DE2505209C2 - Treiberschaltung für eine Gasentladungsanzeigetafel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für eine Gasentladungsanzeigetafel von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine Steuerschaltung dieser Art ermöglicht es, eine große Anzahl von Elektroden mit einer wesentlich geringeren Zahl von die Steuermatrix bildenden Steuerleitungen und somit auch mit einer entsprechend geringeren Zahl von Schaltelementen zu steuern. Die Steuerschaltung kann verwendet werden bei einer Gasentladungsanzeigetafel mit sich matrixartig kreuzenden Elektroden und jeweils an den Kreuzungspunkten liegenden Gasentladungspunkten, oder z. B. mit sogenannten Segmentelektroden in Form von Segmenten von Ziffern oder anderen « alphanumerischen Zeichen.

Eine Steuerschaltung der angegebenen Art ist aus der DE-OS 22 18 597 bzw. aus der US-PS 36 65 400 bekannt, und zwar für eine Gasentladungsanzeigetafel vom Speicher- oder Selbsthaltetyp, bei der die Elektroden der jeweils anzusteuernden Gasentladungszellen ständig mit einer Haltespannung beaufschlagt werden und nur bei Beginn oder Ende des Leuchtzustandes einen Schreib- bzw. Löschimpuls erhalten. Demgemäß ist die Verbindung jedes Elektrodenanschlusses mit den zugehörigen Leitern der Steuermatrix mittels zweier Dioden und eines Widerstandes so ausgebildet, daß ständig ein Haltepotential anliegt, das kurzzeitig durch Schalten eines Schreibtransistors mit einem Schreibimpuls überlagert oder beim Schalten eines Löschthyristors nach Erde abgeleitet wird.

Im Gegensatz dazu ist die erfindungsgemäße Steuerschaltung für die Ansteuerung der Gasentladungsanzeigetafel nach der Zeitmulitplexmethode vorgesehen, bei der an jedem Gasentladungspunkt die Gasentladung nur so lange aufrechterhalten wird, wie an den beiden zugehörigen Elektroden ein getaktetes Treibersignal bzw. das synchron dazu getaktete Gegensignal anliegt, während bei Fehlen eines dieser Signale die Gasentladung erlischt Für ein Dauerleuchten wird die entsprechende Ansteuerung durch zyklisches Durchsteuern der Elektroden in rascher Folge wiederholt Für eine solche Zeitmultiplexsteuerung einer Gasentladungsanzeigetafel waren bisher nur Steuerschaltungen, z. B. gemäß US-PS 39 58 151 vorgeschlagen, bei denen jede Elektrode mit einer eigenen Steuerleitung und einem zugehörigen Schaltelement verbunden ist, so daß eine große Zahl von Schaltelementen entsprechend der Zahl der Elektroden benötigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Treiberschaltung auch für eine nach der Zeitmultiplexsteuerung arbeitende Gasentladungsanzeigetafel der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch Verwendung einer Steuermatrix für die eine Elektrodengruppe die Zahl der Schaltelemente wesentlich verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Treiberschaltung wird an jedem Matrixpunkt der Vorteil erzielt, daß der jeweilige Elektrodenanschlußpunkt nicht gleichstrommäßig mit einem Festpotential verbunden ist, sondern sich gleichstrommäßig auf unbestimmtem Potential befindet und mit dem Festpotential nur durch die Kapazität verbunden ist, das an die ersten und zweiten Steuerleitungen durch Aufsteuern der zugehörigen Schalttransistoren angelegte Treiberpotential ist zusätzlich mit einem höheren frequenten Signal abwechselnd getaktet. Somit ergibt sich nur bei gleichzeitiger Ansteuerung eines ersten und zweiten Leiters am gemeinsamen Matrixpunkt ein getaktetes Treiberpotentiai, das zusammen mit einem synchron dazu an der anderen Elektrode zugeführten Gegensignal die Gasentladung aufrechterhält. Alle anderen Matrixpunkte, und damit alle anderen Elektroden, liegen entweder auf ungetaktetem Potential, wenn nur der erste oder zweite Leiter angesteuert ist, oder auf Undefiniertem Potential, wenn keiner der beiden Leiter angesteuert ist.

Die Ansteuerung der jeweils anderen Elektrodengruppe der Gasentladungsanzeigetafel kann mit einer in gleicher Weise ausgebildeten Steuerschaltung bei entgegengesetzter Polarität der Treiberspannung gesteuert werden. Die Ansteuerung erfolgt nach dem bekannten Zeitmultiplexverfahren so. daß die Elektroden der einen Gruppe zyklisch der Reihe nach durehgesehaltet und die Elektroden der anderen Gruppe synchron dazu selektiv entsprechend der darzustellenden Anzeige angesteuert werden.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 teilweise ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treiberschaltung,

Fig.2 eine ähnliche Darstellung einer zweiten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treiberschaltung,

Fig.3 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Gascntladungsanzeigetafel mit Außenelektroden und Kapazitäten unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung und

Fig.4 eine schematische Querschnittsansicht einer Gasentladungsanzeigetafel in einer Ebene, die in F i g. 3 durch eine Linie 4-4 gekennzeichnet ist.

Gemäß F i g. 1 ist eine Treiberschaltung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zum Ansteuern einer Elektrodengruppe mit 256 Elektroden einer Gasentladungsanzeigetafel 10 vorgesehen, die nicht gezeigte Gasentladungseinrichtungen aufweist, die in der vorliegenden Beschreibungseinieitung erwähnt sind. Die Schaltungsanordnung weist sechzehn PNP-Transistoren H₁, W₂, ... und Hi₆ erste Schalttransistoren sowie sechzehn NPN-Transistoren 12t, 122, · - - und 12ie zweite Schalttransistoren auf. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die Indizes im folgenden weggelassen, wenn sich die Bezugszahl oder die Bezugszahlen auf das relevante Element bzw. die Elenente im allgemeinen beziehen anstelle auf eines oder mehrere ausgewählte. Die Emitterelektroden der PNP-Transistoren 11 sind mit einer Gleichspannungsquelle 15 einer positiven Spannung Vverbunden, die mindestens gleich der Zündspannung der Gasentladungseinrichtungen ist Die Emitterelektroden der NPN-Transistoren 12 sind geerdet. Sechzehn erste Leiter 16 sind mit den Kollektorelektroden der entsprechenden PNP-Transistoren 11 verbunden. Sechzehn zweite Leiter 17 sind mit den Kollektorelektroden der entsprechenden NPN-Transistoren 12 verbunden. Obwohl die ersten Leiter 16 zueinander parallel dargestellt sind, während die zweiten Leiter 17 senkrecht zu den ersten Leitern 16 verlaufen, ist es nur notwendig, daß jeder der zweiten Leiter 17 in Verbindung mit den ersten Leitern 16 sechzehn Matrixpunkte bildet. Die ersten und zweiten Leiter 16 und 17 bilden daher 256 Matrixpunkte. An jedem der Matrixpunkte sind in Serie miteinander verbundene Dioden 18 und 19 zwischen den ersten und zweiten Leitern 16 und 17 verbunden. Die beiden Dioden 18 und 19 sind in Vorwärtsrichtung geschaltet. Die Verbindungspunkte der beiden Dioden 18 und 19, insgesamt 256, sind mit den entsprechenden Elektroden über Leitungen A verbunden.

Um die Elektroden in zeitselektiver Weise anzusteuern, weist die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung außerdem einen Zeitimpulsgenerator 20 für Zeitimpulse mit einer Wiederholfrequenz auf, was im folgenden erläutert wird. Die Zeitimpulse werden einem ersten Hexadezimalzähler 21 zugeführt, dessen frequenzgeteiltes Ausgangssignal einem zweiten Hexadezimalzähler 22 zugeführt wird. In bekannter Weise besteht ein Hexadezimalzähler aus vier Stufen. Vier-Bit Signale, die von den entsprechenden Stufen des ersten Hexadezimalzählers 21 abgeleitet werden, werden einem ersten Hexadzimaldecoder 26 zugeführt. Ähnliche Signale werden von dem zweiten Hexadezimalzähler 22 einem zweiten Hexadezimaldecoder 27 zugeführt. Jeder der beiden Hexadezimäldecödef 26 öder 27 erregt nacheinander seine sechzehn Ausgangskontakte. Die Schaltungsanordnung weist außerdem sechzehn NAND-Torschaltungen 31 auf, die durch die Signale geöffnet werden, die von den entsprechenden Ausgangskontakten des ersten Hexadezimaldecoders 26 zugeführt werden. In ähnlicher Weise werden sechzehn AN D-Torschaltungen 32 durch die Signale geöffnet, die von den entsprechenden Ausgangskontakten des zweiten Hexadezimaldecoders 27 abgeleitet werden. Ein Impulsgenerator 35 führt den NAND-Torschaltungen 31 und den AND-Torschaltungen 32 Taktsignale Φ\ und Φι zu. Die Ausgangskontakte der NAND-Torschaltungen 31 sind mit den Basiselektroden der PNP-Transistoren 11 über Kondensatoren verbunden. Die Ausgangskontakte der AND-Torschaltungen 32 sind in entsprechender Weise mit den Basiselektroden der

ίο NPN-Transistoren 12 verbunden. Die Schaltungsanordnung weist außerdem Kondensatoren 39 auf, die zwischen den entsprechenden Leitungen A und einem Punkt mit im wesentlichen konstanter Spannung, beispielsweise Erdpotential, verbunden sind.

Während des Betriebes ist zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen, daß die Kondensatoren 39 nicht verwendet werden. Außerdem ist angenommen, daß die ersten Ausgangskontakte des ersten und zweiten Hexadezimaldecoders 26 und 27 erregt sind.

Die Taktsignale Φι und Φζ schalten die jeweils ersten PNP- und NPN-Transistoren H₁ ur.i 12t abwechselnd durch. Der ersten Leitung A\ wir-i daher eine Impulsspannung V zugeführt, die etwa bis zur positiven Spannung V an jeder Vorderflanke des ersten Taktsignals Φι ansteigt und bei jeder Vorderflanke des zweiter? Taktsignals Φ2 auf etwa Erdpotential zurückkehrt. Die Leitungen 2 bis 16, Ar bis An, werden im wesentlichen auf Erdpotential gehalten, da die Verbindungspunkte der Dioden 19 mit dem zweiten Leiter 17 mit Erdpotential versorgt werden, wenit der NPN-Transistor 12i durchgeschaltet wird, und da die Dioden 19 verhindern, daß diesen Leitungen die positive Spannung V zugeführt wird, die den zuletzt erwähnten Verbindungspunkten über die Dioden 19 und die weiteren Dioden 18 zugeführt wird, die mit der ersten Leitung Ai verbunden sind, wenn der erste PNP-Transistor Ht durchgeschaltet ist. Die siebzehnte, die dreiunddreißigste, ... und die zweihunderteinundvierzigste Leitung, Au, A33,... und Aw, werden im wesentlicnen auf der positiven Spannung V gehalten, da die Verbindungspunkte der weiteren Dioden 18 mit dem ersten Leiter 16 mit der positiven Spannung V versorgt werden, wenn der erste PNP-Transistor 11, durchgeschaltet ist, und da die weiteren Dioden t8 die Zuführung von Erdpotential zu diesen Leitungen verhindern, das den zuerst erwähnten Verbindungspunkten über die Dioden 19 und die weiteren Dioden 18 zugeführt wird, die mit der ersten Leitung A\ verbunden sind, wenn der erste NPN-Transistor 12| durchgeschaltet ist. Die übrigen

vi Leitungen, wie die zweihundertsechsundfünfzigste Leitung /4256, werden mit keinem definierten elektrischen Potential beaufschlagt. Jedenfalls ist die Leitung, beispielsweise A_u die mit dem Matrixpunkt verbunden ist, dt/ zu einem Paar abwechselnd durchgeschalteter PNP- und NPN-Transistoren führt mit einer Impulsspannung V beaufschlagt, während die übrigen Leitungen, beispielsweise A7, Aa und -4256. mit keiner Impulsspannung versorgt werden. Es ist daher mit der dargestellten Schaltungsanordnung möglich, die Impulsspannung V zyklisch einer Elektrodengruppe der .Gasentladungsanzeigetafel 10 zuzuführen und diese zu veranlassen, eine oder mehrere gewünschte Ziffern, Buchstaben oder dgl. anzuzeigen, indem der anderen Elektrodengruppe selektiv eine Impulsspannung der umgekehrten Polarität zeitrichtig zu der Impulsspannung ^zugeführt wird.

In Verbindung mit dem oben erwähnten Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist es not-

wendig, die folgenden drei Punkte zu berücksichtigen. Erstens ist es notwendig, um bei zeitselektiver Ansteuerung eine flackerfreie Anzeige zu erhalten, den Spannungsimpulszug V mit einer Frequenz in der Größenordnung von 50 Hz oder mehr zu wiederholen, der jeder Elektrode der in Frage stehenden Gruppe zugeführt wird. Die Wiederhoifrequenz der Zeitimpulse sollte daher 12,8 kHz (50 Hz · 256) oder mehr betragen. Zweitens ist es notwendig, um eine ausreichend helle Anzeige zu erhalten, jede Elektrode der relevanten Gruppe mit einer Impulsanzahl in der Größenordnung von zweitausend oder mehr während einer Sekunde zu versorgen. Die Wiederholfrequenz des Taktsignals Φ\ oder <P₂ sollte daher 500 kHz (2 kHz · 256) oder mehr betragen. Es isi festgestellt worden, daß die dargestellte Ausführungsform eine Schaltzeit von 0,2 Mikrosekunden oder weniger für die Impulse aufweist, die den Anzeigeelektroden zugeführt werden, und daß ein stabiler Betrieb sogar bei einer Hochfrequenz von 700 kHz möglich ist.

Drittens sei festgestellt, daß die Impulsspannung oder die Impulsspannungen, die einer oder mehreren Elektroden einer Gasentlasungsanzeigetafel zugeführt werden, unerwünschte elektrische Ströme in den benachbarten Elektroden durch die unvermeidbare elektrostatische Induktion oder Kopplung zwischen den Elektroden induziert. Dadurch ergibt sich eine falsche Anzeige insbesondere bei den Elektroden, die mit den Leitungen verbunden sind, denen kein definiertes Potential während der jeweiligen Zeit zugeführt wird. Die Kondensatoren 39 erden die Leitungen A für die Hochfrequenzsignale. Die Kondensatoren 39 sollten jedoch keine großen Kapazitäten aufweisen, da umgekehrt ein Kondensator mit großer Kapazität die Vorderflanken des Spannungsimpulszuges V beeinflußt, der der Leitung, beispielsweise Ax, zugeführt wird, die mit dem in Frage stehenden Kondensator verbunden ist. Es ist festgestellt worden, daß die Kapazität jedes der Kondensatoren 39 zwischen 10 und 5OpF betragen sollte, wenn die gesamte Zwischenelektrodenkapazität -to der Gasentladungsanzeigetafei etwa 7 pF beträgt. Bei Kapazitäten dieser Größenordnung ist es möglich, einige oder alle der Dioden 19 oder der weiteren Dioden 18 durch Widerstände zu ersetzen.

Gemäß Fig.2 weist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Ansteuern von 512 Spaltenelektroden einer Gasentladungsanzeigetafel 10 mit Matrixelektroden ähnliche Elemente oder Teile wie in F i g. 1 auf. Es ist angenommen, daß die Gasentladungsanzeigetafel 10 so acht Zeilenelektroden aufweist, die in zeitselektiver Weise angesteuert werden, und daß die Spaltenelektroden in sechzehn Gruppen unterteilt sind, die jeweils aus zweiunddreißig Elektroden bestehen, die selektiv mit einem oder mit mehreren Taktsignalen versorgt werden. Die in F i g. 2 dargestellte Schaltungsanordnung weist einen Oktalzähler 41 anstelle des zweiten Hexadezimalzählers 22 gemäß F i g. 1, einen Oktaldecoder 42, dem die Drei-Bit-Signale des Oktalzählers 41 zugeführt werden, und eine Gruppe Treiber 43 auf, die in bekannter Weise ausgeführt sein können und die Zeilenelektroden in zeitselektiver Weise auf Grund des Ausgangssignals ansteuern, das durch den Oktaldecoder 42 zyklisch an einem der acht Ausgangskontakte nacheinander erzeugt wird. Die Schaltungsanordnung weist außerdem einen Datenspeicher 45 auf, in dein 32-Bit-Binärsignale entweder manuell oder in anderer Weise vorläufig gespeichert werden, die den anzuzeigenden Ziffern, Buchstaben od. dgl. entsprechen. Durch ein von dem Zeitimpulsgenerator 20 erzeugtes zweites Taktsignal φ führt der Datenspeicher 45 ein 32-Bit-Signal einem Pufferspeicher 46 jedesmal dann zu, wenn die Erregung der Ausgangskontakte des ersten Hexadezimaldecoders 26 von einem Kontakt zu dem nachfolgenden übergeht. Die Arbeitsweise der mit Bezug auf F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist leicht zu verstehen.

Gemäß den F i g. 3 und 4 kann die Gasentladungsanzeigetafel in geeigneter Weise Kondensatoren 39 aufweisen. In dem dargestellten Beispiel weist die Gasentladungsanzeigetafei 10 mit Matrixelektroden eine erste Basisplatte 51 auf, auf der eine Mehrzahl paralleler Silberelektroden 52 angeordnet sind. Eine zweite durchsichtige Basisplatte 53 weist eine Mehrzahl paralleler, durchsichtiger Elektroden 54 auf. Die Elektroden 52 und 54 sind durch Schichten 55 eines dielektrischen Materials abgedeckt. Die erste und zweite Basisplatte 51 und 53 sind miteinander durch eine Masse 56 eines Dichtungsglases abgedichtet, wobei ein Abstandshalter 57 zur Ausbildung eines Zwischenraums dazwischen angeordnet ist. Es sei festgestellt, daß sich die Silberelektroden 52 quer zu den anderen Elektroden 54 erstrecken und daß die dielektrischen Schichten 55 nach innen gerichtet sein sollten. Der Zwischenraum wird evakuiert und danach mit einem ionisierbaren Gas gefüllt, um einen Entladungsraum 58 zu bilden. Leiter, beispielsweise 59, verlaufen auf den beiden Basisplatten Si und 53 von dem Enilauungsraurn 58 durch den Abstandshalter 57 und die Masse 56. Die Gasentladungsanzeigetafei 10 weist außerdem eine zusätzliche Elektrode 61 auf, die auf einer der beiden Basisplatten 51,53 quer zu den Elektroden 54,52 ausgebildet ist, die auf der jeweils anderen Basisplatte 51, 53 angeordnet sind. Ein Block 62 aus dielektrischem Material ist entlang der zusätzlichen Elektrode 61 an einer der Basisplatten 51,53 angeordnet und erstreckt sich zu den zuletzt erwähnten Elektroden, wenn die beiden Basisplatten 51 und 53 in der oben beschriebenen Weise miteinander abgedichtet sind. Wenn die zusätzliche Elektrode 61 mit einem Punkt mit im wesentlichen konstanter Spannung verbunden ist, ist ersichH^;ch, daß eine Mehrzahl Kondensatoren 39 zwischen den Leitungen, beispielsweise Ai, und dem Punkt mit konstanter Spannung gebildet werden. Die Gasentladungsanzeigetafei 10 kann einen weiteren Satz ähnlich ausgebildeter Kondensatoren aufweisen, wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dazu verwendet wird, beide Elektrodengruppen anzusteuern. Die zusätzliche Elektrode, beispielsweise 61, kann mit einer der Basisplatten 51,53 außerhalb des Entladungsraums 58 verbunden sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Treiberschaltung für eine Gasentladungsanzeigetafel mit zwei einander gegenüberliegenden Gruppen von Elektroden, mit einer zur selektiven Ansteuerung der Elektroden der einen Gruppe dienenden, von ersten und zweiten Leitern (16 und 17) gebildeten Steuermatrix, die an jedem Matrixpunkt einen Elektrodenanschluß (AX ...A256) für die jeweils zugeordnete Elektrode aufweist, der mit dem entsprechenden ersten Leiter (16) über ein Schaltelement (18), mit dem entsprechenden zweiten Leiter (17) über eine Diode (19) und mit einem ein Festpotential führenden dritten Leiter gekoppelt ist, und deren erste und zweite Leiter (16 und 17) mit einer eine Treiberspannung liefernden Gleichspannungsquelle (15) über durch Steuerimpulse selektiv schaltbare erste und zweite Schalttransistoren (11 und 12) -erbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttransistoren (11, 12) zusätzlich zu ihrer Ansteuerung durch die Steuerimpulse auch durch ein zugeordnetes höher frequentes erstes und zweites Taktsignal (Φ 1 und Φ2) von einem Impulsgenerator (35) abwechselnd angesteuert sind und daß jeder Elektrodenanschluß (A 1 ... A 256) mit dem ^Pestpotential durch eine Kapazität (39) gekoppelt ist, die nur Signale mit höherer Frequenz als das jeweilige Taktsignal (Φ 1, Φ 2) ableitet.

2. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeden Elektrodenanschluß (A 1 ... A Z56) mit e.nem zugehörigen ersten Leiter (16) verbindende Schaltelement (18) eine weitere Diode ist.

3. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch is gekennzeichnet, daß die jeden Elektrodenanschluß (A 1 ... /1 256) mit dem Festpotential koppelnde Kapazität (39) einen Wert von 20 bis 50 pF hat.