DE2636188B2 - Ansteuerschaltung mit steuerbaren Halbleitergruppen fur eine mehrstellige Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die sich gut zur Ansteuerung eines Anzeigefelds mit Gasentladungs-Anzeigeelementen für die zeitunterteilte Parallelanzeige einer mehrstelligen Information eignet.

Bei den aus der US-PS 38 92 957 bekannten Ansteuerschaltungen für Gasentladungs-Anzeigefelder oder -tafeln müssen die den Anorienelektroden zugeordneten Schaltelemente in der Lage sein, eine relativ hohe Sperr- oder Durchbruchspannung aushalten zu können. Aus diesem Grund wird der Schaltungsaufbau relativ teuer und kompliziert und benötigt zudem räumlich relativ viel Platz. Insbesondere wenn solche Ansteuerschaltungen aus Feldeffekttransistoren oder Bipolartransistoren aufgebaut sind, kommen nur Halbleiterbauelemente mit sehr hohen Durchbruchspannungen in Frage. Tritt aus irgendwelchen Gründen eine über der Durchbruchspannung liegende Spannungsspitze an diesen Transistoren auf, so ist in der Regel eine Beschädigung, d. h. ein Ausfall dieser Schaltelemente die Folge.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere zur Ansteuerung von Gasentladungs-Anzeigetafeln für eine Vielzahl von Ziffernstellen geeignete Ansteuerschaltung zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile, insbesondere die Gefahr des Durchbrechens einzelner Schaltelemente nicht mehr auftritt.

Eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung ist gekennzeichnet durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen, Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und/oder- in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Diese Ansteuerschaltung eignet sich besonders zum Einbau in elektronische Rechner und Kleinrechner, die mit einer mehrstelligen Gasentladungs-Anzeigeeinheit ausgerüstet sind. Die Informationsdarstellung erfolgt in Zeitmultiplex- bzw. in zeitunterteilter Paralleldarstellung als numerische und/oder alphanumerische Information. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung wird vor allem verhindert, daß sogenannte Segmentsignale auf die Segment- oder Kathodenelektroden der Gasentla-". dungs-Anzeigeeinheit während einer oder mehrerer Ziffernstellen-Totzeiten gelangen, die innerhalb einer Ein-Wort-Periode oder aus anderen Gründen vorgesehen sind. Mit der neuen Schaltungsmaßnahme lassen sich Beschädigungen der Schaltkreiselemente in der in Ansteuerschaltung, beispielsweise die Beschädigung von Schalttransistoren vermeiden, die den Ziffernstellenelektroden oder Anodenelektroden des Anzeigefelds zugeordnet sind.

Als wesentliches Merkmal der Erfindung ist daher die !■> Ausbildung einer Steuer- und Überwachungseinheit innerhalb der Ansteuerschaltung anzusehen, die verhindert, daß die Segmentsignale während einer oder mehrerer Totzeitperioden, also Zeitperioden, die nicht Anzeigezwecken dienen, auf die Segment- oder .χι Kathodenelektroden des Gasentladungs-Anzeigefelds gelangen. Auf diese Weise wird bei der Ansteuerung des Anzeigefelds erreicht, daß bei eventuell zwischen den Emitter-Kollektor-Strecken der anodenseitigen Schalttransistoren (Feldeffekttransistoren oder Bipolartransi- _'~i stören) die Durchbruchspannung übersteigenden Spannungswerten eine Sperrung erfolgt, so daß eine Zerstörung der Schaltelemente ausgeschlossen ist.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in in beispielsweisen Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer herkömmlichen Ansteuerschaltung für Anzeigeeinheiten, insbesondere solche mit Gasentladungselementen,

F i g. 2 das Zeitfolgediagramm hinsichtlich von Zeitr> oder Taktsignalen, die bei der Schaltung nach Fig. 1 auftreten,

F i g. 3A, 3B und 4A, 4B vereinfachte Schaltbilder zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung und

F i g. 5 das logische Verknüpfungsschaltbild für eine in Steuerschaltung mit erfindungsgemäßen Merkmalen.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, werden zunächst die Durchbrucherscheinungen erläutert, die bei herkömmlichen Ansteuerschaltungen der hier diskutierten Art auftreten.

■ι1 Bei der schematischen Schaltung nach F i g. 1 werden die Inhalte ΛΌ bis X_n (anzuzeigender Informationsinhalt Xo bis X_n, mit n>m) eines Anzeigeregisters 5 über ein Zwischenspeicher- oder Pufferregister 2 mit den Stellen B\ bis Bi in einen Dekoder 3 überschrieben. Die Inhalte in Xo bis X_n des Anzeigeregisters 1 werden rezirkuliert, also erneut eingeschrieben und synchron zu Taktsignalen 7o bis T_n bereitgehalten. Die Ausgangssignale des Dekoders 3 oder die sogenannten Segmentsignale Si' bis Sq gelangen in eine Ansteuerschaltung, d.h. sie V) beaufschlagen die Basen von zugeordneten Schalterelementen r_ri bis Tr q auf der Kathodenseite einer gasgefüllten mehrstelligen Anzeigetafel.

Die mehrstellige Gasentladungs-Anzeigetafel zur Anzeige einer Aufeinanderfolge von numerischen oder ho alphanumerischen Symbolen enthält Ziffernstellen-Anzeigeeinheiten P₁ bis P_m die jeweils einen einzigen Anodenanschluß A (Ai bis A_n,) und eine bestimmte Anzahl von Segmenten zugeordneten Kathodenanschlüssen Ki bis K_q aufweisen. Den Anodenanschlüssen hi A sind Schalttransistoren T_r\ bis T_rm' und den Kathodenanschlüssen Ki bis K_q Schalttransistoren 7V bis Trq zur Ansteuerung zugeordnet.
Den anodenseitigen Schalterelementen T_r\ bis T_rm'

werden basisseitig die in F i g. 2 dargestellten Taktsignale zugeführt. Eine vollständige Folge dieser Taktsignale ?i bis T_n legt eine Ein-Wort-Zeitperiode fest. Wie auf dem Gebiet der elektronischen Rechner bekannt ist, umfaßt dabei eine Anzeigefolge oder Anzeigesequenz die Perioden Tj bis T^ während tue restlichen Zeitperioden T_m+\ bis Ti, anderen Zwecken dienen, beispielsweise zur Verarbeitung eines Übertrags, zur Verarbeitung von negativen Vorzeichen oder Negativergebnissen für Abrundungsprozesse usw., die während der Rechenoperation erforderlich sind. Diese letztgenannten Taktzeitperioden T_m+\ bis T_n können hinsichtlich der Anzeige als »Totzeiten« bezeichnet werden. In anderen Worten: Die eigentliche Informationsanzeige erfolgt während der Symbolsteuerperioden Γι bis T_n, jedoch nicht während der Totzeitperioden T_m+\ bis TU, obgleich während der letztgenannten Zeitperioden Rechenprozesse ablaufen. Als Beispiel für diese Anzeigetechnik, wie sie insbesondere für dip Anwendung bei Rechnern bekannt ist, sei auf die bereits erwähnte US-PS 38 92 957, insbesondere Spalte 5, Zeile 35 ff. hingewiesen.

Soll das Gasentladungs-Anzeigefeld P\ bis P_n, auf Anzeige geschaltet werden, so wird der Spannungspegel an den Anodenanschlüssen A vom Potential Vcla (etwa 100 V) auf V>(etwa 200 V) geändert, während die Spannungspegel an den Kathodenanschlüssen ATi bis K_q vom Potential Vo.K(etwa 100 V) auf das Potential Vco (OV, Masse) abgesenkt werden. Damit tritt eine Gasentladung zwischen dem Anodenanschluß A und den Kathodenanschlüssen K\ bis K_q auf.

Wird beispielsweise_dem Schalterelement T_r\ das spezielle Taktsignal T₁ zugeführt, so schaltet dieses Schalterelement T_r\ durch, während alle übrigen Schalterelemente Tn bis T_rm' gesperrt bleiben. Zu diesem Zeitpunkt gelangt das Ausgangssignal Si' vom Dekoder 3 auf die Basis des Schalterelements 7>i auf der Kathodenseite, so daß hinsichtlich des Kathodenanschlusses Ki eine Gasentladung auftritt.

Unter dieser Betriebsbedingung bleiben die Anodenanschlüsse Αϊ bis A_n, auf das Potential Dcla geklemmt [(V/>- Vcla)< Vcß worin mit Vccdie Emitter-Kollektor-Durchbruchspannung der Schalterelemente 7V bis T_rm' bezeichnet ist] derart, daß keine Möglichkeit für eine Beschädigung der Schalterelemente Τ_Λ' bis T_rm' entsteht.

Andererseits befinden sich während der Totzeitperioden, d. h. während der Perioden T_m+i bis T_n, die nicht für Anzeigezwecke zur Verfugung stehen, alle Schalterelemente 7)i' bis Trm zur Steuerung der Anodenan-Schlüsse A\ bis A_m im Sperrzustand. Falls nicht zur Anzeige bestimmte Information in den Abschnitten Am₊I bis X_n des Anzeigeregisters 1 gespeichert ist, wird diese über den Dekoder 3 weiterverarbeitet und dann der Basis eines bestimmten Schalterelements T_n bis T& auf der Kathodenseite angeboten, so daß dieses Element in den Zustand EIN schalten würde.

Bei dieser Schaltungsanordnung entsteht durch die Kapazität zwischen den Anodenanschlüssen und den Kathodenanschlüssen eine Differenzierschaltung. Wie sich aus den Fig.4A und 4B ersehen läßt, ist den Spannungspegeln an den Anodenanschlüssen Ai bis A_n,

ein Differentiationssignal überlagert, dessen Spitze etwa Vcg beträgt. Damit liegt zwischen den Emittern und Kollektoren der Schalterelemente 7V bis T_rm' eine Spannung, die höher sein kann als die Durchbruchspannung, so daß die genannten Schalterelemente leicht beschädigt werden können und tatsächlich häufig ausfallen.

Die F i g. 3A bzw. 3B verdeutlichen eine Äquivalenzoder Ersatzschaltung und Signalverlaufe in_der Schaltung während der Anzeigezeitperioden T\ bis T_1n, während die Fig.4A bzw. 4B die entsprechenden Verhältnisse während der Totzeitperioden T_m+\ bis T_n wiedergeben.

Die soweit beschriebene bekannte Ansteuerschaltung erfordert aus den dargelegten Gründen Transistoren mit hohen Durchbruchspannungs-Kennwerten, so daß sich das besondere Problem stellt, cLß handelsübliche, vergleichsweise preisgünstige Feldeffekttransistoren als Schalterelemente nicht in Frage kommen.

Um besser zu verhindern, daß die Schalterelemente Trt' bis Trm mit einer Durchbruchspannung beaufschlagt werden, ist eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung mit einer Kontrolleinrichtung versehen, die während der Totzeitperioden die Erzeugung von Segmentsignaien an den Kathodenanschlüssen verhindert, so daß die Kathodenschalterelemente T_r\ bis T_rq in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Dekoders auch dann nicht in den EIN-Zustand schalten, wenn eine Information in den Bereichen X_n,+ 1 bis X_n des Registers Xwährend der Totzeitperioden enthalten ist.

Das in F i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Überwachungsschaltung gemäß der Erfindung umfaßt auf die Ausgangssignale Si' bis S,' des Dekoders 3 ansprechende UND-Glieder a\ bis a? Die anderen Eingänge der UND-Glieder a_t bis a_q sind durch Taktsignale TA(T_x + T₂... T_a)beaufschlagt.

Die Ausgangssignale Si bis S, der UND-Glieder a\ bis a_q gelangen auf die Basen der Kathoden-Schalterelemente T_r\ bis Trm- Unter dem Eingang TA_wird dabei die logische Summe der Taktsignale Ti bis T_m während der Anzeigeperiode ausschließlich der Taktsignale r_m+i bis T_n während der Totzeitperioden vers tanden.

Selbst dann, wenn das Anzeigeregister 1 in seinen nicht zur Anzeige bestimmten Ziffernpositionen_A"_m+i bis X_n während der Totzeitperioden 7J_n+1 bis T_n eine Information enthält, wird den UND-Gliedern a\ bis a_q während dieser Zeitperioden nicht die logische Summe TA der Taktsignale, d.h. das Signal (T\ +T₂... Ti_n) zugeführt. Die Tore werden auf geschlossenen Zustand geschaltet bzw. in diesem Zustand gehalten, und die Ausgangssignale Si bis S_q gelangen nicht auf die Schalterelemente 7>i bis T_rq. In anderen Worten: Die Ausgangssignale der UND-Glieder ai bis a_q entstehen nur während der Perioden Γι bis Tm.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung entstehen während der Totzeitperioden r_m+i bis T_n keine Differenzierglieder durch die Kapazitäten zwischen den Anodenanschlüssen und den Kathodenanschlüssen, so daß auch zwischen den Emittern und den Kollektoren der Schaltertransistoren Γ_Γι' bis T_rm' keine Spannungsspitzen auftreten, die die Durchbruchspannung übersteigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ansteuerschall ung mit steuerbaren Halbleitergruppen für die Elektroden einer mehrstelligen, alphanumerischen Anzeigevorrichtung, mit der m Symbolstellen entsprechend einer in einem Speicher enthaltenen n-stelligen Information (m< n) während aufeinanderfolgender Symbolstellenperioden 71 bis T_n, darstellbar sind, wobei die Symbolstellenperioden um eine oder mehrere nicht für Anzcigezwekke bestimmte Totzeitperioden T_m+i bis T_n ergänzt sind und die Symbolstellen-Zeitsignale die steuerbaren Halbleiter der einen Gruppe und die Speicherausgangssignale diie steuerbaren Halbleiter der anderen Gruppe steuern, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (a\ bis Sq) zur Freigabe der Speicher-Ausgangssignale an die entsprechende Gruppe der steuerbaren Halbleiterschalter während der Symbolstellenperioden (Ti bis T_n,) und zur Sperrung der Speicher-Ausgangssignale während der Totzeitperioden (T_n,+1 bis T_n).

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung auf die logische Summe der den Symbolstellenperioden (T\ bis T_n) zugeordneten Zeitsignale anspricht und während der Totzeitperioden (T_m+\ bis T_n) unwirksam ist.