DE2064299B2 - Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer Anzeigetafel mit Gasentladungseinheiten - Google Patents

Description

16 erzeugt, die eine gemeinsame Erde 17 besitzen, so kann jeder Teilabschnitt willkürlich von einem Teildaß das Potential der Gasentiadungseinheiten gegen- abschnitt-Speicher angesteuert werden, während die über Erde 17 angehoben ist. Das Zünden der Entla- zu diesem Teilabschnitt zugehörigen Daten in einem dung von bestimmten Gasentladunoseinheiten an den Datenspeicher untergebracht sind. Auf ein zur Zeit-Kreuzungsstellen bestimmter Leiterpaare wird da- 5 steuerung gegebenes Abtastsignal hin empfangen alle durch hervorgerufen, daß den Sinusspannungen auf acht Leiter in einem Teilabschnitt die Dateneinden betreffenden Leitern Zündspannungsimpu'se von gänge. Wiederholt man diesen Vorgang sechsmal mit hoher Gleichspannung hinzuaddiert werden, so daß jeweils neuen Daten und schaltet man die Lage der die Entspannung ausreichend ist, eine Reihe von senkrechten Adresse jedesmal, so erhält man eine Entladungsvorgängen hervorzurufen, von denen je- m 6 X S Teilabschnittadresse wie beim Schreiben eines der während jeder Halbperiode der Sinusspannung alphanumerischen Zeichens. Auf diese Weise kann stattfindet. Durch eine richtige Zeitgabe der Impulse jedesmal ein Punkt oder ein gesamter Teilabschnitt können auch die Entladungen beendet werden, so (beispielsweise werden beim Löschen eines Teilabdaß jede einzelne Gasentladungseinheit durch Auf- Schnitts der waagerechten und senkrechten Daten die schalten der Zündspannungsimpulse zum richtigen 15 Speicher mit Einern gefüllt und ein Löschimpuls so-Zeitpunkt gezündet und gelöscht werden kann. wohl auf die waagrechten wie auch auf die senkrech-

Wie bereits im Hauptpatent erläutert, sind die in- ten Schaltverzweigungen gegeben) in einem einzigen

tegrierten Schaltungen 20 und 21 zum Ansteuern der Vorgang gelöscht werden.

Leiter als integrierte Schaltkreise auf Mikroplättchen Die Torschaltungen 40 für die Zeilen liefern posi-

ausgebildet. Man kann die Schaltungen auf einer ein- 20 tive Impulse an die Schaltungen 20-1, während die

zigen Platte anbringen, die in F i g. 1 in gestrichelten Torschaltungen negative Impulse den Schaltungen 21

Linien dargestellt ist, jedoch ist es beim gegenwärti- zuführen. Im normalen Betrieb gelangen die positi-

gen Stand der Technik zweckmäßig, nur vier solcher ven und negativen Impulse gleichzeitig an die ausge-

Schaltungen auf einer Platte anzuordnen. Die für die wählten Leiter, um Entladungen zu zünden und zu

Schaltungen der Leiter 11 dienenden Transistoren 25 löschen.

sind NPN und liefern negative Ausgangsimpulse, F i g. 2 A zeigt eine Schaltung 20, 40 zum Ansteuwährend die Transistoren der Schaltungen 21-1 usw. era der Leiter 11 und F i g. 2 B eine Schaltung 21, 41 für die Leiter 12 PNP-Transistoren sind und positive zum Ansteuern der Leiter 12. Die Schaltung in Ausgangsimpulse erzeugen. Zu den ausgewählten F i g. 2 A macht von NPN-Transistoren und die AnZeitpunkten werden den Schaltungen niedrigpegelige 30 Ordnung in Fig. 2B von PNP-Transistoren GeImpulse von einer Informationsquelle über die Tor- brauch. Damit erhält man Impulse von entgegengeschaltungen 40-1... 40-n für die Zeilen und die Tor- setzter Polarität und Phase zum Ansteuern der schaltungen 41-1... 41-n für die Spalten zugeführt, Leiterzeilen und Leiterspalten,
die wiederum über die Leitungen 42 bzw. 43 ange- Die Wirkungsweise der in den F i g. 2 A und 2 B steuert werden, die an Speicher 44 und 46 ange- 35 gezeigten Schaltungsanordnungen ist im wesentlichen schlossen sind, die ihrerseits mit der Informations- die gleiche mit der Ausnahme, daß die Polarität der quelle, z.B. einer Programmeinrichtung oder einer zugeführten Gleichspannungen umgekehrt und die anderen digitalen Datensteuereinrichtung, verbunden Transistoren unterschiedlich sind. Eine von einer sind. Gleichspannungsquelle 50 von niedriger Impedanz

In dem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen für 40 gelieferte hohe Spannung wird der Schaltung 20 zudie niedrigpegeligen Impulse parallel an Torschaltun- geführt, während eine entsprechende Spannung entgen der integrierten Schaltungen angeschlossen, wäh- gegengesetzter Polarität auf die Schaltungen 21 für rend besondere Eingangsleitungen RA, RB...RN die Spalten gegeben wird. Die Schaltung 20 besteht für die Zeilen und CA, CB .. .CN für die Spalten an aus einem ersten NPN-TransistorQ1, dessen Emitalle jeweils zu einem Teilabschnitt zusammengefaß- 45 ter E an einen Pol 54 der Hochspannungsquelle 50 R ten Schaltungen angeschaltet sind. Jeder Teilab- angeschlossen ist. Der Kollektor C des Transistors schnitt kann zum Ansteuern von acht Leitern ver- Q1 ist über einen Kollektorwiderstand A3 an den wendet werden, wobei jeder Teilabschnitt beispiels- Pol 53 angeschlossen. Der Widerstandswert von R 3 weise aus zwei Mikroplättchen mit je vier Schaltun- ist etwa 15 k Ω und stellt einen Kompromiß zwischen gen und UND-Gattern besteht. Es können aber auch 50 der Anstiegszeit und dem Energieverbrauch für den auf jedem Mikroplättchen mehr oder wenigei EIe- Strom von der an den Transistor Q1 und den Tranmente vorgesehen sein. In F i g. 1 ist die Kombination sistor Q 2 angeschlossenen Gleichstrom dar. Die Bader Teilabschnitte zum Ansteuern der Anzeigetafel sis B des Transistors Q1 ist mit dem Signaleingang dargestellt. Dabei sollen beispielsweise 1000 Leiter 56 verbunden, an dem von der Torschaltung 40 geangesteuert werden. Würde man einzelne Schaltun- 55 lieferte positive niedrigpegelige Impulse 57 anstehen, gen verwenden und diese von einer binären Schal- Ein Widerstand R 2 ist zwischen die Basis B des tungsverzweigung ansteuern, so würde man etwa Transistors Q1 und den Pol 54 geschaltet und dient 2000 UND-Gatter zum Aufbau der logischen Schalt- zusammen mit dem Widcstanr¹ R 1 zum Abstimmen verzweigung benötigen. Teilt man jedoch gemäß der Schaltung 20 auf die Torschaltung 40. Die F i g. 1 jeweils acht Leitern einen Teilabschnitt zu, so 60 Widerstände R 1 und R 2 können fortgelassen werbenötigt man 125 Teilabschnitte und eine zugehörige den, wenn die Schaltung 20 unmittelbar auf die Tor-Schaltverzweigung mit 250 UND-Gattern. Unter schaltung 40 abgestimmt werden kann.
Hinzunahme der Speicher 44 und 46 braucht man Die Basis B eines zweiten NPN-Transistors β 2 ist noch zusätzlich etwa 50 UND-Gatter, so daß insge- unmittelbar an den Kollektor C des Transistors Q1 samt 300 UND-Gatter im Vergleich zu 2000 65 angeschlossen, während der Kollektor C mit dem Pol UND-Gatter vorzusehen sind. Außerdem ist der Auf- 53 verbunden ist. Der Emitter £ des Transistors β 2 wand für die Steuerung des Datenflusses erheblich ist unmittelbar mit dem Ausgang 60 verbunden, der verringert. Bei der gezeigten Schaltungsanordnung seinerseits zu einem Leiter in einer Zeile führt. Der

Kollektor C des Transistors Q1 ist über eine Abtast- ponente der Ausgangsspannung am Ausgang 60 auf-

diode D1 mit dem Ausgang 60 verbunden; die tritt. Somit sind der Zündspannungsimpuls und die

Diode Dl stellt die Richtung des Stromflusses fest Sinusspannung algebraisch addiert und bilden einen

und ist zum Umschalten des Transistors Q 2 von we- Spannungsimpuls zum Zünden bzw. Löschen einer

sentlicher Bedeutung. 5 Gas-Entladungseinheit. In entsprechender Weise

Der Generator 15 für die Sinusspannung ist an die werden negative Signale für den Teilabschnitt und Pole 53 bzw. 51 der Gleichpannungsquelle 50 R ge- die Daten entsprechender Spalten den mit den Schalschaltet. Somit tritt die Sinusspannung sowohl am tungen 21 verbundenen Torschaltungen 41 zugeführt Kollektor C des Transistors Ql als auch am Emit- und in einen Zünd- oder Löschimpuls hoher Spanter E des Transistors Q1 auf, bei letzterem über die io nung umgewandelt. Treten die niedrigpegeligen Im-Spannungsquelle 50. Die niedrige Impedanz der pulse 57 zum richtigen Zeitpunkt auf, so wird der Spannungsquelle kann durch ein nicht dargestelltes beim Umschalten des Transistors Q1 erzeugte Filter mit Kondensatoren am Ausgang der Span- Gleichspannungsimpuls zu der Sinusspannung wähnungsquelle 50/? hergestellt werden. Die Torschal- rend der negativen Halbperiode algebraisch addiert tung 40 verwendet zwei übliche UND-Gatter in Ge- 15 und bildet einen Zündspannungsimpuls, der zusamstalt der Dioden D 3 und D 4, mit einem Widerstand men mit einem ähnlichen Impuls für eine Leiter- R 3 und einer Spannungsquelle VLR, wobei die spalte eine Folge von Entladungen in einer ausge-Diode Dl den Schaltungsausgang mit der Basis B wählten Gas-Entladungseinheit auslöst, worauf die des Transistors Q1 verbindet, so daß beim Zusam- Sinusspannung zusammen mit der durch die gespeimentreffen eines Signals für den Teilabschnitt einer 20 cherten Ladungen erzeugten Spannung den Entla-Reihe an der Kathode der Diode D 3 und eines Si- dungsvorgang in der im Hauptpatent beschriebenen gnals für die Daten einer Zeile an der Kathode der Weise aufrechterhält. Soll die Gasentladung beendet Diode DA (beispielsweise beide höher als die Span- werden, so tritt der niedrigpegelige Impuls am Ausnung an deren Anoden) die Torschaltung geöffnet gang 56 zu einem solchen Zeitpunkt des Verlaufs der wird und beispielsweise einen hohen Ausgangswert 35 Sinusspannung auf, daß eine gesteuerte Entladung liefert, da alle Dioden leitfähig sind. der angesteuerten Entladungseinheit ausgelöst wird,

Nachfolgend ist die Funktionsweise der Schaltung die ein Löschen des Entladungsvorganges während

beschrieben. Normalerweise leitet der Transistor Q 2 der nachfolgenden Periode der Sinusspannung zur

und sperrt die Transistor Q1, so daß die Sinusspan- Folge hat.

nung etwa 175 V Spitzenwert des Generators 15 am 30 Wenn auch zur Herstellung der Schaltungsanord-KollektorC des Transistors Q 2 ansteht. Während nungen die meisten Herstellungsarten für integrierte der einen Halbperiode der Sinusspannung fließt ein Schaltkreise verwendet werden können, so wird doch Strom durch den Kollektor C, die Basis B des Transi- die dielektrische Isolationstechnik vorgezogen, da stors Q 2 und die Diode D 1 zum Anschluß 60, wäh- beim gegenwärtigen Stand der Technik dadurch die rend in den anderen Halbperioden der Sinusspan- 35 notwendige Isolierung der verhältnismäßig hohen nung der Strom durch den Kollektor-Emitterpfad des Spannungen möglich ist, die zum Betreiben der AnTransistors zum Anschluß 60 fließt, so daß am An- zeigetafel erforderlich sind. Manchmal mag es notschluß 60 eine periodische Spannung auftritt, die der wendig sein, mehrere Verstärkungsstufen zwischen Wellenform der von dem Generator 15 gelieferten den Schaltungen 40, 41 und den Schaltungen 20 und Spannung entspricht. Diese Spannung wird auf alle 40 21 vorzusehen. Die hierzu notwendigen Verstärker Leiterzeilen geschaltet. In entsprechender Weise liegt können ebenfalls auf der gleichen Mikroplatte wie die gegenphasige Sinusspannung von dem Generator die Schaltkreise angeordnet sein.
16 an den Leiterspalten an. Die angegebene Schaltungsanordnung zeichnet

Werden ein oder mehrere Torschaltungen 40 für sich durch geringe Größe, Kosten und Leistungsverdie Zeilen oder Torschaltungen 41 für die Spalten 45 brauch aus und hat den Vorteil, daß die Zündspanwahlweise durchgeschaltet, wenn also beispielsweise nungsimpulse untereinander stets gleich sind, da die Impulse für die Zeilenteilabschnitte und Zeilendaten Gleichspannungsquelle für alle Schaltkreise gemeinzusammentreffen, so gelangt ein Umschaltimpuls sam ist und damit die Konstanz und Gleichmäßigkeit zum Anschluß 56, und die Basis B des Transistors der Spannungsimpulse gewährleistet. Die beiden Q 1 veranlaßt den Transistor Q 1 zum schnellen Um- 5° Schaltungen (NPN und PNP) werden von zwei unterschalten in den leitfähigen Zustand, so daß die Span- schiedlichen Gleichspannungsquellen 50 aus betrienung am Kollektor C, die vor dem Umschalten des ben, die einseitig geerdet sind, und sind mit ihren Transistors Q1 im wesentlichen auf einem Gleit- Anschlüssen 53 und 54 mit den entsprechenden Pospannungsnullpotential gelegen ist, plötzlich auf die len der Generatoren 15 und 16 (F i g. 2'/ verbunden. Spannung (175V) der Gleichspannungsquelle 50 55 Die Eingangssignale für die Schaltungen bestehen während der Zeitspanne abfällt, in der der Transistor aus niedrigpegeligen Impulsen im Vergleich zu der Q1 leitfähig ist. Diese hohe Gleichspannung gelangt von den Glcichspannungsquellen 50 gelieferten durch die Diode D1 zum Ausgang 60 und bildet die Spannung, so daß die Torschaltungen ebenfalls an eine Komponente der Ausgangsspannung während die Generatoren angeschaltet sind,
der Zeitspanne, in der der Transistor Q1 leitfähig ist. 60 Parasitäre Kapazitäten zwischen den Leitern für Wie bereits erwähnt, gelangt die Sinusspannung von die Sinusspannung sowie den Leitern auf der Anzeidem Generator 15 über die Gleichspar.nungsquelle getafel vermitteln eine Verringerung der insgesamten 50 von niedriger Impedanz und hoher Spannung zum Impedanz der integrierten Schaltungen und sind so-Emitter E des Transistors Q1, so daß im leitfähigen mit ein natürliches Ergebnis der gedruckten Schaltzustand des Transistors Q1 während der entspre- 65 kreise. Bei entsprechender Leitungsführung kann die chenden Zeitspanne diese Spannung gleichfalls auf Kapazität zur Verbesserung des gewünschten Effekts den Kollektor C des Transistors Q1 gelangt und so- maximal gehalten werden,
mit auch durch die Diode D1 und als zweite Korn- Die Anzahl der waagerechten und senkrechten

Leiter in den einzelnen Teilabschnitten muß nicht notwendigerweise gleich sein. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jedoch die Anzeigetafel willkürlich in Teilabschnitte von 10 X 10 Leitern oder 6x8 Leitern unterteilt.

Die vorliegende Erfindung zielt auf eine Verringerung des Aufwandes für die Ansteuerschaltungen ab. Werden Metalloxyd-Silizium MOS-Impulsschaltungen verwendet an Stelle der gegenwärtigen bipolaren Schaltungsanordnungen, so ist es wünschenswert, die

parasitäre Kapazität infolge der höheren MOS-Impedanzen zu optimieren, indem man die gegenseitige Leiterkapazität zwischen den Leitern für die Sinusspannung und der Anzeigetafel in einem maximaler sich überlappenden Bereich auf der gedruckter Schaltungskarte ausnützt.

Es ist ersichtlich, daß die Torschaltungen 40 als getrennte integrierte Schaltungseinheiten ausgebildei und mit den Schaltungen 20 auf gedruckten Schal-

ίο tungskarten od. ä. verbunden werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 Gasentladungseinheiten, die von an die Leiter wahl- Patentansprüche: weise angelegten Zündspannungen ansteuerbar sind, wobei alle Leiter über je eine integrierte Schaltung

1. Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind Anzeigetafel mit in Zeilen und Spalten angeord- 5 und beim Anlegen eines im Vergleich zum Zündneten Leitern und matrixförmig angeordneten spannungsimpuls niedrigpegeligen Impulses aus einer Gasentladungseinheiten, die von an die Leiter Informationsquelle am Eingang einer der integrierten wahlweise angelegten Zündspannungen ansteuer- Schaltungen diese durchgeschaltet und ein Zündbar sind, wobei alle Leiter über je eine integrierte. spannungsimpuls dem zugehörigen Leiter zuführbar Schaltung an eine Gleichspannungsquelle ange- io ist.

schlossen sind und beim Anlegen eines im Ver- Die integrierten Schaltungen nach der Hauptpagleich zum Zündspannungsimpuls niedrigpegeli- tentanmeldung machen von PNP- und NPN-Transigen Impulses aus einer Informationsquelle am stören Gebrauch, wobei durch Zuführen /on niedrig-Eingang einer der integrierten Schaltungen diese pegeligen Impulsen Zündspannungsimpulse hoher durchgeschaltet und ein Zündspannungsimpuls 15 Spannung erzeugt werden. Die PNP-Transistoren dem zugehörigen Leiter zuführbar ist, nach Pa- vermitteln die positiven Zündspannungsimpulse, und tentanmeldung P 20 21 302.9, dadurch ge- die NPN-Transistören erzeugen negative Zündspankennzeichnet, daß der Anschluß (56) für nungsimpuise. Bei einer Größe der Anzeigetafel von den Eingang der integrierten Schaltungen mit etwa 10 X 10 cm ist der Mittenabstand der einzelnen einer Torschaltung (40, 41) verbunden ist, deren 20 Leiter 762 μ, so daß etwa 33 Leiter auf 25 mm unterUND-Gatter mit wenigstens zwei Eingangsaü- gebracht und somit insgesamt 132 Leiter auf jeder Schlüssen versehen ist, bei deren gleichzeitiger Seite und insgesamt 264 Leiter angesteuert werden Belegung mit niedrigpegeligen Impulsen die inte- müssen. Der Funktion nach arbeiten die Schaltungen grierte Schaltung durchschaltbar ist. als Umsetzer von einer niedrigen Spannung auf hohe

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 25 Ausgangsspannungen sowie als Durchgang für die Sidurch gekennzeichnet, daß ein Generator (15,16) nusspannung von verhältnismäßig hoher Spannung zur Erzeugung zweier Sinusspannungen (13, 14) ohne merkliche Abschwächung derselben.

von entgegengesetzter Phasenlage vorgesehen ist, Der Erfindung der Zusatzanmeldung liegt die Auf- und alle Zeilen bildenden Leiter (11) über ihre gäbe zugrunde, eine einfache und zweckmäßige integrierten Schaltungen (20) an die eine Sinus- 30 Schaltung in Halbleiterbauweise zum Zuführen der spannung (13) und alle Spalteu bildenden Leiter niedrigpegeligen Impulse an die integrierten Schal-(12) über ihre integrierten Schaltungen (21) an tungen für die Anzeigetafel anzugeben, wobei der die andere Sinusspannung (14) angeschlossen Aufwand für die notwendigen Bestandteile für die sind, wobei jede integrierte Schaltung aus zwei Ansteuerschaltungen verringert werden soll.
Transistoren (öl, QZ) besteht, und der zugehö- 35 Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gerige Leiter (11, 12) über den Emitter-Kollektor- löst, daß der Anschluß für den Eingang der integrier-Pfad des normalerweise leitenden Transistors ten Schaltungen mit einer Torschaltung verbunden (ö 2) an die Sinusspannung und über den Kollek- i_st, deren UND-Gatter mit wenigstens zwei Eintor-Emitter-Pfad des normalerweise gesperrter gangsanschlüssen versehen ist, bei deren gleichzeiti-Transistors (Q I) an eine Gleichspannungsquelle 40 gen Belegung mit niederpegeligen Impulsen die inte-(50 e, 50 c) angeschlossen ist, und daß die Basis grierte Schaltung durchschaltbar ist.
des normalerweise gesperrten Transistors (Q 1) Durch die Torschaltungen wird der Aufwand für an die Torschaltung (40, 41) angeschlossen ist, die Ansteuerung der integrierten Schaltungen mit wodurch heim Anlegen niedrigpegeliger Impulse niedrigpegeligen Impulsen wesentlich verringert,
beide Transistoren umschaltbar sind. 45 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nach-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das UND- _zeigt

Gatter der Torschaltung (40, 41) zwei Eingänge F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Anzeiaufweist, von denen der eine Eingang einer vor- getafel und der elektrischen Ansteuerung,
bestimmten Anzahl von Torschaltungen gemein- ₅₀ F i g. 2 A das Schaltbild einer einzelnen Ansteuersam ist, und daß ein Speicher (44, 46) für die der schaltung mit NPN-Transistoren,
Anzeigetafel zuzuführenden niederpegeligen Im- F i g. 2 B das Schaltbild einer einzelnen Ansteuerpulse vorgesehen ist, die an die mit der vorbe- schaltung mit PNP-Transistoren.
stimmten Anzahl von Torschaltungen verbünde- Die Anzeigetafel 10 ist in F i g. 1 schematisch darnen Leitungen angelegt werden. ₅₅ gestellt und besteht aus waagrechten in Zeilen an-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- geordneten Leitern 11 und senkrechten in Spalten durch gekennzeichnet, daß die anderen Eingänge angeordneten Leitern 12, die abwechselnd auf verder vorbestimmten Anzahl von Torschaltungen schiedenen Seiten der Anzeigetafel zur Vornahme parallel geschaltet und an Leitungen (RA, RB, der elektrischen Anschlüsse herausgeführt werden CA, CB) angeschlossen sind, an die niederpege- _6o können. An die Leiter 11 und 12 werden gegenphahge Abtastsignale angelegt werden. _si_ge Sinusspannungen 13 und 14 angelegt, so daß

etwa die Hälfte der Spannung, die für den Entla-

dungsvorgang einer Gasentladungseinheit notwendig

ist, an jedem Leiter ansteht. Beträgt somit die Sinus-

Die Erfindung nach der Hauptpatentanmeldung 65 spannung 350 V Scheitelwert, dann ist die Hälfte die-

betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern ser Spannung an die Leiter 11 und die andere gegen-

einer Anzeigetafel mit in Zeilen und Spalten an- phasige Spannungshälfte an die Leiter 12 angelegt,

geordneten Leitern und matrixförmig angeordneten Diese Spannungen werden von Generatoren 15 und