DE2064298A1

DE2064298A1 - Gasentladungsvorrichtung mit Ansteuerschaltung

Info

Publication number: DE2064298A1
Application number: DE19702064298
Authority: DE
Inventors: Larry Joe Toledo Ohio Schmersal (V.St.A.)
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1970-12-29
Publication date: 1971-07-15
Also published as: DE2064298C3; CA932428A; DE2064298B2; GB1340867A; FR2074416A5; US3668688A

Description

Gasentladungsvorrichtung mit Ansteuerschaltung

Die vorliegende Erfindung betrifft Gasentladungsvorrichtungen, wie sie in der USA-Patentschrift 3 499 I67, der belgischen Patentschrift 739 303, der französischen Patentschrift 1 593 934 sowie | den deutschen Patentanmeldungen P 20 21 302.9 und 20 44 224.4

erläutert sind. ■ |

Die vorliegende Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen für j Gasentladungsvorrichtungen mit Anzeige bzw. elektrischen Gedächtnis und paarweise angeordneten sich kreuzenden Leitern, denen verhältnismäßig hohe Betriebsspannungen zum Erzeugen von einzelnen

Gasentladungen zugeführt werden. ■

Bei der Gasentladungsvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist ein unter Druck gesetztes dünnes Gasvolumen von dielektrischen Ladungsspeichern begrenzt, auf deren Rückseite sich kreuzende Leiter paarweise angeordnet sind, die ein Leitermuster bilden und denen Betriebsspannungen zum Erzeugen von Entladungen in den Gasvolumen zugeführt werden. Diese Betriebsspannungen bestehen aus einer periodischen Brennspannung, die allen Leitern zugeführt wird, sowie aus Impulsen von einer verhältnismäßig hohen Spannung,

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die der periodischen Brennspannung zu addiert werden und zum Zünden und Löschen der Entladungen in den einzelnen durch die Leiterkreuzungsstellen bestimmten Gasentladungseinheiten dienen. Die Amplitude der Brennspannung ist so gewählt, daß sie zum Auslösen iner Entladung selbst nicht ausreicht. Eine solche Gasentladungsvorrichtung weist ein sogenanntes elektrisches Gedächtnis auf, das durch die Speicherung der Ladungsträger gebildet wird, die durch ine anfängliche Entladung erzeugt und auf dem dielektrischen adungsspeicher gespeichert werden und elektrische Potentiale aufweisen, die der Polarität der angelegten Betriebsspannungen entgegengesetzt sind und somit die Entladung beenden.

Das durch die Speicherung der Ladungsträger hervorgerufene Potential, das die gleiche Polarität wie die hierauf folgende Halbwelle der Brennspannung aufweist, vermittelt das Auslösen einer nächsten Entladung, so daß jede Periode der Brennspannung wenig-

ens zwei Entladungen aufweist. Da sich die Ladungsträger sehr schnell ansammeln, dauert jede Entladung nur den Bruchteil einer Halbwelle, so daß der Vorgang der Lichterzeugung sich aus einer Folge von kurzen Leuchtpunkten zusammensetzt. Die Repetitionsgeschwindigkeit ist so groß, daß das menschlische Auge einen kontinuierlichen Lichteindruck wahrnimmt (100.000 Leuchtpunkte /Sek. bei 50 kHz Brennspannung). Ist einmal die Folge von Entladungen in iner Gasentladungseinheit ausgelöst worden, so bleibt diese durch lieBrennspannung erhalten. Das Löschen erfolgt in ähnlicher Weise lurch Zuführen eines Löschspannungsimpulses, dessen Zeitpunkt in ier in der oben erwähnten französischen Patentschrift ausgewählt

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wird. Zum Löschen einer Entladung wird also die gespeicherte Ladungsmenge so modifiziert, daß das aus der gespeicherten Ladung resultierende Potential bzw. elektrische Feld, das das durch die Betriebsspannung erzeugte Feld unterstützt, nicht mehr ausreicht, um in der nächsten Halbwelle eine Entladung asuzulösen.

Solche Gasentladungsvorrichtungen erfordern verhältnismäßig hohe Betriebsspannungen, deren Höhe unter anderem auch von der Größe der Entladungsstrecke zwischen den dielektrischen Ladungsspeichern, j dem Gasgemisch und Gasdruck, sowie der Dicke des Dielektrikums

abhängig ist. Beispielsweise beträgt die Brennspannung etwa 333 bis 3!3O F Scheitelwert bei einer Frequenz zwischen 30 und 50 kHz und beträgt die Größe der Zünd- und Löschimpulse vorzugsweise etwa gleiche Spannungswerte bei einem Gasgemisch aus 99>9$

^! Neonatomen und 0,1 % Argonatomen bei einem Gasdruck zwischen

j etwa 1 und 2 Atmosphären, einer Länge der Entladungsstrecke von ι 100 /U und einer Dicke des Dielektrikums von 25 bis 50/U.

Bei einer Gasentladungsvorrichtung von einer Seitenlänge von etwa 10 χ 10 cm und mit einem Mittenabstand der Leiter von 762/U sind jeweils etwa 132 Leiter für die Reihen und Spalten und so mit etwa 17.ΟΟΟ einzelne Entladungseinheiten vorgesehen. Zum Ansteuern der Leiterspalten und Leiterzeilen verwendet man normalerweise einen eigenen Ansteuerimpuls hoher Spannung, während das Beenden einer Entladung in einer Entladungseinheit beim gleichzeitigen Auftreten hoher Spannungsimpulse an den Zeilen und Spalten erfolgt, wobei die Hälfte der Spannung an dem Leiter einer ausgewählten Reihe und die Hälfte der Spannung, die entgegengesetzte

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Polarität aufweist, an einen Leiter der ausgewählten Spalte angelegt und algebraisch zu der Brennspannung addiert wird. Die periodische Brennspannung wird in ähnlicher Weise angelegt, nämlich die eine Hälfte an alle die Reihen bildenden Leiter und die andere Hälfte entgegengesetzter Phase an die die Spalten bildenden Leiter.

Bei wachsenden Größen der Anzeigevorrichtung vergrößert sich die Anzahl der Zuführungen proportional, wenn man den gleichen Auflösungsgrad zugrundelegt (Abstände von 7öO/u). Andererseits wird der Auflösungsgrad durch Verringern der Leiterabstände verbessert*, i so daß auch demzufolge die Anzahl der Zuführungen anwächst. Wählt man beispielsweise nur einen Abstand von 500 /u zwischen den einzelnen Leitern der Reihen und Spalten, so wächst die Anzahl der Zuführungen zum Anlegen der Betriebsspannungen in entsprechender Weise an.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für die sich aus

I der Vielzahl der Zuführungen sowie der Leitungsführung ergebenden

I Probleme eine zweckmäßige Lösung anzugeben. Diese Lösung besteht darin, daß die Schaltkreise zum Verarbeiten der logischen Signale und der Impulsschaltungen auf der Gasentladungsvorrichtung angeordnet werden. Mit Ausnahme der Brennspannung sowie der Hochspannungsversorgung für die Impulsschaltungen erhält man eine verringerte Anzahl von Leitern und äußeren Verbindungen, sowie eine verringerte Anzahl der HochspannungsZuführungen, wenn man die logischen Schaltkreise für die geringe Spannung mit der Gasentladungsvorrichtung integriert, und zwar vorzugsweise auf einer

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seitlichen Verlängerung der aus Glas bestehenden Trägerplatten. ■ Dabei weisen die logischen Schaltkreise vorzugsweise eine Anwahl— schaltung in einem oder mehreren der integrierten Schaltungsein-

i heiten auf, um bestimmte Gruppen oder Abschnitte der Leiter auf j

i der Gasentladungsvorrichtung anzusteuern und ist ferner eine j

logische Schaltung zum Anwählen von einem oder mehreren Leitern i

der Reihen und Spalten vorgesehen, denen die ZUnd- und Löschimpulse zugeführt werden.

Die Anwahlschaltungen sowie die logischen Schaltkreise und Impulsschaltungen sind in Schaltungseinheiten integriert, deren Außenanschlüsse so angeordnet sind, daß sie mit einem oder mehreren Leitern auf der Verlängerung der Trägerplatte oder auf getrennten ihrerseits mit den Leitern der Gasentladungsvorrichtung elektrisch verbundenen Trägerelementen verbunden sind.

Die logischen Anwahlschaltungen sowie die Impulsschaltungen arbeiten auf der Höhe der Brennspannung, wodurch eine Kombination von logischen Steuer- und Dekodierfunktionen möglich ist. Dies erfordert eine isolierende Ankopplung der logischen Anwahlschaltung sowie der mit den Impulsschaltungen verbundenen logischen Schaltkreise. Da die Anzahl der Dateneingangssignale verringert ist, verringert sich auch die Anzahl der Kopplungen entsprechend,! so daß sich kein zusätzlicher erheblicher Aufwand ergibt.

Die Erfindung ir;t nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zellen:

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Pig. 1 eine schematische Darstellung der logischen Schaltkreise und Impulsschaltkreise.

Fig. 2a die Anordnung der logischen Anwahlschaltkreise und Torimpulsschaltkreise auf seitlichen Verlängerungen einer Gasentladungsvorrichtung.

Pig. 2b eine teilweise Seitenansicht der Gasentladungsvorrichtung mit auf einem besonderen Träger angeordneten Schaltungseinheiten.

Pig. J5 die Anordnung zweier mit Torschaltungen versehener Impuls- :

schaltkreise in einer Schaltungseinheit bestehend aus zwei Mikroplatten mit Anschlüssen für ein bestimmtes Leitermuster auf der seitlichen Verlängerung einer Gasentladungsvorrichtung und '.

Pig. 4 eine shematische Darstellung eines logischen Anwahlschaltkreises in einer integrierten Schaltungseinheit.

Gemäß Fig. 2 a ist eine flächenhafte Gasentladungsvorrichtung mit zwei Trägerplatten 11 und 12 versehen, deren entgegengesetzte Oberflächen mit Leitern 13 und 14 in Reihen und Spalten belegt sind, die ein Muster von Gasentladungseinheiten bestimmen. Zwei dünne dielektrische Schichten 15 und 16 sind auf den einander zugekehrten Flächen der Trägerplatten 11 und 12 angeordnet, die durch dichtende Abstandshalter 17 miteinander verbunden sind, und somit ein dünnes Gasvolumen begrenzen, das mit einem gasförmigen

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Medium unter Druck gefüllt ist, das während der Entladung an ausgewählten Kreuzungspunkten Ladungsträger erzeugen kann, die an bestimmten Bereichen der Oberflächen der dielektrischen Schich ten 15 und 16 gesammelt und gespeichert werden.

Das Gasvolumen ist etwa 25^ /^u dick (zwischen den dielektrischen '■ Schichten). Das Verhältnis der Längerer Entladungsstrecken zum !Abstand der Leiter ist etwa 1:5* um Übersprecheffekte zu vermeiden.

j An die in Reihen und Spalten angeordneten Leiter IJ und 14 sind

; Betriebsspannungen zum Hervorrufen von Entladungen in den einzelnen

^: durch die Kreuzungspunkte bestimmten Entladungseinheiten angelegt. ;Das Gas ist unter einem verhältnismäßig hohen Gasdruck, um die ; Entladungen in dem Gasvolumen zu lokalisieren und die bei der Ent- ^;ladung erzeugten Ladungsträger innerhalb des Gasvolumens in dem ■ sie erzeugt sind, zu begrenzen . Wie aus der erwähnten belgischen '· Patentschrift hervorgeht, kann das Gas ein Gemisch aus 99*9/3 I Neonatomen und etwa 0,1 % Argonatomen bei einem Druck von vorzugsweise zwischen 0,2 und einer Atmosphäre bestehen. Es können aber auch andere Gaszusammensetzungen und Drücke Verwendung finden.

In Fig. 1 ist die Gasentladungsvorrichtung 10 in vereinfachter Form gezeigt, und weist acht Leiter Rl ...r8 für die Reihen und acht Leiter Cl...C8 für die Spalten auf, deren Kreuzungspunkte ansteuerbare Entladungseinheiten bilden, die jeweils einzeln durch Anlegen von entsprechenden Betriebsspannungen an die Leiter :der entsprechenden Reihe und Spalte ansteuerbar sind. Aus einem ,Rechengerät, einem Fernschreiber oder oinor sonstigen Nachrichten-' verbindung gelan/it die anzu-'.eicende b;.'w. zu snelchernde Iiiforma-

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tion in Form von digitalen Dateneingangssignalen in binär kodierter Form auf die Eingangsleitungen X 1, X2 und X4 für die Reihen
sowie auf die Eingangsleitungen Yl, Y2, Y 4 für die Spalten. Diese Information gelangt über entsprechende Kopplungstransforraatoren
TXl, TX2, TX4 bzw. TYl, TY2, TY 4 in die logischen Dekodierschalt-; kreise. Die Transformatoren sind zur elektrischen Isolierung
vorgesehen und können auch durch andere Einrichtungen, beispielsweise durch photonische Koppelkreise ersetzt werden. In den logischen Schaltkreisen 30 und Jl werden die Eingangsinformation

in eine zur Ansteuerung der Gasentladungsvorrichtung geeignete ;

Form umgesetzt, also beispielsweise dekodiert. Da in Fig. 1 drei* : binäre Eingänge vorgesehen sind, ergeben sich acht Ausgänge [ η 3

(2 = 2^ = 8), dementsprechend also acht logische Ausgangsleitungen LRl...LBS bzw. LCl....LC8. Die Ausgänge dienen zum j Aktivieren einer Hochspannungs- Impulsschaltung 32 bzw. y$ in

denen die Brennspannung VSR und VSC mit den Hochspannungsimpulsen

• i

algebraisch addiert wtrd. ;, worauf sie den Leitern der Reihen und \

j Spalten zum Zünden und Löschen der Entladungseinheiten zugeführt |

wird- .. In den. Impulsschaltungen 32 bedient man sich NPN-Transi- , stören und in den Impulsschaltungen 33 PNP-Transistoren. Die J Hochspannungs-Gleichspannungsquellen EPR und EPC weisen eine
entsprechende Polarität auf. In dem dargestellten Augenblick ist
die Brennspannung VSR für die Leiter der Reihen positiv und die
Brennspannung VSC für die Leiter der Spalten negativ, d. h. mit ', anderen Worten, die den Leitern der Reihen zugeführte Brenn- ; spannung ist gegenüber der den Leitern der Spalten zugefihrten j Brennspannung um l8o° phasenversetzt. In dieser Weise wird die
Hälfte der erforderlichen Brennspannung den Leitern der Reihe und

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die andere Hälfte den Leitern der Spalten zugeführt. Da die Brennspannungsquellen für die Leiter in den Reihen und Spalten syn- ! chronisiert, jedoch voneinander getrennt sind, wird die Anordnung gegenüber Erde auf einem angehobenen Spannungsniveau betrieben. Somit bildet die jweilige Amplitude der Brennspannung den gemeinsamen Bezugspunkt, von dem die Gleichspannungsimpulse EPR und EPC zum Erzeugen der Zünd- und Löschimpulse ausgehen. Die Spannung^- quellen ELR und ELC von niedriger Spannung dienen zum Anlegen von Betriebsspannungen an die logischen Anwahlschaltkreise JO und 31. Diese Spannungsquellen sind ebenfalls den Brennspannungsquellen über die Impulsspannungsquellen EPR und EPC hoher Spannung aufgeschaltet. Durch das Aufschalten der logischen Anwahlschaltkreise und der Impulsschaltkreise ist es möglich, bestimmte logische Ansteuer-.und Dekodierfunktionen miteinander zu kombinieren und dadurch die Anzahl der zu der Gasentladungsvorrichtung führenden Steuerleitungen zu verringern. Dieses Aufschalten der Spannungen auf die Brennspannung hat jedoch den Nachteil, daß die von der mit Bezugspunkte Erde arbeitenden Datenquelle kommende Information nicht unmittelbar in die aufgeschalteten logischen Schaltkreise, die die Brennspannungsquelle als Bezugspunkt haben, eingegeben werden kann und deshalb Koppelkreise notwendig sind, um das Signal in die logischen Schaltkreise einzugeben. Wie bereites erwähnt, kann die Ankopplung einschließlich der erforderlichen Isolierung durch die gezeigten Transformatoren oder durch photonische Koppeleinrichtungen erfolgen. Wie nachstehend erläutert, sind in Fig. 1 die notwendigen Umkehrstufen zum Umkehren bestimmter Ausgänge der logischen Schaltkreise 20 und 31 in bezug auf die richtige Polarität zum Betreiben der Transistorschaltungen der

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Impulsschaltkreise 32 und/oder 33 nicht dargestellt.

In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe der Brennspannungen VSR und VSC 175 V Scheitelwert und ist sinusförmig, obwohl auch andere periodisch sich wiederholende Wellenformen Verwendung finden können, beispielsweise eine Rechteckwelle oder sägezahnförmige Spannungen usw. Die Gleichspannungsquellen EPR und EPC sind etwa 150 V, die Spannung der Versorgungsspannungen ELR und ELC beträgt etwa 4 V. Benötigen die Impulsschaltkreise höhere Amplituden für die Auslösespannungen, so müssen die von den logisehen Schaltkreisen abgegebenen Spannungen größer sein oder verstärkt werden.

Wie bereits erwähnt, ist die Gasentladungsvorrichtung 10 mit jeweils 128 Leitern 13 und 14 für die Reihen bzw. Spalten versehen, die jeweils einen Mittenabstand von 254 /U aufweisen (z.B. 16 384 Gasentladungseinheiten bzw. Kreuzungspunkte bei einer

Anzeigefläche von 65 mm im Quadrat). Unter Benutzung einer Basis-; zahl 8 sind die Leiter der Reihen willkürlich in Gruppen von : je 8 unterteilt, so daß sich 16 Gruppen von Leitern (Rl...Ä8.... RI2I-I28) für die Zeilen und 16 Gruppen von Leitern (cl-8....C121 128) für die Spalten ergeben. Die einzelnen Gruppen können noch in Untergruppen oder Teilabschnitte unterteilt werden. So ist beispielsweise ein oberer Teilabschnitt I und ein unterer Teilabschnitt II für die Leiter 13 der Zeilen auf der Trägerplatte 11 und eine ähnliche Anordnung der Gruppen für die Leiter 14 auf einer auf der Platte 12 vorgesehen.

Jede Leitergruppe für die Zeilen wird von einer integrierten ^;

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Schaltungseinheit 4o/l-l...40/11-8 angesteuert, wobei jede Schaltungseinheit eine Gruppe von acht Leitern (Zeilen) bedient. So ist in Fig. 5 die Anordnung von zwei Impulsschaltkreisen in einer Schaltungseinheit 40-I-II dargestellt, wobei zwei integrierte Schaltkreise 50 und 51 mit äußeren Anschlüssen zum Verbinden mit einer bestimmten Gruppe von 8 Leitern (Reihen und Spalten) auf der Gasentladungsvorrichtung oder einem an deren Verlängerungen gemäß Fig. 2 B angeordneten Trägern vorgesehen sind. In Fig. 3 sind nur 2 Schaltungskarten für die integrierten Schaltkreise vorgesehen. Deren Anzahl ist jedoch veränderlich.

In Fig. 3 sind die Bauelemente eines Impulsschaltkreises 4o-I dargestellt, sowie zwei integrierte Schaltungskarten 50 und 51* auf denen je vier Impulsschaltungen 52 angeordnet sind, deren Schaltungsaufbau in der Patentanmeldung 20 21 302.9 erläutert ist, wobei jedoch auch andere Schaltungen infrage kommen. Ferner weist jede Schaltungskarte 4 UND-Gatter als logische Elemente 54 auf, von denen je eines einem Impulsschaltkreis 52 zugeordnet ist. Solche logischen Torschaltungen und ihre Zusammenschaltung mit den Impulsschaltkreisen sind in einer Patentanmeldung vom gleichen Datum und der gleichen Anmelderin (Anwaltsakte M-1449) näher erläutert. Ferner ist jede Schaltungskarte mit einer Umkehrstufe 56 versehen, so daß die logischen Gatter 54 in der üblichen VJeise arbeiten. Weisen die Dateneingänge an den Zuleitungen 11 bis 18 die richtige Polarität auf, so können die Umkehrstufen 56 entfallen. Jede Schaltungskarte 50 ist mit Anschlüssen 1 bis 8 für Eingangsspannungen und Signale versehen, während für die Schaltungskarte 30 noch die Ausgänge IJ - l6 und für die Schultungskarte

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die Ausgänge 17 bis 20 vorgesehen sind. Die Eingänge 1 bis 8 sind in der Schaltungseinheit verdrahtet und führen zu äußeren Anschlüssen mit entsprechender Nummer. Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, ist der äußere Anschluß 1 über einen Draht 57 mit dem Anschluß 1 der Schaltungskarte 50 verbunden, der Anschluß 2 mit dem Anschluß 2 der Schaltungskarte 50 und mit dem Anschluß der Schaltungskarte 51. Die Anschlüsse 2 und 3 sind mit den Anschlüssen 1 bis 8 der Schaltungskarten 50 und 51 verbunden. Die Ausgänge 13, 14, 15* und 16 der Schaltungskarte 50 sind mit den Anschlüssen 13, 14, 15 und 16, sowie die Anschlüsse 17* 18, 19 ; und 20 der Schaltungskarte 51 mit den äußeren Anschlüssen 17* 18/

19 und 20 verbunden. In der dargestellten Weise sind die äußeren Anschlüsse 13 - 20 unmittelbar mit den Leitern der Gasentladung^- j vorrichtung verbunden, die in dem Ausführungsbeispiel mit R-9... > R-l6 (Zeilen) bezeichnet sind.

Außer den Impulsen, die von den logischen Anwahlschaltkreisen über Zuleitungen SI~2 an den Anschluß 1 übermittelt- werden, wobei ; die Eingangsversorgungsspannungen und Signale zu allen Impulsschaltungseinheiten über ein gemeinsames durch die Leiter 8 ...l8 j gebildetes Leitermuster gelangen, siehe auch die Tabelle weiter

unten, wird dieses Leitermuster von mehreren linearen Leitern auf seitlichen Verlängerungen oder auf einem eigenen Träger gemäß Fig. 2b gebildet, wobei sich die Leiter in einer Richtung quer zu den Leitern 13 der Reihen erstrecken und den gleichen Abstand wie die Signaleingangsanschlüsse und Versorgungsspannungsanschlüsse aufweisen und mit diesen verbunden sind. Diese Versorgungs- und Signalanschlüsse 2 bis 12 an den Schaltungseinheiten sind jedoch

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an entgegengesetzten Seiten versetzt bzw. sind abwechselnd angeordnet und sind mit solchen Abständen versehen, daß sie mit den Leitern 8...18 elektrisch abwechselnd verbunden sind. Dadurch

wird ausreichend Platz zum Ausrichten und Verbinden der äußeren ! Anschlüsse der Schaltungseinheit mit den Versorgungsspannungs- < und Signalleitern geschaffen. Die Kontaktgabe der einzelnen äußerejn

Anschlüsse der Schaltungseinheiten erfolgt in einfacher Weise

ί durch Druck oder gegebenenfalls auch durch Verschweißen bei :

nicht zu hohen Temperaturen und Ultraschallschwingungen. ,

Die folgende Tabelle gibt die Zuordnung der einzelnen Zuleitungen zu den Versorgungs- und Signalspannungen wieder.

Zuführungen · Punktion

1 Abtast-Teilabschnitt logische Anwahlschaltung I

2 Abtast-Teilabschnitt logische Anwahlschaltung II

3 Teilabschnitt logische Anwahlschaltung Versorgungs- !

spannungj

4 Teilabschnitt logische Anwahlschaltung Versoigmgs- |

spannungj

5 Teilabschnitt Anwahlschaltung Dateneingang :

6 Teilabschnitt Anwahlschaltung Dateneingang ;

7 Teilabschnitt Anv;ahlschaltung Dateneingang

8 Eingang für Brennspannungsquelle (Anschluß 8 in Fig.l

9 Eingang für Hochspannungs-Impulsquelle für die Impulsschaltung (Anschluß 9 in Fig. 1) j

10 Eingang für Versorgungsspannung für logische Schal- · tung (Anschluß 10 in Fig. 1) j

11	Leiter	1	für	Daten
12	Leiter	2	für	Daten
13	Leiter		für	Daten
14	Leiter	4	für	Daten
15	Leiter	^lJ>	für	Daten
16	Leiter	6	für	Daten

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17 Leiter 7 für Daten

18 Leiter 8 für Daten

Die in Pig. 3 dargestellte Schaltung wird in der in der vorerwähnten Patentanmeldung beschriebenen Weise betrieben. So dienen die Impulsschaltung 52 und der logische Schaltkreis 54 zum Umsetzen von logischen Signalen niedrigen Pegels in Impulsspannungen hohen Pegels, die mit der sinusförmigen Brennspannung algebraisch addiert werden. Somit wird beim Zusammentreffen eines Impulses an dem Anschluß 1 der Schaltungseinheit (Zuleitung S-I-2 für die Reihenanwahl) und eines logischen Impulses an einem der Dateneingangsanschlüsse 11 bis l8 ein Ausgang an den angewählten logischen Elementen 54 erzeugt, denen die zusammentreffenden Impulse zugeführt worden sind, die zum Umschalten der zugehörigen, Impulsschaltung 52 dienen, wodurch ein Zündimpuls,an dem entsprechenden Ausgang erzeugt wird. Beispielsweise werden durch einen Impuls auf dem Leiter (S 1-2)für die entsprechende Reihe die 4 UND-Gatter 54 auf der Schaltungskarte 50 durchgeschaltet, sowie auch die 4 UND-Gatter 54 auf der Schaltungskarte 5I. Steht dann ein logischer Impuls an einem der Dateneingänge 11 bis 18 an, die mit den Leitern für den Signaleingang und die Spannungsversorgung der gattergesteuerten Impulsschalteinheiten 40-1 in Verbindung stehen, so gelangt ein Eingangssignal zu den ,entsprechenden UND-Gattern 54, wobei ein entsprechender Ausgangsimpuls die Impulsschaltung 52 umschaltet. Demzufolge wird ein Spannungsimpuls in der Impulsschaltung 52 erzeugt/ der mit der Brennspannung algebraisch addiert wird, die gleichfalls durch die Impulsschaltung übertragen wird. Die auf diese Weise kombinierte Spannung gelangt auf den Anschluß 1 (linke Kante der

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\ integrierten Schaltungseinheit ) und auf den angesteuerten Leiter ' 40-1-2.

Ein ähnlicher Vorgang vollzieht sich in entsprechender Weise für die Leiter der Spalten. An einer ausgewählten Kreuzungsstelle zweier Leiter für eine Reihe und eine Spalte werden somit zwei Hochspannungsimpulse entgegengesetzter Polarität erzeugt, die algebraisch mit den Brennspannungen addiert werden, die an allen

ι
Leitern des Musters ständig anliegen.

i '■ In der in Fig. 2 A dargestellten Vorrichtungen sind 128 Leiter 13 für die Reihen und 128 Leiter l4für die Spalten vorgesehen. Wie bereits erwähnt, sind die Leiter willkürlich in zwei Teilabschnit-i

te von je 64 Leitern unterteilt, wobei jeweils 8 Leiter in einem Teilabschnitt von einer Impulsschaltung ansteuerbar sind. Für jede Impulsschaltung ist ein Auslöseimpuls an der logischen Schal-

j tung j4 erforderlich. Wenn auch die Auslöseimpulse durch eigene ; nicht unmittelbar mit der Gasentladungsvorrichtung verbundene Schaltkreise erzeugt werden können, sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung logische Anwahlschaltkreise I und II für die Teilabschnitte vorgesehen, von denen jeder zur Auslösung von8 Impulsschalteinheiten entweder einzeln oder in Kombination dient, um die Schaltungsanordnung zu vereinfachen und um die Anzahl der zur Gasentladungsvorrichtung führenden Zuleitungen zu verhindern.

Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 4 in einem wesentlich vergrößerten Maßstab gezeigt, wobei die integrierte Schaltungs-

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einheit βθ die logische Anwahlschaltung für den Teilabschnitt I enthält, die für die ersten 64 Leiter I^ der Reihen vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 4 besteht die logische Anwahlschaltung aus einer an sich bekannten UND-Gatter-Verzweigung, die als binäre Dekodierstufe (auch für eine andere Kodierung geeignet) dient und bestimmte Ansteuersignale (permutiert) verzweigt. Der Schaltungsaufbau besteht aus einer Reihe von UND-Gattern 61 und mit diesen w verbundenen Umkehrstufen 62 auf einer integrierten Schaltkarte 6^, j deren Eingänge 2 und 5 mit entsprechenden äußeren Anschlüssen 2

' und j5 der Anschlußeinheit verbunden sind, und deren Eingänge 1, !4, 5, und 6 mit Anschlüssen 1, 4, 5 und 6 der Schaltungseinheit

; in der dargestellten V/eise verbunden sind. Der Anschluß 1 bildet 'einen Abtastereingangsanschluß für den Empfang eines Abtastsignals j vom Leiter 1, das dazu dient, einen der ersten 64 Leiter 13 zur Ansteuerung auszuwählen. Damit sich ein Ausgang an einem der

j Ausgangsanschlüsse 7* 8...14 der integrierten Schaltungskarten fe ;6^ ergibt, muß ein logisches Eingangssignal am Eingangsanschluß jauftreten. Ein logisches Ausgangssignal an einem der Anschlüsse 7, 8...14 wird durch das Dekodieren der permutierten binären

!Eingangssignale an den Anschlüssen 4, 5 und 6 in der UND-Ver-,zweigung erzeugt. Die Dekodierfunktion dieser logischen Schaltung ist von bekannter Weise, wobei der permutierende, durch die An-

',Wesenheit oder Abwesenheit von Eingangssignalen an den Anschlüssen 4, 3 und 6 (in der Annahme des Vorhandenseins eines Abtast-

!signals) bestimmte Kode einen Ausgang an einem der Anschlüsse ;7, H...14 zu erzeugen vermag, so daß also acht Ausgänge vorhanden

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sind, die mit den Ausgangsansohlussen 7, 8...14 auf der rechten Seite der integrierten Schaltungseinheit βθ I verbunden sind. Die [äußeren Anschlüsse 7, 8...14 der Schaltungseinheit sind mit den Anwahlleitungen SI-1...S-I-8 elektrisch verbunden.

Die vorstehend beschriebenen Funktionen können auch von anders aufgebauten logischen Schaltkreisen und Impulsschaltunken durchgeführt werden.

Die äußeren Anschlüsse 2,3··«6 für die Spannungsversorgung und Signale an den Schaltungseinheiten 6o-I und 60-II sind mit den Leitungen 3,4...7 verbunden, wobei ein Abtastsignal, auf der Leitung 1 die logische Anwahlschaltung I in der Schaltungseinheit -60-I und ein Abtastsignal auf der Leitung 2 die logische Anwahl-

!schaltung II in der Schaltungseinheit 60-II aktiviert.

Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt, sind die Versorgungsspannungen für die Impulsechaltungen und für die logischen Schaltkreise der Brennspannung aufgeschaltet. In Fig. 1 ist die " logische Schaltung als einzelner Block 30 (für die Reihe) bzw. J>1 ! (für die Spalte) dargestellt, während in der eciuivalenten logischen Dchaltunß gemäß Fig. 2 A zwei logische Abschnitte dargestellt !sind. Die Aufschaltung der niedrigen Spannung· für die Versorgungsspannung der logischen Schaltungen an den Zuleitungen 9 und 10 kann auch außerhalb der Gasentladungsvorrichtung vorgenommen worden, um beide Lo;;Lncho ,Schaltungen mit Spannung /,11 versorrifu (also die logischen Schaltungen Ln den SchaltungüeLriheLton U) und jene Ln den lrnf)uL:;ru:h;> I S.un^on V· für die [,oilm· d^r Rt;Lh':ii »; iwi.·;

• · 109829/1633 ^BAD

eine entsprechende Anordnung für die Ansteuerschaltungen der ; Spalten); die Verbindung kann aber auch durch Leitungen an seitj liehen Verlängerungen der Schaltkarte CD in Fig. 2 B hergestellt

werden. Mit anderen Worten sind die Betriebsspannungen für alle logischen auf den seitlichen Verlängerungen angeordneten Schaltkreise vorzugsweise der Brennspannung in der in Fig. 1 dargestellten Weise aufgeschaltet, wobei die hierfür erforderliche Verbin-

düngen unmittelbar auf der Gasentladungsvorrichtung oder außerhalb dieser vorgesehen sind.

Bei der Gasentladungsvorrichtung gemäß Fig. 2 A ergeben sich 18 Versorgungs- und Signaleingangsleitungen 1 bis 18, die am Rande der seitlichen Verlängerung der Leiter für die Zeilen enden, sowie eine entsprechende Anzahl von Leitungen, die am Rand der seitlichen Verlängerung der Leiter für die Spalten enden, so daß insgesamt nur 36 Anschlüsse zur Ansteuerung von 2^6 Leitern vor- ; gesehen sind, von denen nur zwei das hohe Potential der Brennspannung führen ( einer für die Leiter der Reihen und einer für

die Leiter der Spalten), um das verhältnismäßig hohe Gleichspannurigspotential den Impuls schaltungen J2 zuzuführen, einer für j die Impulsschaltungen der Reihen und einer für die Impulnschal- ! tungen der Zeilen. Die übrigen Leitungen (1, 2, ■}, 6, 7, 11 bis l8)

ι haben niedriges Potential, so daß die Gasentladung/orrichtung 10 im wesentlichen mit niedriger Spannung beaufschlagt ist. TUe

Anzahl der air Gasentladungsvorrichtung Io führenden Leibungen . kann ferner dadurch verringert werden, da¹.; die Vorrichtung mit : einom il lpnalspeiohor, beispielsweise einem an sich belumntun ! integrierten Schieberegister (nicht dargestellt) versehen ist,

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BAD ORiGlNAt

in dem die zu empfangenden Da.ten gespeichert und den Leitungen ·' 11 bis l8 zugeführt werden, wobei eine solche Speichereinrichtung I auf der seitlichen Verlängerung der Vorrichtung angeordnet ist, I und ihre Ausgangsanschlusse mit den Leitungen 11 bis l8 verbunden

Wie bereits erwähnt ist es nicht notwendig, daß alle Leiter mit einer auf einer einzigen seitlichen Verlängerung angeordneten Schaltung in Verbindung stehen. So können abwechselnde Leiter IJ> und 14 von Verlängerungen auf der rechten und linken Seite der Vorrichtung aus angeschlossen werden, während für die Leiter 14 eine obere und untae Verlängerung benutzt wird. Anstelle von abwechselnd in dieser Weise angeschlossenen Leitern können auch Gruppen von beispielsweise je 8 Leitern abwechselnd von logischen .Schaltkreisen Impulsschaltungen auf zwei sich gegenüberliegenden seitlichen Verlängerungen angesteuert werden. Auch kann die Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel der Leiter an entsprechende Schaltungen auf der einen Verlängerung und die übrigen Leiter an Schaltungen -iuf der entgegengesetzten angeordneten Verlängerung der Vorrichtung angeschlossen sein. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigen· eise, ist die Anzahl der Leiter, die an die Schaltung auf der Verlängerung auf der einen Seite angeschlossen ist, ■leich der Anzahl der Leiter, die an die Schal tun;"? auf der Verlängerung auf der entgegengesetzten Seite angeschlosraen sind.

In dem Ausführungsbeispiel weisen die Loiter I? und I^ jeweils gleiche Abstände auf; MLos ist jedoeih nicht notwendigerweise der Fall: sollen al phanuinerioche Kenn zcj <!hen in die Anzeigeeinrichtung

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eingeschrieben werden, so können einige Leiter entfallen bzw. diesen Leitern eine Betriebsspannung zugeführt werden.

Die Leitungen 1 bis 18 an den seitlichen Verlängerungen erstrecken sich bis zum Rand der Gasentladungsvorrichtung und gestatten somit das Aufschieben bzw. Einschieben in Kontaktlasehen in der Art der gedruckten Schaltung. In Fig. 2 B befinden sich die logische Anwahlschaltung 6o und die Impulsschalteinheiten sowie die Leitungen auf einer an sich bekannten gedruckten Schaltkarte CB, die auf den seitlichen Verlängerungen angebracht ist, wobei *

I die Ausgangsleitungen, die mit den äußeren Anschlüssen der !

Impulsschalteinheiten 4o elektrisch verbunden sind (für die Leitetf j der Reihen und Spalten), über den Rand E der Schaltungskarte CB ; hinaus verlängert sind, um den elektrischen Kontakt bzw. die _; Verbindung mit j^eclem Leiter der Reihen und Spalten herzustellen. Ein nicht gezeigter Rand der Schaltungskarte CB für die Leitungen 1 bis l8 kann soweit verlängert werden, daß ein an sich bekannter Verbindungsstreifen für den Rand der Schaltungskarte angebracht werden kann. Während vorzugsweise die Schaltungskarten CB auf den seitlichen Verlängerungen aufliegen und dort befestigt sind, braucht dies nicht unbedingt der Fall zu sein. Es ist somit auch möglich, daß die Leiter für die Reihen und Spalten gegen die äußeren Ränder der seitlichen Verlängerungen verlängert sind und daß die Ränder der Schaltungskarte CB, auf der die Leiter für die Betriebsspannungen untergebracht sind, mit einem Rand verbinder versehen sind, der nicht dargestellt ist, und der eine individuelle Verbindung der Leiter für die Reihen und Spalten sowie für die Signal- und Versorgungsspannungen mit der auf den . . .. - , - 21 -

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gedruckten Schaltungskarten angeordneten Schaltungen mittels eJQ.ee eigenen Verbindungsstreifens zu den Leitungen 1 bis 18 herstellt.

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Claims

Patentanwälte
Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Heudc
Dipl. Phys. W. Sd.rnHz

Owens-Illinois, Inc. ^9Mar<^r.iiU-;Warfefr.öAnwaltsakte: M-1443

Tel. 5336536

Toledo, Ohio, USA 29. Dezember 1970

Patentansprüche

Gasentladungsvorrichtung, bei der zwei im Abstand voneinander zur Begrenzung eines Gasvolumens angeordnete Platten vorgesehen sind, auf deren einander abgekehrte Flächen ein Muster aus Reihen und Spalten angeordneten Leitern und auf deren einan-

der zugekehrte Flächen dünne isolierende Schichten aufgebracht '

sind, und bei der Schaltungsanordnungen zum Ansteuern der Leiter vorgesehen sind, wobei an alle Leiter eine Brennspannung angelegt ist und durch algebraisches Addieren von Spannungsimpulsen zu der Brennspannung durch die Kreuzungsstellen je zweier Leiter bestimmte Gasentladungseinheiten gezündet bzw. gelöscht werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das eine Ende jeder Platte(11,12) seitlich über den Rand der anderen Platte hinaus verlängert ist, und die Impulssehaltkreise (32, 33) zum Anlegen der Brennspannung und der Gleichspannungsimpulse sowie die logischen Amrählschaltungen (30, 31) zum Empfangen und Dekodieren kodierter Ansteuersignale zum Aktivie-,

ren der Gleichspannungsimpulse auf den seitlichen Verlängerungen der Platten angeordnet sind.
2. Gasentladungsvoulchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (13, 14) für die Reihen und Spalten

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seitlich verlängert sind, und daß die Impulsschaltkreise (32, 33) in wenigstens einer integrierten Schaltungseinheit

angeordnet sind (40-1-1...,40-11-1...Χ, die an der Außenseite mit im Abstand angeordneten Anschlüssen (2-12, Fig. 3) für die Spannungsversorgung und Eingangssignale und mit Ausgangsanschlüssen (13 -20) versehen sind, deren Abstand voneinander gleich dem Abstand der die Reihen und Spalten bildenden Leiter (13, 14) ist, und daß mehrere geradlinige Zuleitungen (8-I8) auf den seitlichen Verlängerungen der Platten (11, 12) angeordnet sind, die sich quer zu den die Reihen und Zeilen bildenden Leiter (13* 1^) erstrecken und den gleichen Abstand wie die Eingan~sanschlüsse (2,-12) aufweisen, mit denen sie verbunden sind.
3. Gasentladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwahlschaltkreise (30, 3I) in wenigstens einer integrierten Sjhaltungselnheit (60-I, 60-II) angeordnet sind, die auf einer Seite mit in Abstand angeordneten Anschlüssen (2-6) für die Spannungsversorgung und Eingangssignale sowie mit in Abstand voneinander angeordneten AusgangsSignalanschlüssen (7-14, Fig. 4) versehen ist, wobei die Ausgangsanschlüsse (7-14) über je eine Zuleitung (SI-I...SI-8) mit den integrierten Schaltungseinheiten (40-1-1, 40-II-1) und die Anschlüsse (2-6) für die Spannungsversorgung und Eingangssignale mit Leitungen (3-7) auf den seitlichen Verlängerungen der Platten (11, 12) verbunden sind, und daß die Leitungen (1 - l8) für die Spannungsversorgung und Signaleingabe der integrierten Schaltingseinheiten

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bis zum Rande der Plattenverlängerung geführt und dort an entsprechende Betriebsspannungswellen und Dateneingabeeinrichtungen angeschlossen sind.
4. Gasentladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (2-12j 2-6) für die Spannungsversorgung und Signaleingabe an den integrierten Schaltungseinheiten (40-1-1...40-11-Ii 60-I, 60-II) abwechselnd an deren entgegengesetzten Rändern angeordnet und jeweils mit jeder zweiten Zuleitung (2-18) auf der seitlichen* Verlängerung der Platten (11, 12) verbunden sind.
5. Gasentladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Bezugsspannung dienenden Brennspannungsquelle (VSR₅ VSC) die Gleiabspannungsimpulsquelle (E_pR, ^Ερ<0 ^und dieser eine weitere Spannungsquelle (E₁-^E-J-T,) mit niedriger Gleichspannung aufgeschaltet ist, die zur Spannungsversorgung der Anwahlschaltkreise (30, 31) dient, und daß zwischen den Anwahlschaltkreisen (30, 3-0 Einrichtungen zur Dateneingabe eine elektrisch trennende Ankopplung (TX, TY) vorgesehen ist.

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