DE2440476C2

DE2440476C2 - Segmentanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2440476C2
Application number: DE2440476A
Authority: DE
Inventors: Richard Charles Temperance Mich. Loshbough
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Reliance Electric Co
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1985-09-19
Also published as: JPS581439B2; US3866171A; JPS50132822A; CH573150A5; FR2258680A1; GB1474218A; AU7236074A; BE824280A; FR2258680B1; SE7412773L; IT1028121B; SE403202B; NL7500229A; DE2440476A1; CA1015859A

Description

Die Erfindung betrifft eine Segmentanzeigevorrich- Segmenten a dis g der Anzeigeelemente 15 führenden

tung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 55 Ausgangsleitungen 14 sind an sieben Monitorschaltun-

Eine Segmentanzeigevorrichtung der im Oberbegriff gen 20 angeschlossen, deren Ausgangsleitungen 21 mit

des Anspruches 1 vorausgesetzten Art ist durch die einer zweiten Gruppe von Eingängen der Vergleichs-

DE-AS 21 46 987 bekannt. Bei dieser Segmentanzeige- schaltung 19 verbunden sind.

vorrichtung werden der obere und mittlere Querbalken Wenn die Segmente a bis g der Anzeigeelemente 15 jeder Ziffernanzeige mittels einer elektronischen Schal- 60 entsprechend den auf den Leitungen 12 auftretenden tungsanordnung von jeder Benutzung der Anzeigevor- Daten leuchten bzw. nicht leuchten, so entsprechen die richtung nacheinander auf Aus- und Einschaltbarkeit Signale auf den Ausgangsleitungen 21 der Monitorgeprüft. Zu diesem Zweck erfolgt ein kurzzeitiges und schaltungen 20 den Signalen auf den Ausgangsleitungen aufeinanderfolgendes Einschalten der Ziffern 1 und 2, 18 des weiteren Decoders 17. Die Vergleichsschaltung wobei das Eingangs- und Ausgangssignal des Decoders 65 19 liefert in diesem Falle an einem Ausgang 22 ein Siverglichen werden. gnal, das die richtige Funktion der Anzeigevorrichtung Die DE-AS 21 46 987 zeigt damit zwar eine Anzeige- kennzeichnet. Ist dagegen eine Differenz zwischen den vorrichtung mit Funktionsprüfung, mit deren Hilfe die auf den Ausgangsleitungen 18 vorhandenen Signalen

und den an den Ausgangsleitungen 21 der Monitorschaltungen 20 auftretenden Signalen festzustellen, so liefert die Vergleichsschaltung 19 an ihrem Ausgang 22 ein Fehlersignal.

Jedes Segment eines typischen Gasen*!adungs-Anzeigeelementes benötigt zum Leuchten eine Spannung in der Größenordnung von 150 V. Es sei für die folgende Erörterung angenommen, daß alle Segment-Anoden eines gespeisten Anzeigeelementes 15 an eine Spannungsquelle von 190 V angeschlossen sind Soll nun ein bestimmtes Segment leuchten, so tritt an diesem Segment ein Spannungsabfall in der Größenordnung von 150 V auf. Wenn das Segment dagegen nicht leuchtet, so liegt der Spannungsabfall zwischen Kathode und Anode in der Größenordnung von 100 V oder darunter (je nach dem Verluststrom, der über das Segment und den Speisestromkreis verläuft). Kommt das Segment in einen offenen Stromkreis, so treten zwischen Anode und Kathode des Segmentes die vollen 190 V auf. Wird das Segment kurzgeschlossen, so ergibt sich am Segment ein Spannungsabfall in der Größenordnung zwischen 0 und 10 V.

Die Segmentanzeigevorrichtung 11 ist nun so ausgebildet, daß sie die Kathodenspannung an jedem Segment a bis g eines gespeisten Anzeigeelementes 15 überwacht Die Kathodenspannung ist umgekehrt proportional zum Kathoden-Anoden-Spannungsabfall an der Gasentladungsröhre jedes Segments a bis g. Für Gasentladungs-Anzeigeelemente, die unter dem obenerwähnten Nennspannungen arbeiten, sei angenommen, daß dann, wenn die Kathodenspannung in einen Bereich zwischen 0 und 15 V fällt, das Segment in einem offenen Stromkreis liegt. Fällt dagegen die Kathodenspannung in einen Bereich zwischen 15 und 60 V, so leuchtet das Segment. Liegt schließlich die Kathodenspannung in einem Bereich zwischen 60 und 190 V, so kann man davon ausgehen, daß das Segment nicht leuchtet (weil es nicht leuchten soll) bzw. kurzgeschlossen ist (obwohl es leuchten soll).

In F i g. 3 sind nun die schaltungstechnischen Einzelheiten der Einrichtung zur Funktionsprüfung dargestellt Es sei angenommen, daß die Anzeigeelemente 15 eine 16-Ziffern-Anzeige liefern, wobei die einzelnen Ziffern nacheinander durch den Wähler 16 angesteuert werden. Das einzelne Anzeigeelement 15, das zu einem bestimmten Zeitpunkt ZUm Leuchten gebracht wird, kann durch eine binärctfdierte Wähladresse bestimmt werden, die von der Datenquelle über Adressenleitungen 23 einem iusäilzlicheh Decoder 24 zugeführt wird, dessen 16 Ausgangsieitungen mit Leistungsschalttransistoren 25 verbunden sind, jeder dieser Leistungsschalttransistoren 25 besitzt zwei Ausgänge, über die eine Spannungsquelle von 190 V mit allen Segmentanoden der einzelnen Anzeigeelemente 15 verbunden werden kann. Je nach der auf den Adressenleitungen 23 zugeführten Adresse liefert somit der zusätzliche Decoder 24 ein Signal, das einen der Leistungsschalttransistoren 25 leitend macht und damit die Segmentanoden eines Anzeigeelementes 15 mit der Spannung von 190 V versorgt

Während nun ein bestimmtes Anzeigeelement 15 mit Spannung versorgt wird, werden über die Leitungen 12 Anzeigedaten zugeführt. Diese Leitungen 12 sind über den Decoder 13 sowie eine darin enthaltene Konstantstromquelle mit den Kathoden aller Anzeigeelemente 15 verbunden. Eine erste Ausgangsleitung 14' des Decoders 13 versorgt parallel alle Segmente a der Anzeigeelemente 15. Da jedoch gleichzeitig nur ein Anzeigeelement 15 vom Wähler 16 mit Energie versorgt wird, können nur die angesteuerten Segmente dieses Anzeigeelementes 15 leuchten. Die Datenquelle ist ferner über einen Betätigungseingang 27 mit dem Decoder 13 verbunden, der nur betätigt wird, nachdem auf den Adressenleitungen 23 eine Adresse zugefühlt und damit ein Anzeigeelement 15 ausgewählt wurde.

Die Leitungen 12 sind ferner über den weiteren Decoder 17 an die Vergleichsschaltung 19 angeschlossen.

la Diese Vergleichsschaltung 19 besitzt zweckmäßig eine Kapazität, um wenigstens acht Bit zu vergleichen. Die sieben Ausgangsleitungen 18 des weiteren Decoders 17 sind an sieben Eingänge einer Gruppe von insgesamt acht Eingängen der Vergleichsschaltung 19 angeschlossen, während der achte Eingang über einen Strombegrenzungs-Widerstand 28 an eine 5 V-Spannungsquelle (dritte Spannungsquelle) angeschlossen ist Die Monitorschaltungen 20 sind über Verstärker 29 mit den Ausgangsleitungen 21 verbunden, die ihrerseits mit sieben Eingängen einer zweiten Gruppe von insgesamt acht Eingängen der Vergleichsschaltung 19 verbunden sind, während der achte Eingang dieser Gruppe direkt an eine 5 V-Spannungsquelle angeschlossen ist.

Solange das mit Energie versorgte Anzeigeelement 15 richtig arbeitet, sind die Signale auf den beiden Gruppen von je acht Eingängen der Vergleichsschaltung 19 identisch; ein entsprechendes Prüfsignal (das die positive Funktion kennzeichnet) tritt dann am Ausgang 22 der Vergleichsschaltung 19 auf. Besteht dagegen eine Differenz zwischen den beiden Gruppen von Eingangssignalen, so erscheint am Ausgang 22 ein Fehlersignal. Ein Prüfschalter 30 ermöglicht es, zeitweise ein Fehlersignal an den Ausgang 22 zu legen. Wird der Prüfschalter 30 kurzzeitig geschlossen, so wird dadurch der achte Eingang der ersten Gruppe von Eingängen der Vergleichsschaltung 19 an Masse gelegt. Da der entsprechende achte Eingang der zweiten Gruppe von Eingängen der Vergleichsschaltung 19 an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, gibt es hierfür kein entsprechendes Bit, so daß ein Fehlersignal erzeugt wird. Ein Öffnen des Prüfschalters 30 bringt den Ausgang 22 der Vergleichsschaltung 19 wieder in den Normalzustand, es sei denn, die Anzeigeelemente 15 funktionierten nicht richtig.
Die sieben Monitorschaltungen 20 sind an die sieben Ausgangsleitungen 14 angeschlossen, um die Kathodenspannungen der sieben Segmente a bis g der Anzeigeelemente 15 zu überwachen. Der Einfachheit halber ist nur eine Monitorschaltung 20' der sieben gleich ausgebildeten Monitorschaitungen 20 in Fig.3 im einzelnen

so dargestellt. Diese Monitorschaltung 20' besitzt einen mit der Ausgangsleitung 14' verbundenen Eingang. Die Ausgangsleitung 14' liegt über eine Diode 31 und einen Widerstand 32 an der Basis eines PNP-Transistors 33 (erster Transistor). Eine 60 V-Spannungsquelle (erste Spannungsquelle) ist direkt an den Emitter des ersten Transistors 33 angeschlossen, ferner über einen Widerstand 34 an die Basis dieses ersten Transistors 33. Der Kollektor des ersten Transistors 33 liegt an Masse über einen Spannungsteiler, der zwei in Reihe geschaltete Widerstände 35 und 36 enthält. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 35, 36 ist über einen Verstärker 29' mit dem ersten Eingang der zweiten Gruppe von Eingängen der Vergleichsschaltung 19 verbunden. Der erste Transistor 33 ist so vorgespannt, daß er einen A"oden-Kathoden-Spannungsabfall an den Segmenten a innerhalb eines Bereiches von weniger als 130 V überwacht bzw. eine Kathodenspannung von etwa 60 V bis 190 V an der Anode des mit Energie versorgten Seg-

ments a. Das dem ersten Eingang der zweiten Eingangsgruppe der Vergleichsschaltung 19 zugeführte Signal befindet sich somit auf einem ersten logischen Niveau, wenn die Kathodenspannung des Segments a kleiner als 60 V ist (d. h. wenn das Segment a entweder leuchtet oder sich in einem offenen Stromkreis befindet); es befindet sich dagegen auf einem zweiten logischen Niveau, wenn die Kathodenspannung des Segments a mehr als 60 V beträgt (wenn also das Segment a nicht leuchtet oder kurzgeschlossen ist).

Ein zweiter Transistor 37 dient zur Feststellung, ob die Kathodenspannung des Segments a kleiner als 15 V ist. Die Ausgangsleitung 14' vom Decoder 13 ist über eine Diode 38 und einen Widerstand 39 mit der Basis des zweiten Transistors 37 verbunden. Eine 15V-Spannungsquelle (zweite Spannungsquelle) ist unmittelbar an den Emitter des zweiten Transistors 37 und über einen Widerstand 40 an die Basis des zweiten Transistors 37 angeschlossen. Der Kollektor des zweiten Transistors 37 ist über einen Widerstand 41 mit einer Leitung 42 verbunden, an die die übrigen Monitorschaltungen 20 parallel angeschlossen sind. Über eine Umkehrstufe 43 (Umkehrverstärker) ist diese Leitung 42 mit dem achten Eingang der ersten Eingangsgruppe der Vergleichsschaltung 19 verbunden, und zwar parallel zum Prüfschalter 30. Fällt die Kathodenspannung auf der Ausgangsleitung 14' unter 15 V, wie dies durch ein offenes Segment a verursacht wird, so liefert die Monitorschaltung 20' ein Signal an die Leitung 42, was über die Umkehrstufe 43 zur Folge hat, daß der achte Eingang der ersten Eingangsgruppe der Vergleichsschaltung 19 an Masse kommt. Hierdurch wird ein Fehlersignal am Ausgang 22 verursacht. In entsprechender Weise tritt ein solches Signal auf der Leitung 42 auch dann auf, wenn durch eine der übrigen Monitorschaltungen 20 angezeigt wird, daß eines der weiteren Segmente b bis g offen ist.

Im Betrieb der Segmentanzeigevorrichtung U entsprechen sich normalerweise die Signale an den Eingängen der ersten und der zweiten Gruppe der Vergleichsschaltung 19. Wenn jedoch eine von drei Bedingungen auftritt, kommt es zu einer Abweichung von dieser Übereinstimmung. Eine mangelnde Übereinstimmung ergibt sich zum einen dann, wenn ein kurzgeschlossenes Segment a mit Energie versorgt wird. Eine mangelnde Übereinstimmung liegt ferner dann vor, wenn ein Segment a, das leuchten sollte, tatsächlich nicht leuchtet, beispielsweise infolge eines Defektes im Decoder 13 oder aufgrund einer Unterbrechung der Ausgangslei-

tung 14. Schließlich ist eine mangelnde Übereinstimmung dann festzustellen, wenn ein Segment a leuchtet, obwohl es nicht leuchten sollte, etwa aufgrund eines Defektes im Decoder 13 oder eines Kurzschlusses zwischen der Ausgangsleitung 14' und einer anderen Ausgangsleitung 14 oder zwischen dem Segment a und einem anderen, mit Spannung versorgten Segment Der zweite bis siebte Eingang der Vergleichsschaltung 19 arbeitet in entsprechender Weise für die Segmente b bis g. Die Signale an den beiden achten Eingängen der Vergleichsschaltung 19 stimmen überein, sofern nicht entweder der Prüfschalter 30 momentan gedruckt wird oder sofern nicht eines der mit Energie gespeisten Segmente a bis g sich in einem offenen Stromkreis befindet Die Vorrichtung prüft damit nicht nur, daß die Segmente a bis g eines Anzeigeelementes 15 weder in einem offenen Stromkreis liegen, noch kurzgeschlossen sind, sondern überwacht auch, daß die Segmente a bis g leuchten, wenn sie leuchten sollen und nicht leuchten, wenn sie nicht leuchten sollen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

einwandfreie Ansteuerung zweier Segmente feststell-

Patentansprfiche: bar ist Sie läßt jedoch keine Aussage zu, welchen Zu

stand die einzelnen Segmente im Vergleich zu dem ein-

L Segmentanzeigevorrichtung mit mindestens ei- zunehmenden Zustand haben. Bei der bekannten Ausnem Anzeigeelement, einem an eine Datenquelle an- 5 führung erfolgt ferner eine Prüfung nur vor jeder Begeschlossenen Decoder und einer eine Vergleichs- nutzung, während eine Störung im Laufe des Betriebes schaltung enthaltenden Einrichtung zur Funktions- unerkannt bleibt

prüfung, die einen Ausgang für ein Fehlersignal auf- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

weist gekennzeichnet durch folgende Segmentanzeigevorrichtung der gattungsgemäßen Art Merkmale: io so auszubilden, daß eine ständige und den tatsächlichen

Zustand der Segmente berücksichtigende Funktions-

a) es sind Monitorschaltungen (20) vorgesehen, die überwachung erfolgt

während des Betriebes der Anzeigevorrichtung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

ständig die Spannung auf den vom Decoder (13) kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst
zu den einzelnen Segmenten (a—g) führenden 15 Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Ausgangsleitungen (14) feststellen und hiervon Gegenstand der Unteransprüche,
abhängig Ausgangssignale an die Vergleichs- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

schaltung (19) liefern; Zeichnung veranschaulicht Es zeigt

b) die Vergleichsschaltung (19) ist andererseits mit F i g. 1 eine Schemadarstellung einer Segmentanorddem Ausgang eines weiteren Decoders (17) ver- 20 nung für ein Anzeigeelement mit sieben Segmenten,
bunden, der parallel zum Decoder (13) an die F i g. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Datenquelle angeschlossen ist. Segmentanzeigevorrichtung mit Einrichtung zur Funktionsprüfung,

2. Segmentanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, F i g. 3 ein in einigen Einzelheiten detailliertes Schaltdadurch gekennzeichnet, daß die Monitorschaltun- 25 bild der Segmentanzeigevorrichtung gemäß F i g. 2.
gen (20) einen ersten Transistor (33) enthalten, des- F i g. 1 zeigt die übliche Anordnung von Segmenten a sen Emitter mit einer ersten Spannungsquelle bis feines beispielsweise auf dem Prinzip der Gasentla-( +60 V) verbunden ist, dessen Basis über einen Wi- dung basierenden Anzeigeelementes 15. Werden die derstand (32) und eine Diode (31) an eine vom Deco- Segmente b und c gespeist, so leuchtet die Ziffer 1 auf, der (13) zu einem Segment (z. B. a) führende Aus- 30 wird zusätzlich das Segment a gespeist so wird hiergangsleitung (14') angeschlossen ist und dessen KoI- durch die Ziffer 7 dargestellt.

lektor über einen Spannungsteiler (35,36) und einen F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Segmentanzei-Verstärker (29') mit einem Eingang der Vergleichs- gevorrichtung 11 einschließlich der darin enthaltenen schaltung (19) verbunden ist, dessen zugehöriger Einrichtung zur Funktionsprüfung.
Vergleichseingang an eine Ausgangsleitung (18) des 35 Die anzuzeigenden Daten werden von einer Datenweiteren Decoders (17) angeschlossen ist. quelle über vier Leitungen 12 zweckmäßig in Binärform

3. Segmentanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, zugeführt Sie gelangen zu einem Decoder 13, dessen dadurch gekennzeichnet, daß die Monitorschaltun- sieben Ausgangsleitungen 14 mit den Kathoden der siegen (20) eiiien zweiten Transistor (37) enthalten, des- ben Segmente a bis feiner Anzahl von Anzeigeelemensen Emitter mit einer zweiten Spannungsquelle 40 ten 15 verbunden sind (die Anzahl der verwendeten ( +15 V) verbunden ist, dessen Basis über einen Wi- Anzeigeelemente 15 hängt von der Zahl der Stellen ab), derstand (39) und eine Diode (38) an eine vom Deco- Die Kathoden der Segmente a bis g aller Anzeigeeleder (13) zu einem Segment (z. B. a) führende Aus- mente 15 sind parallel an die Ausgangsleitungen 14 angangsleitung (14') angeschlossen ist und dessen KoI- geschlossen. Eine Multiplex-Technik kann Verwendung lektor über einen Widerstand (41) und einen Um- 45 finden, um nacheinander den einzelnen Anzeigeelemenkehrverstärker (43) mit einem Eingang der Ver- ten 15 die jeweiligen Daten zuzuführen, wobei ein Wähgleichsschaltung (19) verbunden ist, dessen zugehö- ler 16 die einzelnen Anzeigeelemente IS synchron mit riger Vergleichseingang an eine dritte Spannungs- den zugeführten Daten steuert

quelle ( +5 V) angeschlossen ist. Die mit der Datenquelle verbundenen Leitungen 12

50 sind gleichzeitig an einen weiteren Decoder 17 ange-

schlossen, dessen sieben Ausgangsleitungen 18 mit einer

Gruppe von Eingängen einer Vergleichsschaltung 19 verbunden sind. Die vom Decoder 13 zu den einzelnen