DE2352791A1

DE2352791A1 - Einrichtung zum betaetigen von anzeigevorrichtungen

Info

Publication number: DE2352791A1
Application number: DE19732352791
Authority: DE
Inventors: Lee James Yat
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1974-06-06
Also published as: US3801863A; GB1395122A; CA1006246A; IE40375B1; IE40375L; NL7314513A; IT999178B; FR2207351A1; FR2207351B1; BE806820A; JPS4983334A; JPS5614993B2

Description

2352/91

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KpL-ing. Wolftjaig Ms

6 Frankfurt ix U. 1
Parksiraße 13

7502

BXFRROHGHS CORPORATION, Detroit, Michigan 48232, V.St.A.

Einrichtung zum Betätigen von Anzeigevorrichtungen

Die Erfindung bezieht sich auf den Betrieb von mehrstelligen Anzeigevorrichtungen, die auf den Schwellenwert von auge» legten Wählsignalen ansprechen, einschließlich Gasentladungs-Anzeigeröhren und -tafeln» Die Erfindung betrifft insbesondere eine Einrichtung zum Betreiben von mehrstelligen Gasentladungsvorrichtungen unmittelbar von integrierten Halbleiterschaltungen und dergleichen aus und zum Antreiben der.Anzeigeelemente derselben über eine passive Kopplung ohne Überschreiten-der Spannungsgrenzen an den verwendeten Stromkreisen.

Verschiedene Anzeigevorrichtungen mit Elektrodensegmenten, sind in den zurückliegenden Jahren zur Verwendung als Ableseindikatoren für elektronische Rechner und dergleichen entwickelt worden. Eine derartige Vorrichtung ist die als PAUAPLEX-TM bekanntgewordene Anzeigetafel ₉ die eine mehrstellige Gasentladungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Kathodensegisenten und zugeordneten Außenelektroden in einer gemeinsamen Hülle

. . , " 409823/Ό7 1.2

darstellt. Diese Anzeigetafeln enthalten gewöhnlich, mehrere Gruppen von Kathodensegmenten, von denen gleiche Segmente der verschiedenen Gruppen untereinander verbunden sind, und eine jeder Gruppe der Kathodensegmente zugeordnete Anode.

Bei einer kürzlich entwickelten Ausführungsform der Anzeigetafel PANAPLEX sind die Kathodenelemente aufgetragen oder ausgebildet längs der Frontseite einer isolierenden Grundplatte und sind planare Anodenelektroden in engem Abstand über den Kathoden angeordnet. Eine verhältnismäßig hohe Potentialdifferenz muß zwischen eine Anode und eine oder mehrere Kathoden angelegt werden, um eine Anzeigestelle erstmalig zu ionisieren, und ein geringeres Potential bewirkt dann die Reionisation oder die Unterhaltung der Entladung.

Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß, wenn die Anoden und die Kathoden der Vorrichtung hinreichend in Richtung Durchgang vorgespannt werden, sie durch Signale betätigt werden können, die die höchsten Spannungsausschläge nicht überschreiten, die an den Ausgängen mancher integrierter Metalloxidhalbleiterbzw. MOS-Schaltungen zulässig sind.: · .

Derartige integrierte MOS-Schaltungen sind für Rechner, Dekodierer, Zähler, Register und dergleichen verfügbar,« Wesentliche Ersparnisse wären zu erzielen, wenn die Anzeigestellen der erwähnten Vorrichtungen direkt von solchen MOS-Schaltungen adressiert und angetrieben werden könnten mit dem Erfordernis geringen Schaltungsaufwands an Zwischenverstärkung und Kopplung in ihrem iZwischenbereich.

Eine Vorbedingung für die Verwendung derartiger niedriger Spannungssignale ist die, daß die Elektroden der Vorrichtung möglichst weit zur Entladung hin vorgespannt werden, ohne die Entladung zu unterhalten, nachdem die gewählten Signal© wieder von ihnen abgezogen sind. Auch sind an den Elektroden höhere

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Spannungen für die Anfangsionisation als für die Reionisation anzulegen, ohne die zulassigen Nenn- bzw. Betriebsspannungen an den MOS-Schaltungen oder anderen Niederspannungssignalquellen zu überschreiten.

Das Gesamtpotential, das zur Anfangsionisation und zur Reionisation oder Unterhaltung der Anzeige in Gasentladungstafeln erforderlich ist, ändert sich jedoch mit der Temperatur und dem Gasdruck über den Elektroden. Es kann sich auch.unter Röhren oder Tafeln derselben allgemeinen Type bemerkenswert ändern. Ein Satz von Vorspannungen, die vorgesehen sind, um die Elektroden eines Postens dieser Vorrichtungen zu adressieren oder anzutreiben mit den kleinstmöglichen Signalspannungen, kann das Potential nicht erreichen oder überschreiten, das zum Betrieb eines anderen Postens von Röhren der gleichen Type erforderlich ist.

In diesem Sinne liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den für das Adressieren und Antreiben von mehrstelligen Anzeigevorrichtungen oder -tafeln erforderlichen Aufwand zu vereinfachen und die Kosten dafür herabzusetzen. Hierbei soll vor allem das Adressieren und Antreiben der Anzeigestellen von Gasentladungsvorrichtuhgen über passive Kopplung von integrierten Halbleiterschaltungen oder dergleichen aus erfolgen, ohne die Spannungsgrenzen an den Schaltungen zu überschreiten. Ferner wird angestrebt, die"an die mehrstelligen Anzeigevorrichtungen angelegte Antriebsspannung zu regeln, ohne daß Schalter oder andere tätige Elemente zur Steuerung der Rückkopplung von den Antriebsschaltungen derselben erforderlich sind,

Gegenstand der Erfindung ist eine selbstregelnde Antriebseinrichtung für mit Elektrodensegmenten versehene Anzeigevorrichtungen, die Eingangskapazitätsglieder und Rückkopplungiswiderstände enthält, die passiv gekoppelt sind mit den '.>■;(;;

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Anzeigesegmenten und einem gemeinsamen Vorspannungskreis für die Segmente. Das Vorspannungspotential für die Kathoden wird an einer gemeinsamen Kapazität ausgebildet, die durch einen Stromverstärker geladen wird, der auf Rückkopplung eines Anteils der Antriebsströme anspricht, die für die Segmente während der Anzeigeperiode verfügbar sind. Die gemeinsame Kapazität wird wiederholte Male geladen, bis die Vorrichtung zündet. *

Die Eingangskopplungskapazitäten werden wenigstens teilweise entladen, wenn die Anzeigevorrichtung leitet, und werden von der gemeinsamen Kapazität während der Leer- oder Löschintervalle zwischen den Eingangsimpulsen wieder aufgeladen. Dieses Vorspannungspotential und demzufolge die Betriebsspannung stellen sich selbsttätig ein, um Unterschiede in den Potentialschwellenwerten verschiedener Einheiten und Änderungen, die durch Wechsel in der Temperatur und der Betriebsart verursacht werden, zu kompensieren.

V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den anhängenden Zeichnungen, in denen die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert ist. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene sehaubildliche Ansicht einer mit Elektrodensegmenteh" versehenen Anzeigetafel der Erfindung,

Fig. 2 eine elektrische Schaltungsanordnung einer Antriebsund Vorspannungseinrichtung für eine derartige Anzeigetafel.

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Die Anzeigetafeln der hier beschriebenen Art sind dünne, glätte tafelartige Gebilde, die im wesentlichen beliebige Form und Größe besitzen können und die eine beliebige Anzahl von Stellen für die Anzeige von Zeichen aufweisen können. Diese Tafeln können ein geeignetes ionisierbares Gas wie Neon, Argon, Xenon usw. enthalten, entweder einzeln oder in Kombination, mit einem Dampf eines Metalls wie Quecksilber, der gewöhnlich dem Gas zugesetzt ist, um die Kathodenzerstäubung niedrig zu halten. Ein weiter Bereich von Gasdrücken kann angewendet werden, beispielsweise von etwa 20 bis etwa 250 Torr bei Umgebungstemperatur, wobei etwa 70 bis 120 Torr ein gewöhnlich verwendeter Druckbereich sind.

Gemäß Fig. 1 besitzt die Anzeigevorrichtung 10 nach der Erfindung eine isolierende Grundplatte 20 aus Glas, Keramik oder dergleichen, wobei ein preiswertes Glas zweckmäßig und vorzuziehen ist. Eine Mehrzahl von leitenden Verbindern oder Streifen 3OA bis 30ö ist auf der Oberseite der isolierenden Platte ausgebildet. Die Streifen 30 sind parallel zueinander und mit der waagerechten Achse der Grundplatte ausgerichtete Sieben solcher Streifen 3OA bis 3OG sind dargestellt; doch können auch mehr oder weniger Streifen vorgesehen SeIn₈ wobei ihre Anzahl durch die Gesamtzahl und die Art der anzuzeigenden. Zeichen bestimmt ist_e Die Streifen 30 können durch.ein Ver<~ dampfungsverfahren₉ ein Seidensiebdruskverfahren^ ein chemisches Plattierungsverfahren oder aergleichen ausgebildet sein oder sie können als besondere Metallstreifen durch Warmschweißen und Plasmasprühen oder in anderer Weise an der isolierenden. Platte 20 befestigt sein_o Ein Siebdruckverfähren ist besonders geeignet^ weil es schnell ₉ wirksam und reproduzierbar ist*

Eine zweite dünne Schicht ^O aus isolierendem Materials Glas oder Keramik* ist auf den leitenden 'streifen 30 ausge bildet y vorzugsweise durch ein. Si abdruckverfahren^ und die

zweite Schicht IfO weist eine Gruppe von öffnungen 5OA bis 5OG auf, von denen jede öffnung einen der Streifen 3OA bis 3OG freilegt. So umfaßt jede Gruppe von öffnungen eine öffnung 5OA über dem Streifen 3OA, eine öffnung 5OB über dem Streifen 3OB, eine öffnung 5OC über dem Streifen 3OC und so fort. In der Zeichnung sind vier derartige Gruppen von öffnungen vorgesehen.

Die Tafel 10 enthält eine Gruppe von Kathodenelektroden 6OA bis 6OG für jede Gruppe von öffnungen 50. Die Kathoden sind im allgemeinen längliche Stäbe oder Segmente und sind gewöhnlich naGh einem der Zahl "8" entsprechenden Muster verteilt, wie es in der Technik allgemein bekannt ist. Die Kathoden können auf der isolierenden Schicht AfO mittels eines Siebdruckverfahrens unter Verwendung einer leitenden Paste wie Palladium-Gold, Platin-Gold, Palladium-Silber oder dergleichen ausgebildet sein. Jedes Kathodenelement steht in Berührung ' mit einem der Streifen 30, der durch eine der öffnungen 50 freiliegt, und füllt im wesentlichen die öffnung 50 aus und bedeckt einen Teil der Schicht IfO,. um die gewünschte Form und Größe anzunehmen.

Die Kathoden 6OA, 60S usw. können auch als besondere Metallstreifen ausgebildet sein, die vorzugsweise an einem leitenden Streifen 30 angelötet sind mittels einer Masse Lotmaterialj. die in jede der öffnungen 50 der isolierenden Schicht ifO eingetragen XHt₀, Das Lötaaterial selbst kann durch ein. Slehdruckverfahren aufgetragen sein.. Ein "geeignetes Lötmaterial ist eine Gold-Germanium-Substanz ₉ wie sie unter der Bereich» nwag FQKMQN von der Firma E₀I. DuPont de Memours δε Co₃ in den Handel gebracht wird«, Die Kathoden können auch auf irgead eine andere geeignete leise ausgebildet sein₉ etwa anreh elektrisches oder chemisches Plattieren von Nickel odsr eiergleichen oder durch Plassaspriüien im Lichtbogen durcli eine geeignete Maske bzw* Schablone hiaaurclu

Somit sind die Kathoden dünne glatte Gebilde, die nicht in· bedeutendem Maße über die Oberseite der isolierenden Schicht kO vorstehen.

Die Tafel 10 enthält ferner Anodenelektroden 90 für die Gruppen von Kathodenelektroden 60. Die Anodenelektroden weisen dünne, transparente leitende Filme aus. Gold, NESA oder dergleichen auf, die auf der Unterseite 95 der Deckplatte oder Sichtplatte 100 ausgebildet sind, welche aus Glas hergestellt ist." Die Anodenfilme haben eine Dicke in der Größenordnung von einigen Angstrom und sind praktisch koplanar mit der Unterseite 95 der Sichtplatte. Somit ragen die Anoden für alle praktischen Zwecke nicht in den Gasentladungsraum in der Tafel hinein. Die Anodenfilme haben im allgemeinen eine rechteckige Form oder sind auch anders geformt, was von der Ausrichtung der Kathoden abhängig ist, Die Anoden sind so bemessen und angeordnet, daß sie die Gesamtfläche überdecken, die von der zugeordneten Gruppe von Kathodenelektroden eingenommen wird. Gegebenenfalls kann jede Anode 90 etwas schmäler und kurzer als die von ihren Kathoden bedeckte Fläche sein, wie dargestellt, aber auf jeden Fall muß die Anode einen ausreichenden Teil ihrer Kathode überdecken und mit diesem in wirksamer Beziehung stehen. Andere geeignete 'Anodenformen können verwendet werden, je nach Art und Symbolform der zu betätigenden Kathoden.

Vorzugsweise soll der Abstand zwischen jeder Anode 90 und ihrer Gruppe von Kathoden 60 in der Größenordnung von 20 bis 25 Tausendstel Zoll, also etwa 0,05 bi,s 0,06 mm liegen, und der Abstand zwischen jeder Anode und der benachbarten Gruppe von Kathoden soll von der Größenordnung von 30 bis 1+0 Tausendstel Zoll, also etwa 0,07 bis 0,1 mm sein. Mit diesem Verhältnis im üblichen Druckbereich befindet sich jede Anode in einer günstigen Betriebslage in Bezug auf ihre eigenen Kathoden, während sie von den benachbarten Gruppen von Kathoden ausreichend weit entfernt ist, so daß die Tafel über einen geeigneten weiten Bereich von Potentialen betrieben werden kann,

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ohne daß ein Überschlag zwischen benachbarten Gruppen von Elektroden auftritt. Ein anderer Umstand, der ein überschlagen zu verhindern vermag, ist die Anordnung der Anoden in wesentlicher koplanarer Beziehung zu der Oberfläche der Glasdeckplatte, ohne daß sie in den Gasraum vorspringt, in dem das Kathodenglimmen stattfindet.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung jeder Anode in dichtem Abstand zu ihrer Gruppe von Kathoden, wodurch ein dünnes Gasvolumen vorgesehen wird., ist der, daß in metastabilem Zustand befindliche Atome, die in dem Gas während der Entladung erzeugt werden, zu diesen dicht benachbarten Oberflächen diffundieren und an diesen schnell neutralisiert werden. Zusätzlich werden erregte oder geladene Teilchen durch die Anoden-Kathoden-Strecke hindurch rasch ausgetragen. Durch diese beiden Faktoren ist die Neigung zur Entstehung von überschlagen auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Die obere Deckplatte 100 aus Glas hat im wesentlichen dieselbe Länge wie die isolierende Schicht 40 und die Grundplatte 20 und wird im Abstand von der Grundplatte 20 durch einen rechteckigen Glasrahmen 110 gehalten, der zwischen der Glasdeckplatte 100 und der Isolierschicht IfO angeordnet ist. Der Rahmen 110 kann ein Bestandteil der Deckplatte und/oder der Grundplatte sein. Der rechteckige Rahmen dient somit dazu, den gewünschten Abstand zwischen jeder Anode und ihrer zugeordneten Gruppe von Kathodenelektroden vorzusehen. Die Glasdeckplatte 100 ist ferner vorzugsweise etwas weiter bzw. breiter als die Isolierschicht ifO und die Grundplatte 20, so daß ein Rand, etwa der obere Rand über die übrige Tafel vorsteht und zugänglich ist, um den Anschluß der Zuleitungen 1^0 an jeden der Anodenfilme 90 zu ermöglichen. Die drei Glasteile 20, 100 und 110 sind auf irgendeine geeignete Weise zusammen versiegelt oder abgedichtet, beispielsweise mittels einer Dichtung bzw, Versiegelung 120, die aus einer Glasschmelze oder dergleichen gebildet ist. Λ09823/0712

Die Verbindung mit den Streifen 3Q kann mittels L-förmiger Stifte oder Kontakte 1Mt hergestellt sein, die in die Abdichtung 120 an einem oder an beiden Enden der Tafel eingebettet sind, beispielsweise. - .

Die Tafel 10 kann mit der gewünschten Gasatmosphäre durch einen Rohrstutzen 150 gefüllt sein, der an der Grundplatte 20 befestigt ist und mit dem Innern der Tafel durch ein Loch 15^f in der Tafel 20 und der Schicht ifO in Verbindung steht, und im allgemeinen wird Quecksilber'aus einer Glaskapsel (nicht dargestellt) eingeführt, die in den Rohrstutzen gehalten und in geeigneter Weise in dem gewünschten Stadium des Zusammenbaus gehandhabt wird.

Diese tafelartigen Anzeigevorrichtungen enthalten eine Mehrzahl von Gruppen länglicher Stäbe oder Segmente, die nach einem Muster so verteilt angeordnet sind, daß jede Gruppe wahlweise erregt werden kann, um ein bestimmtes Zeichen anzuzeigen. Zwecks Vereinfachung und Ersparnis haben entsprechende Elektroden in jeder Gruppe, gewöhnlich die Kathoden, eine gemeinsame Zuleitung. Die Anoden sind getrennt erregbar und die Tafel wird in einem Multiplex- bzw. Vielfachverfahreh betrieben. Bei dieser Betriebsart wird das Betätigungspotential an ausgewählte Kathodenzuleitungen zum Zeitpunkt t gelegt, und damit

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an ausgewählte Katho.densegmente,^! und die erste Anode wird erregt und ein erstes Zeichen wird angezeigt durch die in der ersten Gruppe erregten Kathodensegmente. Zum Zeitpunkt t, wird ein Betätigungspo.tential an dieselben oder ändere Kathodenzuleitungen und an die zweite Anode gelegt, und ein zweites Zeichen wird durch die zweite Gruppe.von Kathoden angezeigt. Diese Betätigung wird für jede Zeichenstelle ausgeführt und "'" wird kontinuierlich längs der ganzen Anzeigetafel mit einer geeigneten Frequenz wiederholt, so daß feststehende oder wechselnde Zeichen dargeboten werden können,

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Die Anordnung der Fig. 2 ist eine Ausführungsformder selbstgeregelten Antriebseinrichtung für mehrstellige Anzeigevorrichtungen 10, die mehrere Gruppen von Kathodensegmenten oder -elementen 60A bis 6OH, die durch Kathodenleiter 3OA bis 3OH untereinander verbunden sind, und mehrere zugeordnete Anodenelektroden 90 enthalten. Ein Ziffernwähler oder -zuordner 200 ist mit den Anodenelektroden durch Leitungen 190 verbunden und enthält einen Ziffernwähl- oder -adressierschalter zur Erregung der Anoden unabhängig voneinander und in geeigneter Folge, entweder nacheinander oder abwechselnd. Jede der Anoden ist außerdem mit einer Vorspannungssammelleitung 185 über einen Widerstand 195 verbunden. Die Anodenvorspannungs-Sammelleitung 185 ist an eine Bezugsspannungsklemme 18O angeschlossen und die Widerstände 195 bev/irken ein Vorspannen der Anoden in der Nähe des erforderlichen Betriebspotentials. Die Anodenvorspannungswiderstände 195 ziehen sowohl die Anoden auf das Vorspannungspotential der Sammelleitung 185 herab, nachdem sie erregt worden sind, als auch verhindern sie, daß das Vorspannungspotential an den nicht gewählten Anoden kapazitiv zu weit herabgezogen wird, wenn die Kathoden in der Vorrichtung durch Impulse mit der gewählten Anode betätigt werden. Der Ziffernzuordner kann einen Zähler oder ein Schieberegister enthalten und in eine gemeinsame integrierte Schaltung mit der Datenquelle 300 für gewisse Anwendungen einbezogen sein.

Der Kathodenteil der Einrichtung enthält Eingangskondensatoren 210, die mit den Kathodenleitern 3OA bis 3OH durch Zuleitungen 205 und mit der Datensignalquelle 300 durch Zuleitungen 215 von den Knotenstellen 212 aus verbunden sind. Die Zuleitungen 215 stehen ferner an den Knotenstellen 212 mit dem Herabziehen der Spannung dienenden Widerständen 220 in Verbindung, deren andere Enden gemeinsam mit einer Bezugsspannungsklemme 225 verbunden sind. Die Datensignalquelle 200 kann eine inte-

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grierte Metalloxidhalbleiter- bzw. MOS-Schaltung, etwa eine Recheneinheit oder dergleichen sein und kann einen Zifferzuordner 200 einschließen. Derartige integrierte MOS-Schaltungen sehen häufig einen Offenkreis- oder Leerlaufausgang für negativgerichtete Signale vor. Die mit den Zuleitungen 215 verbundenen Widerstände 220 bewirken, daß negativ gerichtete Signalausjschläge über die Eingangskondensatoren 210 an die Kathodenzuleitungen 205 gelegt werden, wenn die Eingangssignale zum Leerlauf übergehen.

Jede der Kathodenzuleitungen 205 ist ferner über einen Reihenwiderstand 230 oder 232 mit. einer gemeinsamen Rückkopplungssammelleitung 235 verbunden, die zu einem Stromverstärker verläuft, der bei dieser Ausfuhrungsform PNP-Transistoren 2^0 und 250 enthält, die als Darlington-Verstärker geschaltet sind. Die Sammelleitung 235 ist an die Basiselektrode des Transistors 2ifO, angeschlossen. Die Emitterelektrode des Transistors 2/fO ist mit der Basiselektrode des Transistors 250 verbunden, die ferner mit seiner Emitterelektrode über einen Widerstand 2Zf5 gekoppelt ist, um Leckstrom vom Transistor 240 im Nebenschluß um den Transistor 250 herumzuleiten. Die Kollektorelektroden der beiden Transistoren sind gemeinsam mit einer Bezugsklemme 260 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 250 ist über einen Widerstand 255 mit einer Kathodenvorspannungs- oder -rückführungs-Sammelleitung 265 verbunden, die über einen verhältnismäßig großen Kondensator 270 in Parallelschaltung mit einem Widerstand 275 und einer Zenerdiode mit Gegenvorspannung 280 an Erde liegt. Der Kondensator 270 speichert oder integriert die an der Sammelleitung 265 auftretende Vorspannung und der Widerstand 275 verhindert, daß eine Spannung auf der Sammelleitung 265 durch Leckstrom über den Transistor 250 entsteht, wenn keine Anzeigesignale an den Anzeigeelektroden vorliegen. Die Zenerdiode 280 begrenzt die Höchstspannung, die auf der Sammelleitung 265 während der Anfangsionisation einer Anzeigevorrichtung, die

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einen verhältnismäßig hohen Ionisationsschwellenwert, etwa bei niedriger Temperatur hat, auftritt, um übermäßig hohe Ströme auszuschließen. Ein Widerstand 242 liegt in Reihe mit zwei Dioden 244 zwischen der Basiselektrode des Transistors 2ZfO und der Sammelleitung 265, um die Stromverstärkung des Verstärkers festzulegen und die Basis-Emitter-Schwellenwerte der Transistoren zu kompensieren.

Die Sammelleitung 265 für die Wiederherstellung der Vorspannung ist ferner mit den Kathodenzuleitungen 205 über Dioden 285 gekoppelt. Diese Dioden werden umgekehrt vorgespannt beim Anlegen von negativ gerichteten Signalen an die Eingangsklemmen der Leitungen 215, die über die Eingangskondensatoren 210 mit den Kathoden in Verbindung stehen. Die Dioden 285 sind vorwärts vorgespannt am Ende jedes Kathodeneingangssignals und während der Leer- bzw. Löschintervalle zwischen ihnen. Ein Darlington-Stromverstärker aus den Transistoren 240 und 250 ist bei der bevorzugten Ausführungsform dargestellt, um eine wesentlich konstante hohe Stromverstärkung vorzusehen. Stattdessen kann ein einzelner Transistor mit einer angemessen hohen Stromverstärkung verwendet werden.

Bei der Einrichtung der Fig. 2 ist eine Rückkopplung der durch die Kathoden aufgenommenen Eingangssignale zu einer Schaltung vorgesehen, die die Vorspannung an ihnen regelt, ohne daß die Verwendung von Rückkopplungsschaltern zwischen den Kathoden und der Regelschaltung erforderlich wäre. Die Rückkopplung von sämtlichen Kathoden zu dem Stromverstärker aus den Transistoren 240 und 250 ist über Reihenwiderstände 230 und 232 geführt, die einen hohen Widerstandwert im Vergleich zu dem Innenwiderstand der Vorrichtung 10 haben, wenn diese leitend ist. Obwohl keine Schalter vorgesehen sind, um den Rückkopplungsstrom zu regeln, ist dieser beträchtlich größer während der Ionisations· verzögerung, wenn das volle Eingangssignal an den Fühlwider-

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ständen 230, 232 erscheint, als er nach dem Zünden der Anzeigevorrichtung ist. Das Fließen von Rückkopplungsstrom, während die Vorrichtung leitend ist., bewirkt, daß der Kathodenvorspannungskondensator 270 auf eine Spannung aufgeladen wird, die auf der Betriebsspannung oder dem Röhrenabfall der Vorrichtung basiert, und das Fließen von Rückkopplungsstrom, nachdem die Vorrichtung die Eingangskondensatoren 210 entladen hat und aufgehört hat, leitend zu sein, basiert die Kathodenvorspannung auf dem Spannungspegel der abgeschalteten Kathoden. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch ermöglicht wird, Vorrichtungen von abweichenden Eigenschaften mit kleineren Signalausschlägen als bisher zu betreiben. ' '

Jeder Kathodenkreis enthalt einen Eingangskondensator 210 für Pegelverschiebung, einen Widerstand 220, einen Rückkopplungswiderstand 230 oder 232 und eine der Wiederherstellung dienende Diode 285. Der Widerstand 220 ist mit der gemeinsamen Bezugsklemme 225 verbunden als dem Herabziehen dienender Widerstand für Leerlaufkathodeneingangssignale, die aus Metalloxidhalbleiterschaltungen herrühren, beispielsweise. Es werde angenommen, daß die Einrichtung zuerst eingeschaltet wird und daß die Spannung an der die Vorspannung wiederherstellenden Sammelleitung sich auf einem beliebigen Potential Va befindet und keine Spannung an dem Eingangskondensator 210 auftritt. Anodenziffernimpulse werden nacheinander an die Anoden 90 gelegt. Die ersten negativenSignalausschläge, die für ausgewählte Kathoden eingehen, werden über die entsprechenden Eingangs- kondensatoren 210 verlaufen und einen Strom'über die entsprechenden Rückkopplungskondensatoren 230 und 232 fließen lassen, der durch den Transistor-Stromverstärker verstärkt wird, wodurch der Kondensator 270 an der Sammelleitung für die Kathodenwiederhers.tellung auf Va- V aufgeladen wird. Diese Spannung wird durch den Kondensator aufrechterhalten, bis die Anzeigevorrichtung gezündet hat oder bis sie wiederum durch den

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Rückkopplungsstromverstärker erhöht wird.

Wenn die Kathodeneingangssignale von ihrem negativen Ausschlag zurückgehen, werden die Eingangskondensatoren 210 der gewählten Kathoden auf annähernd Δ V über die entsprechenden Dioden 285 aufgeladen, durch die sie mit der Sammelleitung 265 verbunden sind. Während der nächsten Periode wird die Sammelleitung 265 auf Va-2^V gebracht, wenn angenommen wird, daß die gleiche Anzahl Kathoden erregt wird, und die Singangskondensatoren 210 der gewählten Kathoden werden auf 2 AV aufgeladen. Dies setzt sich fort, bis das Signal und die Vorspannung zwischen der gewählten Anode und Kathode des Ionisationspotential überschreitet.

Wenn die Vorspannung an den Kathodeneingangskondensatoren 210 dazu ausreicht, daß die Anzeigevorrichtung an der gewählten Anzeigestelle zündet, sobald die Eingangssignale sich der Vorspannung überlagern, ist -die Einrichtung im Gleichgewicht. Bei Anzeigevorrichtungen von. der Ausführung mit Gasentladungstafeln wird die Vorspannung an der Wiederherstellungs-Sammelleitung auf einen hohen Wert ansteigen, um die Anfangsionisation zu bewirken, worauf sie auf einen kleineren Wert sinkt, um die erneute Ionisation der nachfolgenden Anzeigestellen in der Vorrichtung zu unterstützen. Die Zenerdiode 280 liegt zwischen der Sammelleitung 265 für die Wiederherstellung der Vorspannung und Erde, um den Höchstausschlag der Vorspannung zu begrenzen und so' die Einrichtung gegen Uberspannungszustände zu schützen.

Bei normalem Betrieb wird die Sammelleitung 265 von selbst geregelt auf den Spannungsabfall an der Anzeigevorrichtung und auf den Spannungspegel bei ausgeschalteten Kathoden. Nachdem die Anzeigevorrichtung einmal ionisiert ist, leitet sie während jeder Anzeigeperiode und entlädt im wesentlichen die entsprechenden Kathodeneingangskondensatoren 210 bis auf die Spannung,

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bei der die Vorrichtung nicht langer leitet. Das Auftreten von Löschintervallein zwischen aufeinander folgenden Kathodensig- . nalen ist erwünscht, um das Wiederaufladen der den Kathodenspannungspegel verschiebenden Kondensatoren ZlO aus dem die Vorspannung wiederherstellenden Kondensator 270 am Ende oder zu Beginn jeder Ziffernanzeigeperiode zu ermöglichen.

-Während der Löschintervalle werden sämtliche den Kathodenspannungspegel verschiebenden Kondensatoren 210 aus dem Kondensator 270 auf die Spannung an der Vorspannungssammelleitung 265 über die wiederherstellenden Dioden 285 aufgeladen. Die Kondensatoren 210 sind dann bereit, zu einer Pegelverschiebung der Datensignale herab zu den gewählten Kathoden. Nach dem Auswählen sind sowohl die Spannungen den erregten-Kathoden während der Verzögerungszeit der erneuten Ionisation als auch die die Anzeige unterhaltende Spannung an den Kathoden stärker negativ als die Wiederherstellungs-Sammelleitung 265. Die Rückkopp*lungs- oder Fühlwiderstände 230 und 232 führen somit einen Strom aus der Basiselektrode des Transistors 21+0, während die Kathoden erregt sind. Dieser Basisstrom wird durch den Stromverstärker verstärkt, um den die Vorspannung integrierenden Kondensator 270 aufzuladen, der die einzelnen den Pegel verschiebenden Kondensatoren 210 während des nächsten Löschintervalls der Kathoden wiederaufladen soll. Die Ladungen, die durch die Eingangskondensatoren 210 der gewählten Kathoden verloren gegangen sind, aktivieren die entsprechenden Fühlwiderstände 230, 232\ um den Vorspannungskondensator 270 über den Stromverstärker um den gleichen Betrag zu laden.

Der für das Laden des Kondensators 270 vorgesehene Verstärker muß eine ausreichende Stromverstärkung haben, um den Kondensator um den gleichen Betrag zu laden, um den die Kathodeneingangskondensatoren 210 während des Arbeitens der Vorrichtung entladen werden. Dies ermöglicht, daß die Eingangskondensatoren 210 von dem die Vorspannung wiederherstellenden Konden-

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sator 270 während des Löschintervalls zwischen den Ziffernanzeigen wiederaufgeladen werden ohne nennenswerte Wirkung auf den ausgebildeten Vorspannungspegel. Die erforderliche Stromverstärkung ist durch das Verhältnis des Anzeigestroms zum Rückkopplungsstrom festgelegt, der durch den Röhrenabfall an der Vorrichtung und die Größe der Rückkopplungswiderstände 230, 232 bestimmt ist. Wenn die Rückkopplungswiderstände verkleinert werden, kann die Stromverstärkung des Ladekreises für den Vorspannungskondensator 270 ebenfalls herabgesetzt werden, aber der Anzeigestrom und die Anzeigehelligkeit werden dann auch verringert.' Ein einzelner Transistorverstärker von angemessener Stromverstärkung und eine Kompensationsdiode können gegebenenfalls den Verstärker aus den Transistoren 2.1+0 und 250 und die Dioden 2if2+ ersetzen.

Die Rückkopplungsströme aus den Kathodenfühlwiderständen 230, 232 werden im Stromverstärker summiert, dem sie alle gemeinsam zugeführt werden. Der Regelkreis lädt den Vorspannungskondensator 270 proportional auf und bildet eine mittlere Kathodenvorspannung für die Kathoden aus. Diese Vorspannung wird-ausreichen für den Betrieb der meisten Kombinationen der Kathodensegmente für die Anzeige, kann jedoch zu langen Ionisationsverzögerungen führen, wenn nur wenige Segmente erregt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 2 sind z\vei Gruppen von Anzeigekathoden mit Rückkopplungswiderständen 232 von einem kleineren Wert als die Rückkopplungswiderstände 230 aller anderen Kathoden verbunden, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Diese beiden Kathodensegmente werden häufig als ein Paar für die Anzeige der Zahl "1" betrieben oder als Teil der Zahl "7" oder eines anderen Symbols verwendet, ohne daß zusätzlich Kathoden betrieben v/erden. Die Anfangsionisation und die Reionisation der Vorrichtung erfolgt langsamer, wenn nur wenige Kathoden betrieben werden. Die Rückkopplungswiderstände 232 von kleines Widerstandswert koppeln einen größeren Anteil des Eingangs-

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stromes zurück zum Stromverstärker und laden so den Vorspannungskondensator 270 auf einen.höheren Spannungspegel, um zu gewährleisten, daß diese Kathoden, wenn sie gewählt werden, die Vorrichtung gebührend ionisieren. Ein derartiger Rück- . kopplungswiderstand von kleinem V/ert kann auch vorgesehen werden, um irgendwelche anderen Anzeigesegmente zu fühlen bzw. prüfen, die allein oder paarweise bei der Anzeige einer Zahl oder eines1 Symbols betätigt werden.

Obwohl hier eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in ihren Einzelheiten beschrieben und dargestellt ist, soll diese selbstverständlich nur als Beispiel gelten, das im Rahmen
der Erfindung mannigfache Änderungen und Abwandlungen erfahren kann. Daher fallen auch andere Ausführungsformen in den
Schutzbereich der Patentansprüche.

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Claims

Patentansprüche

Einrichtung zum wiederholten Betätigen von auf Schwellenwerte ansprechenden, mehrstelligen Anzeigevorrichtungen, die mehrere Gruppen von Kathodenelementen und eine Anode für jede dieser Gruppen aufweisen, von denen die sich entsprechenden Kathoden der verschiedenen Gruppen untereinander verbunden sind, gekennzeichnet durch

- Mittel zum Aufschalten von Partialwählspannungen auf die Anoden, unabhängig von ihrer Beaufschlagung bzw. Erregung;

- Mittel zum im voraus vorzunehmenden Vorspannen der Kathoden (60) zur Erregung hin, mit einer an die Kathoden angekoppelten ersten. Kapazität (270) und einem Stromverstärker (2i+0, 250) zum Laden der ersten Kapazität;

-zweite Kapazitäten (210) als Kopplung mehrerer Eingänge (215) mit den Kathoden (60) zum' wahlweisen Anlegen von Signalspannung und elektrischer Ladung zwecks Aktivierung der Kathoden an .gewählten Anzeigesteilen, und

- eine passive Rückkopplung zwischen den Kathoden (60) und dem Stromverstärker (2ifO, 250) zum Laden der ersten Kapazität (2?0) während des Betriebs der

,Anzeigevorrichtung zwecks Speicherung von Ladung zum im voraus vorzunehmenden Vorspannen für die nächste Anzeigeperiode.

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Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückkopplung Widerstände (230, 232) enthält, die groß im Vergleich zur Betriebsimpedanz der Vorrichtung sind und zwischen den Kathoden (60) und dem Stromverstärker (2^0, 250) wirksam sind, um die erste Kapazität (270) während sowie nach einer Verzögerung in der Aktivierung der Vorrichtung aufzuladen.

Einrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die der Rückkopplung dienenden Widerstände (232) für Kathoden (6OB, C), die allein oder paarweise für eine Symbolanzeige betätigt werden, kleiner als die Widerstände (230) für die anderen Kathoden sind, um die Ladeges chv/indigkei t der ersten Kapazität (270) für größere Vorspannung zu steigern und die Aktivierung der Vorrichtung durch dieselben zu gewährleisten.

Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß Löschintervalle zwischen den Kathodeneingangssignale vorgesehen sind und während dieser Intervalle die zweiten Kapazitäten (210) von der ersten Kapazität (270) aufgeladen oder wieder aufgeladen zu werden vermögen. "

Einrichtung nach Anspruch if»

dadurch gekennzeichnet, '"

daß die erste Kapazität (270) mit den Kathoden (60) durch einseitig durchlässige Leiter (285) gekoppelt ist, die während des Löschintervalles die Aufladung oder Wiederaufladung der ersten Kapazität (270) zulassen.

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6, Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeic h η e t ,

daß die Anoden (90) zur Erregung hin von einem gemeinsamen Bezugspotential (Klemme 180) aus vorgespannt sind, um die zur Aktivierung der Vorrichtung notwendigen Signalspannungen herabzusetzen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,.

daß die Anoden (90) mit dem gemeinsamen Bezugspotential (Klemme 180) für die Vorspannung durch Widerstände

(195) von im wesentlichen gleichen Größen gekoppelt sind.

HeNeu/Pi.

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