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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige von Meßwerten
in Leuchtbandform mit einer Mehrzahl von in einer bandförmigen Folge angeordneten,
elektrisch anregbaren Leuchtzellen, die über wahlweise betätigbare Schalter mit
Erregerspannung beaufschlagbar sind.
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Ist bei Anzeigevorrichtungen dieser Art jede der Leuchtzellen über
einen eigenen Schalter in den Erregerstromkreis einschaltbar, kann eine Leuchtbandanzeige
erhalten werden, indem mit steigendem Meßwert zunehmend mehr Schalter geschlossen
werden. Um dann beispielsweise ein Leuchtband mit hundert Leuchtzellen aufleuchten
zu lassen, sind hundert zugeordnete Schalter zu schließen. Die gleichzeitige Betätigung
aller Schalter, die den zur Erzeugung eines Lichtbandes bestimmter Länge erforderlichen
Leuchtzellen zugeordnet ~ sind, ist jedoch umständlich, selbst wenn es sich um elektrisch
betätigbare Schalter handelt.
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Dieser Mißstand kann erfindungsgemäß dadurch in einfacher Weise ausgeräumt
werden, daß die Erregerstromkreise der einzelnen Leuchtzellen über eine aus Dioden
bestehende Richtleiterkette miteinander verbunden sind.
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Wenn dann der Schalter für eine der Leuchtzellen betätigt wird, wird
nicht nur diese Leuchtzelle angeregt, sondern werden über 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.
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Zweckmäßig sind die Leuchtzellen mit jeweils einer ihrer beiden Elektroden
leitend miteinander verbunden und ist die Richtleiterkette zwischen die anderen,
an die Schalter angeschlossenen Elektroden der Leuchtzellen gelegt.
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Werden als Schalter elektrisch betätigbare Schalter, z. B. Relais
oder vollelelitronische Schalter, verwendet, kann die Richtleiterkette auch zwischen
die Steuereingänge der betreffenden Schalter gelegt sein.
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Vorzugsweise sind die Schalter steuerbare Halbleiteranordnungen,
insbesondere Transistoren oder Thyristoren.
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Die Leuchtzellen können grundsätzlich beliebige elektrisch anregbare
Lichtquellen, z. B. Glühlampen, Gasentladungslampen od. dgl., sein. Wegen ihres
einfachen, robusten Aufbaus und geringen Platzbedarfes sind für Anzeigevorrichtungen
der vorliegend betrachteten Art Elektrolumineszenzzellen hervorragend geeignet.
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Der Aufwand an Schaltern kann dadurch erheblich herabgesetzt werden,
daß die Leuchtzellen in Gruppen zusammengefaßt sind, die je mit einer eigenen 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.
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Zur Anregung von Elektrolumineszenzzellen ist ein Wechselfeld erforderlich.
Dieses kann erhalten werden, indem die Elektrolumineszenzzellen an eine Rechteckerregerspannungsquelle
angeschlossen werden. Als zweckmäßig erwiesen sich Frequenzen zwischen ungefähr
1 und 2kHz. Zur Speisung von
Leuchtzellen in Form von Elektrolumineszenzzellen kann
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung aber auch eine Gleichspannungsquelle eingesetzt
werden, wenn die eine Elektrode aller Leuchtzellen auf einem konstanten Potential
gehalten wird, während die andere Elektrode der Leuchtzellen über die Gruppen-und
Einzelschalter wahlweise in periodischem Wechsel an zwei unterschiedliche Potentiale
legbar ist.
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Zur Erzeugung des Leuchtbandes wird dann zweckmäßig das eine Ende
der den Leuchtzellengruppen zugeordneten Richtleiterketten an je einen zusätzlichen
Halteschalter angeschlossen, über den die betreffende Leuchtzellengruppe als Ganzes
anregbar ist.
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Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann über die eine Schaltergruppe
aber auch die eine Elektrode der Leuchtzellen auf ein vorbestimmtes Potential legbar
sein und über die andere Schaltergruppe die andere Elektrode der Leuchtzellen inperiodischem
Wechsel zwischen zwei unterschiedlichen Potentialen umschaltbar sein Zusätzliche
Halteschalter lassen sich dabei vorteilhaft dadurch einsparen, daß das eine Ende
der den Leuchtzellengruppen zugeordneten Richtleiterketten an jeweils den Gruppenschalter
der nächstfolgenden Leuchtzellengruppe abgeschlossen wird, der mit der einen Elektrode
der Leuchtzellen dieser Gruppe verbunden ist, und die Gruppenschalter aufeinanderfolgender
Leuchtzellengrupp en periodisch gegenphasig angesteuert werden.
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Soll der Meßwert als Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert angezeigt
werden, sind zweckmäßig die Glieder der Richtleiterkette bzw. -ketten zu beiden
Seiten der dem Sollwert zugeordneten Leuchtzelle entgegengesetzt gepolt. Je nachdem,
ob der Meßwert ober- oder unterhalb des Sollwertes liegt, wird dann bei entsprechender
Ansteuerung der Schalter ein Leuchtband erhalten, das auf der einen oder der anderen
Seite der den Sollwert darstellenden Leuchtzelle liegt und dessen Länge vom Betrag
der Sollwertabweichung bestimmt ist.
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Bei nicht digital anfallenden Meßwerten ist eine Quantisierung des
Meßwertsignals erforderlich. Dazu kann grundsätzlich jeder der bekannten Analog-Digital-Umsetzer
eingesetzt werden. Zweckmäßig ist die Verwendung eines Spannungs-Frequenz-Wandlers,
der den Meßwert in eine Folge von Zählimpulsen umsetzt, deren Folgefrequenz eine
Funktion eines an den Wandler angeschlossenen Zählers, der die Anzahl der innerhalb
einer vorbestimmten Meßzeit anfallenden Zählimpulse bestimmt und dementsprechend
die der Anregung der Leuchtzellen dienenden Schalter ansteuert. Statt dessen kann
vorteilhaft auch ein Komparator vorgesehen sein, der das Meßwertsignal periodisch
mit einer proportional zur Zeit ansteigenden Sägezahnspannung vergleicht und in
einen nachgeschalteten Zähler Zählimpulse mit konstanter Folgefrequenz während jeweils
der Zeitspanne gekleiner als die Sägezahnspannung ist.
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Dem Zähler kann ein Vorzähler vorgeschaltet sein, der zu Beginn jeder
Meßperiode eine einstellbare Anzahl von Zählimpulsen verschluckt. Dadurch wird es
möglich, bei Anzeige des Meßwertes als Abweichung von einem Sollwert den Sollwert
in einfacher Weise beliebig einzustellen.
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Bei Verwendung eines Zählers mit n Zählschritten können zur Ansteuerung
einer (n fl)-ten Leuchtzelle Torschaltungen vorgesehen sein, die den Zähler beim
n-ten
Zählschritt sperren und den der (n + 1)-ten Leuchtzelle zugeordneten Schalter betätigen.
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Um ein Flackern der Anzeige zu vermeiden und maximale Anzeigehelligkeit
zu erzielen, kann vorteilhaft dem Zähler ein Meßwertzwischenspeicher nachgeschaltet
sein der den in den Zähler eingegebenen Meßwert festhält, nachdem der Zähler gelöscht
ist und während in den Zähler ein neuer Meßwert eingelesen wird.
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Sollen Meßwertsignale dargestellt werden, die bereits in codierter
Form vorliegen oder die durch unmittelbare Umwandlung eines Analogsignals in ein
codiertes Signal (z. B. mittels eines Stufenkompensators) erhalten werden, braucht
kein Zähler vorgesehen zu sein, sondern kann statt dessen ein einfaches Schieberegister
mit gleichem Ausgangscode eingesetzt werden, in dem das Meßwertsignal zwecks Anzeige
zwischengespeichert werden kann.
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Die Leuchtzellen können in geradliniger (senkrecht oder waagerecht),
ringförmiger oder beliebiger anderer Folge angeordnet sein. Bei Rundskalen ergibt
sich gegenüber Zeigeranzeigen der besondere Vorteil, daß das von der Leuchtzellenfolge
umschlossene Mittelfeld für weitere Anzeigen od. dgl. zur Vertügung steht. So können
im Mittelfeld Ziffernanzeigefelder oder Sollwertsteller und Sollwertanzeigefelder
untergebracht sein.
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Weitere Merlonale, Vorteile nnd Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit
den Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Leuchtbandanzeigevorrichtung, bei
der eine Richtleiterkette zwischen die Steuereingänge von Schaltern gelegt ist,
die jeweils einer Leuchtzelle zugeordnet sind, F i g. 2 eine Leuchtbandanzeigevorrichtung
ähnlich Fig. 1, bei der die Richtleiterkette zwischen die Einzelelektroden der Leuchtzellen
gelegt ist, F i g. 3 eine Abwandlung der Anordnung nach F i g. 2, bei der die Leuchtzellen
über Gruppen- und Einzelschalter ansteuerbar sind, Fig. 4 eine Abwandlung der Leuchtbandanzeigevorrichtung
nach Fig. 3, bei der zur Speisung der Leuchtzellen eine Gleichspannungsquelle vorgesehen
ist, F i g. 5 eine Abwandlung der Leuchtbandanzeigevorrichtung nach F i g. 4 mit
unterteilter Gegenelektrode, Fig. 6 schematisch eine Hilfsschaltung zur Ansteuerung
der hundertsten Leuchtzelle bei Leuchtbandanzeigevorrichtungen gemäß den Fig. 3
bis 5, Fig. 7 eine Leuchtbandanzeigevorrichtung ähnlich Fig. 4, bei der der Nullpunkt
der Anzeige in der Mitte der Skala liegt, Fig. 8 schematisch eine Hilfsschaltung
zur Sollwerteinstellung bei einer Anordnung gemäß F i g. 7, Fig. 9 und 10 Frontansichten
von Leuchtbandanzeigevorrichtungen mit Rundskala, Fig. ii ein Prinzipschaltbild
einer abgewandelten Ausführungsform eines Analog-Digital-Wandlers, Fig. 12 einen
Teil einer Leuchtbandanzeigevorrichtung mit Meßwertzwischenspeicherung und Fig.
13 Steuersignale für die Anordnung nach Fig. 12.
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Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird eine dem Meßwert analoge Eingangsspannung
UEIN mittels eines Spannungs-Frequenz-Wandlers 1 in eine proportionale Frequenz
umgewandelt. Der Wandler 1
gibt dabei Impulse ab, deren Impulsfolgefrequenz proportional
der Eingangsspannung UFIN ist. An den Wandler 1 ist ein Zähler 2 angeschlossen,
der die Anzahl der innerhalb einer vorbestimmten Meßzeit anfallenden Ausgangsimpulse
des Wandlers 1 bestimmt. Die konstante Meßzeit gibt ein Taktgenerator 3 vor, der
dem Wandler 1 und dem Zähler 2 entsprechende Steuerimpulse zuführt.
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Das Ausgangssignal des Zählers 2, der z. B. ein aus Flip-Flops aufgebautes
Schieberegister ist, kann durch geeignete Auslegung des Zählers in die Form eines
beliebigen Binärcodes gebracht werden. Dem Zähler2 ist eine Decodiereinrichtung
5 nachgeschaltet, die das Ausgangssignal in eine zur Steuerung der Leuchtzellen
geeignete Form umsetzt.
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Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind als Leuchtzellen Elektrolumineszenzzellen
Cl bis C7 usw. vorgesehen. Elektrolumineszenzzellen stellen im Prinzip einen Plattenkondensator
dar, in dessen durchscheinendes Dielektrikum ein Leuchtstoff eingebettet ist. Der
durch ein elektrisches Wechselfeld anregbare Leuchtstoff emittiert Licht durch eine
der lichtdurchlässigen Flächenelektroden der Zellen. Gemäß F i g. 1 weisen die Leuchtzellen
je eine EinzelelektrodeEEo bis EE7 usw. und eine gemeinsame Gegenelektrode GE auf.
An die Gegenelektrode GE ist eine Spannungsquelle 9 angeschlossen, die eine zwischen
0 und + UB (z. B. +300Volt) wechselnde Rechteckspannung abgibt. Die Frequenz der
Rechteckspannung kann bei den heute zur Verfügung stehenden Elektrolumineszenzleuchtstoffen
zweckämßig zwischen 1 und 2 kHz liegen.
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Die Einzelelektroden EE, bis EE7 stehen mit den Kollektoren von Schalttransistoren
T1 bis T7 usw. (im gezeigten Ausführungsbeispiel npn-Transistoren) in Verbindung,
deren Emitter an Masse liegen. Die Basen der Transistoren T1 bis T7 sind über Basiswiderstände
RB 1 bis RB 7 und Entkopplungsdioden DE1 bis DE7 an die den einzelnen Leuchtzellen
C1 bis C7 zugeordneten Ausgänge der Decodiereinrichtung 5 angeschlossen. Über Vorwiderstände
R1 bis R7 stehen die Basen der Transistoren mit einer Quelle für eine negative Vorspannung
- Uv in Verbindung.
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Eine aus Dioden bis D7 usw. bestehende Richtleiterkette verbindet
die Eingänge aller Transistoren untereinander.
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Der Erregerstromkreis der einzelnen Leuchtzellen Ct bis C7 usw. führt
von Masse über die Spannungsquelle 9, die Leuchtzelle mit Gegenelektrode GE und
Einzelelektrode EE sowie die Kollektor-Emitter-Strecke des jeweils zugeordneten
Schalttransistors nach Masse zurück. Solange die Kollektor-Emitter-Strecken der
Schalttransistoren gesperrt sind, kann keine Umladung der die Leuchtzellen bildenden
Kondensatoren erfolgen. Die Leuchtzellen bleiben dunkel.
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Im Betrieb tritt an dem dem jeweiligen Stand des Zählers 2 entsprechenden
Ausgang der Decodiereinrichtung 5 eine positive Steuerspannung + Us auf, während
alle übrigen Ausgänge der Decodiereinrichtung auf Nullpotential liegen. Liegt die
Steuerspannung, wie in Fig. 1 angedeutet, am Eingang des Transistors T4, wird der
Transistor leitend; die Leuchtzelle C4 leuchtet auf. Über die Dioden D8, D2 und
D, der Richtleiterkette RK gelangt positive Steuerspannung zugleich an die Eingänge
der Transistoren T3, T2 und Tl. Diese Transistoren öffnen ebenfalls, so daß auch
die Leuchtzellen Q, C2 und
C, aufleuchten, die zusammen mit der
Leuchtzelle Cr ein Leuchtband entsprechender Länge bilden. Die weiteren Dioden D4,
D5, D6, D7 usw. der Richtleiterkette sind mit Bezug auf die Steuerspannung + Us
in Sperrichtung gepolt. Die Transistoren T5, T6, T7 usw. bleiben daher gesperrt;
die Leuchtzellen C, CG, C7 usw. sind dunkel.
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Bei der gezeigten Anordnung ist es also möglich, mittels eines einzigen
Steuersignals an einem der Ausgänge der Decodiereinrichtung 5 eine beliebige Anzahl
von aufeinanderfolgenden Leuchtzellen in Leuchtbandform aufleuchten zu lassen. Vorbedingung
ist allerdings, daß die Steuerspannung + Us in jedem Fall größer ist als der gesamte
Spannungsabfall an den leitenden Dioden, im gezeigten Beispiel also an der dem Transistor
T4 zugeordneten Entkopplungsdiode DE 4 und den DiodenDv D2, D3 der Richtleiterkette
RK. Dies bedingt eine unterschiedliche Dimensionierung der einzelnen Schaltstufen.
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Eine Anordnung, bei der sich sämtliche Schaltstufen einheitlich auslegen
lassen, zeigt F i g. 2. Dort sind die Basen der als Schalter dienenden Transistoren
T1 bis T9 usw. unmittelbar an die Ausgänge der Decodiereinrichtung 5 angeschlossen.
Die Dioden D1 bis D8 usw. der Richtleiterkette RK verbinden die Einzelelektroden
EE1 bis EE8 usw. der Leuchtzellen C, bis C8 usw.
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Legt die Decodiereinrichtung 5, wie angedeutet, Steuerspannung +
Us an die Basis des Transistors T4, wird der Punkt b praktisch auf Nullpotential
festgehalten, wenn der Punkt a, dem Ausgang der Rechteckspannungsquelle 9 folgend,
positives Potential annimmt Der die Leuchtzelle C4 bildende Kondensator lädt sich
auf. Wird nun das Potential des Punktes a wieder auf Null gebracht, so wird das
Potential am Punkt b negativ gegen Masse. Dadurch wird der Transistor T4 auf der
Kollektor-Basis-Strecke durchgesteuert. Der Kondensator kann sich entladen. Die
Leuchtzelle C4 leuchtet auf. Über den Transistor T4 und die mit Bezug auf die Erregerspannung
der Spannungsquelle 9 in Durchlaßrichtung gepolten Dioden, D2 und D3 der Richtleiterkette
RK werden zugleich die Erregerstromkreise der Leuchtzellen C1, C2 und C3 geschlossen.
Beispielsweise führt dabei der Erregerstromkreis der Leuchtzelle C1 von Masse über
die Spannungsquelle 9, die Leuchtzelle C1, die in Reihe liegenden leitenden Dioden
D1, D2 und D3 sowie die ebenfalls leitende Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors
T4 nach Masse zurück. Die Leuchtzellen C1, Cg und C3 leuchten daher ebenfalls auf,
obwohl die ihnen zugeordneten Schalttransistoren Tt, T2 und T3 geschlossen sind.
Dagegen bleiben die Leuchtzellen C5, C6 usw. dunkel, weil zwischen deren Einzelelektroden
EE5, EE usw. und der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T4 die Dioden D4,
D5 usw. der Gleichrichterkette RK mit Bezug auf die Erregerspannung der Spannungsquelle
9 in Sperrichtung liegen. Durch Betätigung nur des vom Transistor T4 gebildeten
Schalters entsteht also ein Leuchtband, das von der ersten Leuchtzelle C1 bis zu
der allein angesteuerten Leuchtzelle C4 reicht.
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Wenn dann z. B. die Decodiereinrichtung entsprechend einem Absinken
des Meßwertes Steuerspannung + Us an die Basis des Transistors T3 und Massepotential
an die Basis des Transistors 1 ; (ebenso wie an die Basen der übrigen Transistoren)
legt, sperrt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T4. Beim
Zurückgehen des Potentials
des Punktes a von + UB nach 0 wird der Punkt b negativ gegen den Emitter des Transistors
T4. Seine Kollektor-Basis-Strecke wird leitend. Der die Leuchtzelle C4 bildende
Kondensator entlädt sich. Beim Wiederansteigen des Potentials am Punkt a wird der
Punkt b ebenfalls positiv. Beide pn-Ubergänge des Transistors T4 sind gesperrt.
Es leuchten nur noch die Leuchtzellen C1, C2 und C3, deren Erregerstromkreis über
den durchgesteuerten Transistor T3 geschlossen ist.
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F i g. 3 zeigt die Anwendung des Prinzips nach Fig. 2 bei einer 100
Leuchtzellen aufweisenden Leuchtbandanzeigevorrichtung. Schematisch sind ferner
der Aufbau des Zählers 2 und der dem Zähler nachgeschalteten Decodiereinrichtung
5 veranschaulicht.
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Der Zähler 2 ist als dekadisches Schieberegister mit zwei identischen
Zähldekaden aufgebaut. Die Einer-Dekade weist fünf Flip-Flops F1 bis F5, die Zehner-Dekade
fünf Flip-Flops F6 bis F10 auf.
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Monoflop 13, 14, die den beiden Zähldekaden vorgeschaltet sind, gestatten
ein Löschen des Zählers in jeder beliebigen Zählstellung. An die Ausgänge, bis EE
der Einer-DekadeF1 bis F5 und der Zehner-Dekade F6 bis F10 sind UND-Schaltungen
US0 bis USg bzw. US0O bis US90 angeschlossen. Die Ausgänge je einer der UND-Schaltungen
US0 bis US9 und einer der UND-Schaltungen US0O bis USgO werden über insgesamt 100
UND-Schaltungen 16 zusammengefaßt, an deren Ausgänge die Basen der Schalttransistoren
T00 bis T90 angeschlossen sind.
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Die Art der Entschlüsselung der Einer-DekadeF1 bis F5 ergibt sich
im einzelnen aus der Tabelle 1. Die Entschlüsselung der Zehner-Dekade erfolgt auf
entsprechende Weise.
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Werden z. B. in den zunächst auf Null stehenden Zähler 92 Impulse
eingegeben, erscheinen Ausgangssignale an den AusgängenB des Flip-Flops F2, C des
Flip-Flops F3, 17 des Flip-Flops F9 und E des Flip-Flops 10. Die UND-Schaltungen
US2 und USgO werden angesteuert und legen über die der Leuchtzelle C92 zugeordnete
UND-Schaltung 16 positive Steuerspannung an die Basis des zugehörigen Schalttransistors
T92. Der Transistor T02 wird leitend und schließt den Erregerstromkreis für die
Leuchtzelle C92 sowie über die Dioden D01 bis D92 der Richtleiterkette für alle
vorausgehenden Leuchtzellen C00 bis Cg,.
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Bei der Anordnung nach F i g. 3 sind der Zähler 2 und die Decodiereinrichtung
5 derart ausgelegt, daß bei gelöschtem Zähler (Zählerstand 00) die erste Leuchtzelle
C09 angesteuert wird. Die infolgedessen dauernd leuchtende Zelle C09 zeigt in vorteilhafter
Weise die Betriebsbereitschaft der Anzeigevorrichtung an. Es kann daher im Falle
von Störungen einfach festgestellt werden, ob nur die Eingangsimpulse ausgefallen
sind oder die Anzeige selbst defekt ist.
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In F i g. 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, bei der der
Aufwand an Schaltelementen gegenüber Fig. 3 erheblich herabgesetzt ist. Die Anzeigevorrichtung
weist 99 Leuchtzellen C01 bis C90 mit einer gemeinsamen Gegenelektrode GE und je
einer Einzelelektrode EE01 bis EE99 auf. Die Leuchtzellen sind in zehn Gruppen aufgeteilt,
die die zehn Anzeigedekaden Ol bis 10, 11 bis 20, ... 91 bis 99 darstellen. Die
Gegenelektrode GE liegt an Masse.
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Zwecks Anregung der Leuchtzellen können die Einzelelektroden EE über
wechselweise betätigbare Transistoren
TU00 bis Tu90 und Transistoren
TE1 bis TE9 bzw. T1110 bis TH90 abwechselnd an das positive Potential + UB bzw.
an Nullpotential gelegt werden.
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Dabei werden mittels der Transistoren TE1 bis TE9 die Einerstellen
aller zehn Anzeigedekaden parallel angesteuert. Die betreffenden Leuchtzellen können
jedoch nur in den Dekaden aufleuchten, in denen iiber die der Dekadenansteuerung
dienenden Transistoren TZ00 bis TZ90 die Transistoren TU00 bis TU90 mit angesteuert
werden.
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Zur Leuchtbanderzeugung sind die Leuchtzellengruppen C01 bis ClO,
C11 bis C20 usw. je mit einer eigenen Richtleiterkette aus Dioden D01 bis Dog, D11
bis Dtg usw. versehen. Jede der ersten neun vollgezählten AnzeigedekadenOl bis 10,
11 bis 20 usw. wird durch einen der neun Haltetransistoren TH1-bis T1190 am Leuchten
erhalten. Bei dieser Art der Leuchtbanderzeugung ist die die Transistoren TZ10 bis
Tz0o und TH10 bis TH9o steuernde Zehnerdekade des Zählers 2 so auszulegen, daß an
den den vollgezählten Dekaden entsprechenden Ausgängen jeweils ein Ausgangssignal
stehenbleibt. Die Einer-Dekade des Zählers gibt dagegen ähnlich wie bei den zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispielen an jedem der neun Ausgänge (UND-Schaltungen
U1 bis U9) nur ein einziges Ausgangssignal ab.
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Die Einer-Dekade des Zählers und ihre Decodierung entsprechen daher
im wesentlichen der Einer-Dekade des Zählers nach Fig. 3 und der dort verwendeten
Decodierung (Tab.1). Es entfällt jedoch die UND-Schaltung USO. Die UND-Schaltungen
US1 bis Usw weisen einen dritten Eingang auf, der mit einer Leitung 17 verbunden
ist. An der Leitung 17 liegt eine Rechteckspannung UT an, deren Frequenz zweckmäßig
ungefähr 1 bis 2 kHz beträgt.
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Zur Erläuterung des bei dieser Anordnung verwendeten Prinzips der
Hell-Dunkel-Steuerung der Leuchtzellen sei angenommen, daß in den Zähler 2 ein Zählimpuls
eingegeben ist, so daß an den beiden mit den Ausgängen und B der Flip-Flops F1 und
F2 verbundenen Eingängen der UND-Schaltungen USt je ein »L« ansteht. Am Ausgang
der UND-Schaltung USl tritt daher eine Folge positiver Impulse mit der Frequenz
der Rechteckspannung UT auf, die gleichphasig mit den der Basis des Transistors
Tzoo zugeführten Impulsen sind. Die UND-Schaltungen US2 usw. sperren. Weiter sei
angenommen, daß der Punkt c (Elektrode EE1 der Leuchtzelle C01 und Emitter des Transistors
TU00) auf Nullpotential liegt.
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Im Impulsintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der
Rechteckspannung UT ist der Steuertransistor TZ00 gesperrt, so daß über den Widerstand
19 im wesentlichen die volle Spannung + UB an der Basis des Transistors TU00 anliegt.
Der die Leuchtzelle C01 bildende Kondensator kann sich also über den Transistor
Tuoo mit einem Strom laden, der durch die Stromverstärkung des Transistors Tuoo
und die Größe des Widerstandes 19 bestimmt ist Mit zunehmender Aufladung wandert
das Potential am Punkt c immer mehr gegen das Potential + Uß. Damit wird - gleichlaufend
mit der der zunehmenden Aufladung des Kondensators entsprechenden Verringerung des
Ladestromes - der Basisstrom des Transistors Tuoo ständig kleiner.
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Während der Transistor TZ00 sperrt, wird auch der Transistor TEl
gesperrt gehalten. Der nächste positive Impuls der Rechteckspannung UT steuert jedoch
den Transistor TEl durch, so daß die Elektrode EE1 der
Leuchtzelle C01 (Punkt c)
praktisch auf Nullpotential gezogen wird. Der die Leuchtzelle C01 bildende Kondensator
entlädt sich. Zugleich wird der Transistor TZ00 durchgesteuert. Der Punkt d wird
auf Nullpotential gebracht. Der Transistor TU00 sperrt. In der ersten Phase des
Entladevorgangs wird die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Tu00 mit nahezu der
vollen Spannung + UB als Sperrspannung beaufschlagt. Die in der Basiszuleitung des
Transistors Tu üo liegende Diode 20 stellt jedoch sicher, daß der Basisstrom auf
den Wert des Sperrstroms der Diode beschränkt wird.
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Aus vorstehendem folgt, daß in der angenommenen Zählerstellung der
die Leuchtzelle C01 bildende Kondensator mit der Frequenz der Rechteckspannung UT
umgeladen wird. Die Leuchtzelle C01 leuchtet daher auf. Die weiteren Leuchtzellen
C02 bis C09 der Anzeigedekade 01 bis 10 bleiben dagegen dunkel, weil die zugehörigen
Eineransteuer-Transistoren TE2 bis TEO ständig gesperrt sind und infolgedessen die
Elektroden ##02 bis EE09 der Leuchtzellen C02 bis C03 dauernd auf dem Potential+UB
liegen. Ein Ansprechen der Leuchtzellen Cll, C21 usw. der übrigen Anzeigedekaden
11 bis 20 usw. wird dadurch verhindert, daß die diesen Dekaden zugeordneten Zehneransteuer-Transistoren
TZ10 bis TZ90 ständig gesperrt bleiben.
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Die Ausgänge der Flip-Flops F6 bis F10 der Zehnerdekade des Zählers
2 sind, abweichend von der Schaltung nach Fig. 3, iiber ODER-NICHT-Schaltungen ON,
UND-NICHT- Schaltungen UN, UND-Schaltungen US und Inverter 1 derart miteinander
gekoppelt, daß nicht nur an den Ausgängen des Torschaltungspaares UN, US der jeweils
angesteuerten Anzeigedekade, sondern zugleich auch an den Ausgängen der betreffenden
Torschaltungspaare aller vorhergehenden Anzeigedekaden untereinander gleichphasige
Rechteckimpulszüge von der Frequenz der Rechteckspannung UT auftreten. Die dafür
benutzte Decodierung ergibt sich im einzelnen aus der Tabelle 2.
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Die Ausgänge der UND-NICHT-Schaltungen UN10 bis UN90 sind an die
Basen der Haltetransistoren THlo bis TH90 angeschlossen, während die Ausgänge der
UND-Schaltungen USjO bis US90 mit den Basen der Transistoren TZ10 bis Tz9o verbunden
sind, die funktionsmäßig dem Transistor Tzoo der Anzeigedekade 01 bis 10 entsprechen.
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Die Haltetransistoren TH10 bis TH90 entsprechen funktionsmä#ig den
Transistoren T#1 bis %E9; anders als diese werden die Haltetransistoren jedoch für
jede Anzeigedekade gesondert angesteuert. Ist beispielsweise der Haltetransistor
TH10 angesteuert, werden sämtliche Leuchtzellen C01 bis C1e der Anzeigedekade 01
bis 10 über die Richtleiterkette D01 bis D00 und die Transistoren TU00 und TH1O
periodisch geladen und entladen.
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Angenommen, in den Zähler 2 seien 92 Impulse eingelesen, dann werden
die zehn Transistoren TZ00 bis TZ90, die zehn Transistoren Tuoo bis Tuoo, die neun
Haltetransistoren THlO bis TH90 und der Transistor TE2 im Wechselspiel geöffnet
und gesperrt. Die Transistoren Tzoo bis Tzso, Tuoo bis TU80 und Thilo bis TH90 halten
über die Richtleiterketten D01 bis D09; D11 bis D19...D81 bis D89 die Leuchtzellen
C01 bis C90 am Leuchten, während die Leuchtzellen C91 und C92 über die Transistoren
TZ90, 2TU90 und TE2 sowie die Diode D91 der der Anzeigedekade 91 bis
99
zugeordneten Richtleiterkette zum Leuchten angeregt werden.
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Durch Unterteilung der Gegenelektrode der Leuchtzellen, derart, daß
jede Leuchtzellengruppe eine eigene Gegenelektrode erhält, kann der zur Erzeugung
des Leuchtbandes erforderliche Aufwand weiter herabgesetzt werden. Eine entsprechende
Schaltung zeigt Fig. 5. Wie veranschaulicht, sind die Leuchtzellengruppen C01 bis
ClO, C11 bis C20...C91 bis C99 der einzelnen Anzeigedekaden jeweils mit einer gemeinsamen
Gegenelektrode GE00 bis Ggo versehen. Jede der Gegenelektroden ist mit dem Emitter
eines Transistors Tuoo bis TU90 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren TU90
bis Tuoo sind an eine Gleichspannungsquelle + UB angeschlossen. Ihre Emitter stehen
über je eine Diode 23 mit dem Kollektor eines Zehneransteuer-Transistors Tzo9 bis
TZ90 in Verbindung.
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Die Emitter der Transistoren TZ90 bis Tz90 liegen an Masse. Die Basis
des Transistors Tzoo ist an die Leitung 17 angeschlossen. Die Basen der Transistoren
Tzio bis TZ90 liegen an den Ausgängen von UND-Schaltungen US10 bis US90.
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Die Einerdekade des Zählers 2 entspricht derjenigen nach Fig. 4.
Über ihre Ausgänge und die daran angeschlossenen Transistoren TE 1 bis TE9 werden
die Einerstellen aller Anzeigedekaden parallel angesteuert.
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Zur Erläuterung der Art der Hell-Dunkel-Steuerung der Leuchtzellen
sei wieder angenommen, daß in den Zähler ein Zählimpuls eingelesen ist. Am Ausgang
der UND-Schaltung US1 erscheint daher ein positives Signal (L), das den Transistor
TE1 durchsteuert. Dadurch wird die Elektrode EE01 der Leuchtzelle C01 auf Nullpotential
festgehalten.
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Die Gegenelektrode GE09 der Anzeigedekage 01 Bis 10 wird dagegen
im Takt der Rechteckspannung U1 wechselweise auf Nullpotential und auf das Potential
+ UB gelegt. Wenn nämlich im Impulsintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Impulsen der Rechteckspannung UT der Transistor Tzoo gesperrt wird, wird die Basis
des Transistors Tu.oo über den Widerstand 24 auf das Potential + UB gezogen. Die
Diode 23 sperrt. Der Transistor TU00 wird durchgesteuert. Das Potential der Gegenelektrode
GE08 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 TE9 gesperrt sind, so daß das Potential der Elektroden EE02 bis EE09 mit
hochgezogen wird.
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Wird durch den nächsten positiven Impuls der Rechteckspannung UT
der Transistor TZ00 durchgesteuert, mu# zwangläufig über die Diode 23 ein Strom
fließen, und zwar zum einen über den bis dahin noch leitenden Transistor TU00 und
zum anderen als Entladestrom über die Leuchtzelle C01. Sowie aber durch die Diode
23 ein Strom fließt, tritt an ihr ein Spannungsabfall in Höhe der Kniespannung der
Diode auf. Dieser Spannungsabfall liegt als Sperrspannung an der Basis des Transistors
Tuoo. Der Transistor Tuoo 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 C01 leuchtet
auf. Die übrigen Leuchtzellen bleiben dunkel.
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Werden in den Zähler dann beispielsweise zwei weitere Zählimpulse
eingelesen, sperrt der Transistor TEl und wird an seiner Stelle der Transistor TE
:3 durchgesteuert, der nicht nur die Einzelelektrode EE03, sondern über die Dioden
D01 und D02 der AnzeigedekadeOl bis 10 zugleich auch die Einzelelektroden EE01 und
EE02 auf Nullpotential festhält.
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Die Folge ist, daß die Leuchtzellen C01, C02 und C03 gemeinsam aufleuchten.
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Die Zehnerdekade des Schieberegisters stimmt mit derjenigen nach
Fig. 4 insofern überein, als auch hier die Ausgänge der Flip-Flops F6 bis F10 derart
miteinander verknüpft sind, daß nicht nur an dem Ausgang der UND-Schaltung US für
die jeweils angesteuerte Anzeigedekade, sondern zugleich auch an den Ausgängen der
UND-Schaltungen US, die sämtlichen vorhergehenden Anzeigedekaden zugeordnet sind,
Rechteckimpulszüge von der Frequenz der Rechteckspannung UT auftreten. Eine Besonderheit
der Schaltung nach Fig. 5 besteht jedoch darin, daß jede zweite UND-Schaltung USlO,
US30, US50, US70 und US90 nicht unmittelbar, sondern über einen Inverteil mit Rechteckspannung
beaufschlagt wir Das hat zur Folge, daß die Ausgangsimpulszüge jeweils benachbarter
Ausgänge der UND-Schaltungen USlO bis USgO gegenphasig mit Bezug aufeinander sind.
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Die Richtleiterketten D01 bis Dog, D11 bis D19 usw. verbinden, wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4, sämtliche Einzelelektroden jeder Anzeigedekade
untereinander. Die letzte Einzelelektrode EE19, EE20 usw. der ersten neun AnzeigedekadenOl
bis 10... 81 bis 90 ist ferner über eine der Entkopplungs-Dioden DE an den Kollektor
des Zehneransteuer-Transistors TZ10 bzw. TZ20 usw. der jeweils nächstfolgenden Anzeigedekade
11 bis 20... 91 bis 99 angeschlossen. Dadurch und durch die gegenphasige Ansteuerung
aufeinanderfolgender UND-Schaltungen USlO bis USgO wird erreicht, daß die Zehneranstener-Transistoren
TZ10 bis Tzgo nicht nur in den ihnen zugeordneten Anzeigedekaden 11 bis 20... 91
bis 99 die zuvor für den Transistor Tzoo beschriebene Funktion übernehmen, sondern
zugleich als Haltetransistor für die jeweils vorangehende Anzeigedekade wirken.
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Wenn z. B. in den Zähler 2 zweiundneunzig Zählimpulse eingelesen
sind, werden alle zehn Zehneransteuer-TransistorenTzOO bis TZ90 und der Eineransteuer-Transistor
TE2 angesteuert. Die Transistoren TZ00 bis TZ90 und die ihnen zugeordneten Transistoren
Tuoo bis TU>o öffnen und sperren im Takt der Rechteckspannung UT. Der Transistor
TE2 wird ständig durchgesteuert und hält die Einzelelektroden EE91 und EE92 (sowie
au#erdem die Einzelelektrode EE01, EE02, EE11, EE12...bis EE81, EE82) auf Nullpotential
fest. Die Gegenelektrode GE90 wird von den Transistoren Tuoo und TZ90 in der oben
für die Gegenelektrode GF, oo beschriebenen Weise wechselweise auf Potential + UB
und Nullpotential gezogen.
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Die Leuchtzellen C91 und C92 leuchten auf.
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Auf Grund der gegenphasigen Ansteuerung der UND-Schaltungen US10
bis USgO arbeiten die zugehörigen Transistoren TZ00, TZ20, Tz4o, TZ60, TZ80 einerseits
und die Transistoren TZ10, TZ30, Tzso, Tz7o, TZ90 andererseits ebenfalls gegenphasig.
So werden beispielsweise in der einen Halbperiode der Rechteckspannung UT über die
Gleichrichterkette D81 bis D89 und den durchgesteuerten Transistor TZ90 die
Einzelelektroden
EE91 bis EE90 auf Nullpotential gelegt, während gleichzeitig der Transistor TZ80
gesperrt wird und über den durchgesteuerten Transistor TU80 die Gegenelektrode GE80
auf Potential + Uß gezogen wird. In der nächsten Halbperiode der Rechteckspannung
UT sperrt der Transistor TZ90, während der Transistor Tzso leitet und die Gegenelektrode
GE30 an Nullpotential legt. Die in Gegenphase arbeitenden Transistoren TZ80 und
TZ90 bewirken also eine ständige Umladung der die Leuchtzellen C81 bis C00 bildenden
Kondensatoren. Diese Leuchtzellen leuchten ebenfalls auf. In entsprechender Weise
werden auch die Leuchtzellen C01 bis C80 zum Leuchten gebracht.
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Aus vorstehendem folgt, daß bei der Schaltung nach Fig. 5 die bei
der Anordnung nach Fig.4 erforderlichen Haltetransistoren T1110 bis TH90 eingespart
werden. Ihre Funktion wird von den Zehneransteuer-Transistoren Tz1o bis TZ90 mit
übernommen.
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Mit zwei Zähldekaden kann grundsätzlich nur bis 99 gezählt werden.
Der hundertste Schaltzustand ist wieder mit dem Schaltzustand Null identisch. Bei
den in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde
daher entweder bereits in der Ruhelage des Zählers 2 die erste Leuchtzelle - entsprechend
dem Zählwert Null - angesteuert (Fig. 3), oder es wurden nur 99 Leuchtzellen vorgesehen
(Fig. 4 und 5). In der Praxis ist es jedoch verhältnismäßig häufig erwünscht, auf
100 zählen zu können. so z. B., wenn der Meßwert in Prozenten eines vorgegebenen
Höchstwertes angezeigt werden soll. Um in solchen Fällen den Wert 100 Prozent tatsächlich
anzeigen zu können, ohne eigens dafür eine dritte Zähldekade vorsehen zu müssen,
wird zweckmäßig eine Hilfsschaltung gemäß Fig. 6 eingesetzt.
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Wie dort veranschaulicht, liegt vor dem Eingang des Zählers 2 eine
UND-Schaltung 26. Sowohl von der Einerdekade F1 bis F5 als auch von der ZehnerdekadeF6
bis F 10 des Zählers wird jeweils der Schaltzustand»9« über eine vier Eingänge aufweisende
UND-NICHT-Schaltung 27 decodiert. Am Ausgang der Schaltung 27 erscheint daher der
Schaltzustand »0«, sobald der 99. Zählimpuls in den Zähler 2 eingelaufen ist. Die
UND-Schaltung 26 am Eingang des Zählers wird gesperrt. Weitere Zählimpulse können
nicht in den Zähler gelangen. Der Zähler bleibt in der Stellung »99« stehen. Das
ist wesentlich, weil die bisher angesteuerten Leuchtzellen C01 bis C99 gehalten
werden müssen. Über einen Inverter 28 wird eine weitere UND-Schaltung 29 aufgesteuert.
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Trifft nun der 100. Impuls ein, gelangt dieser über die UND-Schaltung
29 auf ein Flip-Flop 30 und wirft dieses um. Mit dem Flip-Flop 30 ist ein weiteres,
als Speicher arbeitendes Flip-Flop 31 gekoppelt, das beim folgenden Schiebeimpuls
umgeworfen wird und einen der Leuchtzelle ClOO eigens zugeordneten Transistor T100
ansteuert, der funktionsmäßig den Transistoren TEl bis TFO entspricht.
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Bei einer Hell-Dunkel-Steuerung gemäß Fig. r wird das Ausgangssignal
des Flip-Flops 31 über eine UND-Schaltung 32 noch mit der Rechteckspannung UT verknüpft.
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In bestimmten Anwendungsfällen ist es günstig, den Nullpunkt der
Anzeige in die Skalenmitte zu legen, so insbesondere, wenn der Meßwert als Differenz
zu einem vorgegebenen Sollwert angezeigt werden soll. Dies kann bei zweckentsprechender
Deco-
dierung des Zählerstandes dadurch geschehen, daß die Glieder der Richtleiterkette
bzw. Richtleiterketten zu beiden Seiten der dem Sollwert entsprechenden Leuchtzelle
entgegengesetzt gepolt werden. Eine derart ausgelegte Anordnung, die im übrigen
weitgehend der Schaltung nach F i g. 4 entspricht, ist in F i g. 7 veranschaulicht.
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Die allen 99 Leuchtzellen gemeinsame Gegenelektrode GE liegt an einer
konstanten Spannung + UB/2. Die Eineransteuerung erfolgt für alle Anzeigedekaden
parallel über die Transistoren TEl bis TEO, mit Hilfe derer die Einzelelektroden
EE01 bis EE00, EE11 bis EE19 usw. im Takt der Rechteckspannung UT auf Nullpotential
gezogen werden können. Zur Zehneransteuerung dienen Transistoren Tzoo bis Tzgo,
die gleichphasig mit den Transistoren TE bis TEO durchsteuerbar sind und Umladetransistoren
TUoo bis Tu9o -betätigen, die die Einzelelektroden der zugehörigen Anzeigedekade
in Gegenphase zu den Transistoren TEl bis TEO auf Potential + UB ziehen Mittels
der Haltetransistoren TH10 bis T1140 und TH60 bis TH90, die gleichphasig mit den
Transistoren Tzoo bis TZ30 und Tzoo bis Tzgo angesteuert werden, können die Einzelelektroden
EEXO bis EE40 und EE60 bis EEgo sowie - über die den Anzeigedekaden zugeordneten
Richtleiterketten D01 bis D09... D41 bis D45) bzw. die umgekehrt gepolten Richtleiterketten
D51 bis D59 usw. - die übrigen Einzelelektroden der vollgezählten Anzeigedekaden
10 bis 19, 20 bis 29, 30 bis 39, 40 bis 49, 51 bis 60, 61 bis 70, 71 bis 80 und
81 bis 90 auf Nullpotential gelegt werden. Die der Sollstellung entsprechende Leuchtzelle
C50 wird über getrennte Transistoren TZS und Tus dauernd angesteuert.
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Der Zähler 2 zählt wiederum bis 99. Die Auslegung der Einerdekade
ist die gleiche wie diejenige nach Fig. 4. Die Zehnerdekade des Zählers ist, davon
abweichend, so aufgebaut, daß in der Nullstellung an den ersten fünf Ausgängen SignaleL
auftreten.
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Mit dem Einlesen des 10. Zählimpulses verschwindet das Ausgangssignal
am ersten Ausgang, mit dem Einlesen des 20. Zählimpulses am zweiten Ausgang usw.
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Mit dem Einlesen des 50. Zählimpulses erscheint ein Ausgangssignal
am 6. Zählerausgang, mit dem Einlesen des 60. Zählimpulses am 6. und 7. Zählerausgang
usw., bis mit dem Eintreffen des 90. Zählimpulses Ausgangssignale an den fiinf letzten
Ausgängen der Zehnerdekade des Zählers anstehen.
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Die bei der Zehnerdekade des Zählers 2 nach F i g. 7 verwendete Decodierung
ergibt sich im einzelnen aus der Tabelle 3.
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Diese Decodierung erlaubt es, den Sollwert +49 Skalenteile in Leuchtbandform
darzustellen. Bei der Nullstellung des Zählers erscheint auf der Anzeige ein Leuchtband,
das von C01 bis C reicht. Mit steigender Anzahl der Zählimpulse am Zählereingang
wird das Leuchtband kürzer, bis beim 50. Zählimpuls (Sollwert) nur noch die Leuchtzelle
C50 leuchtet. Bei Zählimpulsmengen über 50 wächst dann das Leuchtband von der Skalenmitte
ausgehend nach der anderen Seite.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn bei Anordnungen der zuletzt geschilderten
Art der Sollwert beliebig einstellbar gemacht wird. Dies kann dadurch geschehen,
daß eine Anzahl von Zählimpulsen unterdrückt wird, die gleich der dem Sollwert entsprechenden
Zählimpulsanzahl minus 50 Impulsen ist. Soll
z. B. der Sollwert
280 Zählimpulsen entsprechen, werden die ersten 230 Zählimpulse unterdrückt. Erst
der 231. Zählimpuls läuft in den die Anzeigevorrichtung steuernden Zähler 2 ein.
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Eine dafür geeignete Schaltungsanordnung ist in F i g. 8 schematisch
dargestellt. Wie gezeigt, ist dem Zähler 2 ein Vorzähler 33 mit Zähldekaden 34,
35, 36 usw. vorgeschaltet. In diesen Vorzähler gelangt über eine UND-NICHT-Schaltung
37 eine voreingestellte Anzahl von Impulsen der einlaufenden Impulsserie. Mittels
Vonvählschaltern 38, 39, 48 kann jede beliebige Ziffer des Vorzählers decodiert
werden; im angenommenen Beispiel ist dies die Ziffer 230. Ist der Vorzähler 33 bis
zu diesem eingestellten Wert vollgezählt, dann erscheint am Ausgang einer an die
Vorwählschalter angeschlossenen UND-NICHT-Schaltung 41 ein Ausgangssignal (L). Damit
wird die UND-NICXT-Schaltung 37 gesperrt und über einen Inverter 42 eine UND-NICHT-Schaltung
43 vor dem Eingang des Zählers 2 aufgesteuert.
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Die weiteren Zählimpulse gelangen nun in den Zähler 2 und werden in
der zuvor beschriebenen Weise weiterverarbeitet.
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Werden die Leuchtzellen C bei einem Rundskaleninstrument in ringförmiger
Folge angeordnet, lassen sich, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, im Mittelfeld
Ziffernanzeigefelder 47, 48 unterbringen. Mehrere Anzeigen 45, 46 können zueinander
konzentrisch gruppiert werden, ohne daß der bei Zeigerinstrumenten unvermeidbare
Mißstand auftritt, daß Zeiger in bestimmten Stellungen Skalenteile oder Ziffernanzeigefelder
verdecken. Auch die bei bekannten Zeiger-Mehrfach anzeigen vorhandene Schwierigkeit,
einen von mehreren Zeigern jeweils der richtigen Skala zuzuordnen, entfällt. Die
Analoganzeigen 45 bzw. 46 und die numerischen Anzeigen 47 bzw. 48 können paarweise
der Anzeige desselben Meßwertes dienen. Die Analoganzeigen vermitteln dann an einer
relativ grob geteilten Skala eine übersichtliche, schnell faßbare Information, während
die numerischen Anzeigen im Bedarfsfall eine genaue Ablesung des Meßwertes erlauben.
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Bei Leuchtbandanzeigevorrichtungen, die entsprechend den F i g. 7
und 8 aufgebaut sind, können gemäß Fig. 10 in dem von der LeuchtzellenfolgeSO umschlossenen
Mittelfeld Sollwertsteller 51 und numerische Sollwertanzeigefelder 52 untergebracht
sein.
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F i g. 11 zeigt ein Prnnzipschaitbild eines gegenüber Fig. 1 abgewandelten
Analog-Digital-Wandlers, der einen Zählimpulsgenerator 65 aufweist, der Zählimpulse
mit konstanter Folgefrequenz erzeugt und an einen Frequenzteiler 66 sowie eine dem
Zähler 2 vorgeschaltete UND-Schaltung 67 anlegt. Der Frequenzteiler 66 steuert einen
Sägezahngenerator 68, der seinerseits eine proportional zur Zeit ansteigende Sägezahnspannung
liefert. Die Sägezahnspannung liegt am einen Eingang, die dem Meßwert analoge Eingangsspannung
UEIN am anderen Eingang eines Komparators 69 an. Der Komparator 69 vergleicht die
Spannung UEIN mit der Sägezahnspannung und öffnet die UND-Schaltung 67, solange
die Spannung UEIN kleiner als die Sägezahnspannung ist. Während dieser Zeitspanne
gelangen infolgedessen Zählimpulse vom Generator 65 in den Zähler 2. Sobald die
Sägezahnspannung den Wert der Spannung UEIN erreicht, wird die UND-Schaltung67 gesperrt
und die weitere Eingabe von Zählimpulsen in den Zähler
unterbunden. Beim Sprung der
Sägezahnspannung vom Ende auf den Anfangswert wird der Zähler 2 gelöscht, worauf
erneut Zählimpulse in den Zähler eingelesen werden. Es versteht sich, daß dabei
die Anzahl der jeweils in den Zähler 2 gelangenden Zählimpulse proportional zur
Öffnungszeit der UND-Schaltung 67 und damit proportional zum Wert der Eingangsspannung
UEIN ist.
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Bei den in den Fig. 3, 4, 5 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Ausgänge des von den Flip-Flops F 1 bis F 10 gebildeten Zählers 2 unmittelbar
an die Decodiereinrichtung 5 angeschlossen.
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Dabei wird ein Wechsel des Anzeigewertes dadurch erzielt, daß der
alte Anzeigewert durch Rückstellen des Zählers gelöscht und unmittelbar anschließend
der neue Meßwert in den Zähler eingelesen wird.
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Um bei dieser Arbeitsweise eine flimmerfreie Anzeige zu erhalten,
müssen das Löschen und das Wiedereinlesen des neuen Wertes sehr rasch geschehen.
Das bedeutet, daß die Folgefrequenz der Meßimpulsserien sehr hoch liegen muß.
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Diese Beschränkung entfällt, wenn gemäß Fig. 12 zwischen den Zähler
2 und die Decodiereinrichtung 5 ein Meßwertzwischenspeicher 71 gelegt wird, der
den alten Meßwert gespeichert hält, bis der neue Meßwert nach dem Löschen des Zählers
2 in den Zähler eingelesen ist, und die Anzeige dann schlagartig auf den neuen Wert
umspringen läßt.
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Bei der Anordnung nach Fig. 12 besteht der der Einer-Dekade des Zählers
2 zugeordnete Teil des Zwischenspeichers 71 aus fünf Speicher-Flip-Flops 73 bis
74, deren Eingänge an die Ausgänge jeweils eines der Flip-Flops F 1 bis F5 angeschlossen
sind und deren Ausgänge mit der Decodiereinrichtung 5 verbunden sind. Zur Steuerung
des Zählers 2 und des Zwischenspeichers 71 geeignete Steuerimpulse, die dem Taktgenerator3
entnommen werden, sind in F i g. 13 veranschaulicht.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt: Während der von der Impulslänge
des Zeitbasisimpulses 78 nach F i g. 13 a bestimmten Zeitspanne können Zählimpulses
über eine UND-Schaltung 79 in den Zähler 2 gelangen. Dabei liegt der CP-Eingang
der Speicher-Flip-Flops 73 bis 77 hoch (Fig. 13b). Die Speicher-Flip-Flops werden
daher von der Einstellung der Zähler-Flip-FlopsF1 bis F5 nicht beeinflußt. Ist das
Einlesen der Zählimpulse in den Zähler beendet und erscheint am CP-Eingang der Speicher-Flip-Flops
73 bis 77 der Uberschiebeimpuls 80 (Fig. 13b), werden die Speicher-Flip-Flops auf
dieselben Schaltzustände eingestellt wie die zugeordneten Zähler-Flip-Flops F1 bis
F5, d. h., die Stellung des Zählers wird in den Zwischenspeicher übergeschoben.
Entsprechend dem nun im Zwischenspeicher stehenden Zählwert wird über die Decodiereinrichtung
5 die Anzeige aus gesteuert. Anschließend werden die Speicher-Flip-Flops 73 bis
77 gegen Betätigung durch die Zähler-Flip-Flops wieder gesperrt, indem ihre CP-Eingänge
erneut hochgelegt werden.
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Jetzt kann mittels eines Löschimpulses 81 (F i g. 13 c) der Zähler
gelöscht und anschließend eine neue Zählimpulsserie eingelesen werden. Während dieser
Zeitspanne erscheint am Ausgang der Decodiereinrichtung 5 ständig der vorher übergeschobene
Wert.
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Die Folgefrequenz der Zeitbasisimpulse 78 ergibt sich aus der jeweiligen
Anwendung. Die Löschimpulse 81 werden zweckmäßig kurz vor die Zeitbasisimpulse gesetzt,
um gegebenenfalls in der Zwischenzeit
in den Zähler eingelaufene
Störimpulse mit zu löschen.
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-Der der Zehnerdekade-e6 bis F10 des Zählers 2 zugeordnete Teil des
Zwischenspeichers 71 ist entsprechend aufgebaut und bedarf daher keiner näheren
Erläuterung.