DE1104234B

DE1104234B - Display device for electronic counter circuits

Info

Publication number: DE1104234B
Application number: DES57135A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Georg Sichling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-02-28
Filing date: 1958-02-28
Publication date: 1961-04-06

Description

Anzeigevorrichtung für elektronische Zählschaltungen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Zählvorrichtung, bei der eine mit optischen. Mitteln erkennbare Anzeige vorgenommen werden soll. Bei mechanischen Zähleinrichtungen bereitet es keine Schwierigkeit, den Zählvorgang selbst zu verfolgen und bei seiner Beendigung den Zahlenwert abzulesen. Wenn man elektronische Zählschaltungen unter Verwendung von Kaltkathodenröhren aufbaut, so ist es in vielen Fällen. ohne weiteres möglich, die Schaltschritte solcher Zählwerke zu beobachten und; den. jeweiligen Zustand unmittelbar sichtbar zu machen. Schwieriger wird es aber, wenn man. Zählschaltungen oder ähnliche Einrichtungen aus Halbleiterelementen aufbaut. Es wird dann notwendig, zusätzliche Anzeigeröhren heranzuziehen. Damit wird aber ein großer Vorteil, der bei elektronischen Zählvorrichtungen mit Halbleitern gegenüber solchen mit Elektronenröhren vorhanden ist, wieder zunichte gemacht. Der geringe Spannungsbedarf einer aus Halbleiterelernenten bestehenden Zählkette erlaubt nicht ohne weiteres, aus der gleichen Stromquelle heraus. auch eine elektronische Anzeigeröhre zu speisen, da hierzu wieder höhere Gleichspannungen erforderlich sind.Display device for electronic counting circuits The invention refers to an electronic counting device in which one with optical. Means recognizable display is to be made. With mechanical counting devices there is no difficulty in following the counting process yourself and during his Completion of reading the numerical value. If you have electronic counting circuits under Using cold cathode tubes builds up, so it is in many cases. just like that possible to observe the switching steps of such counters and; the. respective To make the condition immediately visible. But it gets more difficult when you. Counting circuits or similar devices constructed from semiconductor elements. It then becomes necessary use additional indicator tubes. But this becomes a great advantage, the in electronic counting devices with semiconductors compared to those with electron tubes is present, again undone. The low voltage requirement of a semiconductor element existing counting chain does not readily allow from the same power source out. also to feed an electronic display tube, since this is again higher DC voltages are required.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung beseitigt. Diese besteht darin, daß bei aus Halbleiterelementen o. dgl. bestehenden Zählschaltungen oder ähnlichen Einrichtungen. eine optisch wahrnehmbare Anzeigevorrichtung durch eine oder mehrere Elektrolumineszenzzellen gebildet wird, die an eine durch steuerbare Halbleiter (Transistoren) gebildete Kippstufe angeschlossen sind, so daß in Abhängigkeit von einer weiteren Steuerspannung beim Zählvorgang selbst oder bei dessen Beendigung eine Anzeige erfolgt. Dabei kann der Halbleiterkörper der Elektrolutnineszenzzelle selbst ganz oder zum Teil durch Einbeziehen in die Kippschaltung für den Kippvorgang herangezogen werden..These difficulties are eliminated by the invention. These consists in that in counting circuits consisting of semiconductor elements or the like or similar facilities. through a visually perceptible display device one or more electroluminescent cells is formed, which are connected to a controllable by Semiconductors (transistors) formed flip-flop are connected, so that in dependence from a further control voltage during the counting process itself or when it is terminated a display takes place. The semiconductor body of the electrolutninescent cell can even in whole or in part by including it in the toggle switch for the tipping process can be used ..

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren. für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter zum Teil schematischer Darstellung.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. the Figures show embodiments in their. for the invention essential parts in a simplified, partly schematic representation.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung veranschaulicht, bei der mit 1 eine bistabile Kippschaltung, mit 2 eine Steuerstufe und mit 3 die Anzeigevorrichtung unter Verwendung einer Elektrolumineszenzzelle versinnbildlicht ist. Die Kippstufe l ist mit zwei Transisto,ren aufgebaut und stellt einen bistabilen Kipper dar. Die beiden gleichwertigen Transistoren 6a und 6 b sind mit den Widerständen 4 a, 4b, 5 a und. 5 b versehen. Am positiven Pol der Speisespann,ungsquelle 18 von beispi.elsweise24 V liegt der gemeinsame Widerstand 17. Eine zweite Spannungsquelle 19 von ebenfalls 24V ist so angeschlossen, daß die Widerstände 4a, 5 a so-wie 4 b und 5 b am negativen Pol dieser Speis-espannungsquelle liegen. Mit 7a und 7b sind die beiden Kopplungskondensatoren bezeichnet.In Fig. 1 a circuit arrangement is illustrated in which with 1 a bistable multivibrator, with 2 a control stage and with 3 the display device using an electroluminescent cell is symbolized. The flip-flop l is constructed with two transistors and represents a bistable tipper. The two equivalent transistors 6a and 6b are with the resistors 4 a, 4b, 5 a and. 5 b provided. At the positive pole of the supply Spann, ungsquelle 18 of beispi.elsweise24 V of the common resistance is 17. A second voltage source 19 likewise of 24V is connected so that the resistors 4a, 5 a so-like 4 b and 5 b at the negative pole of this Food - voltage source. The two coupling capacitors are denoted by 7a and 7b.

Die bistabile Kippschaltung arbeitet auf die Anzeigevorrichtung3 in der Weise, daß über einen ohmschen oder kapazitiven Widerstand 9 das Elektrolumin.eszenzplättchen 8 angeregt wird. Zur Sperrung befindet sich in dieser Anordnung noch die Diode 10.The bistable multivibrator operates on the display device 3 in FIG the way that the Elektrolumin.eszenzplättchen via an ohmic or capacitive resistor 9 8 is suggested. In this arrangement there is also the diode 10 for blocking.

Die Diode 10 stellt die Verbindung mit der Steuerstufe 2 her, die einen Transistor 12 mit dem Widerstand 13 enthält. Diese Einheit kann gegebenenfalls eine weitere Stufe enthalten; diese kann aus. dem Transistor 15 mit dem zugeordneten Widerstand 16 bestehen und mit dem Transistor 12 durch einen Vorwiderstand 14 galvanisch oder kapazitiv gekoppelt werden.The diode 10 establishes the connection with the control stage 2, the a transistor 12 with the resistor 13 contains. This unit can optionally contain another stage; this can be done. the transistor 15 with the associated Resistor 16 exist and galvanically with transistor 12 through a series resistor 14 or capacitively coupled.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist derart, da,ß das Potential am Punkt20 im gesperrten Zustand des Transistors 12 von diesem nicht beeinflußt wird, sondern im Takt des Kippeis der Schaltung 1 zwischen dem positiven und dem negativen Weit der Speisespannungsquellen 18 und 19 schwankt. Der Punkt 20 kann also das Potential -24 und etwa -h 24 annehmen. Sobald nun durch Anlegen einer Signalspannung an die Klemmen 2-1 und 22 der Steuerstufe 2 der Transistor 12 geöffnet wird, kann das Potential am Punkt 20 nicht negativer als Null V - werden, so daß von da an nur Impulse der halben Spannung anliegen und die vorher leuchtende Lumineszenzzelle nunmehr verdunkelt wird.The mode of operation of this arrangement is such that the potential at point 20 in the blocked state of transistor 12 is not influenced by the latter, but fluctuates between the positive and negative range of supply voltage sources 18 and 19 in the cycle of the tilting circuit 1. The point 20 can therefore assume the potential -24 and approximately -h 24. As soon as transistor 12 is opened by applying a signal voltage to terminals 2-1 and 22 of control stage 2, the potential at point 20 cannot be more negative than zero V - so that from then on only pulses of half the voltage are applied and the previously glowing luminescent cell is now darkened.

Während Fig. 1 eine Betriebsweise der Elektrolumineszenzzelle durch Gleichstromimpulse veranschaulicht, zeigt Fig. 2 eine Abwandlung, bei der die Elektrolumineszenzzelle mit Wechselstrom gespeist wird: Hier sind in Übereinstimmung mit der Darstellung von Fig. 1 für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei das Elektrolumin.eszenzplättchen 8 mit in die bistabile Kippschaltung einbezogen, ist. Im Kollektorkreis der astabilen Transistockippscha.ltung liegt über die Kondensatoren 23 und 24 kapazitiv gekoppelt die Zelle. Zur Verriegelung zum Steuergerät hin sind die beiden Dioden 25 und 26 vorgesehen, welche im gesperrten Zustand des Transistors 12 unwirksam sind. Sobald aber nun der Transistor 12 geöffnet hat, erhalten über die Dioden 25 und 26 die beiden Anschlüsse des Lumineszenzplättchens 8 Spannung. Es ergibt sich dann dieselbe Wirkung, wie sie bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung der Fall ist, also die Lumineszenzzelle wird verdunkelt.While Fig. 1 shows a mode of operation of the electroluminescent cell Illustrates direct current pulses, Fig. 2 shows a modification in which the electroluminescent cell powered by alternating current: Here are in accordance with the illustration 1, the same reference numerals are used for the same parts used, where the Elektrolumin.eszenzplättchen 8 included in the bistable trigger circuit, is. The capacitors are located in the collector circuit of the astable transistor switching circuit 23 and 24 capacitively coupled the cell. Are for locking towards the control unit the two diodes 25 and 26 are provided, which in the blocked state of the transistor 12 are ineffective. But as soon as the transistor 12 has opened, get over the diodes 25 and 26, the two connections of the luminescent plate 8 voltage. The same effect then results as in the circuit shown in FIG is the case, so the luminescent cell is darkened.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer besonderen Art einer Lumineszenzzelle dargestellt. Diese ist mit einer Deckplatte31, beispielsweise aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Material versehen, auf welcher an der Unterseite eine dünne lichtdurchlässige leitende Schicht32 angebracht ist. Der Lumineszenzstoff ist mit 33 bezeichnet, während 34 einen Halbleiterkörper versinnbildlicht, welcher mit den Elektroden35, 36 und 37 versehen ist. Mit 36a, 37a. 9 und 10 sind die Zuleitungen bezeichnet.In Fig. 3 is an embodiment of a special type of luminescent cell shown. This is with a cover plate 31, for example made of glass or a other transparent material, on which a thin one on the underside transparent conductive layer 32 is attached. The luminescent substance is with 33 denotes, while 34 symbolizes a semiconductor body, which with the Electrodes 35, 36 and 37 is provided. With 36a, 37a. 9 and 10 are the leads designated.

Die Elektrolumineszenzzelle ist in der Weise aufgebaut, da.ß zwischen den Elektroden 32 und 35, d. h. an den Klemmen 38 und 39 die Impuls- oder Wechs.elspannung angelegt werden kann. Im Fall einer Impulsspannung, bei der die Elektrode32 positiv heaufschlagt wird, werden Hilfsspannungen an die Elektroden 36, 37 und 40 angelegt, und zwar in der Weise, daß das Potential der Elektrode40 negativ gegen das der Elektroden.36 und 37 ist. An diese beiden Elektroden, werden dann Spannungen angelegt, deren. Höhe unabhängig voneinander schwanken kann, also beispielsweise derart, daß bei Verkleinern der einen Spannung die andere Spannung erhöht wird. Die Spannungen können Wechselspannungen jeglicher Form, also auch. Impulse sein. Durch Wahl verschieden hoher Spannungen können besondere Effekte, die nachstehend näher beschrieben sind, herbeigeführt werden.The electroluminescent cell is constructed in such a way that between electrodes 32 and 35, i. H. the pulse or alternating voltage at terminals 38 and 39 can be created. In the case of a pulse voltage where the electrode32 is positive is charged, auxiliary voltages are applied to electrodes 36, 37 and 40, in such a way that the potential of the electrode 40 is negative compared to that of the electrodes 36 and 37 is. Voltages are then applied to these two electrodes, their. Height can vary independently of one another, for example in such a way that at Decreasing one voltage increases the other voltage. The tensions can AC voltages of any form, including. Be impulses. Different by choice high voltages can have special effects, which are described in more detail below, be brought about.

Zu der Entstehung örtlich verschiedener Lumineszenzwirkungen ist in Fig. 4 schematisch der Potentialverlauf innerhalb der Lumineszenzzelle veranschaulicht. Auf der Oberfläche des Halbleiters kommt ein Spannungsgefälle zustande, welches aus den einzelnen zwischen den verschiedenen Elektroden wirksamen Spannungen resultiert. Das an der Elektroide 38 wirksame Potential ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit -f- 100 V gezeichnet. Das Potential der Elektrode 36 fällt 'von einem hohen Wert rechts zu einem niederen Wert nach links ab, während das Potential der Elektrode37 einen umgekehrten Verlauf nimmt. An den Schnittstellen a., b und c entsteht dann jedesmal entsprechend den von Fall zu Fall unterschiedlichen. Potentia,lverhältniss:en ein Minimum. Der Impuls geht dann hauptsächlich über die Stelle des Potentialminimums, so daß die Leuchterscheinung der Lumines.zenzzelle überwiegend an dieser Stelle auftritt. Man kann durch Änderung der Potentiale an den Elektroden 36 und 37 eine Verschiebung erreichen. An Stelle einer Anordnung mit Elektroden in einer einzigen Ebene ist es naturgemäß auch möglich, die Elektroden selbst oder weitere Elektroden in einer weiteren, insbesondere senkrecht hierzu liegenden Ebene anzuordnen, um auf diese Weise von einer Liniendarstellung zu einer Flächendarstellung von bevorzugten Leuchterscheinungen zu gelangen.The development of locally different luminescence effects is shown in 4 schematically illustrates the potential profile within the luminescence cell. A voltage gradient occurs on the surface of the semiconductor, which results from the individual voltages effective between the various electrodes. The potential effective at the electrode 38 is in the illustrated embodiment drawn with -f- 100 V. The potential of the electrode 36 drops from a high level Value on the right to a lower value to the left, while the potential of the electrode37 takes a reverse course. At the interfaces a., B and c then arises each time according to the different from case to case. Potentia, oil ratios a minimum. The momentum then mainly goes over the point of the potential minimum, so that the luminous appearance of the luminescence cell predominantly at this point occurs. You can change the potentials at the electrodes 36 and 37 a Achieve shift. Instead of an arrangement with electrodes in a single one Of course, it is also possible to use the electrodes themselves or additional electrodes to be arranged in a further plane, in particular perpendicular thereto, in order to in this way from a line representation to an area representation of preferred To get luminous phenomena.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Lumineszenzanordnung veranschaulicht. Hier sind die Halbleiterkörper nicht mehr unmittelbar mit der Lumineszenzzelle verbunden, sondern liegen außerhalb derselben. Von dem Halbleiterkörper41 wird dann die obere Elektrode, die mit 42 bezeichnet ist, gespeist. Dementsprechend--wird von dem Ha.lbleiterkörper 43 die untere Elektrode 45 gespeist. Beide Elektroden sind in parallele Bahnen aufgelöst. Die Anordnung arbeitet ähnlich wie die in Fig. 3 dargestellte Zelle, darüber hinaus bringt sie aber den Vorteil, daß die Lumineszenzerscheinung definierter an den beaufsch:lagten Punkten des E.lektrodennetzes 42, 45 brennt.5 shows a further exemplary embodiment for a luminescent arrangement illustrated. Here the semiconductor bodies are no longer in direct contact with the luminescence cell connected, but lie outside the same. From the semiconductor body 41 is then the upper electrode, which is designated by 42, is fed. Accordingly - will the lower electrode 45 is fed by the semiconductor body 43. Both electrodes are dissolved in parallel tracks. The arrangement works similarly to that in Fig. 3 cell shown, but it also has the advantage that the luminescence appearance more defined at the beaufsch: lay points of the E. electrode network 42, 45 burns.

Während bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung eine stetige Steuerung stattfindet, ist es auch möglich, an die Elektroden die Potentiale unstetig anzulegen, wobei diese Potentialschritte zweckmäßig nach Art eines Zählwerkes gewählt werden können. Wenn man an Stelle einer linienhaften Darstellung zu einer flächenhaften übergeht, so, kann man sowohl für die vertikale als auch für die horizontale Richtung je ein Sch.rittschalt- oder Zählwerk vorsehen. Diese Anordnung kann beispielsweise in der Art betrieben werden, daß die Schritte zunächst in. horizontaler Richtung durchlaufen werden und daß dann der nächste Impuls in senkrechter Richtung gegeben wird. Gemäß weiterer Erfindung kann man die Charakteristik der Lumineszenzzellen durch äußere Mittel oder durch inneren Aufbau derselben so zu gestalten, daß sie einen fallenden Verlauf nimmt. Durch eine solche negative Charakteristik können die Lumineszenzzellen selbst zum Zählen mit herangezogen werden, wie dies bei Zähleinrichtungen mit Schaltdioden möglich ist.While in the arrangement shown in Fig. 5, a continuous control takes place, it is also possible to apply the potentials discontinuously to the electrodes, these potential steps being expediently selected in the manner of a counter can. If, instead of a linear representation, you switch to a two-dimensional transitions, so, one can do both for the vertical and for the horizontal direction Provide a stepping mechanism or counter. This arrangement can, for example be operated in such a way that the steps initially in a horizontal direction are traversed and that the next pulse is then given in the vertical direction will. According to a further invention, the characteristics of the luminescent cells can be used by external means or by internal structure of the same so that they takes a downward trend. With such a negative characteristic you can the luminescent cells themselves are used for counting, as is the case with counting devices with switching diodes is possible.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Optically perceptible display device for electronic Counting circuits or the like, characterized by one or more electroluminescent cells (8), which is connected to a trigger stage formed by controllable semiconductors (transistors) (1) are connected, so that depending on a further control voltage a display is made during the counting process itself or when it is completed.

2. Establishment according to claim 1, characterized in that the semiconductor body of the luminescent cell (8) itself in whole or in part by including it in the toggle switch for the tipping process is used. Publications considered: Philips Techn. Rundschau, 1953, pp. 365 to 378; Radio Mentor, 1952, p. 103.