedergabesegment einen normalen Wiedergabestrom führt und einen hohen Wert hat, wenn dieses Wiedergabesegment einen viel zu niedrigen Wiedergabestrom führt oder überhaupt nicht gezündet ist.
Der Kollektorwiderstand 161 des Transistors 158 führt die Summe der allen Kathodenerregungsschaltungen gelieferten Basisströme und ist derart bemessen, dass die Messspannung am Messsignalausgang 59 eine 1 darstellt, wenn diese Summe von Strömen einen niedrigen Wert hat, und eine 0 , wenn diese Summe infolge eines Defektes abnormal hoch wird.
In manchen Fällen ist es erwünscht, die Schaltungselemente beispielsweise der Kathodenerregungsschaltungen und der Fehlerdetektionsschaltung als einen Teil einer oder mehrerer integrierter Schaltungen auszubilden. In einer derartigen Ausführungsform können Widerstände und Dioden mittels als Widerstand oder Diode geschalteter Transistoren ausgebildet werden.
The invention relates to a gas discharge again
Display arrangement with a number of symbol display elements with a number of display segments each, which display segments have a common anode and separate cathodes, which display arrangement contains a number of cathode excitation circuits which couple the cathodes to a cathode supply source, a selection circuit and a fault detection circuit with a fault signal output for an electrical fault signal.
Such display devices can include in measuring arrangements instead of the often used mechanical pointers or counters.
From the U.S. Patent 3943500 includes a display arrangement of the type mentioned above is known with which numerical display patterns for displaying an amount or a price of commercial items can be obtained, while at the same time giving an error indication if one or more excited display segments do not fire.
For this purpose, the display device according to the above-mentioned patent contains a number of cathode excitation circuits (cathode drivers) which can excite the respective cathodes of the display segments.
If the selected display segment does not fire, this error is often not seen by the customer or the seller, for example, because the incomplete representation of the desired number is often the same or almost the same as another number. In order to be able to recognize this fault, the fault detection circuit contains a number of diodes, the cathodes of which are connected to those of corresponding playback segments and the anodes of which are connected to a number of inputs of a detector circuit with a fault signal output for an electrical fault signal.
If an energized display segment does not fire, the cathode voltage of this display segment is no longer determined by the anode supply voltage less the burning voltage of a display segment and reaches such a low voltage value that the diode associated with this cathode becomes conductive and takes over the current from the cathode excitation circuit. The detector circuit detects the occurrence of this diode current and thereby delivers an electrical error signal at the error signal output of the error detection circuit. An additional diode per cathode of a display segment is required for this circuit. The fuse does not respond when an obsolete display segment draws a current that is far too low at an otherwise normal or nearly normal operating voltage, as can occur with gas discharge display elements.
The invention now aims to provide a gas discharge display device which does not have the disadvantages mentioned.
According to the invention, a gas discharge display device of the type mentioned at the outset is characterized in that the error detection circuit contains a measurement circuit with a number of excitation signal outputs for electrical excitation signals and a measurement signal output for an electrical measurement signal,
wherein each excitation signal output of the measurement circuit is coupled to an excitation signal output of a corresponding cathode excitation circuit and the measurement signal output is coupled to the error signal output of the error detection circuit, and wherein the amplitude of the electrical measurement signal is a measure of the sum of the amplitudes of the electrical excitation signals supplied from the measurement circuit to the cathode excitation circuits and the amplitude of an excitation signal for a selected playback segment is a function of the amplitude of the current through this playback segment.
This solution provides the surprising effect that further protection is obtained by the fault detection circuit acting at a different point in the cathode excitation circuits, while fewer elements are required compared to the circuit arrangement according to the above-mentioned patent specification. Because the excitation current received by the cathode excitation circuits is measured and this excitation current is dependent on the magnitude of the current through the excited display segment, it can be determined not only whether the selected display segment is ignited or not, but also whether an ignited display segment a minimum required value of the playback current is exceeded by this playback segment.
In certain cases, it is also desirable to check whether one or more playback segments misfire or remain fired due to a defect in the circuitry. A favorable embodiment of a display device according to the invention is characterized in that the error detection circuit contains a comparison circuit with a number of first signal inputs for electrical input signals, a number of second signal inputs for electrical input signals and a comparison signal output for an electrical comparison signal, each first signal input having a corresponding cathode a playback segment, every second signal input is connected to a number of reference voltage sources and the reference signal output is connected to the error signal output of the error detection circuit.
For the comparison voltage sources, for example, selection signal outputs of the selection circuit can be used.
If the display device has to indicate the same information in two places, for example on the front and back of a balance, the reference voltage sources can be formed by corresponding cathodes of another corresponding symbol display element. As soon as the corresponding display segments of two corresponding symbol display elements provide different display patterns, the comparison circuit will report an error. This is a cheaper solution than if each of the groups of symbol display elements were individually compared with a comparison circuit in relation to the selection signals.
Since the voltage differences at the cathodes of the display segments are generally a few tens of volts and a standardized design is preferably used for the comparison circuit with lower values for the required input voltages, the connection of the cathodes of the display segments to the first or second signal inputs of the comparison circuits must have a level adjustment .
A favorable embodiment of a display device according to the invention is characterized in that the display device contains a number of resistance potentiometers, each of which couples a cathode of a display segment to a corresponding first or second signal input of the comparison circuit, one side of each resistance potentiometer being connected to a corresponding cathode , The other sides of the resistance potentiometer are commonly connected to a feed input of the comparison circuit and a tap of a resistance potentiometer is connected to a corresponding signal input of the comparison circuit.
If the display device contains more than one symbol display element, it is expensive to provide all display segments with a single cathode excitation circuit and to select them with a correspondingly large selection circuit. A favorable embodiment of such a display arrangement according to the invention is characterized in that the display arrangement contains an anode selection circuit for individually sequentially energizing the common anodes of the display segments of the corresponding symbol display elements, and the cathodes of corresponding display segments of the respective symbol display elements are connected to one another in groups and each group is connected to one another Cathodes is connected to the cathode supply source by a cathode excitation circuit.
The respective symbol display elements are now operated in what is known as time division multiplexing. If the alternate selection of the anodes is carried out at a sufficiently high frequency, a complete picture that appears to be standing still for the human eye is obtained.
In this case, there is an additional risk of failure if a short circuit occurs between two or more of the anodes. Such a fault can be detected in a particularly simple manner with a potentiometer circuit, from which a tap supplies an error signal as soon as two or more anode voltages are erroneously excited at the same time.
In order to measure the reproduction current, an excitation transistor is included in a cathode excitation circuit, the base current of which is supplied by the measurement circuit. If a selected playback segment does not ignite, this base current will have an amplitude approximately corresponding to that of the desired playback current. Even if a plurality of cathode excitation circuits are excited by a measurement circuit, the sum of currents to be supplied by this measurement circuit will increase greatly if a selected playback segment does not fire, since a desired playback current has an amplitude which corresponds to the normal base current multiplied by the current amplification factor of the excitation transistor .
Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. Show it:
1 is a simplified block diagram of a display device with a symbol display element,
2 shows a simplified block diagram of a display arrangement with a larger number of symbol display elements,
3 shows a simplified circuit diagram of the connection between the cathodes of display segments and a comparison circuit,
4 is a block diagram of the measurement signal output, the comparison signal output and an anode short-circuit signal output with the error signal output of the error detection circuit,
5 shows a circuit diagram of an embodiment of a cathode excitation circuit,
Fig. 6 is a circuit diagram of another embodiment of a
Cathode excitation circuit,
7 shows a circuit diagram of an embodiment of a measuring circuit.
A symbol display element 1 with seven display segments is shown in FIG. 1 in a schematic manner. A
Anode feed input 3 is the common anode
Playback segments connected, the cathodes of which are connected to the inputs 5 to 11 of the symbol display element 1. These inputs 5 to 11 have outputs 13 to 19 of a number of cathode excitation circuits 21 to 27, each with a feed input 30, a selection signal input 32 and one
Excitation signal input 34 connected. The feed inputs 30 are connected in common to the output 36 of a cathode feed source 38, which supplies a feed voltage that is sufficiently negative with respect to the anode voltage at the anode of the display segments.
The selection signal inputs 32 of the cathode excitation circuits 21 to 27 are connected to selection signal outputs 40 to 46 of a selection circuit 48.
The excitation signal inputs 34 of the cathode excitation circuits 21 to 27 are connected to excitation signal outputs 50 to 56 of a measurement circuit 58 with a measurement signal output 59, which forms part of an error detection circuit 60 with an error signal output 62. The error detection circuit 60 further includes a measuring circuit 64 with a number of first signal inputs 70 to 76, which are connected to the outputs 13 to 19 of the cathode excitation circuits 21 to 27, a number of second signal inputs 80 to 86, which are connected to the selection signal outputs 40 to 46 of the selection circuit 48 are connected and a comparison signal output 88.
The comparison signal output 88 and the measurement signal output 59 are connected to the error signal output 62 of the error detection circuit 60, which connection is only indicated schematically here.
The operation of the display arrangement according to Fig. 1 is as follows.
All excitation signal inputs 34 of the cathode excitation circuits 21 to 26 are supplied with an excitation current by the measuring circuit 58, and at least one of the selection signal inputs 32 is supplied with a selection signal by the selection circuit 48 in such a way that, if the symbol reproduction element functions properly, the selected cathode excitation circuits give the selected reproduction segment a reproduction is supplied so that the symbol display element shows a desired display pattern in the form of a symbol, for example a number, by lighting up gas discharge paths that correspond to the selected display segments.
If desired, the circuit arrangement can be adapted to symbol display elements with more or fewer display segments for displaying decimal characters, symbol symbols and the like.
The amplitude of the reproduction current corresponds to the product of the amplitude of the excitation current and the current amplification factor of the cathode excitation circuit. This current amplification factor will preferably be at least 100.
The cathode excitation circuits have the property that the excitation current increases to approximately the value of the desired display current when the output of the cathode excitation circuit cannot supply current, as is the case with a defective display segment or a defective connection of a display segment.
When the normal amplitude of an excitation current is A, the measurement circuit 58 supplies a current with a maximum amplitude 7A, depending on the selection signals for a symbol display element with seven display segments, if all selected display segments function properly.
If a selected playback segment does not ignite, the measuring circuit 58 must deliver a current whose amplitude is at least 100 A. The measuring circuit is set up in such a way that a measuring signal is generated at the measuring signal output 59, which is a logical 1 for a supplied current, the amplitude of which is lower than 10 A, for example, and a logical 0 for larger currents.
For a description of some embodiments of the cathode excitation circuits and the measuring circuit, reference is made to the description of FIGS. 5, 6 and 7.
The value of the selection signals at the outputs 40 to 46 of the selection circuit 48 is compared by the comparison circuit 64 with the value of the signals at the cathodes 5 to 11 of the display segments. If the respective values are identical in pairs, the comparison circuit 64 supplies a logic 1 at the comparison signal output 88. If an inequality occurs, for example due to the fact that, for example, an unselected display element is ignited, the comparison signal becomes 0.
The measurement signal output 59 and the comparison signal output 88 are connected to the error signal output 62 of the error detection circuit 60 such that the error signal at the error signal output is 0 as long as no errors occur, and 1 as soon as the measurement circuit 58 or the comparison circuit 64 detects an error.
For example, a type HEF 4585 can be used for the comparison circuit.
In the description of FIG. 2 or the subsequent figures, the same reference symbols are always used for the same parts.
FIG. 2 shows a display arrangement with two groups of symbol display elements, two of which are shown in each group, 90.91 and 92.93. The anode feed inputs 3 of the symbol display elements 90, 92 are connected to an anode selection signal output 95 of an anode selection circuit 98 and the anode feed inputs 3 of the symbol display elements 91, 93 are connected to an anode selection signal output 97 of the anode selection circuit 98. The anode selection circuit 98 alternately excites the anodes of the symbol display elements 90 and 92 or 91 and 93.
In groups 90, 91 and 92, the corresponding cathode connections 5 to 11 are connected to one another and to the outputs 13 to 19 of the corresponding cathode excitation circuits.
The selection circuit 48 is arranged in such a way that a combination of selection signals is provided which corresponds to a symbol which must be reproduced by the symbol reproducing elements 90 and 92 when the anode selection signal output 95 is excited and a combination which corresponds to a symbol which by the symbol display elements 91 and 93 must be reproduced when the anode selection signal output 97 is energized. If the anode selection signals succeed one another in a sufficiently rapid manner, an apparently stationary pattern of symbols will be perceived, the partial patterns of the two groups having the same image with one another as long as no defects occur.
Incidentally, the operation of the cathode excitation circuits 21 to 27 and the measuring circuit 58 is the same as that of FIG. 1.
The mode of operation of the comparison circuit 64 is also the same as that according to FIG. 1. However, the signal states of the two cathode groups are now compared with one another. For this purpose, the two signal inputs 80 to 86 are connected to the cathode connections 5 to 11 of the cathodes of the second group of symbol display elements 92, 93. The comparison circuit 64 supplies a comparison signal 1 if the signal states in the two groups correspond to one another.
The error detection circuit 60 also contains a potentiometer circuit 100, 101, 102. One side of the resistors 100 and 101 is connected to an anode selection signal output 95 and 97, respectively. The other sides of the resistors 100, 101 are connected together to one side of the resistor 102, the other side of which is connected to the supply output 36 of the cathode supply source 38. The resistors are dimensioned such that the common connection point 103 represents a logical 0 if one of the two groups of anodes is energized and a 1 if the two groups are energized simultaneously, for example due to a short circuit between anodes.
The connection point 103 is connected to the error signal output 63 of the error detection circuit 60 such that the error signal also supplies a 1 as soon as the signal at the connection point 103 represents a 1.
3 shows an embodiment of a connection of the cathode connections 5 to 11 to the first signal inputs 70 to 76 according to FIG. 1. Since the cathode voltages of non-selected and selected display elements usually deviate from each other by a few tens of volts, a level adjustment is required when using a standardized comparison circuit .
For this purpose, the display arrangement contains a number of resistance potentiometers 110, 120 to 116, 126, of which resistance potentiometers one side is connected to one of the cathode connections 5 to 11 and the other sides are connected to a feed input 128 of the comparison circuit 64. The taps of the resistance potentiometers 110, 120 to 116, 126 are connected to the first signal inputs 70 to 76 of the comparison circuit 64. The resistances are dimensioned such that a tap represents a logical 0 if the corresponding playback segment is selected and a 1 if this is not selected.
In the circuit arrangement according to FIG. 2, the coupling of the second group of cathodes to the second signal inputs 80 to 86 of the comparison circuit 64 takes place in a corresponding manner.
Fig. 4 shows an embodiment of the connection of the connection point 103, the measurement signal output 59 and the comparison signal output 88 with the error signal output 62 of the error detection circuit 60. The connection point 103 is connected to an input 130 of an inverting circuit 131, of which an output 132 with an input 133 one inverting AND gate circuit 134 (NAND gate) is connected, the measurement signal output 59 is connected to an input 136 of this gate circuit and the comparison signal output 88 is connected to an input 135 of the same gate circuit 134, the output of which forms the error signal output 62 of the error detection circuit 60.
In an error-free situation, the connection point 103 represents a 0, the output 132 of the inverting circuit thus represents a 1 and both outputs 59 and 88 also represent a 1. The output 62 of the gate circuit 134 then supplies an output signal 0. If a detection of an error occurs in one of the fuse circuits, at least one of the inputs 133, 135, 136 of the gate circuit 134 will become 0 and the error signal output 62 will deliver an error signal 1.
This error signal can be processed in various ways, so that in the event of a defect, for example, the anode selection circuit is switched off or is periodically switched off at a low frequency, as a result of which the observer is made aware of the existence of an error.
In this embodiment, the connection point 103 is connected to the cathode of a diode 137, the anode of which is connected to a ground connection of the display device. This prevents the input 130 of the inverting circuit 131 from becoming very negative when the anode selection is switched off.
5 shows an embodiment of a cathode excitation circuit 21, which contains a series circuit comprising a transistor 140, a transistor 141 and a resistor 142, the emitter 143 of the transistor 140 with the feed connection 30 of the cathode excitation circuit 21, the base 144 with the selection signal input 32, the collector 145 is connected to the emitter 146 of the transistor 141, the base 147 of this transistor is connected to the excitation signal input 34, the collector 148 is connected to one side of the resistor 142 and the other side of the resistor 142 to the output 13 of the cathode excitation circuit 21. Transistor 140 acts as a selection switch, transistor 141 as an excitation transistor, and resistor 142 as a current source for the corresponding display segment.
When this playback segment is selected, transistor 140 is conductive and fully driven. The transistor 141 receives a base current from the measuring circuit, whereby an amplified current is supplied as a reproduction current via the resistor 142 to the cathode of the selected reproduction segment.
If this current cannot flow because the playback segment is defective or a connection is interrupted, the base current of transistor 141 will rise to a high value.
This also occurs when the display element ignites but, due to aging, results in a playback current that is much too low.
FIG. 6 shows another embodiment of a cathode excitation circuit 21, which has a series connection of a transistor 140, a resistor 149 and a transistor 141. 5, the resistor and the transistor 141 have been interchanged, the rest of the connections are the same. The transistor 141 forms a current source circuit with the emitter resistor 149. This offers the advantage that the playback current is less dependent on tolerance differences between the burning voltages of playback segments. Otherwise, the principle corresponds to that of the circuit arrangement according to FIG. 5.
7 shows an embodiment of the measuring circuit 58.
This measuring circuit contains a number of resistors 150 to 156, one side of which is connected to one of the excitation signal outputs 50 to 56 and the other side is connected to an emitter 157 of a transistor 158, the base 159 of which is connected to an adjustment signal input 163 of the arrangement and the collector 160 of which is connected to one Side of a resistor 161 and the measurement signal output 59 of the measuring circuit and the other side of the resistor 161 is connected to a supply terminal 162 of the measuring circuit.
The measuring circuit works as follows. A setting signal can be applied to the setting signal input 163. The emitter 157 of the transistor 158 reaches a voltage value which almost corresponds to that of the setting signal, so that a base current can be supplied via one of the resistors 150 to 156 to one of the transistors 141 of a cathode excitation circuit, for example 27, which base current has the value 0 if the cathode excitation circuit 27 is not selected and the transistor 140 is consequently blocked, has a low value when the excitation circuit 27 is selected and the corresponding display segment has a normal display current and has a high value when this display segment has a display current which is much too low or not at all is ignited.
The collector resistor 161 of the transistor 158 carries the sum of the base currents supplied to all the cathode excitation circuits and is dimensioned such that the measurement voltage at the measurement signal output 59 represents a 1 if this sum of currents has a low value and a 0 if this sum is abnormal due to a defect gets high.
In some cases, it is desirable to form the circuit elements of, for example, the cathode excitation circuits and the fault detection circuit as part of one or more integrated circuits. In such an embodiment, resistors and diodes can be formed by means of transistors connected as resistors or diodes.