DE2727800A1

DE2727800A1 - Schaltung zum betrieb und zur funktionsfehlerueberwachung fuer led-anzeigen

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Publication number: DE2727800A1
Application number: DE19772727800
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Vogel and Halke
Current assignee: Vogel and Halke
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2727800B2; IT7824757A0; GB2000343B; IT1096028B; FR2395665B1; GB2000343A; FR2395665A1

Description

BEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT RUFOIO/3«67«3

K/mk/B - 5191 Firma
Vogel & Halke 20. Juni 1977.

2000 Hamburg

Anwaltsakte; 5191

Schaltung zum Betrieb und zur Funktionsfehlerüberwachung für LED-Anzeigen

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Betrieb und zur Funktionsfehlerüberwachung für LED-Anzeigen, deren Anzeigeelemente durch Treibertransistoren auswählbar sind und jeweils mehrere durch Ansteuerleitungen aus einer digitalen Datenquelle ansteuerbare Segmente aufweisen, die entsprechend einer Signalreihe einsehaltbar sind.

Der Ausdruck "digitale Datenquelle" bezieht ein, daß ein Datenbus von einer Recheneinheit, insbesondere ein Mikroprozessor, vorgesehen oder daß eine Quelle für eine BCD-Information an einen Decoder angeschlossen ist, um von diesem aus die Ansteuerleitungen zu betreiben. Wenn im folgenden einer dieser Ausdrücke verwendet wird, versteht sich, daß jeweils der gesamte Bereich erfasst wird.

Anzeige-vorrichtungen für LED-Anzeigen sind als Mehrsegment-

anzeigen bekannt. Solche Anzeigen haben den Vorteil niedriger Betriebsspannung, langer Lebensdauer und eines günstigen Preises. Auch entstehen beim Multiplexbetrieb keine Geisterbilder.

Eine bekannte Ausführung sieht dabei Sieben-Segment-Anzeigen vor. Dieses ist eine Hauptanwendung, anhand derer auch die Erfindung, die auch Mehr-Segment-Anzeigen entsprechend einbezieht, erläutert wird. Bei der Anwendung von mehr oder weniger als sieben Segmenten besteht die Möglichkeit, bestimmte Ziffern oder Buchstaben bzw. Skalen darzustellen.

Die Anwendung solcher Anzeigeelemente in LED-Technik in eichpflichtigen Geräten wirft Probleme auf, weil der Ausfall eines Segmentes zu einer Fälschung der jeweiligen Ziffer führen kann.

Bisher sind in eichpflichtigen Geräten beispielsweise sogenannte Ziffernröhren verwendet worden, die nach dem Glimmlampenprinzip arbeiten, und bei denen ein Fehler dadurch erkennbar wird, daß dann eine Ziffer überhaupt nicht anaigt. Diese Ziffernröhren haben den Nachteil, daß sie zum Betrieb Hochspannung benötigen und teuer sind.

Bei den Sieben-Segment-Anzeigeelementen werden die Segmente durch Diodenelemente gebildet, welche jeweils durch eine Ansteuerleitung durch Signale angesteuert werden. Diese Signale werden von einer elektronischen Recheneinheit, einem sogenannten Mikroprozessor, auf einen Zwischenspeicher geliefert und von diesem im Multiplexbetrieb abgerufen, so daß jeweils mehrere Anzeigeelemente durch die gleichen Ansteuerleitungen, die jeweils dem entsprechenden Segment zugeordnet sind, ansteuerbar sind. Diese Anzeigeelemente werden durch eine Signalreihe vom Mikroprozessor über Treibertransistoren ausge-

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wählt, wobei auch diese Signalreihe von einem Zwischenspeicher des Mikroprozessors im Multiplexbetrieb beispielsweise durch Gatter abgerufen wird.

Die Überlegung, den zur Kontrolle der richtigen Funktion durch jedes Segment fließenden Strom zu messen und mit einem Sollwert entsprechend einer anzuzeigenden Ziffer zu vergleichen, wurde bisher wegen Aufwendigkeit verworfen. Hierbei wäre es notwendig, für jede Ziffer einen besonderen Vergleichswert zu bestimmen, was sehr aufwendig wäre. Es ist aus der DT-OS 24 02 794 bekannt, eine quasi mechanische Kontrolle oder Sicherheit so durchzuführen, daß jedes Segment aus wenigstens zwei Teilsegmenten ausgeführt wird und dann eine entsprechende Anzahl von parallelgeschalteten Zwischenspeichern und den nachgeordneten Schaltungeelementen vorzusehen. Dadurch sollen Fehler erkennbar gemacht werden, weil im Falle einer falschen Signalabgabe oder von Unterbrechungen in Ansteuerleitungen Ziffern oder Zeichen entstehen, deren Unvollständigkeit oder Sinnlosigkeit ablesbar ist. Diese Ausführung, die somit praktisch eine Vervielfachung des Aufwandes darstellt, führt aber deshalb zu keinem brauchbaren Ergebnis, weil Fehler nur dann erkannt werden, wenn die Anzeige immer konzentriert beobachtet wird. Hierbei können etwaige Abweichungen so geringfügig sein, daß sie leicht übersehen werden, abgesehen davon, daß bei einer durchaus möglichen Parallelität von Fehlern diese mitunter auch nicht erkennbar sind.

Insbesondere, wenn jeweils Teilsegmente parallelgeschaltet sind, d.h. praktisch längsgeteilte Segmente vorgesehen sind, dann müßte eine Helligkeitsunterscheidung getroffen werden, die maßgeblich von den jeweiligen Bedingungen im Ablesebereich abhängt und ein sicheres Erkennen nicht gewährleistet. Entsprechend sind leicht zu übersehende Fehler bei quergeteilten Segmenten moglieh.

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Vor allem wird darauf hingewiesen, daß die Ausführung der Anzeigeelemente außerordentlich aufwendig ist, und dieser Aufwand wird noch dann vergrößert, wenn gegebenenfalls zwischen die Ansteuerleitungen zu Teilsegmenten desselben Segmentes Komparatoren geschaltet werden. Komparatoren können nur zwei Betriebszustände annehmen, so daß mit nur einem Komparator pro Doppelsegment die drei möglichen Zustände nicht erkannt werden. Diese Ausführung erkennt im übrigen keine Fehler zweiter Ordnung, die aus Fehlern in der Ansteuerschaltung herrühren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die überwachung der Funktionsfehlersicherheit für Segmentanzeigen in LED-Technik, insbesondere auch in normaler Ausführung als Siebensegmentanzeigen, eine Schaltung zu schaffen, welche die einzelnen Segmente bzw. Diodenelemente in ihrem Ansteuerungsfall dahingehend überprüft, daß sich der vorgesehene Arbeitspunkt auf der Diodenkennlinie einstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Überwachungsschaltung sowohl den Stromdurchgang durch angesteuerte Segmente im Hinblick auf einen Kurzschluß, als auch den Widerstand an angesteuerten Segmenten hinsichtlich einer Unterbrechung kontrolliert und Auegangssignale liefert, welche eines Vergleicher zugeführt werden. Hieriurch ist es möglich, beide möglichen Grenzbedingungen für dnen Fehler festzustellen. Der Vergleicher kann dabei zur Schaltung gehören oder aus Bauelementen innerhalb eines Mikroprozessors und dergleichen bestehen. Ein besonderer Vergleicher ist zweckmäßig in einer Schaltung vorgesehen, welche mit BCD-Informationen arbeitet.

Eine vorteilhafte Ausfuhrung der Schaltung liegt darin, daß einem Informationstransistor als Segmenttreiber in den Ansteuerleitungen zu den Segmenten ein «weiter Transistor als

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Stroms ens ortransi st or nachgeschaltet ist und in Abhängigkeit von dem Stromdurchfluß durch den Informationstransistor angesteuert wird. Dabei wird bevorzugt, daß an den Stromsensortransistor, der an Betriebsspannung liegt und an die Emitterleitung des Informationstransistors angeschlossen ist, bei normalem Stromdurchgang durch das Segment durch einen dem Informationstransistor nachgeschalteten Emitterwiderstand bestimmte Aasteuerungsspannung anlegbar ist. In diesem Falle wird, wenn ein Segment hochohmig ist, d.h. eine Unterbrechung auftritt, der Stromsensortransistor nicht angesteuert, so daß er in der Schaltung, in welcher sein Emitter an Hasse und sein Kollektor an Betriebsspannung liegt, im Falle eines Fehlers ein Ausgangssignal für die Unterbrechung des Segmentes liefert.

Hierbei handelt es sich um ein hohes Ausgangssignal im Gegensatz zu einem geringen Ausgangssignal bei Ansteuerung.

Einbezogen wird ferner, daß zur überwachung des Stromdurchgangs durch ein Segment von der Ansteuerleitung eine Spannung abgegriffen wird. Diese Spannung kann in einer Ausführungsform einem Komparator zugeführt werden der ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Kurzschluß des Segmentes liefert. Dabei wird bevorzugt, daß in der Ansteuerleitung ein Spannungstransformator vorgesehen ist, der einen bestimmten Spannungswert hinsichtlich naehgeschalteter Torschaltungen in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Segmentes liefert, wobei diese Spannung im Hinblick auf den Umschaltpunkt der Torschaltung bemessen ist.

Zweckmäßig besteht der Spannungstransformator als Spannungsteiler aus mehreren Widerständen, so daß Anpassungen möglich sind.

In einer Ausführung ist vorgesehen, daß im Falle eines De-

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fektes in Form eines Kurzschlusses ein hohes Ausgangssignal geliefert wird. Dies ergibt sich daraus, daß praktisch die Betriebsspannung an den Abgriff bzw. den Spannungstransformator gelegt wird, der vorteilhaft als Spannungsteiler in Verbindung mit dem Helligkeitswiderstand für das entsprechende Segment ausgeführt ist.

In der vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die aus der Überwachung gewonnenen Ausgangssignale für ein Segment jeweils einer Torschaltung zugeführt, die in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen ein Überwachungssignal liefert, dessen Größe sich bei einem Fehlersignal ändert, und die Ausgangssignale aller Torschaltungen werden für die verschiedenen Segmente als Signalreihe über einen Codewandler dem Vergleicher zugeführt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind den Torschaltungen Tri-State-Torschaltungen nachgeschaltet, die durch ein Gatter im Multiplexbetrieb, entsprechend der Ansteuerung der Zwischenspeicher, durch ein Gatter und der Zwischenspeicher durch ein weiteres Gatter ansteuerbar sind. Dadurch ergeben sich besonders günstige und wirtschaftliche Schaltungsbedingungen.

Je nach Auslegung der Schaltung wird eine Oder-Torschaltung verwendet, wenn in Abhängigkeit von Fehlern Überwachungssignale besonderer Signalgröße erzeugt werden, deren einzelnes oder gemeinsames Auftreten ein Überwachungssignal der Torschaltung herbeiführt. Auch Und-Torschaltungen sind möglich, wenn die später gezeigte Schaltung entsprechend aufgebaut ist, und zwar bei Anzeigen mit gemeinsamer Kathode.

Mit besonderem Vorteil werden gepufferte C-MOS-Torschaltungen verwendet, die einen konstanten Umschaltpunkt, insbesondere bei halber Betriebsspannung, haben. Hierin liegt eine wesentliche Ausführungsform der Erfindung, zumal diese Torschaltun-

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gen außer den konstanten Umschaltpunkt ausgesprochen hohe Verstärkung aufweisen, so daß sie vorzüglich als Spannungskomparatoren verwendbar sind.

FQr eine überwachung genügt es, daß in wenigstens fünf .Ansteuerleitungen der Segmente von Sieben-Segment-Anzeigeelementen einen Informationstransistor über einen Emitterwiderstand ein Stromsensortransistor mit einem Ausgang zur Lieferung eines Überwachung*signals für den Stromdurchgang durch das angeschlossene Segment nachgeschaltet ist und in den Ansteuerleitungen Spannungsteiler angeordnet sind, von denen jeweils der Ausgang für ein Ausgangs signal im Hinblick auf einen Kurzschluß des angeschlossenen Segmentes abgegriffen wird, und. daß beide Ausgange bezüglich einer Ansteuerleitung jeweils an eine Torschaltung angeschlossen sind, deren Auegangssignale zu dem Schaltungseingang zurückgeführt werden bzw. an den Eingangsdatenbus gegeben werden.

Dabei ist einmal vorteilhaft vorgesehen, daß die Ausgangssignale aus den Torschaltungen einem Datenbus des Mikroprozessors zugeführt werden, der im Multiplexbetrieb entsprechend Zwischenspeichern zur Informationseingabe und Zwischenspeichern zur Ansteuerung von Anzeigeelementen ansteuerbar ist.

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausführung werden die Ausgangssignale aus den Torsohaltungen über einen Decoder einem Vergleicher zugeführt, dessen zweite Eingangsseite mit dem ursprünglichen Eingangssignal beaufschlagt ist. Bei der überwachung von nur fünf Ansteuerleitungen bei sieben Segmentanzeigeelementen sind zweckmäßig zwischen dem ra «e^^e ^{zu den} Ansteuerleitungen der nicht überwachten Segmente und dem Decoder Verbindungsleitungen angeordnet.

In der erfindungsgemäßen Schaltung ist in jeder überwachten Ansteuerleitung für ein Segment der Informationstransi stör

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ait einem Emitterwiderstand zur Masse und ein Spannungsteiler mit einem Abgriff für ein Ausgangssignal angeschlossen, wobei die Emitterleitung des Informationstransistors mit einem Stromsensortransistor, insbesondere der Basis eines solchen Transistors, verbunden ist, dessen Emitter an Hasse liegt und dessen Kollektor an die Betriebsspannung angeschlossen ist. Der Kollektorleitung wird das Ausgangssignal entnommen.

Durch die Erfindung wird mit einfachen Mitteln der Arbeitspunkt der Diodenkennlinie erfaßt, so daß eine sichere Überwachung der Funktion gewahrleistet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 : ein schematisches Schaltbild der Betriebsund Überwachungsschaltung der Ziffernanzeige mit mehreren Anzeigeelementen,

Fig. 2 : eine Teildarstellung einer abgewandelten Ausfuhrungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 : eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte

Schaltung zur Erläuterung einer anderen Anwendung und besonderer Merkmale,

Fig. 4 : eine Darstellung hinsichtlich der Anordnung der Anzeigeelemente gegenüber der formalen Darstellung in den Fig. 1 und 3.

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Gemäß Fig. 1 besteht die Ziffernanzeige beispielsweise aus acht Anzeigeelementen 1-8, die jeweils sieben Segmente und einen Dezimalpunkt aufweisen. Diese Ausfuhrungen sind bekannt. Es ist auch bekannt, daß alle Anzeigeelemente für den Multiplexbetrieb bezüglich der Ansteuerleitungen segmentseitig parallel geschaltet sind, so daß im vorliegenden Falle für die Bank der Anzeigeelemente 1-8 insgesamt sieben Anschlüsse 9-15 für die Segmente und ein Anschluß 16 für den Dezimalpunkt vorhanden sind.

Die einzelnen Anzeigeelemente 1-8 sind über als Digittreiber bezeichnete Transistoren 17-24 auswählbar, deren Kollektor jeweils an einem Anzeigeelement und deren Emitter über eine Leitung 25 an die Betriebsspannung angeschlossen ist, während die Basis jeweils über Begrenzungswiderstände 26 und Pufferverstärker 27 mit Zwischenspeichern 28, 29 verbunden sind, welche von einem Datenbus 32 des nicht dargestellten Mikroprozessors gespeist werden. An die Zwischenspeicher ist zwecks Abruf im Multiplexbetrieb ein Gatter 31 angeschlossen. Durch diese bekannte Schaltung werden selektierte Anzeigeelemente 1-8 aufgetastet.

Die vom Mikroprozessor erzeugte Segmentinformation wird jeweils von dem Datenbus 32 Zwischenspeichern 33, 34- zugeführt und von diesen durch ein Gatter 35 entsprechend dem Multiplexbetrieb eingetaktet· Jeder zu einem Anschluß 9-16 führenden Ansteuerleitung 36-42,wird eine Segmentinformation jeweils über einen Begrenzungswirderstand 43 zugeführt, und zwar der Basis eines Informationstransistors 44-51, dessen Emitter an Masse liegt.

Es ist bekannt, daß bei Siebensegmentanzeigen Sicherheit erreicht wird, wenn lediglich fünf Segmente überwacht werden. Daher sind, unter Einbeziehung des Dezimalpunktes, lediglich

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in den Emitterleitungen 52-57 der Informationstransistoren 44, 45} 48-51 Emitterwiderstände 58-63 angeordnet, die einen Spannungsabgriff bei Stromdurchgang gegen Ilasse zulassen. An die Emitterleitungen 52-57 sind zwischen den Informationstransistoren und den Emitterwiderständen mit ihrer Basis Stroiisensortransistoren 64-69 angeschlossen, die mit ihren Emittern an Hasse und mit ihren Kollektoren über Begrenzungswiderstände 70, 71; 73-76 an die Betriebsspannung angeschaltet sind. Von den Kollektorleitungen sind Ausgangeleitungen 77-82 abgeführt, die zu Eingängen von Oder-Torschaltungen 83-88 geführt sind. Die anderen Eingänge der Torsohaltungen sind über Leitungen 89-94 mit den Ansteuerleitungen 36, 37; 39-42 verbunden, um von diesen eine Spannung abzugreifen. Beispielsweise ist in diesen Ansteuerleitungen in Verbindung mit den Helligkeitsbestimmungswiderständen, 95, 96, 99» 100, 101, 102 ein Spannungsteiler mit weiteren Widerständen 103-108 gebildet, zwischen dessen jeweiligen Widerständen der Anschluß der Leitungen 89-94- liegt.

Die Emitterwiderstände 58-63 sind so ausgelegt, daß im normalen Betrieb bei intakten Dioden und normalem Stromfluß eine Spannung abgegriffen wird, welche an den Stromsensortransistoren 64-69 und den Ausgangsleitungen 77-82 ein niedriges Ausgangssignal erzeugt. Wenn im Falle einer Unterbrechung des Jeweils angeschlossenen Segmentes kein Strom fließt, wird auf den Ausgangsleitungen 77-82 ein hohes Ausgangssignal erzeugt.

Xn der normalen Funktion der Segmente ergibt sich auf den Leitungen 89-94 eine Spannung, die bei besonders gewählten Toren 83-88, und zwar gepufferten C-MOS-Toren, geringer als die halbe Betriebsspannung ist.

Bei einem erhöhten Stromdurchfluß im Falle eines Kurzschlusses am angeschlossenen Segment steigt diese Spannung über die halbe Betriebsspannung, so daß ein hohes Signal dem jeweiligen Tor 83-88 zugeführt wird.

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Der Hinweis auf die halbe Betriebsspannung wird bezüglich von C-MOS-Toren gegeben, deren Umschaltpunkt bei etwa der halben Betriebsspannung liegt, für das jeweils gewählte Tor jedoch stabil ist.

Da es sich bei diesen Toren um Oder-Tore handelt, wird am Ausgang 109-11* dieser Tore ein Überwachungssignal erzeugt. Dieses Überwachungssignal unterbleibt lediglich, wenn beiden Eingängen niedrige Signale zugeführt werden.

Die Ausgänge sind mit TriState-Torschaltungen 115-120 verbunden, deren Ausgänge wieder dem Datenbus $2 des Mikroprozessors zugeführt sind, während sie jeweils über einen Steueranschluß 122 mit einem Gatter 123 verbunden sind, der im Multiplexbetrieb zusammen mit den Gattern 31 und 35 jeweils die entsprechenden Durchschaltungen steuert.

Durch die beschriebene überwachungseinrichtung ergibt sich mit einfachen Mitteln eine betriebssichere überwachung von Siebensegmentziffemanzeigen, welche diese auch zum Einsatz in eichpflichtigen Geräten geeignet macht.

Einbezogen wird gemäß Fig. 2 auch eine abgewandelte Ausfürungsform, die beispielsweise in Verbindung mit der Ansteuerleitung 36 beschrieben wird. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so daß sich für diese Elemente eine nähere Beschreibung erübrigt.

Bei dieser Ausführung wird beispielsweise zwischen dem als Diode gezeichneten Segment 124 und dem Widerstand 95 eine Spannung über eine Leitung 125 abgegriffen und einem Eingang eines Komparators 126 zugeführt, dessen anderer lHTigffT»g 127 über einen Spannungsteiler 128 mit einer vorbestimmten Spannung, und zwar in der Größenordnung der normalen Betriebsspannung, der Diode 124- gespeist wird. Im Falle eines Kurz-

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Schlusses steigt dann die Spannung am Abgriff 130 der Leitung 125, so daß über den Ausgang 129 der Torschaltung 88 ein Kurzschlußsignal zugeführt wird.

Die Ausführung nach Fig. 1 mit gepufferten C-MOS-Toren 83-88 wird bevorzugt, weil diese sich unmittelbar als Spannungskomparatoren eignen.

In der Ausführung nach Fig. 3 sind kein Datenbus und auch kein Mikroprozessor vorhanden. Nach Flg. 3 wird eine BCD-Information über Leitungen 131 aus einer geeigneten Quelle einem Decoderbaustein 132 zugeführt, in wiLchem die ΒΡΦ-Information in ein Siebensegmentansteuersignal umgewandelt wird. Der Ausgang des Decoderbausteins 132 steuert in der gleichen Weise wie in Fig. 1 über die Widerstände die Ansteuerleitungen 36-41 an.

Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Daraus ergibt sich, daß sich gleiche Betriebszustände der einzelnen Segmente wie in Fig. 1 einstellen. Statt der Oder-Torschaltungen 83-88 sind jedoch NOR-Gatter 133-138 vorgesehen, um an den Ausgängen 109-114 die Segmentinformationen entsprechend den Informationen am Ausgang vom Decoderbaustein 132 zu erhalten. Die Ausgänge 109-113 sind mit einem Codewandler 139 verbunden, der die Siebensegmentinformation in ein BCD-Signal umwandelt.

Gemäß obiger Darlegungen werden zwei Segmente nicht geprüft. Diese beiden Segmentinformationen werden vom Decoderbaustein 132, d.h. von dessen diesbezüglichen Ausgängen, über Leitungen 140, 141 unmittelbar dem Codewandler 139 zugeführt, so daß an seinem Ausgang wieder der der zugeführten Siebensegmentinformation entsprechende BCD-Code steht, der über die

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Leitungen 142 auf die Eingänge eines Vergleichers 143 gegeben wird. Auf den zweiten Eingängen des Vergleichers 143 liegt über die Leitungen 131 der auch am Schaltungseingang angelegte BCD-Oode.

Der Vergleicher 143 führt jeweils einen Vergleich zwischen seinen beiden Eingängen durch. In dem Beispiel sind es jeweils vier Eingänge, über eine Leitung 144 wird ein Ausgangs signal zur Erkennung von etwaigen unterschiedlichen Eingangswerten ausgegeben.

Gemäß Fig. 3 wird zur Ansteuerung des Dezimalpunktes über Leitung 145 ein geeignetes Signal eingespeist. Das Überwachungssignal für den Dezimalpunkt erscheint auf der Leitung 114 und wird im Exklusiv-Oder-Gatter 146 auf Gleichheit mit dem Ansteuersignal auf Leitung 145 geprüft. Eine Verknüpfung der Ausgänge des Vergleichers 143 und des Exklusiv-Oder-Gatters 146 über die Leitungen 144 und 147 in einem Oder-Gatter 148 ergibt eine eindeutige Information über die Arbeitspunkte der Anzeigeelemente.

Bei der Ausführung nach *'ig. 3» unter Zuführung einer BCD-Information aus einer geeigneten Quelle, erfolgt eine Ansteue rung der als Digittreiber bezeichneten Transistoren 17-24.in einem Binär- bzw. BCD-Code. Die Zwischenspeicher 28, 29 nach Fig. 1 sind dabei durch den Decoderbaustein 150 ersetzt.

Somit ergibt Fig. 3 eine Schaltung in Verbindung mit einer digitalen Datenquelle.

Wenn eine Überprüfung des Dezimalpunktes nicht vorgesehen ist, entfallen gemäß Fig. 3 die Elemente 69» 76, 138, 146 und 148. Der Widerstand 63 wird durch eine Brücke ersetzt und die Widerstände 102, 108 werden durch einen einzigen, entsprechend

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dimensionierten Widerstand ersetzt. Die Information über die korrekte Funktion der Anzeige wird der Leitung 144 am Ausgang des Vergleichers 143 entnommen.

In den Fig. 1 und 3 ist die Anschaltung der Anzeige elemente 1-8 an die Anschlüsse 9-16 schematisch dargestellt.

Fig. 4 zeigt insbesondere die Ausführung mit einem Datenbus 32 für die Arbeit im Multiplexbetrieb. Es ist erkennbar, daß die Anzeigeelemente segmentseitig parallel angeschlossen sind. Die in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie angegebene Schaltung 151 ist in der angegebenen Weise in den Datenbus eingeschaltet. Die Anzeigeelemente sind ferner, wie durch die ebenfalls durch eine Linie umrissene Schaltung 152(Fig. 1) gezeigt ist, im Multiplexbetrieb auswählbar.

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Claims

DIPL.-INC. O. R. KRETZSCHMAR ^i&fltS&F^·?- ■■-ί

BEIM STROHHAUSE 3* PATENTANWALT R U F O*O / 2· 67 43

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Firma

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Anwaltsakte: 5191

Pat ent anspräche

( 1. Schaltung zum Betrieb und zur Funktionsfehlerüberwachung für LED-Anzeigen, deren Anzeigeelemente durch Treibertransistoren auswählbar sind und jeweils mehrere durch Ansteuerleitungen aus einer digitalen Datenquelle ansteuerbare Segmente aufweisen, die entsprechend einer Signalreihe einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungsschaltung sowohl den Stromdurchgang durch angesteuerte Segmente im Hinblick auf einen Kurzschluß als auch den Widerstand an angesteuerten Segmenten hinsichtlich einer Unterbrechung kontrolliert und Ausgangssignale liefert, welche einem Vergleicher zugeführt werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Informationstransistor (44, 45; 48-51) als Segmenttreiber in den Ansteuerleitungen (36, 37; 39-42) zu den

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ORIGINAL INSPECTED

Segmenten ein zweiter Transistor (64-69) als Stromsensortransistor nachgeschaltet ist und in Abhängigkeit von dem Stromdurchfluß durch den Informationstransistor erregbar ist.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stromsensortransistor (64-69), der an Betriebsspannung liegt und an die Emitterleitung des Informationstransistors (44, 45; 48-51) angeschlossen ist, bei normalem Stromdurchgang durch das zugeordnete Segment eine durch einen dem Informationstransistor nachgeschalteten Emitterwiderstand (58-63) bestimmte Ansteuerungsspannung anlegbar ist, und daß bei Verminderung dieser Ansteuerungsspannung ein hohes Ausgangssignal am Stromsensortransistor auslösbar ist.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß von den Ansteuerleitungen (36, 37; 39-42) für Segmente jeweils eine Spannung abgegriffen wird, die sich bei abnehmendem Widerstand des Segmentes erhöht.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Ansteuerleitung (36, 37» 39-42) abgegriffene Spannung einem Komparator (126) zugeführt wird, der mit einer Bezugsspannung gespeist ist und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Kurzschluß des angeschlossenen Segmentes (124) liefert.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansteuerleitung (36, 37; 39-42) ein Spannungstransformator (95, 103, 96, 104, 99, 105, 100, 106, 101, 107, 102, 108) vorgesehen ist, der einen bestimmten Spannungswert hinsichtlich nachgeschalteter Torschaltungen (83-88) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des angeschlossenen Seg-

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mentes liefert.
7· Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungstransformator als Spannungsteiler aus mehreren Widerständen besteht.
8. Schaltungmch einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Überwachung gewonnenen Ausgangssignale für ein Segment jeweils einer Torschaltung (133-138) zugeführt werden, die in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen ein Überwachungssignal liefert, dessen Grösse sich bei einem Fehlersignal ändert, und daß die Ausgangssignale aller Torschaltungen für die verschiedenen Segmente als Signalreihe über einen Codewandler (139) einem Vergleicher (14-3) zugeführt werden.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß den Torschaltungen (83-88) TriState-Torschaltungen (115-120) nachgeschaltet sind, die durch ein Gatter (123) im Multiplexbetrieb, entsprechend der Ansteuerung der ZwisdEnspeicher (28, 29), durch ein Gatter (31) und der Zwischenspeicher (33, 34·) durch ein weiteres Gatter (35) ansteuerbar sind.

und 9
10. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

gepufferte C-MOS-Torschaltungen (83-88, 133-138) vorgesehen sind, die einen konstanten Umschaltpunkt, insbesondere bei halber Betriebsspannung, haben.
11. Schaltung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale jeweils der Stromsensortransistoren (64-69) und der Spannungstransformatoren (95, 103, 96, 104, 99, 105, 100, 106, 101, 107, 102, 108) jeweils den gepufferten C-MOS-Torschaltungen (83-88, 133-138) zugeführt werden.

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12. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens fünf Ansteuerleitungen (36, 37; 39-4-Ό der Segmente von Sieben-Segment-Anzeigeelementen (1-8) einem Informationstransistor (44, 45, 48-50) über einen Emitterwiderstand (58-62) ein Stromsensortransistor (64-68) mit einem Ausgang zur Lieferung eines Überwachungesignals für den Stromdurchgang durch das angeschlossene Segment nachgeschaltet ist und in den Ansteuerleitungen (36, 37; 39-41) Spannungsteiler (95» 103, 96, 104, 99, 105, 100, 106, 101, 107) angeordnet sind, von denen jeweils der Ausgang für ein Ausgangssignal im Hinblick auf einen Kurzschluß deeingeschlossenen Segmentes abgegriffen wird, und daß beide Ausgänge bezüglich einer Ansteuerleitung jeweils an eine Torschaltung (83-87; 133-137) angeschlossen sind, deren Ausgangssignale zu dem Schaltungseingang zurückgeführt werden.
13· Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale aus den Torschaltungen (83-88) einem Datenbus (32) eines Mikroprozessors zugeführt werden, der im Multiplexbetrieb entsprechend Zwischenspeichern (33» 34) zur Informationseingabe und Zwischenspeichern (28, 29) zur Ansteuerung von Anzeigeelementen (1-8) ansteuerbar ist.
14. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale aus den Torschaltungen (133-137) über einen Decoder (139) einem Vergleicher (143) zugeführt werden, dessen zweite Eingangsseite mit dem ursprünglichen Eingangssignal (131) beaufschlagt ist.
15· Schaltung nach einem der Ansprüche 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang zu den Ansteuer-

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leitungen (38, 72) der nicht überwachten Segmente und dem Decoder (139) Verbindungsleitungen (140, 141) angeordnet
sind.
16. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal aus der Torschaltung (138) zur Überwachung des Dezimalpunktes über ein Exclusiv-Oder-Gatter (146) mit dem ursprünglichen Ausgangssignal
(145) verglichen wird.

17· Schaltung nach einem der Ansprüche 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Vergleicher (143 und 146) über die Anschlüsse (144 und 147) in einem Oder-Gatter (148) verknüpft werden, dessen Ausgang den Fehlerzustand anzeigt.

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