-
Vorrichtung zur Anzeige von Me#werten Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Anzeige von meßwerten mit einem Analog-Digital-Wandler, der das
M3Ewertsignal in ein. digitales Signal umwandelt, mittels dessen Schalter im Erregerstromkreis
von elektrisch anregbaren Leuchtzellen betätigbar sind, die zwecks quasianaloger
Meßwertanzeige in einer bandförmigen Folge angeordnet sind.
-
BekannteVorrichtungen dieser Art lassen sich insbesondere dort mit
Uorteil einsetzen, wo an einer verhältnismäßig grob geteilten Skala eine übersichtliche,
schnell erfaßbare Information erhalten werden soll, ohne da# es auf besondere Genauigkeit
oder Auflosung ankommt. Ebenfalls bekannte numerische Anzeigevorrichtungen ermöglichen
dagegen eine sehr genaue Meßwertablesung, sind Jedoch weniger anschaulich urld erfordern
bei der Ablesung mehr Zeit und höhere Konzentration.
-
Erfindungsgemäß können die Vorteile beider Typen von Anzeigevorrichtungen
mit geringem Aufwand dadurch miteinander vereint werden, da# bei einer Vorrichtung
der eingangs genannten Art an den Analog-Digital-Wandler zusätzliche Schalter angeschlossen
werden, mittels deren weitere Leuchtsegmente ansteuerbar sind, die derart gruppiert
sind, daß sie eine numerische meßwertanzeige gestatten. Die Leuchtzellenfolge dient
dabei der raschen Grobinformation. Die über den gleichen Analog-Digital-Wandler
wie die Leuchtzellenfolge angesteuerten Leuchtsegmente erlauben es, daneben den
Meßwert im Bedarfsfall genauer abzulesen.
-
FUr die Zwecke der Erfindung ist grundsätzlich jeder bekannte Analog-Digital-Wandler
einsetzbar. Zweckmä#ig ist die Verwendung eines Spannungs-Frequenz-Wandlers, der
den meßwert in eine Folge von Zählimpulsen umsetzt, deren Folgefrequenz eine Funktion
der Grole des Meßwertes ist, sosie eines an den Wandler angeschlossenen Zählers,
der die Anzahl der innerhalb einer vorbestimmten Me#zeit anfallenden Zählimpulse
bestimmt und über Decodiereinrichtungen die der Anregung der Leuchtzellen und Leuchtsegmente
dienenden Schalter ansteuert. Statt dessen kann vorteilhaft auch ein Komparator
vorgesehen sein, der des Me#wertsignal periodisch mit einer proportional zur Zeit
ansteigenden Sägezahnspannung vergleicht und in einen nachgeschalteten Zähler Zdhlimpulse
mit konstanter Folgefrequenz während jeweils der Zeitspanne gelangen läßt, innerhalb
deren des m-eBwertaignal grö#er als die Sägezahnspannung ist.
-
Uorteilhaft meist der Zähler mehrere Zähldekaden auf und ist jeder
Zähldekade eine Gruppe von Leuchtsegmenten zugeordnet, die jeweils eine Dezimalziffer
darstellen, während die der quasianalogen Meßwertanzeige dienende Leuchtzellenfolge
nur von der ader den höchstwertigen Zähldekaden aus ansteuerbar ist. So kann beispielsweise
ein Zähler mit vier Zähldekaden vorgesehen sein, der vier Leuchtsegmentgruppen ansteuert,
die eine numerische Ablesung des MeDwertes auf vier Stellen genau gestatten. An
die Hunderter-und die Tausender-Dekade des Zählers kann die Leuchtzellenfolge angeschlossen
sein, an der der meßwert in Quasianalog-Darstellung grob-im gewählten Beispiel maximal
auf zwei Stellen genau-ablesbar ist.
-
Um ein Flackern der Anzeige zu vermeiden und maximale Anzeige helligkeit
zu erzielen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dem Zähler ein meßwertzwischenspeicher
nachgeschaltet sein, der den in den Zähler eingegebenen meßwert festhält, nachdem
der Zähler geloscht ist und während in den Zähler ein neuer Meßwert eingelesen wird.
-
Die die Anregung der Leuchtzellen und Leuchtsegmente steuernden Schalter
sind vorzugsweise elektromechanische Schalter, z. B.
-
Relais, oder vollelektronische Schalter. Besonders geeignet sind steuerbare
Halbleiteranordnungen, wie Transistoren und Thyristoren.
-
Die Leuchtzellen und Leuchtsegmente können beliebige elektrisch
anregbare
Lichtquellen, z. Bo Glühlampen wie Einfaden-Gluhlampen, Gasentladungslampen, Halbleiter-Leuchtdioden,
Schauzeichen oder dergleichen sein. Wegen ihres einfachen, robusten Aufbaus und
geringen Platzbedarfs sind für Anzeigevorrichtungen der vorliegend betrachteten
Art Elektrolumineszenzzellen hervorragend geeignet.
-
Im quasianalogen Anzeigeteil der Vorrichtung kann die Darstellung
des meßwertes auf unterschiedliche Weise erfolgen.
-
Sie kann dadurch geschehen, daß jeweils eine Leuchtzelle der Folge
hellgesteuert wird, während alle anderen Leuchtzellen dunkel sind. Die dem meßwert
entsprechende Leuchtzelle kann auch dunkelgesteuert werden, während z. B. die beiden
unmittelbar benachbarten Leuchtzellen oder zu beiden Seiten mehrere Leuchtzellen
hellgesteuert werden. Eine solche Art der Anzeigeist gunstig, menn eine Vergleichsmarke
zur Verfügung steht, die bei Übereinstimmung mit dem Meßwert von den hellgesteuerten
Leuchtzellen eingegrenzt wird.
-
Besonders Übersichtlich ist die quasianaloge Anzeige des Teßwertes
in Form eines Leuchtbandes, dessen Länge sich in Abhängigkeit von der Grole des
Meßwertes ändert. Ein derartiges Leuchtband kann in einfacher Weise dadurch erhalten
werden, daß die Erragerstromkreise der Leuchtzellen Gber eine Richtleiterkette miteinander
verbunden sind. Wenn dann der Schalter fUr eine der Leuchtzellen betätigt wird,
ufird nicht nur diese Leuchtzelle angeregt, sòndern werden Úber die Richtleiterkette
selbsttätig
alle daran angeschlossenen vorhergehenden Leuchtzellen mit zum Aufleuchten gebracht.
Ist für das Einschalten sämtlicher Leuchtzellen jeweils ein eigener Schalter vorgesehen,
kann die Richtleiterkette von der ersten bis zur letzten Leuchtzelle der Folge reichen.
Es wird daher möglich, durch Betätigen immer nur eines Schalters jede beliebige
Anzahl von Leuchtzellen in Bandform aufleuchten zu lassen.
-
Bei Verwendung von Elektrolumineszenzzellen können die Leuchtzellen
und die Leuchtsegmente jeweils eine allen Leuchtzellen bzw. Leuchtsegmenten gemeinsame
Gegenelektrode aufweisen.
-
Der Aufwand an Schaltern im quasianalogen Anzeigeteil kann dadurch
erheblich gerabgesetzt werden, da# die Leuchtzellen in Gruppen zusammangefaät sind,
die je mit einer eingenen Richtleiterkette versehen sind, und daß zur Anregung der
Leuchtzellen den einzelnen Gruppen zugeordnete Gruppenschalter sowie gemeinsam einander
entsprechenden Leuchtzellen der verschiedenen Gruppen zugeordnete Einzelschalter
vorhanden sind.
-
Zur Anregung von Elektrolumineszenzzellen ist ein Wechselfeld orforderlich.
Dieses kann erhalten werden, indem die Elektroluminesznzzellen an eine Rechteckerregerspannungsquelle
angeachloeeen werden. Als zweckmäßig erwiesen sich Frequenzen zwlschen ungefährt
1 und 2 kHz.
-
Zur Spleung von Leuchtzellen in Form von Elktrolumineszenz-.
zellen
kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung aber auch eine Gleichspannungsquelle
eingesetzt werden, wenn über die eine Schaltergrüppe die eine Elektrode der Leuchtzellen
auf ein vorbestimmtes Potential legbar ist und über die andere Schaltergruppe die
andere jeder Leuchtzellengruppe gemeinsame Elektrode in periodischem Wechsel zwischen
zwei unterschiedlichen Potentialen umschaltbar ist. Dabei ist zweckmäßig das eine
Ende der den Leuchtzellengruppen zugeordneten Richtleiterketten an jeweils den Gruppenschalter
der nächstfolgenden Leuchtzellengruppe angeschlossen, der mit der dieser Leuchtzellengruppe
gemeinsamen Elektrode verbunden ist, und sind die Gruppenschalter aufeinanderfolgender
Leuchtzellengruppen periodisch gegenphasig ansteuerbar.
-
Zur Anzeige jeder Dezimalziffer kann eine Gruppe von sieben, zweckmäSigerweise
jeweils rechteckformigen Leuchtsegmenten vorgesehen sein, die in Form einer"Acht"angeordnet
sind.
-
Die Ansteuerung der Leuchtelemente kann derart erfolgen, daß im Ruhezustand
die Leuchtelemente nicht angesteuert, also dunkel sind, und im Betrieb die jeweils
bendtigten Leuchtelemente hellgesteuert werden. Wie im folgenden nach näher dergelegt
ist, kann der Aufwand jedoch verringert werden, wenn die Leuchtelemente im Ruhezustand
sämtlich hellgesteuert sind und im Batriab die jawaila nicht bendtigten Lauchtelemente
dunkelgesttuart werden.
-
Die Leuchtzellen des quasianalogen Anzeigeteils können in geradliniger
(senkrecht oder waagrecht), ringförmiger oder beliebiger anderer Folge angeordnet
sein. Der von den Leuchtsegmente gebildete numerische Anzeigeteil lä0t sich an beliebiger,
geeigneter Stelle unterbringen. Werden die Leuchtzellen nach Art einer Rundskala
in einer ringfürmigen Folge angeordnet, ergibt sich gegenüber Zeigeranzeigen der
besondere Vorteil, daß das von der Leuchtzellenfolge umschlossene Mittelfeld für
die numerischen Anzeigefelder der Leuchtsegmente zur Verfügung steht.
-
Im Bedarfsfall können zur gleichzeitigen Anzeige mehrerer Me#-werte
mehrere konzentrisch bzm. nebeneinander oder übereinander angeordnete Leuchtzellenfolgen
vorgesehen sein Weitere merkmale, Vorteile und ßnmendungsmoglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen.
-
Es zeigt : Figur 1 ein Blockschaltbild einer Anzeigevorrichtung nach
der Erfindung, Figur 2 Einzelheiten einer Schaltung gemäQ Figur 1,
Figur
3 die Anordnung einer siebenteiligen Leuchtsegmentgruppe, Figur 4 eine Abwandlung
der Anzeigevorrichtung nach Figur 2 mit unterteilter Gegenelektrode für die Leuchtzellen,
Figur 5 ein Prinzipschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des Analog-Digital-Wandlers,
Figur 6 einen Teil der Anzeigevorrichtung mit Mehrwertzwischenspeicherung, Figur
7 Steuerimpulse für die Anordnung nach Figur 6, Figur 8 die Frontansicht einer.mitRechteckskalaversehenen
Anzeigevorrichtung'nach der Erfindung und Figur 9 die Frontansicht t einer mit Rundskala
versehenen AnzeigevorrichtungnchderErfindung.
-
Bei der Anordnung nach Figur 1 wird eine dem Me#wert analoge Eingangsspannung
UEIN mittels eines Spannungs-Frequenz-Wandlers in tn eine proportionaleFrequenzumsoeuandelttDer
Bandisr gibt oibtdabeiImpulseab,deranImplafalofefrequenz proportional der Eingangsspannung
UEIN ist. An den Wandler
ist ein Zähler 2 angeschlossen, der die
Anzahl der innerhalb einer vorbestimmten Me#zeit anfallenden Ausgangsimpulse des
Wandlers 1 bestimmt und im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel vier Zähldekaden aufweist,
die mit ZE (Einerdekade), Zz (Zehnerdekade), ZH (Hunderterdekade) und ZT (Tausenderdekade)
bezeichnet sind. Die konstante Me#zeit gibt ein Taktgenerator 3 vor, der dem Wandler
1 und dem Zähler 2 entsprechende Steuerimpulse zuführt. Das Ausgangssignal des Zählers
2, der zum Beispiel ein aus Flip-Flops Aufgebautes mehrstufiges Schieberegister
ist, kann durch geeignete Auslegung des Zählers in die Form eines beliebigen Binärcodes
gebracht tuerden.
-
Der Hunderter- und Tausenderdekade ZH und ZT des Zählers 2 ist eine
Decodiereinrichtung 5 nachgeschaltet, der Signale zur Steuerung einer Schaltergruppe
11 entnommen werden, die ihrerseits die leuchtzellen der Leuchtzellenfolge 6 (quasianaloger
Anzeigeteil) betåtigàno An jede der Zähldekadon ZE bis Zt ist ferner eine Decodiereinrichtung
7, 8, 9 bzw.
-
10 angeschlossen. Die Decodiereinrichtungen 7 bis 10 liefern Steuersignale
für Schaltergruppen 12, 13, 14 bzw. 15, die ide Hell-Dunkel-Steuerung der Leuchtsegmente
der numerischen Anzeigefelder 17, 18, 19 bzwj 20 bewirken.
-
Figur 2 zeigt Einzelheiten der Hunderter-und Tauaenderdekade des Zählers
2, der Decodiereinrichtungen 5 und 9, der Schaltergruppan 11 und 14, der Louchtzellenfolge
6 sourie
der Leuchtsegmentgruppe 19. Die Hunderterdekade des Zählers
weist fünf Flip-Flops F1 bis F5, die Tausenderdekade fünf Flip-Flops F6 bisFIOauf.n
die Ausgänge A, A bis E, E der Hunderterdekade ZH und der Tausenderdekande ZT sind
UND-NICHT-Schaltungen US0 bis US9 bzw. US00 bis US90 angeschlossen.
-
Die Ausgänge je einer der UND-NICHT-Schaltungen US bis US9 und einer
der UND-NICHT-Schaltungen US00 bis US90 werden über Inverter I durch insgesamt hundert
UND-Schaltungen 32 zusammengefaßt, an deren Ausgänge die Basen von Schalttransistoren
Too bis T99 angeschlossen sind.
-
Die mittels der UND-NICHT-Schaltungen US0 bis US9 vorgenommene Entschlüsselung
der Hunderterdekade ZH ergibt sich im einzelnen aus der untenstehenden Tabelle 1.
Die Entschlüsselung der Tausenderdekade mittels der UND-NICHT-Schaltungen US00 bis
US90 arfolgt auf entsprechende Weise.
-
Tabelle 1
| Imp Ausgang Hunderter-Dekade |
| Nr-o R R-BHC C D D E E |
| Q fi 2 3 S 6 7 8 ; ! |
| t j |
| bis 0 L 0 T 2 t 1 L 0 0 0 0 0 0 D 0 |
| 99 |
| 100LOOLOLOLOLO L 0 0 0 0 fl fl 0 fl 0 0 |
| 200 L 0 L 0 0 L 0 L 0,' 0 0 L 0 0 0 0 0 0 a 0 |
| a, |
| 300 LOLQLOOLOJLO 0 0 0 ti 0 0 0 0 ; 0 |
| 400 L 0 L Q L 0 L. 0 OL 0 0 0 0 0 L O 0 0 00 |
| 500 L 0 L 0 L 0 Ld L 0 0 0 0 0 L 0 0 Q ;'0 |
| EOQOLLQC. ULOL 0 0 0 0 D 0 D 0 b 0 |
| 600 0 L L|0 L 0 t|0 |0 7vo g 0 |
| 800 OLOLOLLOLOO 0 0 0 G 0 0 0 L'O |
| 900 0 L O L O L O L L O 0 0/0 0 0. 0 0 0 0 L |
| 800 0 L Q|L ° L L|o L jo o o o o | o n
| o | o | L I o | |
| sn o L olt o L g LIO Q O, O OIO °I Ul SOI° |
| von Flip-Flop-Ausgängen A E A s H-C GDIDaE < |
Die Leuchtzellenfolge 6 weist hundert Leuchtzellen C00 bis C in, Form von EIektrolumineszenzzellen
auf. Elektrolumineszenzzellen stellen im Prinzip einen Plattenkondensator de, in
dessen durchscheinendes Dielektrikum ein Leuchtstoff eingebettet ist. Der durch
ein elektrisches Wechselfeld anregbare Leuchtstoff emittiert Licht durch eine der
lichtdurchiässigen Flächenelsktroden der Zellen. Wie veranschaulicht, sind die Leuchtzellen
mit je einer Einzelelektrode
und einer gemeinsamen Gegenelektrode
GE versehen. mit der Gegenelektrode GE ist eine Spannungsquelle 33 verbunden, die
eine zwischen Null und +UB (z. B. +300 V) wechselnde Rechteckspannung abgibt. Die
Frequenz der Rechteckspannung kann bei den heute zur Verfügung stehenden Elektrolumineszenzleuchtstoffen
zweckmäßig zwischen 1 und 2 kHz liegeno Die Einzelelektroden der Leuchtzellen Coü
bis Cg9 sind an den Kollektor je eines der Schalttransistoren T bis T99 angeschlossen
und stehen tuber eine Richtleiterkette mit gleichsinnig gepolten Dioden Do1 bis
Dg9 untereinander in Verbindung. Die Emitter der Schalttransistoren liegen an masse.
-
Der Erregerstromkreis der einzelnen Leuchtzellen Boo bis Cg9 fuhrt
von Masse über die Spannungsquelle 33, die Leuchtzelle sowie die <ollektar-Emitter-Strecke
des jeweils zugeordneten Schalttransistors nach Masse zuruck. Solange die Kollektor-Emitter-Strecken
der Schalttransistoren gesperrt sind, kann keine Umladung der die Leuchtzellen bildenden
Kondensatoren erfolgen. Die Leuchtzellen bleiben dunkel.
-
Im Betrieb tritt nach dem Vollzählen der Einer- und Zehnerdekade des
Zählers 2 an demdemJeweiligenZählerstandentsprechenden Ausgang einer der UND-Schaltungen
32 eine positive Steuerspannung (L) auf, während alle übrigen Ausgänge der UND-Schaltungen
32 auf Nullpotential (0) liegen.
-
Werden beispielsweise in die Hunderterdekade ZH des Zählers vier Zählimpuise
eingelssen, wird Steuerspannung an den Eingang des Schalttransistors T04 angelegt-.
Der Transistor wird leitend.
-
Dadurch wird die Einzelelektrode der Leuchtzelle C04 praktisch auf
Nullpotential festgehalten, wenn die Gegenelektrode GE, dem Ausgang der Rechteckspannungsquelle
33 folgend, positives Potential annimmt. Der die Leuchtzelle C04 bildende Kondensator
lädt sich auf. Wird nun das Potential der Gegenelektrode Ge wieder auf Null gebracht,
so mirdda"Potential der Einzelelektrode der Leuchtzelle C.negativ gegen Masse. Infolgedessen
wird der Transistor Tu4 au der Kollektor-Basis-Strecke durchgestauert. Der Kondensator
kann sich entladen. Die Leuchtzelle C04 leuchtet auf. tuber den Transistor T04 und
die mit Bezug auf die Erregerspannung der Spannungsquelle 33 in Durchlaßrichtung
gepolten Dioden ni*r)9"mRichtleitorkottemordenzugleich die Erregerstromkreise der
Leuchtzellen CO1, C02 und C03 ge schlossen. Beispielsweise führt dabei der Erregerstromkreis
der Louchtzelle C von maser gober die Spannungsquelle 33, dia Lauchtzolle C01, die
in Reihe liegenden leitenden Dioden D01, Do2 und und socle die obonfells leitende
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T04 nach maaee zurück. Die Leuchtzellen
C01, C02 und C03 leuchten daher ebenfalls auf, obwohl die ihnen zugeordneten Schalttransistoren
T, T02 und T03 geschlossen sind. Dagegen bleiben die Lauchtzellen
C05,
C06 usw. dunkel, weil zwischen deren Einzelelektroden und der Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistors To4 die Dioden D04, D05 usw. der Gleichrichterkette mit Bezug auf
die Erregerspannung der Spannungsquelle 33 in Sperrichtung liegen. Durch Betätigung
nur des vom Transistor'T04 gebildeten Schalters entsteht also ein Leuchtband, das
von der ersten Leuchtzelle C00 bis zu der allein angesteuerten Leuchtzelle C04 reicht.
-
Wenn dann z. B. entsprechend einem Absinken des Me#wertes Steuerspannung
an die Basis des Transistors To3 und Massepotential an die Basis des Transistors
T04 (ebenso wie an die Basen der übrigen Schalttransistoren To1 bis T99) gelegt
wird, sperrt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Tu4. Beim Zurückgehen des
Potentials der Gegenelektrode GE von +UB nach Null wird die Einzelelektrode der
Leuchtzelle C04 negative gegen den Emitter des Transistors T04.
-
Die Kollektor-Basis-Strecke des Transistors T04 wird leitend. Der
die Leuchtzelle C04 bildende Kondensator entlädt sich. Beim Wiederansteigen des
Potentials der Gegenelektrode GE wird die Einzelelektrode der Leuchtzelle C04 abenfalls
positiv. Beide pn-Übergänge des Transistors T04 sind gesperrt. Es leuchten nur noch
die Leuchtzellen C00, C01, C02 und C03 der Leuchtzellenfolge 6, deren Erragerstromkreis
über den durchgestsuerten Transistor To3 geschlossen ist.
-
Bei der Anordnung nach Figo 2 ist die Decodiereinrichtung 5 derart
ausgelegt, da0 die Leuchtzelle Coo ständig, do ho auch bei gelöschtem Zähler, angesteuert
wirdo Die infuledessen dauernd leuchtende Zelle C00 zeigt in vorteilhafter Weise
die Betriebsbereitschaft der Anzeigevorrichtung ano Es kann daher im Falle von Störungen
einfach festgestellt werden, ob nur die Eingangsimpulse ausgefallen sind oder die
Anzeige selbst defekt ist.
-
Durch eine Kombination von sieben wahlweise zum Aufleuchten gebrachten
adei dunkel gehaltenen Leuchtsegmontederin Fig. 3 gezeigten Art kann jede der Ziffern
1 bis 0 numerisch i dargestellt morden. Bezeichnet man die Leuchtsegmente entsprechend
Fig. 3 mit Ca bis Cg, sind zur Darstellung der Ziffern 1 bis 0 die Leuchtsegments
gemä# Tabelle 2 anzusteuerno
Tabelle 2
| erleuchtete Segmente verdunkelte Segmente |
| Ziffer {Cat Cb lCCI ; Cd| Ce iF I C Ca Cb| Cc i Cd| Ce Cf Cg |
| c c Cb |
| I I ! ;, |
| 1 X v X = X X Y. X i I X |
| 1 t X : X XX XX X |
| X s X i X X i X X X |
| x |
| x X x x x x x |
| .......... |
| ~~~ T... . i ~ ~.... ~~. ~~ ~.. ~. ~ [.. ~. . ~.. ~.. ~ |
| 3 X X'X ; X X X X ! |
| . ~.. ~ ~~ |
| 4 X X X X X'X, X |
| , ~~.. ~ ~ ! ~ ~ ~ |
| 6 X x X-X X X"X |
| 6 X X X X X X |
| 6 X t X j X X X X w X ~^ X |
| ~..., ~. |
| -vvv~. li. S ;--I r |
| 7X X X X XX ! X |
| 9 X. X j X X X X X |
Die Ansteuerung der Le'. chtsegmente kann grundsatzlich auf zweierlei Weise erfolgerf
: a) Die Leuchtsagmente sind im Ruhezustand nicht angesteuert (also dunkel), und
nur die benUtigten Segmente werden angesteuert. Diese Anstsuerungsart ist in ihrem
logischen Zusammenhang im linken Teil der Tabelle 2 dargestellt. b Die Leuchtsegmente
sind im Ruhezustand sämtlich angesteuert
und die nicht benotigten
Segmente worden dunkelgesteuorto Der logische Zusammenhang hierfür ist im rechten
Teil der Tabelle 2 wiedergegebeno Berücksichtigt man, daß jedes Kreuz in Tabelle
2 in der daraus realisierten Schaltung durch eine Diode (in einer UND oder ODER-Schaltung)
dargestellt werden mu0, dann folgt, da0 der zweite Weg wesentlich gunstiger ist.
-
Eine entsprechende Schaltung ist in Figur 2 für die der Hunderterdekade
Z des Zählers zugeordnete Leuchtsegmentgruppe 19 veranschaulicht.
-
Zur Decodierung sind Dioden 35 vorgesehen, die zwischen die e Ausgänge
der UND-NICHT-Schaltungen US0 bis US9 und die Basen von Schalttransistoren Ta bis
Tg geschaltet sind.
-
Die Kollektoren der Transistoren Ta bis Tg sind an die Einzelelektrode
jeeines der Leuchtsegments Ca bis Cg angeschlossen, die ebenfalls als Elektrolumineszenzzellen
aufgebaut und mit einer-gemeinsamen Gegenelektrode GEH versehen sind. Die Emitter
der Transistoren Ta bis Tg liegen an Masse.
-
Nimmt man wiederum an, da# in die Hunderterdokade ZH des Zählers 2
vier Impulse eingelesen sind, erscheint am Ausgang der UND-NICHT-Schaltung US4 eine
"0", während am Ausgang der übrigen UND-NICHT-Schaltungen US-bia US-je ein"L"
anstehto
Das hat zur Folge, da0 die Basen der Schalttransistoren Ta, Te und Tg auf Nullpotential
gelegt werden.
-
Diese Transistoren sperren. Das Potential der Einzelelektroden der
zugeordneten Leuchtsegmente Ca, Ce und C folgt daher dem Potential der Gegenelektrode
GEH. Die Leuchtsegmente Ca, Ce und Cg bleiben dunkel. Dagegen sind die Schalttransistoren
Tb, Tc, Td und Tf durchgesteuert. Die Einzelelektroden der entsprechenden Leuchtsegmente
Cb, Cc, Cd und Cf verden auf Nullpotential festgehalten, während das Potential der
r Gegenelektrode GEH gemä# der Rechteckspannung der Spannungsquelle 33 wechselte
Die Leuchtsegmente Cb, Cc, Cd und Cf merdez im Takt der Rechteckspannung umgeladen
und leuchten auf. Wie sich aus einem Vergleich mit Fig. 3 ergibt, wird eine"4"angezeigt.
-
Die den Zähldekaden ZE, ZZ und Zt zugerodneten Decodiereinrichtungen
7, 8 und 10, Schaltergruppen 12, 13 und 15 sowie leuchtsagmentgruppan 17, 18 und
20 sind zmeckmäOig in entsprechender Weise aufgebauta An der Leuchtzellenfolge 6
kann dann der Meßwert in Leuchtbandform schnell und übersichtlich grob abgelesen
werden. Eine genaue numerische Ablesung ermöglichen im Bedarfsfall die Leuchtsegmentgruppen
17 bis 20.
-
In Figur 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, bei der der Aufwand
an Schaltelementen für die Ansteuerung der Leuchtzellenfolge 6 gegenüber Figur 2
erheblich herabgesetzt
ist. Die Leuchtzellenfolge weist 99 Leuchtzellen
C01 bis c99 mit je einer Einzelelektrode EEo1 bis EEg9 aufe Die Leuchtzellen sind
in zehn Gruppen aufgeteilt, die die zehn Quasianalog-Anzeigedekaden 01 bis 10, 11
bis 20, ... 91 bis 99 bilden. Wie veranschaulicht, sind die Leuchtzellengruppen
Co1 bis C10, C11 bis C20 ... C91 bis Cgg jeweils mit einer gemeinsamen Gegenelektrode
GE00 bis GE90 versehen.
-
Jede der Gegenelektroden ist mit dem Emitter eines Transistors T bis
T verbunden. Die Kollektoren der Transistoren TU00 bis TU90 sind an eine Gleichspannungsquolle
+UB angeschlessen. Ihre Emitter stehen über je eine Diede 23 mit dem Kollektor eines
Transistors TZ00 bis TZ90 in Verbindung. Die Emitter der Transistoren T zoo bis
TZ90 liegen an Masse. Die Basis des Transistors TZ00 ist an eine Leitung 27 angeschlossen,
an der eine Rechteckspannung UT anliegt, deren Frequenz zweckmäßig ungefähr 1 bis
2 kHz beträgt. Die Basen der Transistoren TZ10 bis TZ90 liegen an den Ausgängen
van UND-Schaltungen US 0 bis US90. Zur Leuchtbanderzeugung sind die Leuchtzellengruppen
C01 bis C10, C11 bis C20 usw. je mit einer eigenen Richtleiterkette aus Dioden Do1
bis D-,D.. bis D19 usw. versehen. ~ Die Hunderter-Dekade ZH des Zählers und ihre
Decodierung entsprechen im wesentlichen der Hunderter-Dekade des Zählers nach Figur
2 und der dort verwendeten Decodierung (Tabelle 1).
-
Es entfällt jedoch die UND-Schaltung US0. Über die Ausgdnge der ZZhlerdekede
Z und die daran angeschlosaenen Tranaistoren
TEl bis TE9 sowie.
Entkepplungsdioden DE werden die Einerstellen aller Quasianalog-Anzeigedekaden parallel
angesteuert.
-
Zur Erläuterung der Art der Hell-Dunkel-Steuerung der Leuchtzellen
sei angenommen, da0 in die Zählerdekade ZH ein Zählimpuls eingelesen ist. Am Ausgang
der UND-Schaltung US1 erscheint daher ein positives Signal (L), das den Transistor
TEl durchsteuert. Dadurch wird die Elektrode EE01 der Leuchtzelle CD1 auf Nullpotential
festgehalten.
-
Die Gegenelektrode GE00 der Quasianalog-Anzeigedekade 01 bis 10 wird
dagegen im Takt der rechteckspannung UT wechselweise auf Nullpotential und auf das
Potential +Un gelegt.
-
Wenn nSmlich im Impulsintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Impulsen der rechteckspannung UT der Transistor Tzoo gesperrt wird, wird die Basis
des Transistors T über einen Widerstand 24 auf das Potentiel +UB gezogen. Die Diode
23 sperrt. Der Transistor TU00 wird durchgesteuert. Das Potential der Gegenelektrode
GE00 steigt auf +UB an. Der die Leuchtzelle C01 bildende Kondensator kann sich aufladen.
-
Die Leuchtzellen C02 bis C09 können sich dagegen nicht laden, weil
die Transistoren TE2 bis TEg gesperrt sind, so da0 das Potential der Elektroden
EE02 bis EE09 mit hochgezogen wird.
-
, 2 Wird durch den nächsten positiven Impuls der Rechteckspannung
UT
der Transistor TZ00 durchgesteuert, muß zwangsläufig tuber die Diode 23 ein Strom
fließen, und zwar zum einen über den bis dahin nach leitenden Transistor T und zum
anderen als Entladestrom tuber die Leuchtzelle C Sowie aber durch, die Diode 23
ein Strom flie0t, tritt an ihr ein Spannungsabfall in Hoche der Kniespannung der
Diode auf.
-
Dieser Spannungsabfall liegt als Sperrspannung an der Basis des Transistors
TU00. Der Transistor TU00 sperrt. Die Gegenelektrode GE00 wird auf Nullpotential
gezogen ; die Leuchtzelle C01 wird entladen. Mit dem nächsten Impulsintervall der
Rechteckspannung UT wiederholt sich das Wechselspiel. Der die Leuchtzelle C01 bildende
Kondensator wird infolgedessen periodisch umgeladen. Die Leuchtzelle-C leuchtet
auf. Die übrigen bleiben dunkel.
-
Werden in die Zählerdekade ZH dann beispielsweise zwei weitere Zählimpulse
eingelesen, sperrt der Transistor TE1 und wird an seiner Stelle der Transistor TE3
durchgesteuert, der nicht nur die Einzelelektrode EEo3, sondern über die Dioden
Do1 und Do2 zugleich auch die Einzelelektroden EE01 und EE02, auf Nullpotential
festhält. Die Folge ist, da# die Leuchtzellen Cru1, C02 und C03 gemeinsam aufleuchten.
-
Die AuagSnge der Flip-Flops F6 bis F10 der Tausender-Dekade des Zbhlerr
2 sind, abweichend von der Schaltung nach Fig. ?,' Ober UND-Schaltungen US bis USgO
derart miteinander gekoppelt, da# nicht nur an dem Ausgang für die Jeweils andestsuerts
Quasianalog-Anzeigedekade,
sondern zugleich auch an den Ausgängen für alle vorhergehenden Quasianalog-Anzeigedekaden
Ausgangssignale auftreten. Die dafür benutzte Decodierung ergibt sich im einzelnen
aus der folgenden Tabelle 3.
-
Tabelle 3
| Imp A o g in C C D D E E Ausgang Tausender-Dekade |
| Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
| bis |
| 999 OLDLOLOLOLO 0 0 0 0 0 0 Ü 0 |
| 1000 L 0 0 L 0 L 0 L 0 L L 0 0 a a 0 0 a a |
| 2000 LOLOOLOLOLL L 0 0 a 0 0 0 0 |
| 3000 L O L O L O O L O L L L L O a 0 0 0 0 |
| 4000 LOLOLOLOOLL L L L 0 0 0 D 0 |
| 5000 LOLOLOLOLOL L L L L L a 0 a |
| 6000 OLLOLOLOLOL L L L L L 0 0 a |
| 7000 O L O L L O L O L O L L |
| sooo o L o L o L L o L o L L L L L L LL 0 |
| 9000 OLOLOLOLLOL L L L L L L L L |
| A-E B*E CE D-E E A-O E C-E D-E |
| von Flip-Flop-Ausgängen = = = = ~ |
| A+E B+E C+E D+E |
Je ein Eingang der UND-Schaltungen US20, US40, US60 und US80 ist
unmittelbar, je ein Eingang der UND-Schaltungein US10, US30, US50, US70 und US90
über einen Inverter I mit der Leitung 27 verbunden. Das hat zur Folge, da0 an den
Ausgängen von ausgesteuerten UND-Schaltungen Impulszuge mit der Frequenz der Rechteckspannung
UT auftreten, wobei die Ausgangsimpulszüge jeweils benachbarter Ausgänge der UND-Schaltungen
US10 bis US90 gegenphasig mit Bezug aufeinandersnd Die Richtleiterketten DÛ1 bis
D09, D11 bis D19 usw. verbinden sämtliche Einzelelektroden jeder Leuchtzellengruppe
untereinander. Die letzte Einzelelektrode EE. EE20 usw. der ersten neun Leuchtzellengruppen
01 bis 10... 81 bis 90 ist ferner über eine der Entkopplungsdinden DE an den Kollektor
des Transistors TZ10 bzw. TZ20 usw. der jeweils nächstfolgenden Quasianalog-Anzeigedekade
11 bis 20 ... 91 bis 99 angeschlossen. Dadurch und urch die gegenphasige Ansteuerung
aufeinanderfolgender UND-Schaltungen US10 bis US90 wird erreicht, daG die Transistoren
T 10 bis TZ90 zugleich als Halte. transistor für die jeweils vorangehende Quasianalog-Anzeigedekade
wirken.
-
Menn z. B. in den Zähler 2 9200 Zählimpulse eingelesen sind, werden
alle zehn Transistoren TZ00 bis TZ90 und der Transistor TE2 angesteuert. Die Transistoren
TZ00 bis TZ90 und die ihnen zugeordneten Transistoren TU00 bis TU90 öffnen und sperren
im Takt dor Rechteckspannung UT. Der Transisteor TE2 wird ständig durchgesteuert
utid halt die Einzelelektroden EE91 und EE92 92 (sowie au#erdem die Einzelelektroden
EE01, EE02;
EE. 1 1, EE12 ... bis EE81, EE82( auf Nullpatential
fest. Die Gegenelektrode GE90 wird von den Transistoren TU90 und TZ90 in n der oben
für die Gegenelektrode GE00 beschriebenen tti.efis.eiechsamais&aFPotential+ünudNul.IpcBten.tj.algezogen.
Die Leuchtzellen C91 and C92 lauchten auf.
-
Auf Grund der gegenphasigen Ansteuerung der UND-Schaltungen us la
bis US90 arbeiten die zugehörigen transistoren TZ00, TZ20, TZ40, TZ60, TZ80 eienrseits
und die Transistoren TZ10, Tz30, TZ50, TZ70, TZ90 andererseits ebenfalls gegenphasig.
-
So werden beispielaweise in der einen Halbperiode der Rechteckspahnung
UT über die Gleichrichterketts D81 bis D89 und den durchgooteuetten Transistor TZ90
die Einzelelektroden EE81 bis EE90 auf Nullpotentiel gelegt, während gleichzeitig
der Transistor Tzao gesperrt wird und über den durchgesteuerten Transistor TU80
die Gegenelektrode GE80 auf Potential +UB gezogen wird. In der nächsten halperiode
der Rechteckspannung UT sperrt der Transistor T@90, während der Transistr TyQQ leitet
und die Gegenelektrode GE80 an Nullpotential legt. Die in Gegenphase arbeitenden
Transistoren TZ80 und TZ90 bewirken also eine stindige Umladung der die Leuchtzellen
Cs1 bis Cg0 bildenden Kondensatoren. Diese Louchtzellen leuchten ebenfalls auf.
In entsprechender toise werden auch die Leuchtzellen C01 bis C80 zum Leuchten gebrauh.
-
Die Einer-und Hunderter-Dekade des Zihlers 2, die Decodiereinrichtungen
7, 8, 9, die Schaltergruppen 12, 13, 14 und
15 und die Leuchtsegmentgruppen
17 bis 20 können bei dieser AusfUhrungsform in gleicher Weise wie im Falle der zuvor
erlZuterten Figuren aufgebaut sein. Lediglich die Decodiereinrichtung 10 ist der
geänderten Art der Decodierung der Zähldekade ZT anzupassen.
-
Figur 5 zeigt ein PrinzipschaltbildeinesgegsnüberFigur1 abgewandeltenAnalog-Digital-tüandlers,dereinanZäniimpulsganBrator-65aufweist,derZählimpulsemitkonstanterFolgefrequenz
erzeugt und an einen Fraquenzteiler 66 sowie eine dem Zähler 2 vorgeschaltete UND-Schaltung
67 anlegt. Der Frequenzteiler 66 steuert einen Sägeahngenerator 68, der seinerseite
eine proportional zur Zeit ansteigende Sägezahnspannung liefert. Die Sägerzahnspannung
liegt am einen Eingang, die dem Me#wert analoge Eingangsspannung UEIN am anderen
Eingang eines Komperators 69 an. Der Komparator 69 vergleicht die Spannung UEIN
und öffnet die UND-Schaltung 67, solange die Spannung UEIN größer ale die SXgezahnspannung
ist. Während dieser Zoitepanne gelangon infolgedessen Zählimpulse vom Generator
65 in don Zähler 2. Sobald die Sägezahnspannung don Wart der Spannung UEIN erreicht,
wird die UND-Schaltung 67 geoperrt und die weitere Eingebe von Zählimpulsen in den
Zähler unterbunden. Beim Sprung der Sägezahnspannung vom End-auf don Anfengswert
wird der Zählor 2 gelöscht, worauf erneut Zählimpulse in don Zähler singeleeen cordon
Es verstaht afch, da# dabei die Anzahl derjeweile in don Zähler 2 gelengenden Zählimpulse
proportionel zur
Öffnungszeit der UND-Schaltung 67 und damit proportional
zum Wert der Eingangsspannung UEIN ist.
-
Bei den in den Fig-uren 1, 2 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Ausgänge des Zählers 2 unmittelbar an de Decodiereinrichtungen 5 und 7
bis 10 angeschlossen. Dabei wird ein Wechsel des Anzeigewertes dadurch erzielt,
da# der alte Anzeigewert durch Rückstellen des Zählers geldscht und unmittelbar
anschließend der neue Meßwert in den Zähler eingelesen wird. Um bei dieser Arbeitsweise
eine flimmerfreie Anzeige zu erhalten, mous en das Loschen und das Wiedereinlesen
des neuen Wertes sehr rasch geschehen. Das bedeutet, da# die Folgefrequenz der Meßimpulsserien
sehr hoch liegen muß.
-
Diese Beschränkung entfällt, wenn gemä# Figur 6 zwischen den ZZhler
2 und die Decodiereinrichtungen 5 und 7 bis 10 ein Me#wertzwischenspeicher 71 gelegt
wird, der den alten Meßwert gespeichert hZlt, bis der neue Meßwert nach dem Ldschen
des Zählers 2 in den ZShler eingelesen ist, und die Anzeige dann schlagartig auf
den neuen Wert umspringen läßt.' Bai der Anordnung nach Figur 6 besteht der der
Hunderter-Dekade des Zählers 2 zugeordnete Teil des Zischenspeichers 71 aus fünf
Speicher-Flip-Flops 73 bis 74, deren Eingänge an die Ausgänge jeweils eines der
Flip-Flops F1 bis F5 angeschlossen sind und deren Ausginge mit den Dacodiarainrichtungen
5
und 9 verbunden sind. Zur Steuerung des Zählers 2 und des Zwischenspeichers 71 geeignete
Steuerimpulse, die dem Taktgenerator 3 entnommen werden, sind in Figur 7 veranschaulicht.
-
Die Anordnung arbeitet wie folgt : W§hrend der von der Impulslinge
des Zeitbasisimpulses 78 nach Figur 7a bestimmten Zeitspanne kbnnen Zählimpulse
über eine UND-Scheltung 79 in den Zähler 2 gelangen. Dabei liegt der CP-Eingang
der Speicher-Flip-Flops 73 bis 77 hoch (-Figur7h).DieSpeichar-Flip-Flopawerdendaharvon
der Einatallung der ZEhler-Flip-Flops F1 bis F5 nicht beeinflu#t. lat daa Einlesen
der Zählimpulee in don ZZhler beendet und erscheint am CP-Eingang der Speiche-.ip-F'lcps73is
der Überschiebeimpuls 80 (Fig. 7b), werden die Speicher-Flip-Flops auf dieselben
Schaltzustände eingestellt, Nie die zugeordneten ZShler-Flip-Flops F1 bis F5, d.
h. die Stellung des ZShlsrs wird in den Zwischenspeicher Ubergeschoben. Enteprechend
den nun im Zwischenspeicher stehenden Zählwert wird über die Decodiereinrichtungen
5 und 9 die Anzeige ausgesteuert. Anschließend werden die Speichter-Flip-Flops 73
bis 77 gegen Betätigung durch die Zähler-Flip-Flops wieder gesperrt, indem ihre
CP-Einänge erneut hochgeisgt werden. Jetzt kann mittels eines Löschimpulses 81 (Fig.
7c) der Zähler gelöscht und anschließend eine neue Zählimpulssarie eingelesen werden.
Während dieser Zeitspanne
erscheint am Ausgang der Decodiersinrichtungen
5 und 9 ständig der vorher übergeschobene Wert.
-
Die Falgefrequenz der Zeitbasiaimpulse 78 ergibt sich aus der jeweiligen
Anwendung. Die Löschimpulse 81 werden zweckmäßig kurz vor die Zeitbasisimpulse gesetzt,
um gegehenenfalls in der Zwischenzeit in den den Zähler eingelaufene Störimpulse
mit zu ltschen.
-
Der den übrigen Dekaden des Zählers 2 zugeordnete Teil des Zwischenspeichers
71 ist entsprechend aufgebaut und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.
-
Beispiele für das Aussehen der Skala einer erfindungsgemäß aufgebauten
Anzeigevorrichtung ergeben sich aus den Figuren 8 und 9. So sind bei einem Rechteckskaleninstrumont
gemZB Figur 8 zwei nebeneinanderliegende, vertikal angeordnete Leuchtzellnfolgen
39, 40 vorgesehen, die der Quasienalogenzeige dienen. Zwei numerische Anzeigefelder
37, 38, von denen ja eines einer der Leuchtzellenfolgen 39, 40 zugeordnet ist, befinden
sich unterhalb der Leuchtzellenfolgen.
-
Das in Figur 9 gezeigte Rundakaleninstrument weist zwei ringfbrmig
aneordnete, konzentrisch liegende Leuchtzellenfolgen 29,30 zur Quasianaloganzaige
auf, Das zeigerfreiw Mittelfeld Lot für die numerischen Anzeigefelder 37,38 ausgenutzt,
von denen das eine der Leuchtzellenfolge 29 und des andere dar Leuchtzellenfolga
30 zugeordnet ist.