DE2320073C2

DE2320073C2 - Steueranordnung für wechselspannungsbetriebene Gasentladungs-Bildschirme

Info

Publication number: DE2320073C2
Application number: DE2320073A
Authority: DE
Inventors: Bergert George Kleen; William Roger Kingston N.Y. Lamoureux
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-06-12
Filing date: 1973-04-19
Publication date: 1984-02-23
Also published as: FR2188364A1; IT984985B; DE2320073A1; CA986210A; JPS5315623B2; FR2188364B1; US3811124A; GB1381566A; JPS4951826A; DD108613A5

Description

wechselspannungsbetricbenen Gasentladungs-Bildschirms und anzustrebenden geringen Leistungsbedarf stellt dies aber erhebliche Behinderung und zu großen Aufwand dar.

Es sind allerdings auch wechselspaiinungshetriebene Gasentladungs-Bildschirme mit Steueranordnungen bekanm, bei denen die Zeilen- und Spaltenelektroden unter Verwenden einer Mehrzahl von Registern aufeinanderfolgend im Verlauf eines Anzeigevorgangs erregt werden, wie es z. B. in der DE-OS 20 52 087 beschrieben ist. Hierbei werden zur Ansteuerung einer Zeilenelektrode 25 Gruppen von je 7 Umlaufspeichern benutzt, die unter Verwender; eines steuernden Schieberegisters zyklisch abgetastet werden. Die Ansteuerung der Spaltenelektroden erfolgt über fünf Spaltenschieberegister, die parallel an die Spalten-Treiberschaltungen angeschlossen sind. Die Spaltenelektroden-Schieberegister werden von einem Zeichengenerator jeweils parallel mit einer Gruppe von Impulsen geladen, die durch die ' Schieberegister bis zu der Spaltenelektrode verschoben -. werden, durch die die vorgegebene Anzeige erfolgen soll. Derartige Schaltungsmaßnahmen erfordern einen erheblichen Aufwand an Schieberegistern und Steuerschaltungen, ohne daß dadurch jedoch die eingangs erwähnten Entkopplungsprobleme einer befriedigenden - Lösung zugeführt werden können.

Fernerhin sind Schaltungsanordnungen bekannt, "durch die beim Anzeigebetrieb von wechselspannungsbetriebenen Gasentladungs-Bildschirmen die Zeilen- und Spalten-Ansteuerungsimpulse in ihrer Amplitude an die Betriebscharakteristik der einzelnen Gasentla-• -Idungsstellen angepaßt worden, wie z. B. in der DE-OS 20 33 035 erwähnt. Auch mit Hilfe derartiger Schaltungsanordnungen wird nichts zur Lösung der eingangs genannten Probleme beigetragen.

Bei dieser Sachlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steueranordnung für wechselspannungsbetriebene Gasentladungs-Bildschirme eingangs genannter Art mit gegenüber bisher erhöhter Geschwindigkeit bei Schreib- und Löschvorgängen unter gegenüber bisher geringem Aufwand zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der "Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Die Erfindung wird anschließend in einer Ausführungsbeispielsbeschreibung anhand nachstehend aufgeführter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Übersichtsschaltplan für eine Steueranordnung eines wechselspannungsbetriebenen Gasentladungs-Bildschirms,

F i g. 2 einen mehr ins einzelne gehenden Schaltplan der Steueranordnung eines Elektrodensatzes,

F i g. 3 die Schaltung eines in der Steueranordnung verwendeten Treiberschaltwerks,

F i g. 4 Schaitgiieder zum Einkoppeln von Schreibund Löschimpulsen,

F i g. 5 bis 8 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Steueranordnung,

Fig.9 bis 13 Ersatzschaltbilder zur Erläuterung der Betriebsweisen einer Gasentladungsstelle eines mit der erfindungsgemäßen Steueranordnung betriebenen Gasentladungs-Bildschirms.

Gemäß Fig. 1 enthält ein Gasentladungs-Bildschirm eine Matrix von 2^mx2" lichtemittierenden Gasentladungsstellen, die an den Kreuzungspunkten von sich kreuzenden Zeilen- und Spaltenelektroden 2-R bzw. 2-C gebildet werden, m und η stellen dabei beliebige ganze Zahlen dar. Das Einkoppeln von Hochspannungssignalen zum Schreiben und Löschen auf die einzelnen Elektroden erfolgt über Zeilen-Treiberschaltwerke 5-/? und Spalten-Treiberschaltwerke 5-C.

Diese Treiberschaltwerke werden wahlweise durch einen Niedrigpegel-Spannungsimpuls in Bereitschaft gebracht, um die Einkopplung eines von zwei Spannungspegeln eines dem Niedrigpegel-Spannungsimpuls zeitlich folgenden Spannungsimpulses hohen Pegels zu steuern, wobei der Hochpegelimpuls breiter als der Niedrigpegelimpuls ist. Da jeweils ein Zeilentreiberschaltwerk S-R für jede Elektrode vorgesehen ist, ergibt sich eine entsprechende Anzahl von 2^OT einzelnen Zeilen-Treiberschaltwerken 5-R und für die Spalten-Treiberschaltwerke 5-Ceine Anzahl von 2".

Diese Treiberschaltw erke sind mit ihren Niedrigpegeleingängen zum Zuführen der Signale zum Inbereitschaftsetzen, also der Datensignale, mit den Ausgängen zugeordneter Zeilendecoder T-R und Spaltendecoder 7-C verbunden, wobei letztere m bzw. η Eingänge und 2"' bzw. 2" Ausgänge aufweisen. Diese Decoder setzen mit Hilfe von Verknüpfungsschaltnetzen die m bzw. η Eingangssignale kurzer Dauer in 2'" bzw. 2" Ausgangssignale urn. Der Ausdruck »Signal kurzer Dauer« bedeutet hier, daß die jeweils betreffende Zeitdauer gegenüber langdauernden Schreib/Löschsignalen gemessen wird.
Die Datensignaleingänge der Decoder T-R bzw. T-C sind jeweils über eine Spannungs-Trennschaltung 9-R bzw. 9-C mit den Ausgängen einer ersten Spannungsquelle, die die Datensignale relativ niedrigen Pegels erzeugt, verbunden. Auch hier wiederum liegen m diskrete Zeilen-Spannungs-Trennschaltungen 9-R und m Spalten-Spannungs-Trennschaltungen 9-C vor. Alle Treiberschaltwerke 5-R bzw. 5-C sind parallel zwischen je einem Paar von Sammelleitungen, nämlich erster Sammelleitung UBR und zweiter Sammelleitung LBR für den ersten Elektrodensatz sowie erster Sammelleitung UBC und zweiter Sammelleitung LBC für den zweiten Elektrodensatz, geschaltet. Diese vier Sammelleitungen sind an entsprechenden Ausgängen einer zweiten Spannungsquelle zur Bereitstellung von Spannungsimpuisen hohen Pegels 15 für Schreib-, Lösch-, und Stütz- und Bezugsspannungen angeschlossen.

Die Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-C werden gemeinsam jeweils in den Freigabezustand und Unterbrechungszustand im Ansprechen auf durch die zweite Spannungsquelle bereitgestelltes Bezugspotential V««bzw. Vnc in Form einer Schwebespannung relativ hohen Pegels gebracht. Die erste Spannungsquelie für Spannungen relativ niedrigen Pegels 17, welche z. B. durch ein Datenverarbeitungssystem dargestellt sein kann, speisen die Zeilen- und Spalten-Auswahleingänge 17a bzw. Mb der Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-C. Die ersten Spannungsquellen 17 geben außerdem Zeilen- und Spaitenabtastsignaie synchron mit den Eingangssignalen auf die Zeilen- und Spalten-Auswahleingänge 17a bzw. YIb auf Eingänge von UND-Gliedern der Decoder T-R bzw. 7-C ab, so daß hierdurch eine Zeitsteuerung für die Decodersigiiale zu den Rx- bzw. Cr-Daten-Eingängen der Treiberschaltwerke 5-R bzw. 5-Cmöglich ist.

Die Schaltwerke bzw. Schaltnetze 5-R, T-R, 9-R bzw.

5-C, 7-C, 9-Cliegen in Form von monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen vor. Auf den hierzu vorgesehenen Halbleiterscheiben können auch die erforderlichen Schaltungsanordnungen für die zweite Spannungs-

quelle 15 untergebracht sein. Die Halbleiterscheiben können entweder auf den Glassubstraten des Gasentladungs-Bildschirms selbst oder auf getrennt hiervon vorgesehenen besonderen Substraten angebracht sein.

Die Schaltungsanordnung nach Fig.2 dient zur Erläuterung der Ansteuerung von Zeilen- und Spaltenelektroden der beiden Elektrodensätze eines Gasentladungs-Bildschirms. Bei einer beispielsweisen Ausführung mit 256 Elektroden pro Elektrpderisatz sind 13 Zeilen-Auswahleingänge 17a und 13 Spalten-Auswahleingänge 17b vorgesehen, die über Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-Czur wahlweisen Ansteuerung der Zeilendecoder T-R und der Spaltendecoder T-C die nen. Die Decoderausgänge beaufschlagen die Eingänge für die Λχ-Daten bzw. für die CV-Daten der Treiber-"schaltwerke 5-αλτ bzw. 5-Cy. Bei den Treiberschaltwerken 5-Rx bzw. 5-Cy werden die Cy bzw. Rx-Daten den Eingängen von bistabilen Kippgliedern 3UR_x bzw. 31-Cy, die als Verriegelungsschaltungen ausgebildet sind, zugeführt. Die Ausgänge der bistabilen Kippglieder 3i-Rx bzw. 31-Cy sind jeweils mit einem Eingang eines Treiberschaltnetzes 33-Rx bzw. 33-Ck verbunden. Die bistabilen Kippglieder 3i-Rx bzw. 31-Cy sind einerseits gemeinsam durch Anlegen von Setz- und Rücksetzimpulsen an hierzu vorgesehenen weiteren Eingängen in den jeweils hiervon abhängigen Schaltungszustand zu bringen, andererseits jedoch auch einzeln ansteuerbar durch Zuführen der Cy-Daten und der Rx-Daten von den Ausgängen der Decoder T-R bzw. 7-C Im einzelnen lassen sich all diese Maßnahmen aus dem Schaltplan nach F i g. 3 ersehen. Die Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-C vermögen die betreffenden Eingänge zu den Decodern T-R bzw. 7-C nur dann freizugeben, wenn die jeweils zugehörige zweite Zeilen-Sammelleitung bzw. Spalten-Sammelleitung auf Massepotential liegt. Dabei ist dann das jeweils zugehörige Bezugspotential Vrr bzw. Vrc leicht negativ vorgespannt. Im Takte der Stützspannungsimpulse schwankt das an den zweiten Sammelleitungen LBR bzw. LBC anliegende Potential zwischen NuIi und positivem Potential, wobei zwischen aktiver Stützspannungs-Phase, bei der sich eine Gasentladung aufrechterhalten läßt und Stüizspannungs-Leerphasc, bei der keine Wirkung zu verzeichnen ist, unterschieden werden kann. Die Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-C lassen sich hiermit während der Stützspannungs-Leerphasen B. D im Stützspannungszyklus (Fig.6) in den Freigabezustand zum Durchschalten der Datensignale und andererseits in den Sperrzustand während der aktiven Stützspannungs-Phasen A. C im Stützspannungszyklus zur Unterbindung der Übertragung von Datensignalen versetzen.

Die Decoder T-R und 7-C bestehen aus einem Abschnittsdecoder 43-/? und 43-C, der jeweils im Ansprechen auf zwei aus fünf Eingängen der Zeilen-Auswahleingänge 17a bzw. der Spalten-Auswahlausgänge 176 eine von acht Gruppen zu je 32 Zeilen-Treiberschaltwerken 5-Rx bzw. zu je 32 Spalten-Treiberschaltwerken 5-Cy wahlweise ansteuert, und Zeilendecoder 4T-R sowie Spaltendecoder 47-C, die im Ansprechen auf je fünf weitere Zeilen-Auswahleingänge 17a und Spalten-Auswahleingänge 17Zj im Zusammenwirken mit dem Ausgang der Abschnittsdecoder 43-R und 43-C Durchschalt-Vorbedingungen zum Rücksetz- bzw. Setz-Eingang eines bistabilen Kippgliedes 3i-Rx bzw. 31-Cy in einem der aus den Treiberschaltwerken S-Rx bzw. 5-Cy, die der durch den Ausgang der Abschnittsdecoder 43-R bzw. 43-Cbezeichneten Gruppe angehören, ausgewählten Treiberschaltwerk schaffen. Die den Abschnittsdecoderri 43-R bzw. 43-C fernerhin zugeführten Abtastsignale führen zu ihrer Durchschaltung, so daß das jeweils angesteuerte bistabile Kippglied 3\-Rx bzw. 31-Cy in den jeweils vorgegebenen Schaltzustand, nämlich Setzen für Cy Und Rücksetzen für Rx kippt und somit die Treiberfunkfion des Gasentläidurigs-Bildschirms entsprechend gesteuert wird.
Die Anzahl der bistabilen Kippglieder 31-Ä bzw. 31-C, die auf oben beschriebene Weise in den Leerphasen des Stützspannungszyklus umgeschaltet werden können, ist abhängig von der Dauer dieser Stützspannungs-Leerph«ise,also von der Dauer des Massepotential-Zustandes auf den zweiten Sammelleitungen LBR und LBC, und der Frequenz des Abtastsignals. Die Abtastsignalfrequenz hinwiederum wird begrenzt durch die Bandbreiteneigenschaften der ersten Spannungsquelle 17 zur Bereitstellung der Niederspannungspegel, der Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-C und der an die Spalten- bzw. Zeilen-Auswahleingänge 17a bzw. 176 angelegten Signalquellen. Wie noch ausgeführt, verbleiben die zweiten Sammelleitungen LBR und LBCTür eine jeweilige Zeitdauer von mehreren μ5 auf Nullpotential, wohingegen die Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-Csowie die an die Spalten- bzw. Zeilen-Auswahleingänge 17a bzw. 176 anschließbaren Signalquellen im Nanosekundenbereich betrieben werden können. Das bedeutet aber, daß einige oder alle bistabilen Kippglieder, die je einer Elektrode des Gasentladungs-Bildschirms zugeordnet sind, in der Stützspannungs-Leerphase zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stützspannungsimpulsen in den Bereitschaftszustand versetzt werden können.
Wie aus F i g. 5 hervorgeht, hat der Stützspannungszyklus eine Dauer von 32 μ5 und ist in die vier Stützspannungs-Phasen A, B, Cund Deingeteilt, die sich nach den auf den zweiten Sammelleitungen LBR und LBC auftretenden Signalen unterscheiden. Während des reinen Stützspannungsbetriebs werden die ersten Sammelleitungen LJBR und LJBC als Bezug zu den auf den zweiten Sammelleitungen LBR und LBC auftretenden Spannungen fortwährend auf 0 V Potential gehalten. Es wird hierbei vorausgesetzt, daß die ersten Sammelleitungen UBR und UBC Teil eines transformator-gekoppelten Systems für Spannungen hohen Pegels sind, welches gestattet, hieran angelegte Signale sich algebraisch summieren zu lasen, um Spannungswerte mit Bezug zu an den den zweiten Sammelleitungen LBR bzw. LBC herrschenden Potentialen zu erhalten.

Die zeitliche Beziehung zwischen den auf den zweiten Sammelleitungen LBR bzw. LBC auftretenden Stützspannungsimpulsen und den entsprechend an den Gasentladungsstellen auftretenden Spannungen läßt sich der ersten, zweiten und vierten Zeile des Impulsdiagramms nach Fig.5 entnehmen. In der fünften Zeile sind die Stützspannungströme jeweils gezündeter Gasentladungstellen und in der sechsten Zeile die zugehörigen, sich an den betreffenden Gasentladungsstellen ergebenden Lichtabstrahlungen aufgetragen. Die zeitliche

Beziehung zwischen den Bezugsspannungsimpulsen Vrr bzw. Vscund den Stützspannungsimpulsen läßt sich der vierten und siebten Zeile der Impulsdiagramme nach F i g. 5 entnehmen.

Die zum Schreiben und Löschen dienenden Spannungsimpulse sind im Impulsdiagramm nach Fig. 6 zusammengefaßt. Schreibansteuerung bzw. Löschansteuerung wird ausschließlich nach Ablauf der Stützspannungsphase B bzw. der Slützspannungsphase D, d. h.

anstelle der Stützspannungsphase C bzw. der Stützs'panhungsphase A durchgeführt. Jedem Schreib- bzw. Löschimpuls folgt zumindest ein vollständiger Stützspannungszyklus, um die Stützspannungswirkung im Gasentladungs-Bildschirm sicherzustellen. Die Scheitelwerte des Schreib- bzw. Löschimpulses auf der ersten ,Sammelleitung UBRbetragen +120 Vbzw. +80 V, wohingegen der Spannungspegel auf der zweiten Sammelleitung LBR a\ii +80 V bzw. +40 V ansteigt. Die erste Sammelleitung UBCdes Spaltenelektrodens'atzes bleibt konstant auf 0 V, wohingegen die zweite Sammelleitung LBC des Spalten-Elektrodensatzes auf —40 V abfällt, und zwar beim Schreib- wie beim Löschvorgang. Wie aus dem Impulsdiagramm nach Fig.6 hervorgeht, unterscheiden sich Schreiben und Löschen im Spannungs-Zeit-Produkt und um 180° Phasenverschiebung mit Be-'zug auf den Stützspannungszyklus. Die jeweils bei VoIljauswahl zum Löschen oder Schreiben angesteuerten {Gasentladungsstellen, nämlich mit +120V bzw. + 160V, sind über die betreffenden Elektroden 2-R_x und 2-Cy sowie den zugeordneten Treiberschaltwerken 5-R_x und 5-Cy wirksam mit der ersten Zeilen-Sammelleitung UBR und der zweiten Spalten-Sammelleitung- LBC verbunden. Halbauswahl-Ansteuerung einer jeweiligen Gasentladungsstelle, nämlich mit einem +80 V Löschimpuls oder +120 V Schreibimpuls, erfolgt durch wahlweises Durchschalten von der zweiten Zeilen-Sammelleitung LBR zu zweiter Spalten-Sammelleitung LBC oder von der ersten Zeilen-Sammelleitung UBR zur ersten Spalten-Sammelleitung UBC. Bei nicht ausgewählten Gasentlaüungsstellen liegen +40V beim Löschen sov/ie +80V beim Schreiben vor, wie es sich durch erfolgte Schaltverbindung zwischen zweiter Zeilen-Sammelleitung LBR und erster Spalten-Sammelleitung UBC ergibt.

Aus dem Vergleich zwischen den Impulsdiagrammen nach F i g. 5 und 6 zeigt sich, daß der Schreibimpuls dem Stützspannungsimpuls in der Stützspannungsphase A mit gleicher Polarität folgt, so daß die mit Stützspannungsimpuisen beaufschlagten Halbauswahl- und Nichtauswahl-Gasentladungsstellen in jeweils vorliegender Polarität keinen zusätzlichen Zuwachs gleicher Polarität erhalten können, da hier gcwisssermaßcn Sättigungswirkung zu verzeichnen ist. Hervorzuheben ist noch, daß der Löschimpuls entgegengesetzte Polarität zum unmittelbar vorangegangenen Stützspannungsimpuls in der Stützspannungsphase C aufweist, so daß hierdurch eine Neutralisierungspolarisation an den halbausgewählten Gasentladungsstellen hervorgerufen wird.

Spalten- und Zeilenauswahl-Abtastsignale gemäß F i g. 7 tragen zur Auswahlbereitschaft einer einzelnen Zeilenelektrode im Zusammenwirken mit mehreren Spaltenelektroden, nämlich bis zu 256 an der Zahl, für einen Gasentladungs-Bildschirm, der mit 256 Spaltenelektroden ausgestattet ist, in der Stützspannungs-Leerphase B des Stützspannungszyklusses unmittelbar vor jeweiliger Schreibansteuerung bei; entsprechendes gilt für die Stützspannungs-Leerphase D im Stützspannungszyklus, welche unmittelbar der Löschansteuerung vorangeht. Das bedeutet, bei Schreibansteuerung läßt sich jede beliebige Anzahl von durch eine einzige Zeilenelek'trode angesteuerten Gasentladungsstellen wahlweise paralllel zünden, indem aufeinanderfolgend eine entsprechende Anzahl von Spalten-Treiberschaltwerken 5-Cund ein einziges Zeilen-Treiberschaltwerk 5-R, die den zu zündenden Gasentladungsstellen zugeordnet sind, in Bereitschaft versetzt werden. Es ist natürlich klar, daß ebensogut auch Gasentladungsstellen von Spaltenelektroden durch entsprechendes Inbereitscbaftsetzen von jeweils einer einzigen Spaltenelektrode und einer Vielzahl von Zeilenelektroden zugeordneten Treiberschaltwerken parallel eingeschrieben werden können.

Zur Blocklöschung von Gasentladungsstellen werden Cy-Daten in der ß-Stützspannungsphase zugeführt, wohingegen Äx-Daten in der darauffolgenden £>-Stützspänniingsphase, die der betreffenden Stützspannungswirkung vorangeht, zugeführt werden. Das in Fig.8 gezeigte Impulsdiagramm dient zur Erläuterung dafür, wie sich bistabile Kippglieder 31-Αχ bzw. 31-Cy in den betreffenden Treiberschaltwerken gruppenweise unmittelbar folgend auf Schreib-, Lösch- oder Einschaltbedingungen des betreffenden Gasentladungs-Bildschirms rücksetzen lassen können, so daß alle bistabilen Kippglieder jeweils in einem Schaltzustand sind, der es gestattet, ein in der vierten Zeile des Impulsdiagramms nach Fig.5 gezeigtes Stützspannungssignal auf alle Gasentladungsstellen während des reinen Stützspannungsbetriebs zu übertragen, in dem dann nämlich die zweite Zeilen-Sammelleitung LBR und die zweite Spalten-Sammelleitung LBCmit =>!len Gasentladungsstellen verbunden wird. Ohne diese Voraussetzung wäre es möglich, die Schaltzustände der bistabilen Kippglieder für nachfolgende Schreib- bzw. Löschvorgänge beizubehalten, so daß im Anschluß hieran identische Elektroden der Elektrodensätze geschrieben bzw. gelöscht werden könnten, ohne daß der Vorgang des Inbereitschaftssetzens der bistabilen K'ippglieder erneut vorgenommen v/erden müßte. Da jedoch zumindest ein vollständiger Stützspannungszyklus zwischen aufeinanderfolgenden Schreib- bzw. Löschvorgängen eingeschoben werden soll, wird jeweiligem Rücksetzen der bistabilen Kippglieder im vorliegenden Fall der Vorzug gegeben. Jedenfalls stellt Speichern digitaler Information zum wahlweisen Inbereitschaftsetzen durch die erste Spannungsquelle 17 (Fig. 1) für Signale niedrigen Pegels kein Problem dar, da diese erste Spannungsqueile im allgemeinen durch ein Datenverarbeitungssystem mit Speicherkapazität gebildet werden dürfte. In einem derartigen Datenverarbeitungssystem lassen sich zudem noch die erforderliche Schreib- und Löschinformation ebensogut speichern, wie in den bistabilen Kippgliedern der Treiberschalt werke 5-R_x bzw.5-Cy.

Im hier vorliegenden Fall ist es jedenfalls bedeutsam, daß zwischen den ersten Spannungsquellen 17 und den Spannungs-Trennschaltungen 9-R bzw. 9-Ckeinerlei induktive Kopplung oder sonstige spezielle Koppiungsschaltungen benötigt werden. Induktive Kopplungsglieder sind nur für die vier Sammelleitungen, nämlich zweite Zeilen-Sammelleitung LBR, erste Zeilen-Sammelleitung UBR, zweite Spalten-Sammelleitung LBC und erste Spalten-Sammelleitung UBC vorgesehen. Dadurch ergibt sich gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik ein vergleichsweise minimaler Aufwand. Die in F i g. 4 gezeigten Schaltungsglieder dienen zum Erzeugen von Schreib- und Löschspannungsimpulsen, die auf die ersten und zweiten Sammelleitungen UBR, UBC und LBR, LBC übertragen werden. Im linken Teil der F i g. 5 sind die auf die ersten und zweiten Sammelleitungen zu übertragenden Schreib- und Löschimpulse eingezeichnet. Ein mit seiner Primär- und Sekundärwicklung an einem Ende zusammengeschalteter Transformator 59, dessen so gebildeter Verbindungspunkt über eine in Sperrichtung gepolte Diode 103 an Masse liegt, überträgt von seiner Primärwicklung im Anspre-

chen auf einen hieran über einen Transistor 101 angelegten Schreibimpuls entsprechend angegebene Spannungsimpulse auf die Sekundärwicklung, deren Ende mit der ersten Zeilen-Sammelleitung LJBR und deren Mittelabgriff mit der zweiten Zeilen-Sammelleitung LBR verbunden ist. Induktiv gekoppelt mit dem Transformator 59 ist das in Fig.4 rechts gezeigte Schaltungsglied, das zur Speisung der ersten und der zweiten Spalten-Sammelleitung UBC'und LBCdient. Eine erste mit dem Transformator 59 gekoppelte Wicklung 60 liegt über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode 104 am Kollektor eines Schalttransistors 102 in Emitterschaltung, der an seiner Basis mittels eines Schreib- oder Löschimpulses ansteuerbar ist. Der Emitter des Schalttransistors 102 ist über zwei hintereinandergeschaltete und demgegenüber in Sperrichtung gepolte Dioden 105, 106 mit seinem Kollektor verbunden, wobei der Verbindungspunkt beider Dioden 105 und 106 zum einen an der ersten Spalten-Sammelleitung UBC und zum anderen an der zweiten, mit der ersten Wicklung 60 gekoppelten Wicklung 61 liegt, deren freies Ende mit der zweiten Spalten-Sammelleitung LBC verbunden ist. Wie bereits erwähnt, wird während eines Schreib- bzw. Löschvorgangs der jeweils in der betreffenden Stützspannungsphase A bzw. C auftretende Stützspannungsimpuls unterdrückt.

Fig.3 läßt erkennen, daß die Treiberschaltnetze 33 Rx bzw. 33-Cy die bipolaren Transistoren 73, 75, 77 sowie einen nichtlinearen Pinch-Widerstand 79 enthalten und über ein Niedrigpegel-FET-Schaltungsglied 85 mit dem aus FET-Transistoren gebildeten bistabilen Kippglied 31-/?x bzw. 31-Cv gekoppelt sind. Alle zu ihrem Ansteuern verwendeten Decodierschaltnetze können sich, falls erforderlich, auf einem einzigen Chip befinden und über ein einziges, außerhalb dieses Chips untergebrachtes Kopplungs-Schaltungsglied 91 angesteuert werden.
Festzuhalten ist, daß das Zeilen-Treiberschaltnetz pnd die Spälten-Treiberschaltnetze aus Gründen, die nächstehend gebracht werden, unterschiedlich mit betreffenden Kippgliedausgängen gekoppelt werden.

Bei der Treiberschaltnetz-Zusammenschaltung unter ausschließlicher Verwendung von NPN-Transistoren als bipolare Schaltungselemente zum Ansteuern von Gasentladungsstelien ergibt sich die Notwendigkeit, fallweise Auswahl-Nichtauswahl-Zustände der beteiligten Treiberschaltwerke umzuschalten. Dies beruht darauf, daß die zum Betrieb der betroffenen Gasentladungssteilen jeweils erforderlichen Spannungswerte das Ergebnis algebraischer Summen darstellen. Ein Blick sowohl auf die in F i g. 3 gezeigte Anordnung, bei der die Datensignale, nämlich Cy-Daten und R_x- Daten, je einem hierfür speziell vorgesehenen Eingang von beiden Steuereingängen des bistabilen Kippglieds 31 -Rx bzw. 31-Cy zuzuführen sind, als auch auf die Ersatzschaltbilder in Fig.9 bis 13, durch die sämtliche Betriebszustände einer jeweils durch eine Ersatzkapazität dargestellten Gasentladungsstellen erfaßt sind, läßt dies leicht erkennen.

Nachfolgende Übersicht zeigt, wie Setz- und Rücksetzeingänge der einer anzusteuernden Gasentladungsstelle zugeordneten bistabilen Kippglieder 31-Ä.v und 31-Cy in einem Zeilen-Treiberschaltwerk 5-Rx und einem Spalten-Treiberschaltwerk 5-Cy beaufschlagt sein müssen, um die in den Ersatzschaltbildern Fig.9 bis 13 für die "einzelnen Betriebsweisen einer Gasentladungsstelle angegebenen Strompfade herbeiführen zu können.

	Stützspan	Schreiben/Löschen	Halbauswahl
	nungsbetrieb	Auswahl	Rücksetzen
31-/?*	Setzen	Rücksetzen
	(alle X)		Rücksetzen
31-C»	Setzen	Setzen
	(alle Y)

Nichtauswahl

Setzen
Setzen

Setzen
Rücksetzen

Matrix-Treiberschallwerke in monolithisch integrierter Halbleiter-Schaltungsausführung dienen im vorliegenden Falle zu digitaler Ansteuerung eines Gasentladungs-Bildschirms unter Anwenden absoluter Spannungswerte, die die Sollwerte, für die die verwendeten Halbleiter-Bauelemente betrieben werden sollen, weil übersteigen, indem an sich bekannte Maßnahmen zur Bezugnahme auf entsprechende Relativwerte ausgenutzt werden. Die Ansteuerung mit Hilfe derartiger Treiberschaltwerke in jeglicher Anzahl bis zu vollem Parallelbetrieb pro Elektrode wird durch Verwenden einer Auswahlschaltnetzanordnung und mit Hilfe von schaltenden Speichergliedern durchgeführt, von denen alle schwebend bei oder zumindest nahe bei Schaltbezugsspannung betrieben werden. Dabei erfolgt die Ansteuerung mitteis Spannungs-Trennschaltungen während der Stützspannungs-Leerphasen eines jeweiligen Stützspannungszyklusses zum Betrieb des Gasentladungs-Bildschirms.

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Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch

Steueranordnung für wechselspannungsbetriebene Gasentladuhgs-Bildschirme mit matrixförmig angeordneten Gasentladungsstellen, die durch sich kreuzende, dielektrisch isolierte, auf zwei zueinander parallelen Ebenen-angeordnete. Elektrodensätze aus jeweils parallel zueinander liegenden Elektroden gebildet sind, mit den Elektroden und einer ersten und einer zweiten Spannungsquelle zugeordneten Treiberschaltungen, wobei die erste Spannungsquelle, welcher Spannungs-Trennschaltungen nachgeschaltet sind, Spannungen mit niedrigem Pegel erzeugt und die zweite Spannungsquelle Spannungen mit hohem Pegel in Form von Stütz-, Schreib- und Löschimpulsen über den Elektrodensätzen jeweils zugeordnete erste Sammelleitungen und zweite Sammelleitungen an die Treiberschaltungen liefert, üiie im reinen Stützspannungsbetrieb allen Gasentladungsstellen Stützspannungsimpulse und im Schreib- und Löschbetrieb in Abhängigkeit von Auswahlsignalen Schreib- oder Löschspannungsimpulsezuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Treibersch^al«werke (5-Rx, 5-Cy) dargestellten Treiberschaltungen bistabile Kippglieder (31-/?x, 3i-Cy) mit jeweils nachgeschalteten Treiberschaltnetzen (33-Rx, 33-Cy) enthalten,
daß die zweite Spannungsquelle (15) anstelle von nach jeweils auf Nullpotential liegenden Stützspan-,nungs-Phasenabschnitten (B, D) auftretenden Stützspannungsimpulsen Schreib- und Löschimpulse abgibt,

daß zum jeweiligen Anschluß an die erste Sammelleitung (UBR) und an die zweite Sammelleitung (LBR) eines ersten Elektrodensatzes ein Transformator (59; Fig.4) dient, dessen durch einen Schreibimpuls über einen ersten Transistor (101) erregte Primärwicklung mit einer SeKundärwicklung einseitig verbunden ist, wobei der Verbindungspunkt über eine hinsichtlich des ersten Transistors

(101) in Vorwärtsrichtung gepolte erste Diode (103)' an Masse liegt,

daß die Sekundärwicklung mit ihrem freien Ende an der ersten Sammelleitung (UBR)des ersten Elektrodensatzes und mit einem Abgriff an der zweiten Sammelleitung (LBR) des ersten Elektrodensatzes liegt, und

daß zum jeweiligen Anschluß an die erste Sammelleitung (UBC) und an die zweite Sammelleitung (LBC) des zweiten Elektrodensatzes der Transformator (59) mit einer an einem zweiten Transistor

(102) in Emitterschaltung über eine diesbezüglich in Sperrichtung gepolte zweite Diode (104) angeschlossenen dritten Transformatorwicklung (60) gekoppelt ist, wobei der an Masse liegende Emitter über eine in Sperrichtung gepolte dritte Diode (105) einerseits über eine diesbezüglich der dritten Diode (105) in Durchlaßrichtung g^polte vierte Diode (106) am Kollektor des zweiten Transistors (102) und andererseits an einer vierten Transformatorwicklung (61) liegt, deren freies Ende mit der zweiten Sammelleitung (LBC) des zweiten Elektrodensatzes und deren Verbindungspunkt mit der dritten Diode (105) und mit der vierten Diode (106) an der ersten Sammelleitung (UBC) des zweiten Elektrodensatzes liegt.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Eine derartige Steueranordnung dient zum Betreiben von Gasentladungs-Bildschirmen, bei denen die Elektrodensätze gegenüber dem Gasentladungsraum dielektrisch isoliert sind. Zum Betrieb liegt an allen Gasentladungsstellen eine impulsförmig zugeführte Stützspannung an, deren Scheitelwert unterhalb der Zündspannung der Gasentladungsstellen liegt. Wird nun eine ausgewählte Gasentladungsstelle durch Anlegen eines Schreibimpulses, dessen Scheitelwert oberhalb der Zündspannung liegt, gezündet, dann lagern sich Wandungsladungen an der dielektrischen Isolation im Bereich der betreffenden Gasentladungsstelle ab, deren Polarität jeweils entgegengesetzt gerichtet ist zur an der zugeordneten Elektrode angelegten Spannung. Dies führt zum alsbaldigen Wiedererlöschen einer durch den Schreibimpuls gezündeten Gasentladungsstelle, die jedoch beim Auftreten eines Stützspannungsimpulses, ^dessen Polarität mit der der Wandungsladungen übereinstimmt, erneut gezündet wird, da dann zum Scheitelwert des Stützspannungsimpulses ein Spannungsbetrag hinzugefügt wird, der durch die angelagerten Wandungsladungen bedingt ist, so daß eine zum Überschreiten der Zündspannung erforderliche Spannungshöhe erreicht wird. Dieser Vorgang wiederholt sich mit jedem Stützspannungszyklus, bis ein besonderer Löschimpuls an die betreffende Gasentladungsstelle angelegt wird. Die Frequenz der Stützspannungsimpulse ist derart hoch, daß eine völlig flickerfreie Anzeige gewährleistet ist.

Leistungsbedarf, Packungsdichte, Herstellungsaufwand und Arbeitsgeschwindigkeit beim Schreiben und Löschen sind wesen'liehe Faktoren, die die Anwendung von wechselspannungsbetriebenen Gasentladungs-Bildschirmen bestimmen. Zur Kopplung von Digitalsignalquellen niedrigen Pegels mit Treiberschaltungen hohen Spannungspegels dienen üblicherweise Transformatoren, optische Kopplungseinrichtungen und andere Trenn- oder Entkopplungsanordnungen. Die Anwendung derartiger Maßnahmen erfordert einen beträchtlichen Aufwand unter Beschränkung auf begrenzte Bandbreiten und unter nicht unbeachtlichem Leistungsbedarf.

Eine typische Transformator-Kopplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 20 60 191 bekannt. Mit der dort beschriebenen Transformatorkopplung ist die Durchführung einer Parallelauswahl mehrerer Gasentladungsstellen, die nur einer einzigen Elektrode eines Elektrodensatzes zugeordnet sind, nicht frei von Schwierigkeiten. Da üblicherweise die Einfügung von mindestens einem Stützspannungszyklus zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schreiboperationen erforderlich ist, um den Leistungsbedarf des Gasentladungs-Bildschirms bei vorgegebenen Polarisationsbedingungen in erträglichen Grenzen zu halten, ist die maximale Folgegeschwindigkeit zum Schreiben und Löschen bei derart angesteuerten Gasentladungs-Bildschirmen beträchtlich eingeschränkt.

Bei allen bekannten Gasentladungs-Bildschirmsystemen würde somit paralleles Schreiben und Löschen einer größeren Anzahl von einer Elektrode eines Elektrodensatzes zugeordneten Gasentladungsstellen das Vorsehen einer dementsprechend größeren Anzahl von Transformatoren oder anderen Koppelgliedern zwischen den einzelnen Treiberschaltungen und den Niederpegel-Auswahl-Signalschaltungen erfordern. Für hohe Packungsdichten einer Steueranordnung eines