DE2651463A1

DE2651463A1 - Gasentladungswiedergabeanordnung

Info

Publication number: DE2651463A1
Application number: DE19762651463
Authority: DE
Inventors: Willem Aling
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1976-11-11
Publication date: 1977-05-26
Also published as: JPS5264231A; US4096411A; AU506838B2; FR2332610A1; FR2332610B1; CA1073568A; NL7513608A; DE2651463C2; AU1976276A; IT1064399B; GB1535431A

Description

PHN. 8236. GÜNTHER-M. DAVID

faieriiasEcuor

VIJ/EVH.

Anmelder: I.T.Philips' Gloeilampenfabriilap

^ 2.11.1976,

"Gasentladungswiedergabeanordnung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungswiedergabeanordnung, die eine Gasentladungswiedergaberöhre enthält mit mindestens einer mit einer Gleichspannungsspeisung gekoppelten Anode und einer Anzahl der Anode
gegenüberliegender mit einer Steuerschaltung gekoppelter
Kathoden.

Aus "Philips Application Information" 327» Seiten 21-22 ist eine Gasentladungswiedergabeanordnung der obengenannten Art bekannt. Das Speisen der Anode einer Wiedergaberöhre mit einer Gleichspannung wird im allgemeinen bei Wiedergabeschaltungen mit einer geringen Anzahl von

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Wiedergabestellen angewandt, wie.beispielsweise bei Uhren oder bei Kanalanzeigen für Fernsehempfänger. Venn diese Apparate an schlecht und gut beleuchteten Stellen verwendbar sein sollen, ist eine Anpassung der Leuchtdichte der Wiedergabe erforderlich. Bei einer geringen Leuchtdichte der Wiedergabe werden die Kathodenströme jedoch so klein, dass die Gasentladungen die Kathoden nicht mehr genügend bedecken, so dass die Form dieser Kathoden nicht mehr erkennbar ist und die Wiedergabe folglich unrichtig wird.

Die Erfindung bezweckt nun, eine Gasentladungswiedergabeanordnung zu schaffen, die auch bei geringer Wiedergabeleuchtdichte eine richtige Wiedergabe aufweist.

Eine Gasentladungswiedergabeanordnung der eingangserwähnten Art weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass mit der Anode weiter über eine einseitig leitende Kopplung (43, 47) eine Schaltungsanordnung (33) zum Liefern einer impulsförmigen Speisespannung mit einem steuerbaren Arbeitsbruchteil gekoppelt ist, der, wenn eine betreffende Kathode durch die Steuerschaltung in einen Ein-Zustand gesteuert ist, eine Kathode-Anodenspannung verursacht, die höher ist als die Brennspannung der betreffenden Anode-Kathodenstrecke der Wiedergaberöhre (1) und wenn eine betreffende Kathode in einen Aus-Zustand gesteuert ist eine Kathode-Anodenspannung verursacht, die niedriger ist als die Brennspannung, während die Gleichspannungsspeisung

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(31> 13» 9) einen praktisch nicht zur Wiedergabe beitragenden Strom zur Anode der Wiedergaberöhre (i) liefert, die ständig eine fast unsichtbare Gasentladung beibehält.

Diese Kombination einer Ansteuerung mit einem ständig vorhandenen sehr geringen Gleichstrom und einer in Impulsdauer regelbaren periodischen Ansteuerung der Wiesergaberöhre ermöglicht eine äusserst stabile Wiedergabe auch bei sehr geringen Leuchtdichten, während zur Selektion der Kathoden, nur niedrige Spannungen erforderlich sind, so dass dazu integrierte Schaltungen für niedrige Arbeitsspannungen angewandt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird untenstehend näher beschrieben.

Von zwei Gasentladungswiedergaberöhren 1 und 3 liegen die Kathoden an einer Steuerschaltung 5· Die Kathoden der Wiedergaberöhren 1 und 3 können beispielsweise die Form von Zeichen bzw. von Segmenten von Zeichen haben.

Die Steuerschaltung 5 kann beispielsweise einen Oszillator mit einer Anzahl von Teiler- und Zählstufen und eine Dekodierschaltung enthalten, wenn die Wiedergabeanordnung einen Teil einer elektrischen Uhr bildet. Diese Dekodierschaltung steuert dann eine Ausgangsschaltung der Steuerschaltung, die die Spannung an den Kathoden, die aufleuchten müssen gegenüber einem Anschluss 7 auf 0 Volt bringt und die Spannung an den Kathoden, die nicht aufleuchten

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müssen, auf +30 Volt. Die Steuerschaltung 5 kann beispielsweise vom Typ S 1998 oder MM 5316 sein.

Die Anoden der Wiedergaberöhren 1, 3 liegen über einen Widerstand 9 bzw. 11 an einem Anschluss eines Glättungskondensators 13» dessen anderer Anschluss am Anschluss 7 der Steuerschaltung 5 liegt. Am Glättungskpndensator 13 entsteht eine Gleichspannung von etwa 310 Volt, wie untenstehend erläutert wird. Die Widerstände 9 und 11 werden so gross gewählt, dass infolge dieser Gleichspannung immer ein sehr geringer Strom durch die Wiedergaberöhren 1 und 3 fliesst, der eine fast unsichtbare Gasentladung verursacht. Daher braucht die Steuerschaltung 5 keine Zündspannung zu liefern/

Der Glättungskondensator 13 und der Anschluss 7 der Steuerschaltung 5 liegen an einem Ausgangsanschluss 15 einer nicht geglätteten Gleichrichterschaltung mit vier Dioden 17» 19» 21 und 23, die durch eine Wechselspannung von beispielsweise 220 Volt, 50 Hz, die unmittelbar aus den Anschlüssen 25, 27 von einem Versorgungsnetz erhalten werden kann, gespeist. Ein anderer Ausgangsanschluss 29 der Vier-Diodenschaltung liegt über eine Diode 31 a^m anderen Anschluss des Kondensators 13·

Zwischen den Anschlüssen 15 und 29 der Vier-Diodengleichrichterschal tung steht eine nicht geglättete doppelseitig gleichgerichtete Wechselspannung, die aus halbem Sinus derselben Polarität besteht, die mit einer Frequenz

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von 100 Hz auftreten und einen Spitzenwert von etwa 310 Volt haben. Die Diode 31 und der Glättungskondensator 13 wandeln diesen in die obengenannte Gleichspannung von etwa 310 V um.

Die Spannung zwischen den Anschlüssen 15 und wird weiter den Eingängen einer Schaltungsanordnung 33 zugeführt, die diese Spannung in eine impulsförmige Spannung mit einer Impulsdauer umwandelt, die einen steuerbaren Arbeitsbruchteil hat, wobei unter Arbeitsbruchteil derjenige Teil einer Periode verstanden wird, in dem die Spannung für die Wiedergabe in den Röhren 1 und 3 wirksam sein kann. Die Schaltungsanordnung 33» die also als Impulsformer wirksam ist, hat zwei Ausgangsanschlüsse 39 und 41, zwischen denen die impulsförmige Spannung auftritt. Einerseits ist der Anschluss 41 über eine einseitig leitende Kopplung mit einer Diode 43 bzw. 45 und einem Widerstand 47 bzw. 49 an die Anode der Wiedergaberöhre 1 bzw. 3 gelegt, während andererseits der Anschluss 39 ^mit dem Anschluss 7 der Steuerschaltung 5 verbunden ist.

Die Impulsformerschaltung 33 liefert also den

Wiedergaberöhren 1 bzw. 3 eine Spannung, .die jeweils nur während eines Teils der Periodenzeit der Spannung am Eingang 35, 37 wirksam sein kann. Dadurch geht ein Strom durch die Wiedergaberöhren 1, 3 zu den Kathoden, die auf 0 Volt liegen. Diese leuchten mit einer Leuchtdichte auf, die von dem genannten Arbeitsbruchteil abhängig ist und

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durch Regelung desselben geregelt werden kann. Für eine sehr niedrige Leuchtdichte braucht der Spitzenwert des Stromes durch die Fiedergaberöhren nun nicht sehr klein zu* werden, sondern der Arbeitsbruchteil wird klein gewählt. Die richtige Zeichenwiedergabe wird dann nicht gefährdet.

Die Dioden 43, 45 sorgen dafür, dass, wenn die Spannung am Ausgang 39» 41 des Impulsformers 33 niedriger wird als die Brennspannung, dieser Impulsformer keinen Einfluss auf den Strom durch die Röhren 1, 3 ausüben kann, die infolge des Stromes durch die Widerstände 9» 11 nach wie vor leuchten. Dies bedeutet, dass die Steuerschaltung nur einen Spannungssprung liefern können muss, der den Toleranzbereich.der Brennspannungen übertrifft, und nicht auch noch den Toleranzbereich der Zündspannungen zu überstreichen braucht. Deswegen ist es möglich, die Kathoden der Wiedergaberöhren, wie angegeben, unmittelbar aus MOS-Schaltungen zu steuern.

Die Widerstände 47 und 49 ermöglichen es, dass der Impulsformer 33 eine Anzahl von Röhren mit verschiedenen

Brennspannungen steuert, während sie weiter den Spitzenwert des Stromes durch die betreffende Wiedergaberöhre bestimmen.

Der Impulsformer 33 arbeitet wie folgt. Eine zwischen den Eingängen 35 und 37 liegende Reihenschaltung aus einem Widerstand 51 und zwei Zener-Dioden 53 und 55,

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mit denen die Anschlüsse 41 , 39 verbunden sind, sorgt dafür, dass die maximale Ausgangsspannung "am Ausgang 39» ^-1 bis zur Summe der Zener-Spannungen an den Zener-Dioden 55 und begrenzt wird. Diese Spannung ist höher als die höchste Brennspannung der. ¥iedergaberöhren muss aber, uni die höchste Spannung an den Kathoden der Wiedergaberöhren verringert,

' niedriger sein als die niedrigste Brennspannung.

Die Zener-Diode 55 ist durch einen Kondensator 3*7 überbrückt, so dass die Spannung daran eine Gleichspannung von etwa 100 Volt ist. Parallel zur Zener-Diode 53 liegt ein Thyristor 59 iⁿ Reihe mit einer Diode 61. Diese bilden zusammen mit der Zener-Diode 55.eine zeitabhängige Belastungsschaltung. Vom Thyristor 55 ist die Zündelektrode an einen Abgriff auf einem Ladenetzwerk mit einem Widerstand 63, einem Kondensator 65 und einem lichtabhängigen Widerstand angeschlossen. Dadurch zündet jeweils einige Zeit nachdem die Spannung an der Zener-Diode 53 der.Zener-Spannung des Thyristors gleich geworden ist, der Thyristor 59» wodurch. die Spannung an der Zener-Diode 53 praktisch wieder fortfällt, Diese Zeit ist mit dem Widerstand 63 einstellbar und von der Umgebungslichtmenge abhängig und zwar über den lichtabhängigen Widerstand 67. Die Spannung am Ausgang 39i ^ der Impulsformerschaltung ist nun eine- Gleichspannung mit einer ihr überlagerten Impulsspannung von 100 Hz mit einer durch die Widerstände 63 und 67 beeinflussbaren Impulsdauer,

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Die Schaltungsanordnung bietet weiter den Vorteil, dass infolge der stabilisierenden Wirkung der Impulsformerschaltung 33 die Leuchtdichte der Wiedergabe von Netzspannungsschwankungen praktisch unabhängig ist.

Ein weiterer Vorteil ist, dass der Teil mit einem negativen Widerstand der Spannungs-Stromkennlinie der ' Gasentladungsröhren nicht jeweils durchlaufen wird, so dass wenig Störsignale erzeugt werden. Damit die Schaltungsanordnung weiter störungsarm gemacht wird, kann ein Kondensator parallel zur Zener-Diode 53 geschaltet werden und ein Widerstand in Reihe mit der Anode des Thyristors 59- Es kann passieren, dass die Spannung zwischen den Punkten 29 und 15 während deruNulldurchgänge der Netzspannung nicht mehr niedrig genug wird, dann kann zwischen diesen Punkten 29 und 15 ein Widerstand vorgesehen werden./

Wenn die Gasentladungsröhren wenig,Toleranzen aufweisen, können die Widerstände 47, 49 in Reihe mit den Dioden 43» 45 sehr klein gewählt werden oder sogar fortfallen.

Die Steuerschaltung 5 kann beispielsweise mit Hilfe der Gleichspannung am Kondensator 57 gespeist werden.

Es dürfte einleuchten, dass auch von einer

geglätteten Gleichspannung am Eingang 35, 37 der Impulsformerschaltung ausgegangen werden kann, wenn die Impulsformer schaltung, die dann etwas geändert werden muss, von einem Impulsgenerator gesteuert wird, der den Arbeitsbruchteil

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bestimmen kann.

Die Zener-Diode 53 kann fortgelassen werden, wenn die Spannung durch BelastungsSchwankungen nicht zu hoch werden kann.

Es kann gewünschtenfalls eine oder eine Anzahl mehrfacher Wiedergaberöhren verwendet werden oder nur eine einzige Wiedergaberöhre. Wenn eine Mehrfachwiedergaberöhre mit mehr als nur einer Anode verwendet wird, braucht oft nur eine der Anoden über beispielsweise den Widerstand mit einem Gleichstrom gespeist zu werden. Die anderen Anoden brauchen dann keinen Gleichstrom zu erhalten.

Wenn keine Abhängigkeit von dem Umgebungslicht -erwünscht ist, kann der Widerstand 67 fortfallen.

Der Widerstand 63 kann durch einen als einstellbare Stromquelle geschalteten Transistor ersetzt werden.

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Claims

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~ -HS ■,

PATENTANSPRUECHE :

1 .J Gasentiadungswiedergabeanordnung, .die eine Gasen tladungswiedergaberöhre mit mindestens einer mit einer Gleichspannungsspeisung gekoppelten Anode und einer Anzahl dieser Anode gegenüberliegender mit einer Steuerschaltung gekoppelter Kathoden enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Anode weiter über eine einseitig leitende Kopplung (43, 47) eine Schaltungsanordnung (33) zum Liefern einer impulsförmigen Speisespannung mit einem steuerbaren Arbeitsbruchteil gekoppelt ist, der, wenn eine betreffende Kathode von der Steuerschaltung in einen Ein-Zustand gesteuert ist, eine Kathode-Anodenspannung verursacht, die höher ist als die Brennspannung der betreffenden Anode-Kathodenstrecke der Wiedergaberöhre (1) und wenn eine betreffende Kathode in einen Aus-Zustand gesteuert ist, eine Kathode-Anodenspannung verursacht, die niedriger ist als diese Brennspannung, während die Gleichspannungsspeisung (31» 13» 9) einen praktisch nicht zur Wiedergabe beitragenden Strom zur Anode der Wiedergaberöhre (i) liefex-t, der ständig eine fast unsichtbare Gasentladung beibehält.
2. Gasentladungswiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsbruchteil von einem auf Umgebungslicht reagierenden lichtempfindlichen Widerstand (67) steuerbar .list.

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... PHN. 8236. 2.11.76.
3. Gasentladungswiedergabeanordnung nach. Anspruch. oder 2, dadurch, gekennzeichnet, dass diese eine mit einem Netzanschluss (25, 27) verbundene ungeglättete Vier-Dioden-Gleichrichters chaltung (17, 19, 21, 23) enthält mit einem Eingang (15j 29^, mit dem ein über eine Diode (31) angeschlossenen Glättungskondensator (13) zum Liefern des Gleichstromes gekoppelt ist, während die impulsförmige Speisespannung mit steuerbarem Arbeitsbruchteil von einer mit dem Ausgang der Vier-Diodenschaltung gekoppelten Impulsformerschaltung (33) lieferbar ist.
4. Gasentladungswiedergabeanordnung nach. Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsformerschaltung (33) eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (5^) und einer zeitabhängigen Belastungsschaltung (51 > 55) ist.
5. Gasentladungswiedergabeanordnung n&ch. Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitabhängige Belastung durch eine Reihenschaltung aus einer Thyristorschaltung (5?) und einer Zener-Diode (55) gebildet wird.
6.. Gasentladungswiedergabeanordnung nach Anspruch. 5» .· dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Thyristorschaltung eine weitere Zener-Diode (53) geschaltet ist. 7· . Gasentladungswiedergabeanordnung nach Anspruch oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Thyristorschaltung" einen Reihenwiderstand und einen Parallelkondensator enthälr.

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