DE1817402A1 - Schaltanordnung und Verfahren zum Betrieb von Vielfachgasentladungs-Anzeige- und/oder Speicherfeldern - Google Patents

Description

Schaltanprdnung utid Verfahren zum Betrieb von Yielfaehgaeentladungs-Anzeige- und/oder Speicherfeldern

Die Erfindung bezieht siQh auf einen Grenzkreia (interface circuit) und ein Verfahren zur Versorgung von Vielfachgasentladungs-Anzeiige- und/oder Speicherfeldern mit Betriebs-Potentialen und insbeaondere auf einen Kreis und ein Verfahren für die Zusohaltung eines einseitig gerichteten Hochspannungsimpulses zu einer Brennspannungsquelle in ausgewählten Zeitabständen, um den Betrieb ausgewählter einzelner Bntladungszellen in einest vielzelligen Gasentladungs-Anzeige- und/oder Speioherfeldizti regeln*

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eine» vereinfachten billigen Qrenzkreises zwischen einem NiederBpannungaadressierlogik|i#ie und einer Hoohspannungegaseiitlediaigeanzeig·- und/oder Speiöitrirörrichtungi inebeeondere soll ein Verfahren zur Verklein·*^ der für ein lin- und Auesohalten einaeintr BntladungsaeliUirlÄ einei^ solplieÄ B&tla^ngeiellenfeia afltig* Zeit angegeben fiipditt; Weiterhin soll eine teoheelwirküng zwieohen den Sin» und Auaeohaltaignalen und dtn Brtnneignalen

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für das Entladungsfeld vermieden werden und' ein Verfahren zur Ausnutzung der Steigungsmaöcharakteriatik der einzelnen Entladungazellen eines Matrixanzeigefeldes, bei dem elektrische ladungen angesammelt werden, angegeben werden.

Die Erfindung wird in Zusammenhang mit einem Gasentladungsanzeigefeld beschrieben, wie es in der schwebenden Patentanmeldung P 18 09 896.9 mit dem litel "Gasentladungs-Anzeige- und Speichervorrichtung und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung" offenbart wird.

Vielfachgasentladungs-Anaeige- und/oder Speicherfelder der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, werden durch ein gasförmiges Medium in einer dünnen Gaskammer oder -volumen zwischen zwei gegenüberliegenden dielektrischen Iiadungssammlungselementen . gekennzeichnet, die mit Leiterelementen hinterlegt sind} das gasförmige Medium besteht gewöhnlich aus einem Gemisch zweier unter einem relativ hohen Druck stehender Gase und die hinter jedem dielektrischen Element hinterlegten Leiterelemente sind

•quer zueinander ausgerichtet! um eine Vielzahl von diskreten Gasentladungsvolumina zu begrenzen und eine Entladungseinheit aufzubauen. In einigen Fällen können die Entladungezellen durch einen körperlichen Einbau wie durch perforierte Glasplattem oder ähnliche Strukturen zusätzlich begrenzt werden. In der oben genannten Patentanmeldung sind körperliche fände und Trennelemente vermieden worden. In beiden Fällen werden Ladungen (llektronen und Ionen), die bei Anlegung geeigneter Betriebeweohaelpotential· an die ausgewählten leiter einer ausgewählten Bntladungiselle durch Ionisation In der Entladungszelle en tetehen, auf den Oberflächen der dielektrischen Elemente an besondere abgegrenzten Stellen gesammelt und bauen ein de» angelegen PeId entgegengeriohtetee

OfUGlNAt INSPECTED

elektrisches Feld auf« Mit Bezug auf die Sammlungsgeschwindigkeit dieser Ladungen und ihrer Anlagerung an die dielektrischen Oberflächen ist das- Steigungsmaß (elektrisches Steigungsmaß) das Merkmal, auf dem das Verfahren der Erfindung gründet, und nicht die Größenordnung der Ansammlung.

Die obigen und andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden verständlicher, wenn sie zusammen mit der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden. Es zeigen: _Ä

Pig« 1A und Fig, TB sohaubildliche Darstellungen eines Gasentladungsfeldes und der zur Durchführung der Erfindung nötigen Schaltung,

Fig. 2 eine Prinzipschaltskizze einer bevorzugten

Ausführungsform eines in die Erfindung eingegliederten ImpulserzeugungsSchaltkreises und

Fig. 3 - 7 Wellenfo^m-Diagramme zur Erklärung der ^,

Arbeitsweise der Erfindung. ^

Die Fig. 1A und TB zeigen ein Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Feld, das in der oben erwähnten schwebenden Anmeldung offenbart worden ist und bei dem auf den gegenüberliegenden Seiten zweier gläserner Stützelemente TO und TT Leiteranordnungen T2 und T3 ausgebildet sind. Die dielektrischen Elemente oder Überzüge T4 und T6 weisen Oberflächen T7 und T8 auf, die Ladungssammlungsflachen zur Sammlung von Ladungen (Elektronen und Ionen) bilden, die bei der Entladung (Ionisierung) der einzelnen Gasentladungszellen entstehen* ·

Die Oberflächen 17 und 18 der dielektrischen Elemente 14 und 16 werden zur Ausbildung einer Gaskammer oder eines -raums 20 von einem Abstandshalter 19 auf Abstand gehalten! der Abstandshalter 19 oder eine zusätzliche Dichtung 153 können zur Ausbildung einer vollständigen hermetischen Abdichtung der Gaskammer 10 benutzt werden. In die Gaskammer oder den -raum 20 wird ein unter einem Druck von einer halben Atmosphäre oder mehr stehendes ionisierbares Gasmedium eingelassen· Wegen ihrer ausreichenden Größe und Festigkeit können

w die Stutzelemente 10 und 11 den Kräften, die durch die Druckuntersohle de zwischen dem Gasdruck im Baum 20 und dem Umgebungsgas druck hervorgerufen werden, mit einer minimalen Verbiegung widerstehen. In dem geschlossenen Hohlraum befinden sich keine körperlichen Hindernisse oder Aufbauten; wegen der Höhe das Gasdrucks kann in der Kammer eine Vielzahl von diskreten Gasentladungen stattfinden, ohne daß für die Anzeigeoder Speicherfunktionen einzelner Entladungszellen schädliche ftf-Ohselwirkungen auftreten, obwohl die Leiter der Leiteran-

φ Ordnungen keinen größeren Abstand von Mitte zu Mitte als 0,76 mm (30 mils) aufweisen. Selbstverständlich kann die Erfindung mit gleicher Leichtigkeit und gleichen Ergebnissen auf Anzeige/ Speicher-Felder der Art angewendet werden, bei der perforierte Platten, bienenwabenartige Gitter oder andere körperliche Aufbauten benutzt werden, um eine körperliche Begrenzung der einzelnen Entladungszellen zu erreichen.

Das Gas kann auf den Ionisierungsvorgang vorbereitet werden, d.h. mit einem Vorrat an freien Elektronen versehen werden, in dem ein Anfangszündpotential an ein ausgesuchtes Leiterpaar

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für eine zur Auflösung einer Anfangagaaentlädung in einem • diskreten Gasvolümen ausreichende Zeit angelegt wird, z.B. eine Gasentladung in der durch die Überkreuzungs- oder Sohattenflache der beiden Leiter 12-1 und 13-1 bestimmten Entladungszelle f zur Entladungszelle gehören außerdem die dielektrischen Schichten auf din Leitern an den Kreuzungs- oder Schattenflächen und daa diskrete Gasvolumen zwischen diesen Flächen. Zwischen allen Elementargasentladungszeilen erlaubt das Gasvolumen einen Photonenaustausch, so daß Photonen, die auf die dielektrischen Flächen auftreffen oder aufschlagen, Elektronen erzeugen oder auslösen können· Andererseits kann das Gas durch eine äußere Quelle ultravioletter Strahlung zur Erzeugung freier Elektronen durch photoelektrische Emission auf die Entladung vorbereitet werden, aber auch durch das Einbringen von radioaktivem Material in das Glas oder das Gasvolumen, das ebenso daa Auftreten von freien Elektronen im Gasvolumen für eine Ionisierung bei einem einheitlichen Potential ermöglicht, wenn Gaaart, Druck, Feldaufbau usw_# gegeben sind. Die Erfindung wird Jedenfalls im Zusammenhang mit einem Gasvolumen weiter beschrieben, das auf den Ionisierungsvorgang vorbereitet ist, wobei das Gasvolumen wie in der erwähnten schwebenden Anmeldung unbegrenzt oder durch eine bienenwaben^artige oder zellenartige bekannte Anordnung eingeschlossen sein kann.

Die einzelnen Bntladungszeilen können durch verschiedene Wellenformen "angeschaltet" und "abgeschaltet" werden, deren einfachate die Wellenform einer Sinuaspannung ist. HAngeschaltet¹¹ heißt, daß eintf tolge von Augenblioksentladungett mit den abwechselndenRaibperioden, der angelegten Wechselspannung nach

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der Anfangsentladung abläuft. "Abgeschaltet" heißt, daß diese Folge unterbrochen ist. Im Grunde genommen ist neben der Wellenform die einzige andere Bedingung diejenige, daß die Entladungsr· zelle so vorbereitet sein muß, daß sie auf die angelegte Spannung anspricht. Der Impulsgeneratorkreis für die Adressierung eines Leiters einer besonderen Gasentladungszelle wird in Fig, 2 offenbart und schließt einen ersten Transistor Q1 mit einer Basis 30, einem Kollektor 31 und einem Emitter 32 ein, wobei der Kollektor 31 direkt mit einer Gleichspannungsquelle V1 und der Emitter 32 über einen Widerstand 33 mit der Masse verbunden ist. Ein Eingangslogiksignal 34 (Impulshöhe ungefähr 4 Volt und Impulsdauer ungefähr 100 nanosec) wird an die Basis 30 angelegt. Der Transistor Q1 arbeitet als Verstärker und sein Ausgangssignal wird direkt vom Emitter 32 an die Basis 36 eines zweiten Transitors Q2 angekoppelt. Der Emitter 37 des Transistors Q2 ist direkt mit Masse verbunden und der Kollektor 38 über einen kleinen Serienwiderstand 39 direkt an die Primärwicklung 40 eines Transformators T1 angeschlossen. Das obere Ende der Primärwicklung des Transformators T1 ist mit einer relativ großen Gleichspannung V2 verbunden und eine Diode D1 wird als Shunt oder Parallelelement zur Primärwindung 40 des Transformators T1 geschaltet.

Wenn ein logikimpuls 34 des Adressierlogikkreisea 61 an die Basis 30 des Transistors Q1 angelegt wird, hebt dieser Transistor den Energiepegel soweit an, daß der Transistor Q2 in einem Sohaltvorgang durchgeschaltet werden kann. Dieser Schaltvorgang läuft so schnell ab, daß durch die Primärwicklung 40 des * -7-

Transformators TI ein Stromstoß fließt, der in der Sekundär-

windung 42 ein/Spannungaimpuls erzeugt. Am Ende dea Eingangsimpulses 34 schaltet der Transistor Q2 ab, so daß der Stromfluß in der primärwioklung 40 des Transformators TI aufhört* ein zweiter Spannungsimpuls in der Sekundärwicklung 42 des Transformators T1 wird durch die Diode D1 verhindert. Die Diode Dt schneidet den negativen Teil der Schwingung ab und erzeugt somit einen einzigen hallswelligen Ausgangsimpuls. Diese Diode D1 dient auch als Schütz des Transistors Q2 gegenüber den großen Übergangs strömen, die während des "Abschaltvorgangs·¹ auftreten können. Aus praktischen Gründen wird der Eingangslogikimpuls 34 mit einer Impulsdauer versehen, die etwas kleiner ist als die halbe Periodendauer, um die im Transistor gespeicherte Ladung zu berücksichtigen, die nach Entfernung des Eingangssignals die Abschaltzeit des Transistors verlängern kann. Der Adressfierlogikkreis 61 ist zwar komplex, aber bekannt und kann ein Horizontalablenkungakreis oder ein Kreis mit zufallsverteiltem Zugriff sein? beide Kreise können in ausgewählten Zeitintervallen Logikimpulse erzeugen.

Die Sekundärwicklung 42 des Transformators T1 ist mit dem Generator 29 für das Brennsignal und der adressierten Leitung (Leiter elj^Leitüranordnung) in Serie geschaltet, so daß sich die beiderf Spannungen addieren. Um eine minimale Wechselwirkung zu erreichen, werden die Resonanzfrequenz des Brenngenerators und die Resonanzfrequenz des Impulsgenera ΙφΓβ vorzugsweise verschieden gewählt, damit der Leistungsabzug verringert und ein Madtimälsignal an das Feld angelegt werden kann. Der ^MEin··-

"Aus"-Impuls wird auf etwa eine Mikrosekunde Dauer und die

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Periode der Brennspannung auf etwa zehn Mikrosekunden Dauer eingestellt; die Erfindung ist aber nicht durch diese besonderen Zeitverhältnisse begrenzt.

Das Anzeigefeld benötigt ein an alle leitungen angelegtes ununterbrochenes Signal, das als Brennsignal oder -spannung bezeichnet wird. Mit dem Ausdruck"ununterbrochen"ist gemeint, daß die Spannung periodisch ist, so daß sie eine einfache sinusförmige Spannung sein oder eine komplizierte Wellenform haben kann, die für kurze Zeitintervalle angelegt und periodisch wiederholt wird. Die Erfindung wird in Zusammenhang mit einer sinusförmigen Wellenform im Bereich von 50 bis 500 kHz beschrieben» Die gleiche Brennspannung wird an alle ^HX"-Leitungen und eine ähnliche Spannung an alle "Y"-Leitungen angelegt, wobei eine i80°-Phasenbeziehung zwischen den "X"- und "Y^M—Spannungen besteht (vergl. Fig. 3). Diese an die Leiteranordnungen des Anzeigefeldes angelegten Spannungen sind zur Adressierung einer einzelnen Sntladungszelle innerhalb des Feldes mit Bezug auf Masse abgeglichen.

Um den Einfluß der veränderlichen kapazitiven Last auf den Brennspannungsgenerator 29 zu verringern, kann eine Kapazität 45 mit dem Anzeigefeld in Nebenschluß gelegt werdenj die Veränderung der Feldkapazität ist umso größer, je mehr Sntladungezellen "angeschaltet" werden; die Änderung muß dann durch eine größere Nebenschlußkapazität ausgeglichen werden»

Each Fig. IA ist jeder Leiterzug der Leiteranordnung mit einem Impulsgenerator 60 (z.B. 60-12-1 ... 60-12-n und 60-13-1 „.. 60-13-n) versehen, derein Triggereingangssignal

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gf 34) νοϊκ Adressisrkreis 61 erhält«, jäte- Sarah- äi© "Üto%rsmmg der loiter 13-1 «ad 12-1 bestimmte, latiaöttagesella ©önssiart oä©r '"©inN-geschaltet w@i*d@a soll» wird "©ia Sogikiapuls gleichseitig as. die lapolaganeratorkreise 60-13-1 uää 60-12-1 angelegt, so das einsaitig gerichtete.Im~ puls© %n d@a "©ntipr@eh@näen₉ in der Phase Tsrsohobenen Spanes 29 addiert worden» Zwisciieia 29 t2nd dam Mressi©rl©giMi::L-©i© 61 ·

ist @ia© O3rnchroni§l@ryerbindi2ng'90 Torgesehen₉ 00 fiaS di© _-Eo-gikimpüls"@ 34 mu geeigneten Zeitpunkten mit Begvig auf die Brennepannung fl.©s Brennspanntmgsgenerators 29 erzeugt werden.

..Der ^O9Eiä^s!<-ⁱ⁹Aü0'^?"=-2i2etaaö .einer Entladungszelle wird in den '-Figo -4-7 gezeigte Barin stellt d©r untere Spann'üßgslinienzug 66_ die Ausgai&gsspannimg eines nicht geseigtssi Sekundärelektro-'.m©nvervie"liaohers dar, ;d@r die elnsstla^a Isiohtauaferliohe einer Bntla'dungsselle wahrnimmt» Wie"'©choa erwähnt, entlädt sich oder-zündet, eine Seil® zweiaal innerhalb einer Periode der 'angelegten -Brennspanmang» Sie Fläche der Sekundärelektronen-■■TifXTielfacherimpiSlseverändert sieh mit dsr Zahl der an. eines? einzelnen H&tladung beteiligten Elektroaan und kana- al© aageaäli®2"feas Maß ftir di© Änderung der Torspannumg d©r latladungszeilengenommen-^erdes^. Diese Torspsmaiang ist kein© angelegte _s ®oüS@ra.ist das Ergebnis der Elektronen- wxä Ionen« auf ~g@g©nüberliegenden diskreten Oberfläöhengebietea . .jeder besonderen Entladungen eile» 33ie Aaaammlung uaä loaea auf solchen Ob@rfläotea bänat @%n elek TeXä-aQf mtä ils Richtung dies©© -Velfias ist der dso äiir ®l@ktro®eE -mß, Ion©© (dosoh die

erzeugenden angelegten Feldes entgegengerichtet. Das aufgebaute leid dient der Beendigung der Entladung und so ändert sich die Vorspannung mit der Ridatungsänderung des angelegten Feldes, und zwar in entgegengesetzter Hichtung zum letzteren.

Wenn die an eine Entladungszelle angelegte sinusförmige Spannung bis zum Durehbruehspegel (zum Zündpotential) angehoben wird, entlädt sich die Anordnung. Wenn die Amplitude des angelegten Potentials verkleinert wird, bleibt die Entladungszelle weiterhin "ein"-geschaltet und tatsächlich bleibt dieser Zustand bis herunter auf einen Minimalpegel der Brennspannung erhalten, bei dem die Entladung verlöscht, so daß die Entladungszelle in einem einzigen Zür&ustand verbleibt, wenn die angelegte Wechselspannung kleiner als die Durohbruehs- ο ie., Zündspannung, aber größer als der Brennspannungepegel ist. Dieser Unterschied zwischen den "Bin"- und "Aus"-Spannungen wird als elektrisches Speichervermögen ausgenutzt und - wie oben erwähnt - beruht dieses Speichervermögen auf der wechselnden Ansammlung von Ladungen auf den Oberflächen 17 und der dielektrischen Elemente 14 und 16 zum Aufbau einer Entladungszellenvor- oder Speieherspannung. Wenn die Entladungszellen in horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten angeordnet sind, zu denen horizontale und vertikale üeiteranordnungen gehören, ist es wichtig, daß man den Zustand einer Entladungszelle ohne Beeinflussung der Zustände der anderen Entladungszellen verändern kann. Darüber hinaus ist es aus Gründen der Einfachheit wünschenswert, daß ein sinusförmiges Signal, deeaen .Wert gleich oder etwas größer als der Brennptgel ifet». und zu« »Ätzliche Spannungen auf bestimmten leitern benutzt werden _t int den Zustand ausgewählter Bntladungazellen sm ν·χ8&ά«*&«

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Beim Entladen einer Zelle fließen - wie schon erwähnt Elektronen und Ionen über die Gaszwischenräume in verschiedene Richtungen, so daß der Einfluß der angelegten Spannung verringert wird_e Wenn die Entladungszeiten im Inneren sehr kurz sind (im NanoSekundenbereich), ändert sich die angelegte Spannung nicht merklich und die Spannungsänderung über der Gasentladungszelle ist gleich der Durchbruchsspannunge Dabei wird vorausgesetzt, daß die Entladung nißht bei einer von Null verschiedenen Spannung aufhört* sondern bis zum Wert Null anhält. Es war der Gedanke, daß die Entladungszelle durch das Anheben der Spannung bis auf die Zündspannung "ein"-geschaltet wird; danach sollte die Spannung langsam mit einer so kleinen Geschwindigkeit auf den Brennpegel abgesenkt werden, daß die Entladungen nachkommen konnten. Das "Abschalten sollte durch das Auslösen einer Entladung zu einem Zeitpunkt erreicht werden, bei dem die angelegte Spannung Null ist·* Da die Entladung die Sntladungszellenspannung auf einen Null-Wert bringen würde, könnte die Vorspannung auf Null T@rkleinert und dadurch die Bntladungszelle in den "ab"-geseJa.al= teten Zustand versetzt werden_o Diese Gedanken beschreiben aber

die wirkliche Betriebsweise nicht angemessen, da man herausfand, daß eine Entladungszelle gezündet werden kann, wenn die angelegte Spannung den 7/ert Null hat, und noch im aktiven Zustand bleibt_? d„h_Q die durch die Ladungsansammlung aufgebaute Vorspannung wird nicht auf den Wert Null verkleinerte

Die Figo 4 zeigt eine "Ein^II-schaltimpulsfolge nach der 3rfindungo In dieser Wellenfοrmdarsteilung und in den folgenden Figuren sind der Brennsignalwellenfοrm Punkte 70 superponiert,

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die eine lichterzeugende Momentan- oder Impulsentiadung einer Entladungszelle darstellen. Die unteren Linienzüge symbolisieren oder stellen die Ausgangssignale eines Sekundärelektronenvervielfachers dar, der auf eine vorgegebene Entladungszelle ausgerichtet oder fixiert worden ist. Mit anderen Worten ist die Sekundärelektronenvervielfacher-Ausgangsspannung der Brennspannungswellenform überlagert oder hinzugefügt worden, um die besonderen Entladungs- oder Zündzeitpunkte zu zeigen, während eine Brennspannung angelegt ist. Wie gezeigt treten zwei Entladungen oder Liehtimpulse in jeder vollen Periode der angelegten Brennspannung auf, wenn einmal eine Entladung oder Zündung stattgefunden hat (lichterzeugende Entladungen während der positiven Halbperiode sind mit 75 P und lichterzeugende Entladungen während der negativen Halbperiode sind mit 75n bezeichnet worden). Die Spannung 71 ist die Ausgangsspannung des Impulsformkreises, die der Brennspannung 72 hinzugefügt worden ist* Die erste Entladung 73 wird durch die über der Entlaäungszelle liegenden vergrößerten Spannung hervorgerufen, die die Summe aus Brennpotential und hinzugefügtem Impuls ist. Nach dem Anlegen des Anfangszünd- oder "Ein"-schaltimpulses 71 an die Brennspannung 72 tritt eine zweite Augenblicksentladung auf, die durch die Sekundärelektronenvervielfacher-Ausgangsspannung 74 dargestellt wird. Das Steigungsmaß der angelegten Spannung beeinflußt den Betrag der auf den Flächen der Entladungszelle am Ende der Entladung 73 gesammelten Ladung. Die aus der Entladung 73 stammende gesammelte Ladungsmenge muß so groß sein, daß an der Entladung 74 die für eine Vorspannung der Entladungszelle auf den "Ein"-Zustand nötige Ladungsmenge beteiligt ist, so daß eine andere Entladung

• in der Nähe des normalen Entladungspunktes einer "ein^M-. geschalteten Entladungseinheit stattfinde^wenn die Bretmspannung auf ihren positiven Maximalwert zuläuft_o Danach zündet die ausgewählte Entladungszelle weiterhin wie eine normale "eingeschaltete Entladungszelle ο Da jede Entladung durch ein Sammeln oder Aufbauen von Ladungen auf gegenüberliegenden paarigen .Elementar^Plächen beendet wird? hört die Mehter«. zeugung ebenso auf_o "!Tatsächlich, dauert die Lichterseugung nur einen kleinen Bruchteil einer halben Periodendauer der angelegten Wechselspannung lang an_o Die Sammlung^ solcher Ladungen stellt ©ine elektrische Speicherung dar und solche gesammelten Ladungen bauen, eine Tor=· oder Speicherspannung aufj die wieder eine Entladung beim Maximalwert der Halbperiode der angelegten Bronßspannung oder in der Nähe dieses Wertes bewirkt, um wieder einen kurzzeitigen Lichtimpuls zu erzeugen© Wegen der Umkehr der Feldriehtung werden zu dieser Zeit Elektronen und Ionen auf den entsprechenden Oberflächen des dielektrischen Materials gesammelt und nach einigen ■ Perioden der angelegten Spannung werden die durch die Punkte 70 dargestellten Intladungszeitpunkte symmetrisch mit Bezug auf die Wellenform der Brennspannung verteilt sein»

Um eine ausgesuchte Entladungszelle "ab^tl-zuschalten, cUh»' die Folge der dsm ^tslin^l5-gustand darstellenden Entladungen abzubrechen_s müssen die'gesammelten Ladungen _s die eine Torspannung für die Entladungszelle aufbauen? ausgeglichen oder verändert werden_s so daß die Amplitude der angelegten Spannung,, di© die konstante Amplitude der Brennspannung 72 ist, für sine

Entladung nicht mehr ausreicht«, Der "Aus^lr-schal timpuls ist -mit dem "Ein"-achaltimpul3 identisch und es wurde gefunden., ..'.daß der Zeitpunkt des Anlegens des "Aus"schaltimpulses mit ν -· Bezug auf die Brennspannung ein "Ab"-schalten, einer Entladungszelle bewirken kann, wenn (t)- der Impuls zeitsynchron angelegt wird, so daß die Impulsspitze oder der Impulsmaximalwert mit dem Zeitpunkt einer normalen Entladung, d.h. mit

• ■■"-,".' wenn ■

dem Punkt 70 zusammenfällt, oder/(2) der Impuls so angelegt wird, daß er das Steigungsmaß der auf die letzte normale folgende Entladung nächsten Entladung verändert,' oder wenn (3) die Steigungsmaße des Impulses und der angelegten sinusförmigen Spannung so zusammenwirken, daß am Ort der letzten Entladung eine Bedingung mit beinahe verschwindendem 3tei— gungsmaß auftritt. Diese drei "Aus"-schaltarten werden in den Fig. 5» 6 und 7 dargestellt*

Vor dem Anlegen eines Impulses ist wie in Fig. 5 gezeigt _;

die Entladungszelle "ein"-geschaltet und entlädt eich in einer einzigen Zündweise, nämlich zweimal pro Periode der . ■

Brennspannung, wie es durch die Punkte 70 und die Sekundärelektronenvervielfacherimpulse 75P und 75N dargestellt wird. , ?- Der Impuls 80 ist zeitsynchronisiert, 30 daß die Spitze oder : der Maximalwert des Impulses beim Entladungspunkt 70 erreicht "'""*^;f werden. Wegen, der beinahe verschwindenden Steigung der angelegten Spannung wird die !transportierte Ladungsmenge verklainert und dadurch die Vorspannung der Entladungszelle unter ,= den Brennpegel abgesenkt. Die auf den dielektrischen Ober— -*.,_Λ: \ flächen gesammelte Ladungsmenge reicht" also nicht mahr Hir

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den Aufbau eines Potentials oder eines Feldes aus, das die angelegte Brennspannung zur Erzeugung einer Entladung verstärken kann. Daher wird die Entladungszelle "aus"-geschaltet. Die reduzierte Entladung wird durch den entsprechenden Pho to Vervielfacherimpuls 78 dargestellt und der letzte Ver-Vielfacherimpuls ist wesentlich kleiner als die vorhergehenden Impulse während der positiven Halbperioden und zeigt damit eine Verkleinerung der angesammelten Ladungsmenge an.

Die zweite "Aus"-schaltweise wird in Fig. 6 dargestellt. Diese Ausschaltweise unterscheidet sich von der ersten dadurch, daß das Ausschalten durch eine Abwandlung des Steigungsmaßes der nächsten auf die letzte normale folgenden Entladung erreicht wird. Das Steigungsmaß der angelegten Spannung 81 wird an der Stelle derletzten positiven Entladung 82P vergrößert, um die gesammelte Ladung zu vergrößern und die für ein Brennen der nächstfolgenden Entladung nötige angelegte Spannung herabzusetzen. Daher findet die nächste negative Entladung 82N bei einem Wert in der Nähe von Null statt. Wenn das Steigungsmaß bei der letzten negativen Entladung 82N richtig ist, wird in der Sntladungszelle eine Vorspannung aufgebaut, die für ein Zünden während der nächsten positiven Halbperiode nicht ausreicht.

Die dritte "Aus"-schaltweise für eine Entladungszelle wird' in-Pig. Ί dargestellt» Diese Ausschaltweise ähnelt der ersten, da für das Abschalten die Steigungsmaße des Impulses 83 und der sinusförmigen Spannung 72 zur Erzeugung eines Steigungsmaßes in der Nähe des Wertes Null am Punkt der letzten Ent-

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ladung 84 zusammengefaßt werden. Es ist aber anzumerken,

sich
daß/diese beiden "Aus"-schaltweisen dadurch unterscheiden, daß bei der ersten während einer positiven Halbperiode und . bei dieser während einer negativen Halbperiode abgeschaltet wird.

Wenn eine "eingeschaltete" Entladungszelle "ausgeschaltet" werden soll, wird daher ein "Aus'schal timpuls so angelegt, daß die Entladungszelle bei einer normalen Entladungsspannung aber bei verkleinertem Steigungsmaß gezündet wird, wodurch das Aufladen der Entladungszelle verkleinert und weiterhin die Aufladung der Entladungseinheit unter den normalen Aufladungspegel verringert wird, die so klein ist, daß die Brennspannung allein die Entladungszelle nicht zünden kann und die Zelle daher "aus"-geschaltet bleibt.

Die geforderte Hochspannung (bis ungefähr 1 kV) und der interessierende Frequenzbereich (50 - 500 kHz) bestimmen die Stromerfordernisse im Tafelfeld und der Nebenschlußkapazität 45«

Mit Bezug auf Fig. 1A kann der Kondensator 45 Teil eines baren den Generator 29 einschließenden Serienkreises sein; er kann dazu benutzt werden, sowohl die Feldkapazitäts- als auch die Widerstandsänderung während einer Periode auszugleichen: von einem Zustand, in dem keine Entladungseinheiten einer Zeile oder Spalte "ein"-geschaltet sind, bis zu einem Zustand, in dem alle Entladungseinheiten "eingeschaltet sind. Es ist aber wünschenswert, den Kondensator 45 wegen der Begrenzung des nötigen Betriebsstroms so klein wie möglich zu halten.

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Die Erfindung ©oll nicht auf die in den Zeichnungen gezeigt© genaue Ausführungsform beschränkt sein, da offen sichtlich Änderung© gemsefot werden können, von denen einige bereits in der Beschreibung aufgezeigt worden sind und die im Schutzbereich der folgenden Ansprüche liegen»

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Claims (1)

1. PATENTANAVALTE 1 8 1 7 A Ω

   ing. H. NEGENDANK · dipping. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

   HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLTTNGSANSCHRIgT: HAMBURG 86 · NEUER WALL 41

   »m TSI.. Se 74 SS UND »0 41 19

   Owens—Illin.ois_} Inc· '9 hlkob. kbgbdapatbnt Hamburg

   Madison Avenue München ia · mozartstr.s3

   Toledo, Ohio, USA ^τ"^β88ΟβΜ

   TBLBQR. NBOBDAFATENT MÜNCBBN

   Hamburg, 27· Dezember 1968

   Patente ns ρ r ü c h β 1

   Schaltanordnung für ein Gasentladungsfeld der Art, bei der eine Entladung in einem hermetisch abgeschlossenen ionisierbaren Gas Ladungen erzeugt, die abwechselnd auf zwei diskreten Gebieten eines mit dielektrischen Oberflächen versehenen Elementenpaaren gesammelt werden können, wobei die einzeln mit Leiteranordnungen hinterlegten dielektrischen Oberflächen eine Vielzahl von paarigen gegenüber liegenden diskreten Ladungsanlagerungagebieten bestimmen und Mittel zum Anlegen einer periodischen Brennwechselspannung mit den Leitern verbunden sind, gekennzeichnet durch einen Adressierkreis (61) zur Auswahl einzelner Leiter (12-1_f 13-1) aue der Vielzahl von Leitern (12,13), durch vom Adressierkreis gesteuerte Mittel (60) zur Erzeugung von einseitig gerichteten Ho cbsparmungs impulsen, deren zeitliche Dauer mit Bezug auf eine Periode der angelegten periodischem Brennwechselspannüng relativ kurz ist, und durch Mittel (42, 29, 13) für die Addition eines ersten de^einseitig gerichteten Hochspannungsimpuls· zur an einem ausgesuchten Leiterpaar (12-1, 13-1) der Leiter-

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   anordnungen (12, 13) anliegenden periodischen Brennwechselspannung während eines Amplitudenausschlags der Wechselspannung in die Richtung des einseitig gerichteten Impulses zur Zündung der ausgewählten Gasentladungszelle und zur Erzeugung von Ladungen, die auf den durch das ausgewählte Leiterpaar bestimmten Ladungsanlagerungs?- flächen (16, 17) gesammelt werden.;, und für die Addition des nächstfolgenden der einseitig gerichteten Impulse (71) zur Brennwechselspannung während einer Periode dieser Spannung und zu einem "bestimmten Zeitpunkt, um die Anlagerung von Ladungen an die ausgewählte Ladungsanlagerungsfläche schnell zu verändern, damit die Anlagerung von Ladungen an die ausgewählten Ladungsanlagerungsflächen beendet wird« .

   2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₉ daß die vom Adresaierkreis gesteuerten Mittel eine Gleichspannungsquelle (V₂), einen bormalerweise offenen Schalter (Q₂), eine in einen Serienkreis mit dem Schalter und der Gleichspannungsquelle geschaltete Induktionsvorrichtung (T₁) und Mittel für die Betätigung des Schalters in Übereinstimmung mit einem Signal (34) des Adressierkreises (61) zur Erzeugung eines durch die Induktionsvorrichtung fließenden und die einseitig gerichteten Hochspannungsimpulse (71) hervorrufenden Stromstoßes einschließen,

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   Io

   3· Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsvorrichtung ein Transformator mit einer Primär- (40) und einer Sekundärwicklung (42) ist, wobei die Primärwicklung (40) in einem Serienkreis mit der Quelle (V_?) verbunden und die Sekundärwiclung (42) in einem Serienkreis mit der Quelle der periodischen Brennwechsel spannung (29) zusammengeschaltet ist, und Mittel zur Unterdrückung (1)1) von Ruf strömen an die Primärwicklung (40) angeschlossen sind.

   4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch/den

   Leitern in Nebenschluß verbundene zusätzliche kapazitive Mittel, wobei die Kapazität einen solchen Wert aufweist, daß die eine periodische Brennspannung liefernden Mittel (29) sich gegenüber einer Veränderung der kapazitiven Last des Feldes im wesentlichen unempfindlich verhalten, wenn verschiedene Anzahlen von Sntladungszellen eingeschaltet sind,

   5. Verfahren zur Steuerung der Entladung von ausgewählten Entladungseinheiten einer Vielfachgasentladungs-Anzeige- und/oder -Speichervorrichtung der Art, bei der eine Entladung in einem hermetisch abgeschlossenen ionisierbaren Gas Ladungen erzeugt, die abwechselnd auf zwei diskreten Gebieten eines mit dielektrischen Oberflächen versehenen Elementenpaares gesammelt werden können, wobei die einzeln mit Leiteranordnungen hinterlegten dielektrischen Oberflächen eine Vielzahl von paarigen diskreten Ladungsanlage rungsf lachen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein

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   V»

   1S17402

   Potential aa alle Leiter der Anordnung (1-2* 13) • gelegt \iträ₇ w©b@i dies erste Potential eine periodisch. angelegte W$©ii&el spannung (¥_a) mit einer Amplitude ist_f ■" dia nickt sur-Zün-dung;-eiaer. Entladung und zur Urzeugung γόη Ladungea in irgss deiner Entladungszelle ausreicht, aber ©inen für die Jlufreehterlxaltung eines aiaf eine . _ Anfaagsentladimg folgenden Bniladungssustand in einer .. ■ ■- oder mehraraa-Intladungsaeilen ausreicheßd©H W©rt besitzt, - zu diesem eraten Potential während des .Anwachsens der Amplitude dieses Potentials selektiv ein erster einseitig gerichteter Impuls (71} auf ein ausgewähltes Paar sich kreuzender Leiter der Leiteranordnung addiert wird, um eine ausgewählte Entladungszelle einzuschalten, die an dem Kreuzungspunkt des ausgewählten Paares (12-1, 13-1) sich kreuzender Leiter liegt, und 7-u diesem ersten Poten« . tial an einem ausgewählten folgenden Zeitpunkt ein zweiter einseitig gerichteter Spannungsimpuls (71) zur Beendigung der Erzeugung und der abwechselnden Anlagerung von Ladungen an die durch die ausgewählten Leiter bestimmten Gebiete addiert wird,

   β_β Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet^ daß der zweite einseitig gerichtete Impuls (71) dam periodischen' -ersten. Potential zu einem Zeitpunkt überlagert wird, an dem das periodische erste Potential (\) eine für die Entladung einer ausgewählten Sntladungszelle in einer Sichtung ausreichende Amplitude erreicht«,

   S833/1

   7. Verfahren naeh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite einsaitig gerichtete Impuls (71) zu einem Zeitpunkt überlagert wird_r an dem die Amplitude der periodischen ersten Wechselspannung (V ) in der Richtung des einseitig gerichteten Impulses anwächst«

   9Q9833/1235

   6AD OBiGINAL

   L e e r s e i f e