DE2355112C2 - Gasentladungs-Anzeigeeinrichtung - Google Patents

Description

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!bäten MsfcthäforaJor ^2^ iffld eiaen vienten iai06iB3Sta- iäks o^äsfescSK· ^Si asgefeg! sad, feS die Ansgai^injiädse {£ W. R. Z) der laoinastabBen

{22, 26, 27, 28) kn wesealSdaen ^o emheöSche impulsdauer besitzen, daß die Impulse ££ Z? des eisten und vierten moaoslabBen Multivibrators {22 und 28) direkt zur Steuerung der entsprecfaeDden Elekiroden angelegt sind, daß die Impulse (R. W) des zweiten and dritten Multivibrators (26 und 27) zur Steuerung der einsprechenden Elektroden über Schalter (51 und 52) und Torschaltungen (30, 40 bis 42) zum Kombinieren der geschalteten Impulse (R, ii^und der ungeschalteten Impulse (S, Z) angelegt sind, und daß abhängig von der Beladung der Schaltung (51 und 52) an die ersten und zweiten Elektroden zueinander zeitverschobene Inipiiisiclgep sngek ,£ werden, die entweder durch die umgescha'tete" Impulse (S, Z) einer ersten Dauer oder durch impose (SW, RZ) einer zweiten Dauer gebildet sind, wobei letztere durch algebraische Addition zweier Impulse (S, W. R, Z) erster Dauer geformt sind, und daß die durch Impulse· (SW, RZ) der zweiten Dauer gebildeten Impulsfolgen die Entladung einleiten, daß Impulsfol- ^o gen, die durch an eine Elektrode gelegte Impulse ^S, Z) erster Dauer gebildet sind, und an die anderen Elektroden angelegte Impulse (SW, RZ) zweitei Dauer zur Aufrechterha! · mg der Ladung dienen und daß Impulsfolgen erster Dauer (S. Z) allein die Entladung nicht aufrechterhalten.

Die Gründung betrifft eine Gasentiadungs-Anzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Gasentladungs-Anzeigeeinrichiung wurde bereits in der DE-AS 22 21 202 vorgeschlagen. Bei dieser Gasentladungs-Anzeigeeinrichtung erfolgt die Steuerung der Lösch- und Schreibvorgänge durch Verändern der Impulsbreite eines einzigen Aufrechterhaltungsimpulses in einer Folge derartiger regelmäßiger Impuise.

Aus der DE-OS 20 38 102 ist eine Gasentlidungs-Anzeigeeinrichtung bekannt,mit einer Gasentladungszelle, deren erste und zweite Elektroden durch ein elektrisch isolierendes Material von einem ionisierbaren Gas getrennt sind, und mit einer Steuerschaltung, die mit den ersten und zweiten Elektroden gekoppelt ist und Spannungsimpulse gleicher Amplitude und wechselnder Polarität an die ersten und zweiten Elektroden anlegt, wodurch eine Wandiaäung an dem Isoliermaterial gebildet werden kann. Die Spanmingsimpalse besitzen eine gleichförmige Amplitude einer ausreichenden Größe, ran die Zündung der GasentladangSÄelte zu !beivirken.

Der Erfffidnog Begt die Aufgabe zugniude, -eäre G^entlarihH^5-Ajizeigeeinrichtung der eingangs genannten Art zn srihaffen, iaed der Spannungsimpulse atedrigener -iUnpElode verwendet werden Jcönaen.

■Diese Aufgäbe wird gelöst mit den Msrkmaien gemäß dean ikenazEaEhaendfin Teil des Patentanspruchs.

Bei der erEiBäaa^geiEäfen GasentlitduBgs-Aiizeigeemrichöaig werden #ie Spaanungsimpiilse steuerbarer Dtaner durch iCombsnieren der impubzäge in Torschal· Hingen erzeugi tmd diese Impulse ermöglichen eine Steuerung der Wandfadrmg durch impnfcp mit niedrigerer AstpEtnrle.

Wäiread isej der Erfindung TorschaÜMngerc zur RMnrig vom impiJfapci jjät steuerbarer Dauer verwendet werden, erfolgt gemäB dem früheren Vorschlag der DE-AS 2221 202 dies tedkScb darch Verändan der ImpuMjisiie eines einzigen Impulses.

Ans der DE-OS 1588 126 ist es zwar bekannt, für RückkoppJungssteuerschaltiüigen aufeinanderfolgende Impuise mittels einer Torschaltung zusammenzusetzen. Die Anwendung der bekannten Anordnung auf dem Gebiete der RnckkoppIangssteuersrfraitHiigen ist jedoch mit der Verwendung einer Sollwert-Variablen und einer istweit-Variablen für die Steuerung der Vorrichtung etwa eines Elektromotors verbunden. Im Gegensatz dazu befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der selektiven Erregung einer Gasentladungszelle.

Eine Ausfühningsfonn der Erfindung wird üb folgenden mit Bezug auf die Zeichnung als Beispiel beschriebea Es zeigt

F i g. I ein Blockschaltbild einer Gasentladungs-Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung.

F i g. 2 eine übliche Elektrodenanordnung einer Gasentladungszelle der Gasentlsdungs-Anzeigeeinrichtung nach Fig. 1,die

Fig.3A bis 3C Kurvendiagramme zur Darstellung verschiedener Betriebszustände der Gasentladungszelle der erfindungsgemäßen Gasentladungs-Anzeigeeinrichtung, und

Fig.4A bis 4C Kurvenformen zur Erläuterung des Betriebes der Gasentladungs-Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung.

Fig. ! zeigt ein an eine Steuerschaltung 20 angeschlossene Gasentb.dungs-Anzeigeeinrichtung 10 nach der Erfindung mit nur einem einzigen Zeichen. Selbstverständlich können in gleicher Weise auch mehrere solcher Zeichen vorgesehen sein. Die nur ein einziges Zeichen aufweisende Gasentladungs-Anzeigee.nrichtung 10 enthält eine gemeinsame Elektrode Π und sieben jeweils mit Abstand von der gemeinsamen Elektrode 11 angeordnete einzelne fciektroaen A Dis O. Die Kombination einer einzelnen Elektrode A bis C und der gemeinsamen Elektrode II wird im folgenden jeweils als »Gasentladungszelle« bezeichnet. Die einzelnen Elektroden A bis Gsind entsprechend F'ig.2 in Form einer üblichen Sieben-Segment-Anordnung positioniert Ein ionisierbares Gas nimmt den zwischen den Elektroden vorhandenen Zwischenraum ein und· jede der Elektroden ist von dem Gas elektrisch isoliert. Wenn einerseits an die gemeinsame Elektrode 11 und andererseits ?n eine der einzelnen Elektroden A bis C ein ionisierbares Potential angelegt wird, so findet zwischen diesen erregten Elektroden eine Entladung

statt, die ihrerseits wiederum an dem die betreffenden Elektroden überdeckenden Dielektrikum die Bildung einer Ladung zur Folge hat Diese Ladung hat eine dem angelegten Potential entgegengerichtete Polarität, so daß das über dem Gas anstehende wirksame Potential > bis unter denjenigen Pege! absinkt, bei dem eine Entladung gerade noch aufrechterhalten werden kann. Der Haltepotentialpegel ist wesentlich niedriger als der Ionisationspegei, vorausgesetzt, daß er die gleiche Polarität wie die zuvor gebildete Wandladung hat Wenn demzufolge einmal eine Entladung stattgefunden hat, dann ist das zur Aufrechlerhaltung d'cser Entladung erforderliche Potential niedriger als das zur Auslösung der Entladung erforderliche Potential gewese.. .-.„ Zur Aufrechterhaltung einer Entladung ist es angts^hts der ι ~> Wandladung erforderlich, die Polarität des an die Elektroden angelegten Potentials !"·<-_:ι«;γ wieder umzukehren, so daß die Wandladung ~j dem angelegten Potential hinzuaddiert wire" md man dadurch das Ionisationspotential erhält Wen·, das angelegte Potential umgekehrt wird, dann wird die W?ndladung von ihrem ursprünglichen Wert abgebaut und beginnt sich in entgegengesetzter Richtung neu aufzubauen. Durch Steuerung der Zeitperiode (Breite) der an die Elektroden angelegten Potentiale kann die Stärke gesteuert werden, auf welche sich die Wandladung aufbauen kann, so daß beim nächsten Umkehrzyklus der angelegten Potentiale die Summe der Wandladung und des angelegten Potentials den zur Auslösung oder Aufrechterhaltung einer Entladung erforderlichen Pegel nicht erreicht Andererseits kann die Steuerung derart ausgeführt werden, daß man die summierten Potentiale das Entiadungspoientäa! übersteigen läßt und dadurch eine Entladung erzielt oder eine solche Entladung aufrechterhält Die Breite und Stärke des an die Elektroden angelegten Potentials, das eine Entladung bewirkt, ist eine Funktion der Zelle. Normalerweise besteht das Gas aus einem Gemisch aus Neon. Stickstoff und Argon.

Um das Vorhandensein von ionisierten Teilchen in der Nähe einer gewählten Gasentladungszelle sicherzustellen, ist in der Gasentlaoungs-Anzeigeeinrichtung 10 eine Haltezelle mit beispielsweise zwei Elektroden 13 vorgesehen. Es ist zu verstehen, daß normalerweise auch ohne eine solche Haltezelle eine ausreicnende Versorgung mit ionisierten Teilchen erreicht werden kann, jedoch trägt eine solche Haltczc!!<_ e.u einem zuverlässigeren Betrieb der Gasentladungs-Anzeigeeinrichtung 10 bei. An die Elektroden 13 der Halteztlle werden ununterbrochen Potentiale wechselnder Polari- >i> tat angelegt, um während des Betriebes der Gasentiadungs-Anzeigeeinrichtung IO in der Haltezelle sine Entladung aufrechtzuerhalten. Obwohl nur eine Gaseniladungs-Anzeigeeinrichtung 10 mit einem einzigen anzuzeigenden Zeichen dargestellt ist, ist offensichtlich. daß in gleicher bzw. in ähnlicher Weise auch Mehrzeichen-Gasentladungs-Anzeigeeinrichtungen betrieben werden können.

In Fig. 3A stellt der Spannungspegel V den Potentialpegel dar, oberhalb welchem eine Gaseniladungszelle zündet. Ein oberhalb des niedrigeren, mit V_x bezeichneten, jedoch unterhalb des mit Vrbezeichneten Pegels liegendes Potential hält die Gasentladungszelle im Entladungszustand, ist jedoch nicht in der Lage, eine Entladung auszulösen. Der Pegel V_x ist derjenige, &5 unterhalb welchem die Gasentladungszelle erlischt In Fig.3A ist der Potentialpegel der an die Elektroden angelegten Impulse V₅ angegeben. Anfänglich ist die zwischen der gemeinsamen Elektrode II und einer betreffenden einzelnen Elektrode A bis C austeilend** Poientialdifferenz auf den Pegel des angelegten Potentials begrenzt das heißt auf V₅. Zu diesem Zeitpunkt hat die in der Gasentladungszelle vorhandene Wandladung den Wert NuJL Da die einmal gezündete Haltezelle ununterbrochen betrieben wird, ist nahe der gemeinsamen und der betreffenden einzelnen Elektrode eine ausreichende Versorgung mit ionisierten Teilchen sichergestellt Das Potential \\ bewirkt infolge dieser Teilchen, daß sich an den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Gasentladungszelle eine Wandladung aufbaut Abwechselnd hierzu wird, wenn V₅ zuerst an die einzelnen Elektroden A bis C und dann an die gemeinsamen Elektroden 11 angelegt wird, die zuvor gebildete Wandladung zu dem Potential V₅ hinzuaddiert Durch fortgesetztes Anlegen der V₅- Impulse wird die Wandladung bis zu einem Pegel hochgetrieben der groß genug ist daß seine Kombination mit dem Pegel der Vs-impuls=¹ einen Gesamt-Potentialpegel ergibt, der den Zündpegel der Gasentladungszelle \' ersteigt

Dieser Zustand ist in Fig.3B dargestellt Nachdem die Gasentladungszelle gezündet wurde, ist das zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderliche Potential niedriger als das Zündpotential. Sobald dies der Fall ist kann ^ie Wandladung auf einen Pegel reduziert werden, der die Kombination der Potentiale gerade oberhalb des Löschpegels V_x hält

Die Fig.3A, 3B und 3C zeigen typische Werte. Bestimmte Werte sind nicht angegeben, di sie je nach gegenständlicher Ausbildung der Gasentladungszelle, der Gaszusammensetzung, des Gasdruckes und der impulswiederholungsrate des Taktgeber 21 variieren. Wenn die Gasentladungszelle einmal konstruiert ist können die Spannungspegel, bei welcher die Gasentladungszelle bei einer bestimmten Impulsbreite zündet und erlöscht auf einfache Weise durch Versuche festgelegt werden.

Im folgenden wird nochmals auf Fig. 1 —id insbesondere auf die Steuerschaltung 20 Bezug genommen. Der Taktgeber 21 liefert eine Folge von Impulsen mit einer Wiederholrate von ungefähr 50 Mikrosekunden. Die Folge von Impulsen wird unverzögert einem monostabilen Multivibrator 22 zugeführt, dessen Ausgangsimpulse S eine Impulsbreite von ungefähr 0,5 Mikrosekunden haben. Die genannte Impulsfolge wird auch Verzögerungskreise 23, 24 und 25 für entsprechende Verzögerungen von T. 25T und 26Γ zugeführt, wobei die Zeit T gleich 0.5 Mikrosekunden ist. Die Ausgangsimpulse von den Verzögerungsschaltungen 23, 24 und 25 werden zugeordneten monostabilen Multivibratoren 26, 27 und 28 zugeführt. Die A'isgrrigsimpulse W. R und Z von den Multivibratoren 26 bis 28 heben auch eine Breite von 0.5 Mikrosekunden.

Die unverzöger; ;n Impulse 5 werden als Eingang einer Anordnung vor. OUhK-Cjattern 30 und dem Eingang des ODER-Gatters40 zugeführt. Die verzögerten Impulse W werden durch ein Tastenfeld 50 mit nicht dargestellten Dateii'asten zur Betätigung von Schaltern 51 der Anordnung von ODER-Gattern 30 zugeführt.

Die verzögerten Impulse W werden außerdem als anderer Eingang dem ODER-Gaüer 40 zugeleitet Die verzögerten Impulse R gelangen einerseits bis Eingang an ein ODER-Gatter 41 und andererseits zu einem Löschschalter 52, der mit dem Eingang eines ODER-Gatters 42 verbunden is,t. Die verzögerten Impulse Z gelangen als Eingänge an ODER-Gatter4i und 42.

Die Anzahl der ODER-Gatter 30 entspricht der

Anzahl der einzelnen Elektroden, in diesem Falle A bis C. Die Anzahl der Datentasienschalter 51 entspricht ebenfalls den einzelnen Elektroden Ä bis C, wobei ein Tastenschalter und ein ODER-Gattcr jeweils einer bestimmten Elektrode zugeordnet ist.

Treiberverstärker 60 liefern ein Potential + V, an die jeweils zugehörige Elektrode, wenn diese Verstärker von dem betreffenden ODER-Gatter ein Impulssignal empfangen, während sie in allen anderen Schaltzuständen an die einzelne Elektrode Erdpolentiäl öder ein anderes Bezugspotential anlegen.

Mit den ODER-Gattern 40 und 41 verbundene Treiberverstärker 61 und 62 sind mit ihren Anschlüssen an die eine bzw. andere der beiden Elektroden 13 der Haltezelle angeschlossen.

Ein weiterer Treiberverslärker 63 isi mil seinem Eingang an den Ausgang des ODER-Gatters 42 und mit seinem Ausgang an den gemeinsamen Anschluß bzw. die gemeinsame Elektrode 11 angeschlossen. Die Treiberverstärker 61, 62 und 63 arbeiten in gleicher Weise wie die Treiberverstärker der Schalteranordnung 60.

Anhand der F i g. 4 A. 4B und 4C ist in Verbindung mit den in F Ί g. 1 dargestellten Schaltungen ersichtlich, daß die in Fig-4C dargestellten, von dem Taktgeber 21 abgegebenen Taktimpulse eine Wiederho'rate von 50 Mikrosekungen haben. Während des Schreibzykhis WC werden die Impulse SWan die gewählten einzelnen Elektroden A bis G und die Impulse RZ an die gemeinsame Elektrode 11 angelegt Die Breite der Impulse 5, W. R. Z ist in den Fig. \ und 4B der Deutlichkeit wegen übertrieben groß dargestellt. In Wirklichkeit haben sie nur eine Breite von 05 Mikrosekunden, im Vergleich zu den Taktimpulszwischenräumen von 50 Mikrosekunden. Die kombinierten Impulse SW. RZ mit einer Breite von einer Mikrosekunde. die abwechselnd an die beiden der gewählten einzelnen Elektroden A bis G und die gemeinsame Elektrode 11 angelegt werden, bewirken, daß zwischen den gewählten einzelnen Elektroden A bis G und der gemeinsamen Elektrode 11 eine Entladung hervorgerufen wird. Die verhältnismäßig lange Impulsdauer ermöglicht es der

*, Wandladung, sich so weit aufzubauen, daß an die Elektroden anstelle der breiteren Entladungsimpulse nunmehr ein Signal mit zur Aufrechterhaltung gerader noch ausreichender Impulsbreite angelegt werden kann. Die Halteelektroden 13 erhalten ununterbrochen

κι kombinierte SW- und RZ-tmpulse, so daß im Bereich der Halteelektroden 13 dauernd eine Entladung vorhanden ist, wobei sicli dieser Bereich in die Bereiche der einzelnen und der gemeinsamen Elektrode A bis G und 11 erstrecken kann.

ι -, Nachdem die Entladung bzw. das Eingeben der Daten durch Drücken der gewählten Taste aus dem den Schalter 51 zugeordneten Tastenfeld 50 stattgefunden hau kann die gewählte Gasentladungszelle auf einen Haltezyklus SC geschaltet werden. Dies findet statt.

2(1 wenn die gewählten Schalter 51 geöffnet sind. Bei geöffnr"·" Schaltern 51 werden die W-Impulse nicht an die einzelnen Elektroden A bis G angelegt Die verbleibenden S-lmpulse an den einzelnen Elektroden A bis G haben eine Impulsbreite von 0.5 Mikrosekunden.

2-, was dazu ausreicht, die Entladung aufrechtzuerhalten, wenn sie mit den Impulsen RZ gekoppelt werdea die

eine Breite von einer Mikrosekunde haben und an die gemeinsame Elektrode 11 angelegt sind.

Beim Löschzyklus c«, wird die dem Schalter 52 zugeordnete Taste gedrückt, dadurch wird dieser Schalter 52 geöffnet und das Anlegen der Impulse R an die gemeinsame Elektrode 11 unterbrochen. Das wechselweise Anlegen von Z- und 5-Impulsen an die einzelnen Elektroden A bis G und die gemeinsame

j. Elektrode 11 führt zu einem nichtausreichenden Aufbauen der Wandiadung und die Entladungen hören auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   nypippf*irtnfni-t nig mit 33undestens einer Gasentladungszelle, die erste und zweite von dem ionisierbaren Gas durch elektrisch isolierendes Material getrennte Elektroden aufweist und mit einer Steuerschaltung, die an die ersten isad zweiten Elektroden Spannmgsimpnlse enthphtidber AmpEtndE und veränderbarer Dauer anlegt da du reih gek e ω nze ICiIiB¹Ci, iiaßiSe SteBersciiailtnng {20} einen Oszillator ^2J) aufweist <äer eine 3-fäge Impulsen erzeugt die ia wechselnder ReSbesfolge an einen erstea asenostafoüeii MukmbraSjr ^223 rmn an emem zweiten monostabJeti