DE1905166A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Gasentladungszellen einer Schautafel - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Gasentladungszelle!! einer Schautafel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Gasentladungszellen einer Schautafel und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Zündeinsatzes, der Aufrechterhaicung der Brennbedingungen sowie des Löschens von Gasentladungszellen, bei welchen die Steuerelektroden gegenüber dem in Jeder Zelle enthaltenen Gas isoliert sind.

Als Ersatz für die derzeit verbreitet im Gebrauch befindlichen Kathodenstrahlröhren eignet sich in vorteilhafter Weise eine aus einer flachen Platte bestehende mic Gasentladungze11en bestückte Schautafel, die sich von der Kathodenstrahlröhre durch niedrigeres Gewicht, niedrigere Leistungsaufnahme und die Fähigkeit,durch Digital- anstelle von Analogsignalen ansteuerbar zu sein, vorteilhaft unterscheidet.

Da die Darstellung von elektrischen Signalen auf diesem Weg ein verhältnismässig neues Fachgebiet darstellt, waren die bisherigen Entwicklungsarbeiten auf den physikalischen Aufbau der Schautafel selbst gerichtet, während der Technik der Anlegung der Steuerspannungen nur wenig Aufmerksamkeit gewidmet wurde. Durch die herkömmlichen Verfahren zur Anlegung der Steuerspannungen an eine Gasentladungs-Schautafel wurde die Konstruktion einer solchen Schautafel noch komplizierter, da die Tafel dabei in ein enges Toleranzfeld hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften ausgelegt sein musste. Diese Bedingungen mussten aber deshalb aufgestellt werden, um zu versuchen bei Verwendung herkömmlicher Steuereinrichtungen ein zuverlässiges Betriebsverhalten zu erreichen.

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ORIGINAL, j .

Darunter Ist insbesondere die Fähigkeit zu verstehen, bestimmte ausgewählte Zellen der Schautafel zu zünden und gleichzeitig alle anderen Zellen gelöscht zu lassen und im weiteren dann bestimmte ausgewählte Zellen v/ieder zu löschen, ohne hierbei die anderen gezündeten Zellen zu beeinflussen. Me herkotatilichen "Verfahren zur Anlegung der Steuerspannungen ergaben ein mangelhaftes, eng beschränktes Betriebsverhalten und erforderten mithin sowohl von der Schautafel als auch von der S ceuerelektronik die Einhaltung außerordentlich gex'inger Toleranzen, um die Anordnung'zufriedenstellend aroeiten zu lassen. Die Ei'findung offenbart eine Lösung der Schwierigkeiten und behebt die Nachteile des Bekannten,

Aufgabe der Erfindung ist mithin insbesondere die Schaff unfeines Verfahrens und einer Vorrichtung zur selektiven Steuerung der Gasentladungszellen einer Schautafel unter Gewährleistung eines wesentlich besseren BetriebsverhalteiiE als bisher.

Insbesondere soll auch aie Einhaltung bzw· Aufstellung von praktisch vertretbaren und v?irtsehaftlleheren Konstruktiosstoleranzen für die Schautafel selbst und für äie elektronischen Steuereinrichtungen ermöglicht werden.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines vollständigen Schautafelsystems mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Stroms durch eine Gasentladungszelle In Abhängigkeit von der Spannung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung,

Pig.5A ein Ersatzschaltbild einer Einzelzelle,

FIg,j5B eine tabellarische Aufstellung der Polaritätsverhältnisse an einer Einzelzelle in Abhängigkeit von der Zelt,

Fig.4A

verschiedene S

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g.
Y ^s "verschiedene Steuerimpulse in Abhängigkeit von der Zeit,

bador,_Q1NAL

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Fig. 5 einen Abschnitt einor Schautafel,

Fig. ό, 7A, 7B, 8a und 8ß

Schaltbilder der Einzelbauteile von Fig. 1

Ge^.äüs Fig. 1 weist eine Schautafel 100 vierundsechzig einzelne Gar>entladungszellen 102 auf, die in acht Reihen zu je acht Zellen angeordnet sind. Ein Satz von acht Y-Steuerleitungen Iü4 verläuft von unten in die Schautafel 100 und wird am Vorderende der Zellen 102 vorbeigeführt, während ein Satz von acht X-Steuerleitungen lOo seitlich in die Schautafel eingeführt und am hinteren Ende der Zellen 102 entlanggeführt wird, sodass jede einzelne Zelle ICLj zwischen einer der Y-Steuerleitungen 104 und einer der X-Steuerleitungen loö liegt. Eine X-Aehsen-Steuerschaltung 108 weist eine Schaltung 110 für Zündung und Aufrechterhaltung der Breimbedingungen, zwei Schreib- und Losch-Schaltungen 112 und 114 sowie vier Sperrschaltungen 116, 118, 120 u no. 122 auf. Die Schreib- und Lös c h-Cc haltung 112 ist :it u>-n vier oberen und die Schreib- und Losch-3chaltung 114 iot ...Ir oen vier unteren X-Steuerleitungen loo verbunden, wobei die Sperrschaltung llö mit der jeweils ersten Leitung, die Sperr-, schaltung 118 mit der jeweils zweiten Leitung, die ? orrschaltung 120 liiit der jeweils dritten Leitung und die Sperrschaltung 122 liiit der jeweils vierten Leitung der oberen und der unteren Gruppe von X-Steue^leitungen lo6 in Verbindung steht.

Diese Mati"lötverbindung der Schreib- und Lösch-Schaltungen 112, 114 sowie der Spprrschaltungen 116 - 122 gemäss Fig. 1 ermöglicht eine Auswahl einzelner Leitungen ohne dabei für jede Leitung spezielle Schaitungsanordnungen erforderlich zu machen. Die Auswahl einer einzelnen Leitung wird dabei in der Weise vorgenommen, dass entweder die Schaltung 112 oder die Schaltung 114. und ausserdem eine bestimmte Sperrschaltung (Ho, 118, 120 oder 122) an Spannung gelegt wird. Um beispielsweise ein Schreibsignal an die oberste X-Steuerleitung lo6 anzulegen, werden die Schreib- und Lösch-Schaltung 112 und die Sperrschaltung 116 an Spannung gelegt. Die Sperrschaltung 116 ist so ausgelegt, dass sie, sobald sie an Spannung gelegt wird, das Schreibsignal unbeeinflusst lässt, so dass letzteres im vorliegenden Fall

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^ IjUS Cn-o

\j erden.

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üb--!· wie ooerjte Z-otnuerleitung 1Oo zu/.- */c hau tafel IGO golangt. Lie i'Oütlicjhei; arei X-Steuerleitungen IO'j der oberen Gruppe, welch'? ebenfalls durch die Schreib- und Lönch-Schaltung 112 beaufschlagt ;;erden, ·. irden aui^oh aie Sperrsehaltungen 11b, 12G und 122 von Mause getrennt. Die oberste X-Steuerleitung IOj der durch die Schreib- und Lüsoh-Schaltung 114 versorgten GiTippf¹ von Steuerleitu::^f-n v/äre 2,-,/ar durch die Sporrsehaltung 116 ebenfalls freigegeben, da auor aie Schreib- und L 3f.ch-Schaltung 114 nicht aktiviert ist, lot diese Steuerleitung -wie ^r ₍~e-VJÜri3c}:tohne Potential. Jede Z-uteuerleitung Iü6 kann auf diese Y.'eise einzeln durch entsprechende /vusvjahl einer Gehreib- und j und einer Sparschaltung separat auGgewä?ilt

Wenn die gewünschten /-Leitungen 10=5 belegt worden sind, wird vcn der Zünd- und Halteschaltung 11G (Fig. 1) über acht Kondensatoren 124 Spannung an all^ Z-Jteuerleitungen ίΟυ angelegt, urr. die r«?v;ählte Darstellung festzuhalten. Für das Livelier, erfolgt die Leitungsaucwahl auf gleiche .'eise ./ie ly.liu Schreiben,

Ler Aufbau der Y-Achsnn-Steuersohaltung ist r.iit der Steuerschaltung lob für aie X-Achse identisch und bei 12-5 schematise}! angedeutet. Eine bestimmte ausgewählte Zelle 102 erhält somit eine Hälfte der an sie angelegten Spannung vorn Steuerkreis Iü8 für die X-Achse und die andere Hälfte dieser Spannung vom Steuerkreio 126 für die Y-Achse.

In der schematischen Darstellung gernäss Fig. 1 finden sich Hinweise auf die folgenden Figuren, in welchen die entsprechenden 3chaltungsanordnungen detailliert dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt den Spannungsverlauf über aen natürlichen Logarithmus der Stromstärke für eine mit einem entsprechenden Gas, wie einem Gemisch aus Helium und Neon, gefüllte Gasentladungs-Zelle. In Fig. 2 sind die ungefähren. Grenzen zwischen einem Bereich 1, dem Bereich der Dunkelentladung, einem Bereich 2, in welchem eine noch unvollständige Entladung vorliegt und einem Bereich 3,

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;,^ , ; r BADORfGINAt

11 em normalen Brennbereich, dargestellt, "..eitere Boreiche auoi.ialor Glimm- und Lichtbogenentladung .sind nicht dargestellt, da die Zelle auf den Betrieb in dna droi aufgefUhrtea Bereichen beschränkt Ist. Beim Anlegen einer .steigenden opannurij an die Zelle steigt die Stromstärke langsam bis ^uiu 'Erreichen einer Spannung Uz an, bei v/elcher α ie Ionisation in der Zelle einsetz und die Plasn.aoildung beginnt. B^f:i weitere;,. Jtroiiianotieg sinkt die zur Gasentladung erforderliehe Spannung in: Bereich 2, ciei;; Bereich noch unvollständiger Entladung, oviljti-ell ab und erreicht den Bereich -j, d.h. den normalen BrenriofreicL. iiaoh de_t.. Zündein ^;atz fliesst ein relativ hoher Strom bei kleinox·, i.iit U, bezeichneter Spannung. Bei einer untei· αΐ-ίίίίϋ.. Mindest;:ert liegenut .'pannung erlischt axe Ii nt ladung, die Zelle sperrt una der· Arbeitspunkt wandert vom Bereich j? in den Bereich 1. Dio anaeren in Fig. 2 beaeichiioten 8pannunj-jn vjojcien öpllter rxoah näher erläutert.

In Fig. 'j ist ein Jroatzschaltbild einer Zeile 1G<L der ö^hautai'ol 100 _£;eiiiäss Fig. 1 dargestellt, in -..-elohe... die Ionisr.tioncstrecke dos in einer .jello 1C2 enthaltenen Gases ciurjli ^liior. Kondensator C-;) und einein nicht-linoar^ii '.. iu -rstaad U-j> dargestellt ist. Die Spannungen v:erden nioht unmittelbar ai. uie Ionisationsstreoke der Zelle ICt:, sondern 'ά'ο^ι' Isolieri..edien angelegt, die in Fig. J5A durch Kondensatoi'en C-I una j-2 ersatzweise dargestellt sind. Die an die eine der X-3teuerleitungen lOo und eine der Y-Jteuerleitungen 104 angelegte opannunj ist in Fig. 3A mit U bezeichnet, während die Spannung über dei.i Kondensator C-I mit Un und die Spannung über dem Kondensator C-2 mit U₂ bezeichnet ist. Die Tabelle gemäss Fig. pB zeigt die Polarität der verschiedenen Spannungen v/ahttend der dem Kurvenverlauf gemäss Fig. 4 zugeordneten Zeitspannen.

Die Figuren 4A - 4c dienen zur Erläuterung des grundsätzlichen elektrischen Mechanismus und die Fig. 4D - 4E zur Erläuterung der beim bevorzugten Ausführungsbeispiel Anwendung findenden Impulformen.

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In Fig. 3 ist eii. .Yusourmitt «·':· J jhautaΓel 100. ...it Zollen 102a bi;:: lO2d, Y-oteuorlnitun^ori l04a und 104b so'.;io X-.Jteuerleitungeii lOor» und lOob dargestellt. I'iese Figur oiont zui¹ Erläuterun:·; B^triecc ?igem;ahaf tun, Toleranzen una zulässigen Jchv/aniainj"':: dor Betriebsbedingungen dor erf indungsger.iässen Vorrichtung.

Ger..äss Pljur 6 v:ird ein Transistor ,-1 durch eine an eine.,; '..'iderst&nd 600 anliegende Voi'spaniiun^ in leltenao.·.; Zustand gehalten. Vec Translator <„-l liefert die Vorspannung" für zv;^i vjeitore Transistoren Q.-2 und ^-4 und hält dieae ebenfalls leitend, Durjh die Transistoren ^-L· und ti-4 v;erden zwei Traricisto-

™ ren ',i-'j und Q-5 derart vorgespannt, dass sie sperren. Die Transistoren .i-j) und Q-5 sind parallelgeoohaltet und liegen jeweils mit dem Emitter auf Masse una der Jtrornfluss über sie verläuft iiu Betrieb von einer Stromquelle (+) über die Prii.iäx'v/icklung 6l6,eineü Tr"rir3foriaators 617, eine Lioae 6lo una die pfcrallfil-•jesühalteten rransistoren <<,-3, '^;;-3 nach Hasse. Ler aui' diese './eise über die Priuär".;ioklung 6l6 geführte Jti'c..-ί erzeugt einen positiven Ii.puls an einer .Jekuriüäruicklung 620 oes Ti'anofcrrnators ΓΙ'/. (Die punkte deuten daoei Kler.ir.ien „.it gleiche:.·, '.,'icklungssinn an), ü..i die Transistoren ,-3; una 'Ί—l, zu;.i Loiton zu bringen und so.:ät einen positiven Ir.'.puls an der 'Jekunriär^iaklu;^; 620 zu erhalten, v;ird die Vorspannung des Trans ist cx^s ί-,-l abgeschaltet und dieser soi.ät gesperrt, viodurch die Transistoren Ga-2 und ":-4 sperren. Dadurch gelangt über '.,iderstände οίο, 612 eine negative Vorspannung an die Basis der Transistoren -^-5 und ii-5» so dass diese leiten. Auf diese Ueise wird an der L'ekundärviicklung 620 ein positiver Impuls abgegeben, wenn an der Basis des Transistors Q-I die positive Vorspannung abgeschaltet wird, d.h. also ein negativ werdendes Signal angelegt wird. Mann der Strom durch eine andere Primärwicklung 622 geleitet wird, wird in der Sekundärwicklung 620 ein negativer Impuls induziert. Die entsprechende Schaltung zur Steuerung dieses Strooflusses in der Primärwicklung 622 ist ähnlich der mit der Primärwicklung 6l6 verbundenen. V/enn. daher ein Inipuls v/elcher von einein positiven Wert als Bezugslinie ausgehend, auf Massepotential absinkend

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(i;l;jc no ".stiver ;; erdend) uno ',.iod er «.u ..einer positiver: I?en:uj:~li»ii·' ...ui""_t ;)Ai-'IuOiio abwechselnd an eic ;,-::.i.- des Transi-.jtox'G ^t-I und ar; ciio "a.,is oin-.'s Tran:; is tors μ,-Ι¹ anjele_-t ;;iru, woi'con α ic ivii. la".;iw;luiijoii <>1.' und jl2 'vr:e'j;i:;oL/a i"!i'i'ojt, wobei uie JekunaUrwi^kluuj c.(_ ;;u'uvt -""!ine³ η positiv cn Impuls und ansuT liefernd ein<^jn nejativri; Impuls er^euct. Die;;er .jpannu.lcsverlauf ar. acc onlranaiix-w'icklun,^ 620 etc-llt ucn iialteii.ipuls .^r':oi..äi3i3 dt? a l< i jux'cn 4L u.w, <i~.·) o? :'. Din ZUi id impulse (jet./iGS Fi₁;. 4D ..'exnien auf Ulmliohe ',--1.-^ αυ.'οΐι aijwejL.^-lnuf' I^i'r von Frii..Lix'\.'iel:lun^en op4 und ...^6 d^n 'Ji'iinjfori.atoi's 61',

Go;.iLüJ3 Fi,:;. 7Ii be\;irl:t ein positiv 'woi'denriei¹ Ii.pi;!.: (άο.ν also von Null auf nine positive opannunj und zurück auf Hull ,-ent) noi Arilejun^; an einen 'iinjan_; VtL, dass -in o>^si " l" Einjanj ^po^render Ti'ansistor Q-I durehsuhaltet. Der Keilo^torstiO.. ruft dabei an einem Uid-irstt-i-.d , Vi einen Lpannun^sabfail hervor, welcher einen Transistor +-2 leitfähij; !..acht, liine Lioae , OS' je'.iührlelütot dabei, oa::.: di· ."vamuuij an einoi.. nU.^aii[; , oi oen l.'ert aor Jpeicespannunc niolit v;es-i:itlich ube^steijt, "..'lihreiiCi eine ^\;eit'^v Diode ,It {je'.-'Uhrl^i. ."t'.-t, dass α: ' ,i] :\r:.Ain^; :.... Aui>_-aa,: 7 Gl nicht :.^tjc;::■li.^h unter Hass «pot ent io.1 ; bfjlllt. D;-i.;it eier auivh Transistor ^-2 ai.i Ausjanj VGo hervorjei'ufene I,.ipuls auch von der ovjhaltuaj an einen anderen otror»ikrei:; abgegeben v.\!rden kann, i.;uss ein bei "o"~"inGanc (an einet., Punkt 715) leitender Transistor ^-;j zui., Sperren gebracht ueraen, da er an·» derenfalls den Ausjans Ί&> ^an Masse lejen würde. Das Sperren aes Transistors .^-;> v.'ird durch einen negativ werdenden (d.h. von einer positiven Be^ujsspannung auf C-Potential abfallenden) Impuls beviirkt. Durch die Kombination der Diode γΐο mit dem norlnalerweise leitenden Transistor Q.-3 v:ird also der Ausgang 7 ü8 von Masse gesperrt, solange nicht an den Transistor Q₁-J? ein entsprechender Eingangs impuls angelegt vjird. Hur bei sperrendem Transistor 0,-jj kann au Ausgangspunkt "< üb ein positiver Impuls abgegriffen werden. Die Arbeitsweise der Schaltung gernäss Fig. (A ist praktisch umgekehrt wie die der Schaltung gernäss Fig. 7B. Dabei wird also ein negativ werdender Impuls(von einer positiven

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ORlQi_NAL J

ausgehend) an einen Eingang 714 und ein positiver Impuls an einen Eingang 7^2 angelegt, während ein negativ werdender Ii.ipuls an. Ausgang ?2? abgegeben wird.

Gei.;äss Fig, öB versetzt ein positiver Impuls einen bei "o"-Singang sperrenden Transistor Q.-1 in leitenden Zustand, wodurch ein ütromfluos über den Transistor (i-1 und eine Diode 6ü4 naeh Masse hervorgerufen wird. Der Stromkreis gernäss Fig. 8a arbeitet in umgekehrter !,eise wie die Schaltung geinäss Fig. 8b, d.h. ein negativ werdender Impuls bringt die Schaltung zum Leiten.

Da aie Arbeitsweise von Schautafeln mit Gasentladungszellen . nicht allgemein bekannt ist, sei der Erläuterung der Steuerkreise eine Erläuterung der Grundprinzipien der Steuerung einer solchen Schautafel vorangestellt.

Grundsätzlich kann vorausgesetzt werden, dass eine Zelle ein B^trieosverhalten geniäss Fig. 2 besitzt, dass die Zelle weiterhin durch das Ersatzschaltbild gemäss Fig. 3A dargestellt v/erden kann und dass schliesclich irr, Betrieb eine Steuerspannung gern äs s der Kurvenform "U" der Fig. 4A an das Modell gemäss Fig. ^A angelegt wird. Die mit dem Zünden einer Zelle zusammenhängenden Vorgänge lassen sich dann anhand von Fig. 3B erläutern: In der Zeitspanne zwischen 0 und T-I ist die angelegte Spannung U positiv gepolt und kleiner als U. Die Speisespannung liegt mithin im Bereich 1 gemäss Fig. 2, wobei das Modell gemäss Fig. 3A als normale Reihenkondensatorschaltung arbeitet. Die Richtung der Pfeile in Fig. jjA weist von positiv nach negativ, und die positive Speisespannung lässt die Spannung über jedem Kondensator sich in negativer Richtung gegenüber der Richtung der jedem Kondensator zugeordneten Pfeile aufbauen. Zum Zeitpunkt T-I übersteigt die Speisespannung den Wert U , nämlich die Zündspannung der Zelle, so dass die Zelle sich zu entladen beginnt. Da die Zelle geringfügig übersteuert ist, findet eine schnell abfallende Entladung mit steigendem Strom statt. Dies bedeutet, dass die Spannung innerhalb einer Zeitspanne von 10 Nanosekunden voll abgefallen bzw. sich vom Bereich 1 zum Bereich 3 gemäss Fi₀S. 2 verlagert hat. Bei vollem Abfall ist die Spannung über

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der Zelle gleich U_L und führt die Zelle einen beträchtlichen Strom. Die Differenz zwischen der Speisespannung U und der über der Zelle liegenden Spannung LL bewirkt eine Aufladung der Kondensatoren C-I und C-2. Da die Zelle und die Steuerkreise jeweils einen beträchtlichen Strom führen, laden sich die Kondensatoren C-I und C-2 sprunghaft auf. Die Spannung über den Kondensatoren C-I und C-2 ist in Fig. 4A mit U bezeichnet.

sp

Während sich die Kondensatoren C-I und C-2 aufladen, fällt die Spannung über der Zelle unter U _L ^{alj und} erlischt die Zelle, d.h. sie kehrt vom Bereich 5 in den Bereich 1 zurück. Obgleich eine vollständige Ionisation in 10 Nanosekunden erreicht wird, bleibt die Zelle während etwa 100 Nanosekunden gezündet, während denen sich die Kondensatoren C-I und C-2 aufladen. Die Polaritäten aller Spannungen während dieser Zeitspanne zwischen T-I und T-2 sind in der Taoelle von Fig. 33 eingetragen. Zur.; Zeitpunkt T-2 ändert sich die Speisespannung U von eine..: positiven Wert in negativer Richtung. Da der Kondensator C-j> klein ist und nur einen kleinen Ladestrom benötigt, folgt aie Spannung über dem Kondensator C-3 der Singangsspannung und ändert ihre Polarität ebenfalls. Die Polarität der Spannung über den Kondensatoren C-I und C-2 ändert sich nicht, da der Stromfluss zu gering zur Entladung dieser Kondensatoren ist. Die Polaritäten der Spannungen während dieser Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten T-2 und T-3 sind in der dritten Zeile der Tabelle von Fig. 3B dargestellt. Während dieser Zeitspanne unterstützen bei Betrachtung vom Kondensator C-,3 aus die Spannungen an den Kondensatoren C-I und C-2 die Speisespannung. Die Spannung an der Zelle erreicht somit wegen des an den Kondensatoren C-I und C-2 verbleibenden Potentials ihre Zündspannung U an einem früheren Punkt des Zyklus» wie dies aus dein früheren Zündpunkt der Zelle zum Zeitpunkt T-3 ^{in der} negativen Periode der Speisespannung U ersichtlich ist. Das Gas in der Zelle wird wiederum ionisiert und die Zelle entlädt sioh, wobei die Spannung über der Zelle wiederum schnell zusammenbricht· Dieses Mal entlädt die Differenz zwischen der Spannung über der Zelle und der Steuerspannung die Kondensatoren C-I und C-2 und lädt sie sodann in entgegengesetztem Sinn auf, was auf die Änderung der Polarität der Sin-

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gangsspanriung zurückzuführen ist. Nachdem sich die Kondensatoren C-I und C-2 v;elt genug aufgeladen haben, fällt wiederum die Differenz zwischen ihrer Spannung und der Speisespannung unter U.,·, ab, so dass die Zelle erlischt. Dieser Vorgang erfolgt ebenfalls in etwa 100 Nanosekunden. Das Entladen und Aufladen der Kondensatoren C-I und C-2 ist aus der plötzlichen änderung der Spannung U, gemäss Fig. 4Λ am Zeitpunkt T-j erkennbar. Zwischen den Zei^unkten T-3 und T-4 weist die über den Kondensatoren C-I und C-2 Liegende Spannung für den Zellen-Kondensator C-.3 v;iederurn im Verhältnis zur Speisespannung U entgegengesetztes Potential auf, so dass sich die beiden Spannungen in ihrer Auswirkung auf die Zelle 102 subtrahieren. Nach dem Punkt T-4 kehrt die Speisespannung U erneut ihre Polarität ui., und addiert sich somit zu der über den Kondensatoren C-I und C~2 liegenden Restspannung. Wenn zum Zeitpunkt T-5 die Summe von Speisespannung und über den Kondensatoren C-I und C-2 liegender Spannung wieder die Zündspannung der Zelle übersteigt, beginnt sich der Vorgang zu wiederholen.

Nach der erstmaligen Zündung einer Zelle kann ersichtlicherweise die Speisespannung unterbrochen werden, während eine Spannung über den Kondensatoren C-I und c-2 verbleibt. Diese Spemnung kann als "Gedächtnis" oder "Speicher" der Zelle bezeichnet werden und ermöglicht ein Zünden der Zelle, wenn eine 'wechselspannung von geringerer Grosse als die eigentliche Zündspannung der Zelle angelegt v.'ira, wie dies in Fig. ^3 dargestellt ist.

In Fig. 4b ist vorausgesetzt, dass die Zelle eine anfängliche Speicherspannung positiver Polarität besitzt, so dass eine unterhalb U_z liegende Speisespannung U die Zelle zuerst zum Zeitpunkt T-9 ²^ zünden vermag, wenn die Summe der Speisespannung U und der Speichers panromg U den Wert U„ übersteigt. V/ie erwähnt, lädt sich jedoch die Speicherspannung nach der.. Einleiten der Zellenentladung schnell auf die Speisespannung auf. Gemäss Fig. 4b ändert daher die Speicherspannung nach dem Zeitpunkt T-9 ihre Polarität und nähert sich äeu Uert der Speisespannung an. Da die Speisespannung U gemäss Fig. 43 ihre Polari-

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tat zxiu Zeitpunkt T-I(J uukehrt, zündet die Zelle erneut und erlöscht dann ;;o]mfll 2ur.i Zeitpunkt T-Il, während die Speicherte ρ a nnu ng du.., Zeitpunkt T-Il erneut ihre Polarität ur.-.kehrt. Dieser Vorgang v.'iederholt sich so lange wie eine pulsierende Haltespannung soldier Amplitude an die Zelle angelegt wird, aass sie zusammen mit der Speioherspannung die Zündspannung U,.. der Zelle übersteigt. Die Speisespannung gemäss Fig. ^B ;;ird als Haltespannung bezeichnet, da sie eine sich ständig 'wiederholende Entladung der-Zelle aufrechterhält, obgleich die Zündspanne während jeder Halbperiode nur 100 Nanoselcunden lang unaauert, wird durch die sich mit hoher G ?.->clr.:indigkeit wiederholende Kntlaoung der Zelle r.iit beispielsweise 1 Million Ent ladt;:, jen Je Sekunde für das ;..ensehlich? üuge sichtbares Licht erzeugt.

Fig. 4C veraajjhaulicht das beiia AnfUhrun.-sbeispiel der ",rfincamg ang'r.;andte Verfahren .:ur Unterbrechung der sich \;iecierho-1 enden Entladung der Zelle bzw., was dasselbe bedeutet, zu;¹.] Luochen des Zellen-"Gedächtnisses" . Ein langsa;.. ansteigender, einseitig gerichteter Gleichspannungsiijpuls -wird in einer Richtung angelegt, in welcher die Entladung einer derartigen Zelle i.,it "Speicherfunktion¹¹ eingeleitet wird. Der Ablauf und die Stärke der Zellenentladung hängt weitgehend von der Steilheit des Anstiegs der Steuerspannung ab, so dass im vorliegenden Fall der angelegte Gleichspannungsimpuls die Entladung nicht vollständig einsetzen lässt. Für die graphische Darstellung heisst das also, dass die Entladung nicht auf den Bereich 3 gemäss Fig. 2 übergeht, sondern im Bereich 2 verbleibt, wobei die Spannung über der Zelle noch einen beträchtlichen Wert aufweist. Dieser Viert ist so hoch, dass, wenn sich die Kondensatoren C-I und C-2 auf etwa 0 Y entladen, die Speisespannung U nicht ausreicht, um die Entladung im Bereich 2 aufrechtzuerhalten, so dass die Ionisation aufhört. Dabei ist zu beachten, dass die Speicherspannung am Ende der Entladung praktisch auf Null abgesunken ist. Da die Haltespannung unzureichend ist, um eine Entladung in einer Zelle ohne vorher aufgeprägte "Speicherspannung" einzuleiten, kann die Haltespannung wieder angelegt werden, un; sich wiederholende Entladungen in den anderen Zellen mit vox'her angelegter "Spoicher-

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spannung" aufivehtzu -^malten, ο1"·η'? nie Zf¹IIe,. di-ren Speicher gelöscht wurde, zu b-'t-inf luscen.

Nach dor Erläuterung, n^r Funktion einer Gasentladungs-Zelle ICiJ der Schautafel 100 jj^mäsi: Fi;;. 1 sind irn folgenden ein bevorzugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung dos Verfahrens L^r schrieben. Die Figuren 4D-X und 4D-Y zei_oen den Kurvenverlauf der an die X- und Y-Steuerleitungen Iü6 bzw. 104 angelegten SteuersPlanungen zum Zünden einer beut i:ii.nten Zelle 102. I'a ain an die X- und Y-;jteuerleitungen an-₍jo]oi;ten Spannungen gleich ^ross und einander entgegengesetzt üina und inageaaiiit die fj^fiüariit-üteuerspannung ergeben, ist im folgenden nur die an die Z-3teuerleitungen lüö angelegte Spannung erläutert.

Die ersten beiden, sich wiederholenden Impulse mit jeweils verschiedener Polarität gemäßs Fig. 4D-X stellen die Haltespannung dar. Anstelle aer ainusförmigen Spannung gemäss Fig. 4ß werden Rechteckinipulse angewandt, um eine leichte Modulation der Intensität der Larstollung zu zulassen. La:; grundsätzliche Verfahren zur Modulation der Darstellungsintensität besteht in der Änderung der Fr^quen^ der Gteuerspannui^ und damit der sich v;i':äerholenden Sntlauur. ;;r., ;/enn beiijpielsv/eise eine sinusför- ιΛ[τ^(Λ- opannun_t'c vorliegt, v.'ird bei finer Frequenzänderung der wteuerspannung auch die' iinstiegz'-it der Speisespannung in der l'.rxne des Punkts geändert, an welchem aie Zelle zündet, wodurch die "(ledächtnisfunkticn" der ZeJIe verändert wird. Aus diesem Grund sind die Amplitude der Speisespannung sowie deren Frequenz gewissen Einschränkungen unterworfen, damit die Speicherspannung d.h. also die "Gedächtnisfunktion" der Zelle konstantgehalten v/erden kann. Wenn anstelle von Sinusv/ellen Rechteckimpulse verwendet werden, können ohne änderung der Anstiegzeiten v/eitere Impulse zwischen die Gruna-Impulse eingefügt werden. Somit wird eine Frequenzerhöhung und mithin eine Intensitätserhöhung erreicht, ohne dass eine Änderung der Anstiegzeit der Impulse zusätzliche Regelung der Amplitude erforderlich machen würde. Die Verwendung von Impulsen statt sinusförmiger Spannung hat ansonsten keinerlei Einfluss auf die vorher in Verbindung mit Fig. 4b angeführten Erläuterungen.

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Aus Fig. 4 D lässt sich dor Kurvenverlauf beim Zündvor^janj ersehen: Die impulsförmi^e Haltespannung wird unterbrochen, an die Steuerleitung v/ird eine Spannung konstanter Polarität in it trapezförmigem Kurvenverlauf angelegt und diesem Gleiuhspannungsimpuls v/erden sodann Zünd impuls ο überlagert. Die Summe von Gleichspannungs-Impuls und Spitzenwert eier Z Lind impulse ist i..Iudestens gleich der Zündspannung U., der Zelle. In bevorzugter AusfUhrungsform der Erfindung wird ue-r Spit^env/ert des alt ichspannungs-Impulses auf den gleichen Wort wie der Spitzenwert der Haltespannung eingestellt, und weisen dio Zündimpulse ^int? Amplitude auf, welche dem Fehlbetrag zur Zündspannung entspricht. Beim Zünden der Zelle baut sich gleichzeitig die Speicherspannung auf. Sodann werden die ZUndiinpulse wieder unterbrochen, der Gleichspannungs-Impuls wird abgeschaltet und die Haltespannung wird erneut angelegt. Die verbleibende Speicherspannung ermöglicht dabei eine periodische Entladungsfolge der ausgewählten Zelle. Der zur Zündung verwendete Gleichspannungs-Impuls ist deshalb vorteilhaft, weil die Kurvenform ein einwandfreies Löschen zu einem späteren, gewünschten Zeltpunkt ebenfalls gewährleistet und somit auf zwei spezielle Schaltungen für den Zünd- und Löschvorgang verziohtet werde ^ kann» Trotzdem wäre selbstverständlich ebenfalls eine andere Kurvenform möglich. Der Sparmungsverlauf beim Löschen einer ausgewählten Zelle ist in Fig. 4K dargestellt. Hierbei wird die Haltespannung unterbrochen und wird der trapezförmige Gleichspannungs-Impuls in einer eine Entladung in der zu löschenden Zelle einleitenden Riohtung für eine bestimmte Zeit angelegt. In bevorzugter AusfÜhrungsfornj wird dabei der Höchstwert der Spannung,also die Amplitude des Trapezdachiä» gleich der Haltespannung eingestellt.« Da die zu lösohende Zelle, wie angenommen, die entsprechende Speicherspannung aufweist, reicht die langsam ansteigende Vorderflanke des CHeichspannungs-Impulses in Verbindung ;.iit der Speiaher^pannung aus, um den Zündpunkt dsr Zelle an eine,¹;, bestiiiiutor. Fun.:t der Vorderflanke des Impulses au übersteigon. Da die Zellenentladung dabei langsam eingeleitet v/ird, wird die Sprficherspannung auf vorher erläuterte Weise ^u Null gebrachte Falls nur eine einsige Zelle gelösoat werösn soll, L-raucht !rein langaarr: ansteigender Impuls an^ex-is.ndfc au vierdsn. El·:, XwpuiiS, vjeloher in Verbin- ■

ii.it der .Jpeicherspannu.^j ci°r ',,olle ebt-ri λ? I!inl .-i'turi'j der Zollonentladurig aiuiiOicih^n viüVde, könnt ο ein eiuwitnaf rt.'ie.j Lüochon der Zelle bev/irken, da el ex- ciaaurch erreichte lau wM.in Abic.uf der· Entladung, ',.ie heschri^oon, ein Lüochon αν.π ^Irir^f>c;.^:;chtniüserj" bewirbt. Df'i -·ΐη·α' .'.ijhautafel mit einer Vielzahl von Zellen differioi-ori jeno-th die Ccjhwellwerte für die Kiiil der Entladung von Zelle» ..u .',-..-Ho. ,\u.j diesem Grund kann eile schräge Vor'CJe^flarii:?; cio.; Ol(;ichatj.'üi.i-Iiiipuli;es alü eine derreihun/; von L-.ipul.:^Γ>.:. vo:\jc;}iieflenor Aii.plituut; antje^ehei. v/ox·- den, wobei die /u..plitufion alle '.,'erte ^vjirjohen Hull unn eier Aii.plitucie tiOo Tr".!pe;:,d,-r:L;j üiu'c-'l--.laui'nri. Dir die Zellon'-i.ti^nun^; la. Vergleich zur /au'itl'-ij^^it α·:^ι3 Ii..pul3oo-;j<!hV ^.ihrioll '!-'iOlijt, mündet und erliccht al·: Zelle, ;jcbalci die opanr.uM/j die Zellen-Zündspannunr; i;rroi'jht h?.t cevor nie nu.-'ih aie v/eitfu¹ anL,tei_t;eride Vorderi'lanke doa ^r}xeioh::trow-I]iipul:;'in Übersteuert wex'aen kann. Die Entladung läuft mithin langsam ab, wodurch der Speicher dei' Zelle gelöscht wird.

Im folgendem Ljt die Auswahl des ',.ert3 der Haltespannung erläutert. Gemäss Fig. 2 entspricht die Speicherspannung U et-

sp

wa dem Unterschied zv;ischen der ilaltespannung IL, un der Lösch-SpEi, ;; :-. _s Im Optirnalf all kombiniert sich ein unmittelbar über oer Hälfte des Unterschieds zwischen der ZUnd- und der Löscheijannung liegender V/ert von U_u mit der Zellen-Speicher·= spannung unter Zündung einer ZeIIe₀ Ein Kompromiss ergibt sich aus folgender Überlegung: Uenn sich U^ erhöht^ erhöht sich U₁, ₉ so dass U_R v;ieder kleiner sein könntej wenn dagegen U_H abnimmt _p verkleiner sich auch U„_ und U_u müsste viieder grosser seln_o Der

öp π.

optimale Punkt zviischen diesen beiden Erwägungen scheint ungefähr in der Mitte zu liegen.

Im Hinblick auf praktische Erwägungen wird U₀ aber auf mehr

rl

als die Hälfte des Unterschieds zwischen der Zündspannung und der Lüschspannum. eingestellt. Bei der bevorzugten AuafUhrungs= fox^m beträgt U,, 0,75 U_n,.

liach der Erliluterung der Kurvenfornien der Λfcou»,-;;;,Innungen der bevcrsugtea :.u.-?f-'.-hrun^sfor... n-'-.c .'.-finclun^ kann c.urjli dur durcjh

O ("ι f> ΠΟ* ' λ 1 f

BAD

die Krfiiinuu^ eri,ieluaren überlief-:.^ oicherheiu.:f ·■.,.'.er hi..oic'■:.,-iieh fjc'iA'aakun.-t"!!! der Be .^rieuiJbedi.; _u . f^.i ηι-.ί'ΐχ.-Ιι e ; '»"erden. Fil?. 5 ZeIgU einen Abschni"; , oii*er Joi au ,ai'el xou ·ίΐϋίώϋ Fi,;. 1, welcher nunmehr in «einen droi i!L\,ri'-.^ai',e ■, l.lLilivj} oem Ιϊαχ-iRii, (d.h. dem periodischen Zünden) o<:\.. Hiiiöulix'oionn unn doa Lüüuhen b«üöiiii.nt;er Zellen betraut:^«¹", „'yrämi .'joll. Lor Jpielrauui bei der Halte-Betriebsaru beste.· iu dein U«.".c r;ic:hi(^ci wjiüclion nor opannun ·, die au.ii ymfre i; ,fi'u.-ilten au;, öüiianu;· pi..(_;j· ::Uui-:evilinli:en 'ZcJIe orforderlioh lax , α.Δΐ oerjenljen J] tuiiiu i;_, bei welt:hor eine; benauhbar\,e, nici.·; uuo ■o.-ja'il'.f; /.,olle .u..··; i.!.loii^w^>: bl(^Jib1;. an alle Sueuerloicu ι_έ ;<η_Α , ii,iä.Ju Fi_t_.. ^lj> vii.-ca or iui

; einu ^.uj,^.^ _t.leiuh U../ί- i<.;■ =- 1<\·;υ. uen.i be iö}: ic la weise die Zoll·"¹ iu^ '-'lin- o.'j" j :;^ V(,r. :;.:u- :n·

U αϊ' ^i¹JIi⁵ JC'^c kiusaiiiiiiOL ;:u...i.i·. . cii- ._,U :oü. m:. .un · U , ..:o κ ρ ^

ciarjü aie eine Kircladuirj in der Zeil· 1 (_:<:■ ein :"·.ί··ΐ.;('η v..r..'." y U¹³Ii^ die Zelle ΪΟ^ο da^e^en L eiapi-.ia.o'.ii "iue kein ο ,'p^ioLei^^a..-'.iun_. aui'·.·· im-., lie^V· die Zelle lü_t:a leoijlicii an einer .Jpannuu.j; U_n IUUi bloilic anner unjjeiiünaei., vJuuoi U„/ d liner die X-Gteuei·- L-iruaji, lüöb und U^/^ über die Y-S ,euerl-iioui:,. 104b ani.elc-ji; i.-iu'dOii, l:c-r Spielraum der Spannuiijj L^\i. aer Jici ej-'nei'oüabbtaiiQ Laiin dann alü aer Unv.erjoLied zwisüi;en di.-r öpHimu^jj U,., bei ueliMu-Ί" auui. die benauhbarue Zelle Io2d zünden würae, und der r-atoüjülioli an dieaer Zelle Io2d liegenden Jpan^an^ U., aua^edrückc .-.vrü-M. Der rfio lerheir-is abs rand ist fcl_olich o<w Uateraohied

da
.:\«'loohen U und U₁₁ und beträgt bei aer oevoi'üU-jten AusfUhrun^a-

form U₁, auf C,-5 U eingestellt worden war, 0,25 U .

Ii ^ Z

iii Einsciireiuen, wenn beispielsweise aie Zelle lü^c gezünaet vjeraon soll, werden die Spannungen auf folgende Weise angelegt: An die Leitungen lü^a und loob wird die halbe Amplitude des illelohspnnnunjjj-Impulses, überlagert mit der halben Amplitude der Zündiupul^e, an die Leitungen 104b und lOöa viird die halbe Amplitude der Sündinipulse angelegt. In dieser Betriebsart ist der 3lclierheitt>abotand der Unterschied zwischen aer an der Zelle Iu2c lie^enri'ni Spannung, welche im angenommenen Fall der Zündspannung U, «er Zelle entspricht, und der an einer benaehuc.'-nn, nicht zu aürioenaen Zelle liegenden Spannung, \,'elciie den Zustand aer benachbart,en Zelle nicht verändert darf. \.'enn diese Differenz

809884/US5

- IC -iAD ORiGINAL

gleich KuIl wird, wurde aie Zelle Lo2d zusammen mit dor¹ 'Zelle Iü2c ausgewählt una .jezündet.. Die an der· Zelle Io2d liegende Spannung, is".t die 3ιιπ.;./; der an die Streuerleiturigen 104b und lo6~b angelegten Spannung und entspricht der Summe der Z-ündiiripuls-Spa:inun_fj und der Hälfte des Gleiahspannungo-Iiiipulaeü-. Der Spiele raum für Schwankungen ist somit 'aer Unterschied zwischen der Spannung an der Zelle iOv.u,'d,h, \J_{r s} und der an der Zelle lO2d liegenden Spannung, la U,. glfieh der Summe der; Gleichspannungsimpulses und u<--r amplitude aer ZUndimpuls« ist bzw. die Amplitude ä».v Zünaii.ipulüe äer Z Und spannung U;.. lf.inus des Gleiohüp'an- ^λ nuivjoimpulses entsprieht, entspricht der Gpielraum- der Hälfte όββ GleicjtKpannun^-Ii.ipülrieu. Diese "Spannung entsprieht daar, ebenfalls der Hälfte ü<>v Halte:ipannur^, ο a ο ie .Trapes-ijparixiunt; um die Halte-opaniiun^ bei dec bevorzugten Ausführungs-form gleich sind. Da aer Unterschied "^uioclv^n υ:-. ut:o Xi ,-/rleich ü,2^lj/. U; ist, v.'ii'c aer /Jpieirau;;. cJei· Spannung bein, ,.Cii^ctreiben gleich 0, 'Xl U_r · Der Spielraum in der Halte-Betriebsart lag jedoch niedriger, nämlich bei 0,25f> U , so dass die.,p. Gonauigkeitsforaerung das Ki'iteriui.'i darstellt, - ""_"..-

\:enn beispielsweise ale Zellen 1023 und 102d gezündet sind, aber nur die Zelle 102c gelöscht werden soll, v/erden die Spannungen wie folgt angelegt: Die Hälfte des Gleichsparinungs-Impulses wird an die Leitungen lO^a und 106b angelegt, während an die · Leitungen 104b und lOba keins Spannung angelegt wird. Die Toleranzbreite" ist dann der Unterschied zwischen der zürn Löschen der Zelle 102c an diese arrjelagten Spannung und der" an aie Zelle lO2d angelegten Spannung, Vielehe gerade deren "Gedächtnisfunktion" nicht aufhebt. Die Toleranz ist mithin die Hälfte der T'rapezspannung, "bzw-,-die Hälfte der Haltespannung und entsprieht damit wie beim Einsehreiben ö_ryf U , wobei aber wiederum die zulässige Toleranz bein:. Halten, nämlich 0,25 U ,einschränkend wirkte ■ . .. " - .

Die bevorzugte Ausführungsform, ex'gibt also insgesartjt eine zulässige Toleranz von 0,25 U,.. Bei einer Schautafel "mit einer IQp Toleranz hinsichtlich des B'-trieTosverhaltens-- der einzelnen

909884/1455'-

'Zellen und woitoren lU/> Toleranz der elektronischen Zusatzgereite ergibt sich insgHüai.it noch ein Sicherheitsfaktor von ¹J/, wau «inen ausreichenden V;"ort darstellt. Bei aen frühex'en Verfahren war die zulässige Toleranz beiia Einschreiben Löschen sogar wesentlich geringer als die bei def beschriebenen Ausführungsform zulässige Toleranz bein; Haitobetrieb..

Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt das Einschreiben durch Bestehenlassen der Haltespannim; b^i zusätzlicher Überlagerung diuv.h eine kleine Spannung an den auszjawählGnuon Leitungen, vjoboi die Summe dieser beiden Spannungen U„' beträgt. Bezugnehmend auf Fig. 5 wird dabei beisplelGv/yid-"; eine Spannung U_R allen Leitungen aufgeprägt und wird eine andere Spannung (.U.-.,-Ut₁) den Leitunken 10^a- und lüob zur Auswahl riev Zelle lOüo aufgepfägt. Der '/piolrauiü für die Spannungen ist in diesoin Fall die Spannung U_, an der Zelle 102c minus der Spannung an der Zelle 102d (die Summe von U_TT und der Hälfte von U i.iinus U, ). Beim Einschreiben ist

ΓΙ Δ ^ - l\ _

also dev Spielraum die Hälfte von U minus U_u, bzvj. 0,125U^,

Zn. Z

v.'v-na Ujt ebenfalls 0,75 V_f entspricht. (Die Toleranz der Spannungen beim Einschreiben beträgt beim bevorzugten Ausführungsbeiapiel der Erfindung 0,375 U). Wenn die Schautafel· mit einer Toleranz von 0,05 U„ hergestellt werden sollte und auch die Un-» Genauigkeiten in den elektronischen Steuerschaltungen auf 0,o5 Vf. gehalten werden, so v/äre dabei die Betriebstoleranz des Bildschirms im ungünstigsten Fall etwa 0,025 V~. Keine dieser mit bekannten Verfahren erreichbaren Toleranzen eignet sich für eine einwandfrei arbeitende Schautafel, da sie für die praktische Anwendung zu eng ausgelegt sind.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf ihre sämtlichen Bauteile näher beschrieben. Zunächst sei angenommen, dass die Schautafel gemäss Fig. 1 anfänglich stromlos ist und bestimmte Zellen 102 unter Bildung eines Schaubilds zum Aufleuchten gebracht werden sollen. Bei der acht mal acht Zellen aufweisenden Matrix gemäss Fig. 1 würden die Zellen 102 in vier Gruppen zum Zünden gebracht werden. Zunächst legt die Schreib-

\ - 18 -

909884/U55

. 19QSfl"8

und Löschschaltung 112 die oberen -vier δ\χϊ· Schautafel 100 flihr.er.i--' cie.i X-8teuerleitu:igen lo6 an Spannung. frleichijelGi^ legt die entsprechende Schreib- und Löschschaltung der Y-Achsen-Steuerschaltun^ 126 die Y-S l.euerlei Düngen 104 nacheinander von rechts nach links an Potential. Hierdurch werden gleichzeitig vier. X-S.teuer-■/ leitungen I06 und eine Y-Steuerleitung 104 an Spannung gelegt, wobei durch entsprechende Abtastung der Y-Steuerleitungen 104 das Aufleuchten der gewünschten Einzelzellen der im oberen rech-' ten Vieruel des Bildschirms 100 befindlichen sechzehn Zellen oewirkt wird. Die Auswahl geschieht durch Anlegung von Impulsen an die den X- und Y-Koordinaten der nicht zu zündenden Zellen entsprechenden Sperrschaltunken. Wenn beispielsweise zwei Zellen

fe gezündet werden sollen, die auf der am weitesten rechts befindlichen Y-s-teue'rleitung 104 sowie auf der zweiten und dritten X-J.-.euerleitung 1Oo der durch die'Schreib- und Löschschaltung 112 angesteuerten 'jruppe liegen, wird jeder Y-Sperrschaltung in der Y-Achsen-Sceuerüchaltun^ 126 mit Ausnahme der mit der am .weites cen rechts gelegenen Y-Steuerleitung verbundenen Sperrschaltung ein Impuls aufgeprägt, während gleichzeitig Iupulse an die X-Sperrschaltungen 115 und 112 gelegt werden. Alle Y-Sceuerieitungen I06 mit Ausnahme der am weitesten rechts gelegener, .jiaa dann n&cn Masse gesperre. Ebenso .;ind nur als zv/eiue und οχΊ'γλ,ρ. X-Steuerleituiir; lOo in der La;;;e opannun-r an cien 3ilcischlr.. LLL. .'".:. zu legen_e Die ZUndimpulse würrien ebenfalls ßleici.^itir - . aii^ Leitungen angelegt werden, und zwar eine Hälfte von-der i.. ό-:·

ψ X-Achsen-Sceuerschaltung I08 liegenden Schaltung 110 una aie andere Hälfte mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Polarität von der entsprechenden Schaltung der Y-Achsen-S.teuersch.altung 126;. Die gesamte Schautafel ist auf diese V/eise ans teuer bar, indem das gleiche Verfahren bei den in den restlichen drei Vierteln der . Bildschirmfläche befindlichen Zellen wiederholt wird.

In Fig.. 4D-X ist die resultierende Kurve der Schreibspannungj, welche über die X-Steuerleitungen I06 zu erregenden Zellen angelegt wird, dargestellt und in Fig, 4D-Y ist analog die Schreibspannung der Y-Steuerleitungen 104 veranschaulicht,, wobei der Gleichspannungs-Impuls die Haltespannung sowie die Zündimpulse polaritätsrichtig dargestellt sind,

909884/1455 - 19 -

. -_v- ^d BADORiGINAL

J» 1905^66

Genauer beschrieben wird dabei die in Fig., 4D-X aargestellte · Trapez-Spannung von der Schaltung gemäss Fig. 7 geliefert. Zunächst wird dazu ein positiver 5V-Impuls an den Eingang 732 der Schaltung gemäss Fig. 7A angelegt, der durch eine Zenerdiocie 730 auf 2,5 V reduziert wird. Dieser Impuls lagert die durch den Widerstand 728 erzeugte Vorspannung, Vielehe normalerweise einen Transistor 0,-6 leitend hält, und bringt somit den Transistör 0,-6 zum Sperren. Ein gleichzeitig an den Eingang 714 angelegter negativ werdender Impuls überwindet in ähnlicher Weise die durch einen Widerstand 716 bewirkte Vorspannung und bringt einen Trasistor Q.-4 zum Leiten. Der durch den Transistor Q.-4 über einen Widerstand 7I8 fliessende Strom bewirkt, dass der .Transistor Q,-5 einen negativen Stromimpuls an den Ausgang 72( abgibt. Obgleich der Ausgangs impuls in Pig.· 7A ^mit verhältniölnässig schneller Anstiegszeit dargestellt ist, ergibt sich infol der Aufladung der Leistungskapazität und der Kondensatoren I'd'* gemäss Fig. 1 die langsame Anstiegszeit des in Fig. -MD-X dargestellten SpannungsVerlaufs. Die Schreib- und Löschschaltung gemäss Fig. 7B wird durch einen ähnlichem Funktionsablauf aktiviert.

Die Schaltung für die Zündimpulse gei..äss Figo o_ ,vird durch οϊ·? an die Basen der Transistoren Q.-6-und Q,-o^f angelegten negativ werdenden Impulse erregt, wie;.'dies vorher schon in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben worden ist.

Ein an einen Eingang 805 der Sperrschaltung gemäss Fig. 8A. angelegter Impuls hebt die an einen Transistor Q.-2 in Sperriehturig angelegte Vorspannung auf, macht diesen Transistor Q-2 leitend und trennt die X-Steuerleitungen· I06, an welche er angesehlosaen ist, von Hasse, Normalerweise wird an den. Eingang 805 eine positive Spannung angelegt, welche, wenn sie durch- eine Zenerdiode 006 reduziert" wird,, den Transistor. Q-2. gesperrt hält. Eer negativ viei-denoe Impuls bewirkt, wie erläutert, dass der Transistor Q-2 leitend wird, und ..so die .zugehörigen X-Steuerleitungen -. sperx^t* Das uperreri der Y-Steuerleitungen lo4 wird entsprechend durch Anlegung eines positiven Impulses an die y-3perrschaltung geinäss Fig. 8b ausgelöst.

: 9098 8 kl -U55 " ^2ü "

- -^{: lfe} BAD

nachdem die vier Gruppen von Jeweils sechzehn Zellen periodischgesund et worden sind, um die gewünschte Darstellung au bilden* wird das Einschreiben beendet und die Halte-Betriebsart eingeleitet, indem auf vorher beschriebene Weise abwechselnd und sich' wiederholend negativ werdende Impulse an die Transistoren Q-I und Q-I¹ (Fig.-6) angelegt werden. Die X- und Y-Halte-3teuerschaltungen sind mit Ausnahme des Wicklüngss-inns der Transformator-Sekundärwicklung 620 identisch. Der in Fig. 6 für die X-Iialte-Steuerschaltung dargestellte und mit einem Punkt gekennzeichnete Wicklungssinn der Sekundärwicklung 620 wird für die Y-Halte-Steuerschaltung umgedreht. Die Kurveriform der während der Halte-Betriebsart anliegenden Steuerspannung ist in Fig. 4D und 4E veranschaulicht. Während der Halte-Betriebsart sperren der sonst leitende Transistor Q~o die Diode 724... den Ausgang-72.7 der Schreib- und Loschschaltung gemäss Flg. 7A gegenüber Masse potential. Auf diese Weise kann für den Transistor Q-5 ein Transistor mit niedrigerer Durchbruch-Spannung ausgewählt werden. Eine ähnliche Funktion erfüllen der in Durchlassrichtung vorgespannte Transistor ^-35 und die Diode 710 der Schreib und Löschschaltung für die Y-Achsen gemäss Fig. 7B.

Die Darstellung auf der Schautafel kann mittels der vorher beschriebenen Verfahren gelöscht werden. Genauer gesagt, werden bei den dargestellten Schaltungen an den Transistoren Q-I und-Q-I'-" gemäss Fig. 6 liegenden, einander abwechselnden und aufeinanderfolgenden Impulse unterbrochen, wodurch die Halteimpulse." "eben-, falls unterbrochen werden. Die .genaue Phasenlage, an welcher die Haltespannung unterbrochen "wird-, ist jedoch von Bedeutung, da durch Schreib- und Löschschaltungen 112 und 114 der X-Achsen-Steuerschaltung 108 und die entsprechenden Schaltungen der Y- Achsen-Steuerschaltung 126 eine Löschspannung einer bestimmten Polarität geliefert wird. Wie -erwähnt, ist es zur einwandfreien Löschung des "Speichers" einer Zelle, die vorher wiederholt gezündet worden ist, erforderlich, dass,der in den Figuren 4E-X und 4E-Y dargestellte Löschirnpuls die Entladung ganz langsam einhieltet, um zu verhindern, dass die Zellenentladung vollständig einsetzt. Dies bedeutet, dass die Halteimpulse mit der Polarität;

90 9 8 8.AV U 5 5

BAD ORIGINAL

unterbrochen werden müssen, dass die Polarität des Gleichspan- ^nungs-Impulses eine Entladung aller gezündeten. Zellen bewirkt. "Die richtigen Polaritäten-sind in Fig. 43 dargestellt.

Die bevorzugte Ausführungsform der Gesamt-Schaltung weist folgende Dimensionierung der Bauteile auf:

Figur 1

Kondensator 124 47OpF

Widerstand 128 2? k '

Widerstand I30 47 k

Halte-Schaltung geinäss Figur 6; -

Widerstand 60Ö Ik

Widerstand 602 100

Widerstände 6o4 und 606 I50

V;iderstand 608 100

Widerstände C)IO und 612 100

Widerstand 614 28 k

Transformator mit Prlr.iär'Wicklungen olo, 622, 6^4 und 636 von je 4o Windungen und einer Sekundärwicklung von

80 V/indungen .

Diode 618 IN 66I

Transistoren «4-1,4-2,(^-4 2N>009 '

Transistoren Q-J und Q-5 MH5552 .

Die Diinensionierung der Bauteile des restliehen symmetrischen Abschnitts dieser Schaltung entspricht den eben angeführten Werten und kann durch Vergleich der Dimensionierung des vorstehend aufgeführten, symmetrischen Bauteils festgelegt werden.

Schaltung zur Erzeugung der- Zündimpulse gemäss Piffur -Sy

Widerstand 624 Ik

■ Viiderstand 626 100

Widerstand 628 ■ 150

' 9 0 3 8 8 4 / U 5 5 - ; " - 22 -

1905!SS

Widerstand
Ivideratand 652 Diode 633

TransIotoren ©-6 und Ci-Transistor Q-S-

IC(JP" ; . 28 k

IN üol 2N2G09 MI5552

Die Dirnens legierung der Bauteile der symmetrischen.arider-en Hälfte dieser Schaltung kann ebenfalls" anhand der obigen Werte; .gewählt werden.

Figur 7A:^;

Zenerdiode	715	2,4	V	.Q-4	2N4S3S	—--
VJ id erst and	716	1 k			2IO7I2
widerstand	718	220		Q-o	2N4888
Viiderstand	720	4,7	k

Dioden 724 und 726 IN06I v; id erst and 728 Ik

Zenerdiode 750 2,4 V

Figur 7B;

Widerstand 701	Ik
Widerstand 702	470
Widerstand 704	220
Widerstand 7θβ	4,7 k
Dioden 709 Ui 710 :.	1N661
■Widerstand 712	Ik
Transistor Q»l	2N57.12
Transistor Q,-2	2M4888
Transistor Q-3	- 2N3712
Figur 8a: ■■ ·

Zenerdiode δθ6 V/iderstand 808 Diode 810

Transistor Q-2

2,4 V 470 IH661 2M4888

9884/1455

BADOHIGINAL

Figur Sß;

V: iderat ana ÖCü Ik

;,'ld erst and bü2 4 γ O

I: iod c - oü4 1N66-1 .

- Transistor ^-1 2Ν>712

Anhand der grundsätzlichen Offenbarung der Erfindung sind dem Fachmann zahlreiche 'Weiterentwicklungen und Abwandlungen offensichtlich. Beispielsweise kann die acht r.ial acht Zollen auf v/eisende ochautafol 100 geinäss Fig. 1 je nach dem gewünschten Endergebnis bezüglich Grosse, Gestalt, Konfiguration unü Zellenzahl, variiert werden. Ebenso sind die in den einzelnen Schaltungen enthaltenen Stx'omkreise innerhalb des Raliinens derUrfinduriQ verscliieoenen Abwandlungen zugänglich, und ausserdera können auch unterschiedliche Arten von Schaltungen für die Verwirklichung der lirfinüung aii^oiiandt werdou, ohne dass dabei vom Grundgedanken der Erfinoung e.b.jov.'ichen wird. Darüb"rhinaus lcl'nnen verschiedene lilcht aarj^stellte iJtroiiivex^ct^un.-jSiiinrichtun^eri .:ur■"Gp^lsjun^ bestimmter oti'o^uiveir-c üer ü ilialtung vcrgeaeheii sein.

Selbstverständlich- soll die vorstehend dargestellte und beschriebene bevoi':-".vigte Ausführungsf on.. ciIk IU¹I¹ inauiv: lodi^j-'.·■■-■. ,.,eispicilhaft erlävit'n'n uncx ]^oi:iesfails einschränken, da aei.. /aeh;.:aiin inneohal.-j dos Rah.uoao der ;Crfindun_o· zahlreiche ünaerungen und Abvjandlun^en :.iL"jjlich sind. Aus diese;.! Grund soll die Erfindung alle innerhalb des erweiterten ochutzur.ifangs liegenden Änderungen und Abwandlungon mit einschliessen.

909884/145

Claims (15)

19-0&1-66 Control Data Corporation 1i- Minneapolis, Minn., V.St.A. Pat e η t a η s ρ r ü c he

1. Verfahren zürn Anlegen von -Spannungen an paare von Steuerleitungen einer Gasentladungs-Schautafel, bei.welcher jeder einzelnen Zelle zwei Steuerleitungen zugeordnet sind, die gegenüber dem in jeder einzelnen Zelle enthaltenen Gas isoliert sind und die Steuerspannungen kapazitiv an das in, der betreffenden Zelle enthaltene Gas anlegen, wobei die Nenn-

» Entladungsspannung für jede einzelne Gaszelle U ist und wo-■ .. ■ ■. ■ - - ■ -■ ζ -■·...--■

bei nach der vollständig eingeleiteten Zündung über der Zelle eine Spannung U„_ verbleiben kann, auch wenn die Steuerspan-

^faP
nung gegen Null geht, dadurch gekennzeichnet, dass, zunächst

ein Schreib-Vorgang eingeleitet wird, indem eine pulsierende Spannung üVan mindestens zwei Steuerleitungen angelegt wird und ein Gleichspannungs-Impuls an mindestens dieselben beiden Steuerleitungen angelegt.wird, wobei der Spitzenwert des Gleichspannungs-Impulses grosser ist als der Spitzenwert von die Summe der Spitzenwerte bei der Spannung 'mindestens

gleich U ist, so dass U grosser wird als 0,125 ,U , sodann ""-ein Vorgang zum Erhalten der Brennbedingungen eingeleitet wird, indem eine pulsierende Spannung Ut₁ an mindestens zwei ■

■-■■-■■ - - ., ■ ■· A . ■"■---."■-

Steuerleitungen angelegt wird, wobei die Summe des Spitzen-, werts von ÜV und des Werts von U^ zumindest gleich IT ist, und schiiesslich ein Vorgang zum Löschen einer ausgewählten : Zelle eingeleitet wird, indem ein Gleichspannungs-Irnpuls sol-cher Polarität, dass die Entladung in der betreffenden Zelle gelöscht wird, an mindestens zwei 'Steuerleitungen derart angelegt wird, dass die Summe des Gleichspannungs-Impulses und des Wertes II der zu löschenden Zelle zumindest gleich U

S Jj Z _

ist"j wobei das Anlegen der einseitig gerichteten Spannung ein langsames Einsetzen der Entladung -bewirkt, so dass keine vollständig ablaufende Entladung über der zu löschenden. Zelle erreicht und U„ gelöscht wird.

^bP ■-.-..

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■-■■. · ■-■-.:■; - 25 -

..-■■';■''■'■■: ' asr

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schreiben bipolare Impulse JJ _f an mindestens zwei Steuerleitungen angelegt werden.

3. Verfahren nach Al, dadurch gekennzeichnet,· dass beim Schreiben ein Gleichspannuhgs-Impuls an mindestens zwei Steuerleitungen angelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis p, dadurch gekennzeichnet, dass beim Halten in der Polarität wechselnde Impulse als Haltespannung U« angelegt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Loschen ein Impuls einer Amplitude angelegt wird, Vielehe eben ausreicht, eine Entladung des in der

_t Zelle enthaltenen Gases zu verursachen und den schnellen Ablauf der Entladung zu verhindern.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Löschen ein Impuls mit so langsamer Anstiegszelt angelegt wird, dass ein vollständiger Ablauf der Zellenentladung verhindert'wird.

7. Vorrichtung zur Einleitung der Entladung in einer Gaszelle bei einer als Matrix angeordneten Gasentladungs-Schautafel, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuerleitungen ein Generator zur Erzeugung einer pulsierenden Spannung sowie ein .Impulsgenerator zur Lieferung eines Gleichspannungs-Impulses angeschlossen sind, dass die Summe der Amplitude des Gleichspannungs-Impuls es und des Spitzenwerts der pulsierenden Span-, nung mindestens der Spannung entspricht, bei welcher sich die am Schnittpurakt zwischen den an Spannung liegenden Steuerleitungen befiödiiche Zelle entladt, und dass die Amplitude des GleiGhspannungs-Impulses grosser ist als der Spitzenwert der pulsierenden Spannung*

8. Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass derT^iur Erzeugung der pulsierenden Spannung ein WechselspannungS-Impulsgenerator ist. 909884/1455 - - ■■'■- - ."" ■ .■.-■.■■ ' . - 26 -

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9· Vorrichtung zum-Loschen von Gas entladung/.; zellen bei einer als Matrix angeordneten Gasentladungs-uchautafel·, Kobei am Schnittpunkt .zwischen- mindestens einer Leitung einör Anzahl , von X-3teuerleitungen und mindestens einer Leitung einer Anzahl von Y-3teuerleitungen eine Gasentladungszelle angeordnet ist, deren Gasfüllung gegenüber den Leitungen galvanisch isoliert ist und deren Liehtausstrahlung durch die an' den beiden Leitungen liegende Spannung' gesteuert .wird, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuerleitungen ein'Gleichspannungsgenerator zur Lieferung eines Impulses angeschlossen ist dessen Amplitude so bemessen ist, dass eine Entladung von '" Gasent1adungszellen mit einer entsprechenden"Speicherspannung bewirkt wird, und der ein vollständiges Einsetzen'der· Entladung in der Gaszelle verhindert, um die SpeicnWspannung , praktisch vollständig zu löschen, - . ,

10. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungsgenerator Kapazitäten zur Lieferung eines Impulses mit langsamer Anstiegszeit zur Verhinderung des vollständigen Einsetzens der Entladung in der Gaszelle aufweist.

11. Verfahren zur Aufhebung der Gedächtnisfunktion bei" einer Gasentladungszelle in einer Gasentladungs-Schautafei, wobei die Mittel zur Anlegung der die Entladung des in den Zellen befindlichen Gases hervorrufenden Spannungen gegenüber dem In den Zellen enthaltenen Gas isoliert sind, und die den Zellen zugeordnete Speicherspannung die Verwendung einer pulsierenden bipolaren Haltespannung mit einer Amplitude ermöglicht, welche kleiner ist als die anfänglich zur Einleitung einer Plasmabildung in der Zelle erforderliche Amplitude^ um aufeinanderfolgende Entladungen des Gases in der Zelle zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass an,.,,die Gasentladungszelle ein Impuls solcher Polarität angelegt wird, dass die Zelle zur Entladung gebracht wird, wobei aber dieser Impuls einen vollständigen Ablauf der Entladung in der Zelle zwecks Löschung der · der Zelle zugeordneten Speicherspannung verhindert. ' _v

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BAOORlQiNAL

"12. Verfahren nach Anspruch 11, caaux'oii gekennzeichnet., uass ein I.apuls mit lanjsai.jer Anstiegszeit, angeleg-; vrird..

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulö einer Amplitude angelegc wird, dieeben ausreicht, eine Entladung des Gases in der Zelle hervorzurufen und den vollständigen Ablauf der Entladung zu verhindern. . .

14. Vorrichtung zur Einleitung der Entladung in einer Gasentladungszelle bei einer Gasentladungs-Schautafel, wobei am Schnittpunkt zwischen mindestens einer Leitung einer Anzahl von X-Steuerleitungen und mindestens einer Leitung einer Anzahl von Y-Steuerleitungen eine Gasentladungszelle angeordnet ist, deren Gasfüllung gegenüber den Leitungen galvanisch isoliert istii^aeren Liehtausstrahlung durch die an den beiden Leitungen liegende Spannung gesteuert wird, gekennzeichnet durch einen Spannungsgenerator zur Lieferung einer Spannung konstanter Polarität, deren Spitzenwert die zur Einleitung einer Entladung in der Zelle erforderliche Spannung überschreitet, und eine. Einrichtung zur Verbindung, des Generators mit den an Spannung zu legenden Steuerleitungen. ' ■

15. Vorrichtung nach Anspxuich 1.4, dadurch, gekennzeichnet, dass der Generator ein Impulsgenerator ist. ·

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