DE2756354A1

DE2756354A1 - Wiedergabeanordnung mit einer matrix aus gasentladungswiedergabeelementen

Info

Publication number: DE2756354A1
Application number: DE19772756354
Authority: DE
Inventors: Jacques Antony Marinus Hulshof; Jean Hubertus Josef Lorteiji; Gerhard Heinrich Friedri Vries; Geert Warrink
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1977-12-17
Publication date: 1978-07-06
Also published as: NO144309C; DE2756354C2; IT1089615B; AU509941B2; NO144309B; CA1086879A; ES465450A1; NL7614514A; AU3208677A; US4171524A; FR2385275B1; FR2385275A1; SE434099B; NO774482L; BR7708640A; JPS5384422A; GB1571639A; SE7714752L

Description

PIIN 8630 SCHN/CB

1.11.1977

Wiedergabeanordnung mit einer Matrix aus Gasentladungswiedergabeelementen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine

Wiedergabeanordnung mit einer Matrix aus Gasentladungs-Wiedergabeelementen mit je einer ersten und einer zweiten Speiseelektrode, welche Wiedergabeelemente eine bistabile Strom-Spannungskennlinie aufweisen, einer Steuerschaltung mit einer Anzahl Reihenleiter und einer Anzahl Spaltenleiter, wobei von jedem Wiedergabeelement die erste Speiseelektrode mit einem der Reihenleiter und die zweite Speiseelektrode mit einem der Spaltenleiter derart verbunden ist, dass jedes Wiedergabeelement eine andere Kombination aus einem Reihenleiter und einem Spaltenleiter

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koppelt, einer Reihenabtastschaltung zum aufeinanderfolgenden periodischen Abtasten der Reihenleiter und einer Anzahl Spaltenwahlschaltungen zum Wählen derjenigen Wiedergabeelemente, die mit einem Wiedergabestrom erregt werden müssen, und zwar in einer Periode, in der ein Reihenleiter abgetastet wird, welche Spaltenwahlschaltungen am Anfang der Abtastung eines Reihenleiters alle mit dem abgetasteten Reihenleiter-verbundenen Wiedergabeelemente erregen.

Aus der britischen Patentschrift 14.ikjkO ist eine Wiedergabeanordnung der obengenannten Art bekannt, in der alle Wiedergabeelemente, die mit einem abgetasteten Reihenleiter verbunden sind, mit einer Spannung erregt werden, die höher ist als die Zündspannung dieser Wiedergabeelemente, und einen Strom führen, dessen Wert wenigstens dem Wiedergabestrom, der von einem gewählten Wiedergabeelement erfordert wird, entspricht. Mit einer Anzahl Wälilschaltungen wird gewählt, welche Wiedergabeelemente zum Erhalten eines gewünschten Wiedergabemusters erregt sein müssten. In diesen Wiedergabeelementen wird während der ganzen Periode, in der ein Reihenleiter abgetastet wird, der Wiedergabestrom beibehalten. Die übrigen Wiedergabeelemente, die mit diesem Reihenleiter verbunden sind, werden kurz nach der Zündung mit Hilfe einer Anzahl Löschschalter gelöscht. Für die Wiedergabeelemente sind solche mit einer bistabilen Kennlinie gewählt worden, so

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dass die Erregung nach der Zündung mit einer Brennspannung, die niedriger ist als die Zündspannung, beibehalten werden kann, wodurch vermieden wird, dass nicht gewählte Viedergabeelemente nach dem Zünden neu gezündet werden könnten. Die Zündzeit iäb derart gewählt worden, dass die trägsten Viedergabeelemente noch zuverlässig zünden. Dies hat zur Folge, dass schnellere Wiedergabeelement· bereits innerhalb der gewählten Zündzeit den Wiedergabestromwert erreichen oder diesen sogar infolge der noch vorhandenen höheren Zündspannung überschreiten. Diese Ströme werden auch von nicht gewählten Wiedergabeelementen geführt, wodurch der mit der Wiedergabeanordnung erhaltene Kontrast zwischen gewählten und nicht gewählten Wiedergabeelementen niedrig 1st.

Zum Zünden der Wiedergabeelemente ist

eine hohe Zündspannung erforderlich, die zusammen mit dem hohen Anlaufstrom der Wiedergabeelemente einen grossen Energieverlust ergibt, während zugleich die verwendeten Schaltungsanordnungen hohen Spannungen widerstehen können müssen.

Die Erfindung bezweckt nun, eine

Wiedergabeanordnung mit einer anderen Organisation der Reihenabtastschaltung und der Spaltenwahlschaltungen zu schaffen, wodurch der Strom durch die Wiedergabeelemente auf günstigere Art und Weise zusammengestellt wird, so

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dass niedrigere Zündspannungen ausreichen und zugleich ein hoher Kontrast erreicht wird, dadurch dass der mittlere Viedergabepegel der nicht gewählten Wiedergabeelemente gegenüber dem Wiedergabepegel der gewählten Wiedergabeelemente vernachlässigbar ist.

Eine Wiedergabeanordnung der eingangs

erwähnten Art weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass die Wiedergabeelemente zusammen in einen gasgefüllten Raum angeordnet sind und jede Spaltenwahlschaltung eine Ruhestromzufuhrschaltung enthält, die einen Spaltenlfeiter mit einer Gleichspannungsquelle zum Zuführen eines Ruhestromes koppelt, so dass auch nicht gewählten Wiedergabeelementen, die mit dem abgetasteten Reihenleiter verbunden sind, während der Periode, in der der Reihenleiter abgetastet wird, ein Ruhestrom zugeführt wird, der einen derart niedrigen Wert aufweist, dass der Wiedergabepegel der nicht gewählten Wiedergabeelemente auf den Kontrast eines gebildeten Wiedergabemusters einen Vernachlässigbaren Einfluss hat.

Diese Ruhestromschaltung bietet den ersten Vorteil, dass alle Wiedergabeelemente, die mit einem abgetasteten Reihenleiter verbunden sind, während der ganzen Abtastperiode gezündet sind. In der Gasentladung sind ionisierte Atome sowie metastabile Atome vorhanden. Die metastabilen Atome, d.h. auf einen höheren

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Energiepegel angeregte Atome, sind nicht geladen und diffundieren zu den benachbarten Wiedergabeelemente». Wenn bei aufeinanderfolgender Erregung von Reihenleitern der Strom durch eine Reihe von Wiedergabeelementen unterbrochen wird, werden ausserdem eine Anzahl ionisier-.. te Atome durch die Erregungsspannung der nachfolgenden Reihe von Wiedergabeelementen angezogen werden. Diese Atom- und Ionentransporte sind dadurch möglich, dass die Wiedergabeelemente zusammen in einem gasgefüllten Raum angeordnet sind. Die bei dieser nachfolgenden Reihe vorhandenen ionisierten und angeregten Atome bewirken, dass bei dieser Reihe eine niedrigere Zündspannung ausreicht als die, die notwendig ist, wenn Wiedergabeelemente der vorhergehenden Reihe bereits zu einem früheren Augenblick gelöscht sind.

Ein zweiter Vorteil ist, dass infolge dieser Zündspannungsverringerung, die für die zwei Reihenleiter, die neben dem abgetasteten Reihenleiter in einer Matrix von Wiedergabeelementen liegen, am grossten ist, das Selbstabtastungsprinzip angewendet werden kann, ohne dass die Wiedergabeelemente mit Hilfselektroden versehen zu werden brauchen, wenn ein folgender Abtastimpuls nicht dem gerade abgetasteten Reihenleiter oder dem vorhergehenden, sondern dem nächsten zugeführt wird.

Ein dritter Vorteil ist, dass die

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die Ruheenergie, die ein nicht gewähltes Wiedergabeelement aufnimmt und teilweise in Form sichtbarer Strahlung abgibt, auf einen sehr niedrigen Wert dadurch eingestellt werden kann, dass der Widerstandswert der Ruhestromzufuhrschaltung hoch gewählt wird, wobei sich ausserdem durch den niedrigen Ruhestrom eine niedrigere Brennspannung einstellt als die, die für den Wiedergabestrom notwendig ist. Es stellt sich heraus, dass der Ruhestrom, der zum Erreichen einer ausreichenden Vorionisierung erforderlich ist, so niedrig ist, dass zwischen gewählten und nicht gewählten Wiedergabeelementen ein Kontrast von etwa 50 : 1 erreicht werden kann, ohne dass dazu die Abtastzeit sehr viel langer zu sein braucht als die Zündzeit der trägsten Wiedergabeelemente, so dass bei einer Zündzeit von beispielsweise 8 bis 10 Mikrosekunden eine Reihenabtastzeit von beispielsweise 6k Mikrosekunden angewandt werden kann, wie dies für die Wiedergabe von Fernsehbildern notwendig ist. Mit Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik muss die Abtastzeit mindestens 50 mal länger sein als die Zündzeit zum Erreichen desselben Kontrastes, oft wird jedoch eine 100 - bis 4θΟ - fache Zeit angewandt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

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Figur 1 ein vereinfachtes Schaltbild

einer Wiedergabeanordnung nach der Erfindung, wobei über eine Anzahl Spaltenleiter eine zusätzliche Speisespannung zum Zünden von Wiedergabeelementen zugeführt wird. Figur 2 ein vereinfachtes Schaltbild einer ähnlichen Wiedergabeanordnung wie in Figur 1, jedoch mit gruppenweise miteinander verbundenen Reihenleitern zur Anwendung des Selbstabtastprinzips.

Figur 3 ein vereinfachtes Schaltbild einer erfindungsgemässen Wiedergabeanordnung, wobei über eine Anzahl Reihenleiter eine zusätzliche Speisespannung zum Zünden den Wiedergabeelementen zugeführt wird,

Figur k ein vereinfachtes Schaltbild

einer Wiedergabeanordnung nach Figur 2 mit einer anderen Ausbildung der Erregung der Spaltenleiter.

In diesen Figuren werden entsprechende Elemente immer mit denselben Bezugszeichen angegeben.

In Figur 1 enthält die Wiedergabeanordnung eine Matrix 1 aus Wiedergabeelementen 2 mit k Reihen und 1 Spalten, von denen nur ein Teil dargestellt ist. Die Wiedergabeelemente weisen eine erste Speiseelektrode 3 und eine zweite Speiseelektrode k auf, die mit je einem einer Anzahl Reihenleiter 5 bzw. mit je einem einer Anzahl Spaltenleiter 6 verbunden sind, und zwar derart, dass alle ersten Speiseeleketroden 3

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Wiedergabeelemente 2. . (i= 1, 2, 3 ··· k) niit dem Reihenleiter 5· und alle zweiten Speiseelektroden k der Wiedergabeelemente 2. . (j = 1, 2, 3i ··· l) mit

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dem Spaltenleiter 6. verbunden sind. Die Wiedergabeelemente sind in den Figuren auf schematische Weise angegeben; im allgemeinen bilden die Reihenleiter und die Spaltenleiter zugleich die Speiseelektroden der Wiedergabeelemente. Die Leiter sind dazu in einem abgeschlossenen Raum angeordnet, der mit einem Gas "bzw. einem abgeschlossenen Raum angeordnet, der mit einem Gas bzw. einem Gasgemisch gefüllt ist, das sich zum Erzeugen von Gasentladungen eignet. An den Kreuzungen von Reihenleitern und Spaltenleitern können bei einer ausreichenden Erregung Gasentladungen entstehen, wozu die Leiter durch die Wand des abgeschlossenen Raumes isoliert ausgebildet sind. Diese Wand ist mindestens auf einer Seite zur visuellen Beobachtung eines Wiedergabemusters durchsichtig. Die Spaltenleiter bilden die Anoddn der Wiedergabeelemente und die Reihenleiter die Kathoden.

Jeder Reihenleiter kann dadurch

erregt werden, dass er über einen einer Anzahl Reihenabtastschalter 10, beispielsweise Halbleiterschaltverstärker, mit einem Speiseeingang 11 der Wiedergabean-Ordnung gekoppelt wird, dem eine Speisespannung Vk

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zugeführt werden kann. Jeder Spalteiieiter 6 kann mit Hilfe einer einer Anzahl Spaltenwahlschaltungen 20, von denen nur eine dargestellt ist, erregt werden. Jede Spaltenwahlschaltung 20 enthält eine Ruhestromzufuhrschaltung, die aus einem Widerstand 21 besteht, der den zugeordneten Spaltenleiter 6 mit einem Leiter 22 verbindet, der 22 über einen Schalter 23» beispielsweise einen Halbleiterschalter, mit einem Speiseeingang 2k der Wieder gabeanordnung gekoppelt ist, der eine Speisespannung V^^ zugeführt wird. Der Leiter 22 ist weiter mit der Kathode 25 einer Diode*. 26 verbunden, deren Anode 27 mit einem Leiter verbunden ist, dem über einen Speiseeingang 29 der Wiederganganordnung eine Speisespannung V₁<ζ V_ zugeführt werden kann. Wenn der Schalter 23 geschlossen ist, führt der Leiter 22 die Spannung V„, so dass die Diode 26 gesperrt ist. Wenn der Schalter 23 gesperrt wird und die Spaltenwahlschaltungen über einen abgetasteten Reihenleiter und die damit verbundenen Wiedergabeelemente Strom führen, ist die Diode leitend und der Leiter 22 führt eine Spannung etwa entsprechend V₁, Der Schalter 23 wird während eines Arbeitsbruchteils T.. jeder Abtastperiode T. (i = 1, 2, 3 ... 11 dargestellt) periodisch geschlossen und während eines Arbeitsbruchteils T_±2 = T_± - T_±1 geöffnet.

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Die Schalter 10 werden wechselweise

und nacheinander während einer Periodendauer der aufeinanderfolgenden Perioden T. geschlossen und bleiben danach während einer Anzahl Perioden geöffnet.

Wenn bei einem Wiedergabeelement mit einer schwachen Vorionisierung die Zündspannung V_ ist und die Nennbrennspannung V , mit infolge der Toleranzunterschiede zwischen Wiedergabeelementen äussersten

Werten V~ . und V_ bzw. V,_T . und V_>T , 0 mm 0 max N mm N max müssen die peisespannungen die nachfolgenden Bedingungen erfüllen:

^V0 max ^. ^V3 ~ ^V^

^VN max <C ^V1 "

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist nun wie folgt : Während der Periode T₁ ist der Schalter 10 geschlossen, und der Reihenleiter 5 befindet sich auf der Spannung V.. Während des ersten Teils T der Periode T₁ sind alle Widerstände 21 mit der Spannung V_ verbunden. Da die Differenzspannung V_ -

^Yh^> ^V0 max > ^V0 (i, j) ^ist' ^{werden alle} Wiedergabeelemente 2 . zünden. Der Strom durch die Wiedergabeelemente wird auf einen niedrigen Wert beschränkt, und zwar durch die Wahl des Wertes der Widerstände 21, die als Vorschaltwiederstände für die Wiedergabeelemente

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dienen. Während des zweiten Teils T der Periode T₁ bleiben die Viedergabeelemente 2 , über Widerstände

m, j

erregt, und zwar mit einer Spannung V₁ - VY. Da V₁ - Vl\

V„ ist, sind die Wiedergabeelemente 2 . folglich N max m, j

nach wie vor gezündet. Am Ende der Periode T₁ und am Anfang der Periode T_ öffnet der Schalter 10 und schliesst der Schalter 10 .., so dass die Wiedergabeelemente 2 . löschen und die Wiedergabeelemente 2 ₁ . zünden, usw.

In den Spaltenwahlschaltungen 20 werden die Spaltenleiter 6 weiter über Reihenschaltungen aus einem Wahlschalter 30, in diesem Fall einem pnp-Transistor, und einem Widerstand 31 mit dem Leiter 28 gekoppelt. Der Widerstand 31 ist zwischen dem Leiter 28 und dem Emitter 32 des Transistors 30 verbunden, dessen Kollektor 33 mit dem zugeordneten Spaltenleiter 6 verbunden ist. Die Basis 3k des Transistors 30 wird durch eine Torschaltung 35» in diesem Fall einen Transistor mit einem Kollektorwiderstand 37» gesteuert, wobei der Emitter des Transistors 36 mit dem Leiter 28 verbunden ist, die Basis mit dem Eingang 38 der Torschaltung 35 und der Kollektor mit einer Seite des Widerstandes 37 und über den Ausgang 39 der Torschaltung 35 mit der Basis 3k des Transistors 30. Die andere Seite des Widerstandes 37 ist mit einem Speiseeingang k0 der Torschaltung verbunden,

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der eine Speisespannung V zugeführt wird. Eine nicht dargestellte logische Steuerschaltung führt dem Eingang 36 der Torschaltung 35 ein Wahlsignal zu, dessen Spannung dem Wert V₁ entspricht bzw. nahezu eniqpricht, wenn der zugeordnete Spaltenleiter gewählt wird, und dem Wert V_ entspricht bzw. nahezu entspricht, wenn dieser nicht gewählt wird. Wenn diese Eingangsspannung dem Wert V₁ entspricht, ist die Ausgangsspannung am Ausgang 39 etwa gleich V_,und dadurch ist der Transistor 30 leitend. Der Widerstand 31 ist als Emitterwiderstand für den Transistor 30 wirksam, so dass die Spannung am Emitter 32 der Spannung an der Basis 3^ nahezu folgt und etwa dem Wert V_ gleich wird. Die Differenzspannung V₁ - V und der Widerstandswert des Widerstandes 31 bestimmen den Strom durch die Reihenschaltung 30, 31 fast unabhängig von der Spannung am Kollektor 33 des Transistors 30, solange die Kollek torspannung negativer ist als die Basisspannung. Die Reihenschaltung ist folglich als Stromquelle für das gewählte Wiedergabeelement 2 wirksam, wenn

4 N max %. 2 \ 1

ist, so dass der Wiedergabestrom von Toleranzunterschieden zwischen den Brennspannungen, die zu dem normalen Wiedergabestrom der Wiedergabeelemente gehört,

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nahezu unabhängig ist.

Im dargestellten Fall wird der

Spaltenleiter 6 während der Periode ΊΥ und To gewählt. Während der Periode Tl ist der Reihenleiter ^m+3 ^βΓΓβ6*» ^{so d}ass das Wiedergabeelement 2 _, ^ während dieser Periode stark aufleuchtet. Auf gleiche Weise leuchtet 2 , ., während der Periode T_Q

ra+1, n+1 8

stark auf. In den übrigen Perioden T₁ bis einschliesslich T , T_ bis dnschliesslich T- undT_g bis einschliesslieh T₁ ist der Transistor 36 leitend und der Transistor 30 gesperrt, so dass nur über den Widerstand 21 und den Spaltenleiter 6 ■, jeweils nur einem der Wiedergabeelemente 2. _i ein Ruhestrom geliefert wird. 1, n+ 1

Die übrigen Spaltenleiter werden auf entsprechende Weise über zugeordnete Spaltenwahlschaltungen mittels Wahlimpulse erregt, so dass während jeder Abtastperiode alle Wiedergabeelemente einer Reihe aufleuchten, schwach, wenn der zugeordnete Spaltenleiter nicht gewählt ist, und stark, wenn er wohl gewählt ist, während die Wiedergabeelemente der übrigen Reihen 'alle gelöscht sind.' Auf diese Weise wird während einer Abtastperiode ein 1 : k-ter Teil des gewünschten Wiedergabemusters gebildet.

Wenn alle Reihenleiter abgetastet worden sind, ist ein vollständiges Wiedergabemuster

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gebildet. Dabei ist es erwünscht, die Abtastfrequenz so hoch zu wählen, dass die Bildwiederholungsfrequenz höher ist als die sogenannte Filmmerfrequenz des menschlichen Auges, so dass ein visuell ruhiges Bild erhalten wird.

Nach Beendigung eines vollständigen

Bildes muss nach dem Reihenleiter 5k der Reihenleiter 5* abgetastet werden. Die mit diesem Reihenleiter verbundenen Wiedergabeelemente sind durch eine benachbarte Reihe gezündeter Wiedergabeelemente nicht vorionisiert. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass auf bekannte Weise ein zusätzlicher Reihenleiter 5 neben den Reihenleiter 5₁ gelegt wird, und zwar als sogenannte Rückstellkathode. Diese Rückstellkathode bildet mit den Spaltenleitern eine Anaahl 1 Gasentladungselemente, die vor dem Anfang eines neuen Bildzyklus mit einer ausreichend hohen Zündspannung gezündet werden. Im allgemeinen werden diese Gasentladungselemente vor visueller Beobachtung abgeschirmt, da infolge der höhetfen Zündspannung manche Elemente einen Strom erreichen, der höher ist als dqr gewünschte Ruhestrom durch die Wiedergabeelernente der übrigen Reihen, auch wenn in der Rückstellperiode keiner der Spaltenleiter gewählt wird.

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Gewünschtenfalls dürfen die

Reihenleiter beispielsweise mittels Widerstände mit einer Vorspannung versehen werden, so dass die nicht abgetasteten Reihenleiter gegebenenfalls Restladungen abführen können. Diese Vorspannung soll um soviel positiver sein als Vl, dass parasitäre Zündungen nicht auftreten können.

Gewünschtenfalls kann auch der Reihenabtastschalter 1O₁ mit einer negativeren Spannung

als Vr verbunden werden. Dies ist einerseits billiger als die Verwendung einer Rückstellkathode, andererseits tritt dann durch die vorübergehend auftretenden höheren Ruheströme in der ersten Reihe von Wiedergabeelementen möglicherweise eine Kontrastverringerung auf.

\5 Wird die Wiedergabe von sogenannten

"Grautönen" beispielsweise für Fernsehbilder oder Faksimileübertragung erwünscht, so lässt sich dies dadurch erreichen, dass der Strom durch die Wiedergabeelemente moduliert wird. Amplitudenmodulation sowie Pulsdauermodulatinn oder eine Kombination derselben

ist möglich. Amplitudenmodulation wird dadurch erreicht, dass die Speisespannung V₂ geändert wird, Pulsdauermodulation wird erreicht, wenn die Wahlimpulse kürzer gemacht werden als die Abtastperiode T..

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Zugleich können diese Modulationsmethoden dazu benutzt werden, die mittlere Bildleuchtdichte zu ändern, beispielsweise um die Leuchtdichte der Wiedergabemuster an die Leuchtdichte der Umgebung anzupassen. Es ist leicht ersichtlich, dass in dem Augenblick, wo der Reihenabtastschalter 10 geöffnet und der Reihenabtastschalter 10 geschlossen wird, eine Anzahl anderer Reihehabtastschalter gleichzeitig mit dem Reihenabtastschalter 10 geschlossen ;verden darf, beispielsweise die Reihenabtastschalter 10 . , 10 _ usw.

Die diesen Reihen zugeordneten Wi«dergabeelemente sind in sehr viel geringerem Masse vorionisiert als die zu der Reihe m+1 gehörenden Viedergabeelemente und brauchen dadurch eine höhere Zündspannung. Die Wiedergabeelemente der Reihe m+1 können dadurch leichter gezündet werden als die der übrigen gleichzeitig abgetasteten Reihen. Sobald dies erfolgt, tritt ein Spannungsabfall an den Widerständen 21 afer an den Reihenschaltungen 30, 31 auf, wodurch die Spannung zwischen den Spaltenleitern und den erregten Reihenleitern auf die Brennspannung der Wiedergabeelemente sinkt, wodurch sich die Zündungen nicht mehr weiter an den Spaltenleitern entlang fortpflanzen können.

Figur 2 zeigt eine andere Schaltungsanordnung nach der Erfindung, wobei alle Schd-ter, die parallel betätigt werden dürfen, zu jeweils einem Schalter

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vereint sind. Dabei sind die Reihenleiter 1, h, 7» ...m, m+3, ... usw. miteinander verbunden und zusammen über einen Abtastschalter 50 mit dem Speiseeingang 11 der Wiedergabeanordnung gekoppelt. Auf gleiche Weise sind die Reihenleiter 2, 5, 8» ·«· m+1, m+'l ... usw. über einen AbtastschäLter 51 mit dem Speiseeingang 11 gekoppelt, ebenso wie die übrigen Reihenleiter 3, 6, 9» ... ni+2, m+5 ··· usw. über einen Abtastschalter 52.

Im dargestellten Beispiel ist der Abtastschalter 50 während der /btastperioden T₁, Tl, T₇ und T₁₀ geschlossen, der Abtastschalter 51 während der Perioden T_, T^, Tg und T₁₁ und der Abtastschalter 52 während der Perioden T„, T^ und Tq.

Wenn die Abtastschalter abwechselnd in zyklischer Reihenfolge geschlossen werden, entspricht die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Figur weiterhin der nach Figur 1.

Wenn während der Periode T₁ die Reihe m erregt und alle Wiedergabeelemente 2 . gezündet sind, haben die Wiedergabeelemente der Reihen m-1 und m+1 eine verringerte Zündspannung infolge der vorhandenen Vorionisierung. Am Ende von T₁ öffnet der Abtastschalter 50, und der Abtastschalter 51 schliesst sich, während der Abtastschal.ter 52 nach wie vor geöffnet ist. Da die Reihe m-1 nicht erregt wird, werden nur die

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Wiedergabeelemerite der Reihe m+1 die Zündung der Wiedergabeelemente der Reihe m übernehmen. Durch Oeffnung des Abtastschalters 50 sind die Wiedergabeelemente der Reihe in gelöscht. Abhängig von den zugeordneten Wahlsignale werden eine Anzahl der Wiedergabeelemente der Reihe m+1 nur den Ruhestrom führen und schwach aufleuchten, und eine Anzahl anderer Wiedergabeeleinente dieser Reihe werden während der ganzen Periode T„ mehr oder weniger stark aufleuchten, wenn Impulsdauermodulation oder Amplitudenmodulation angewandt wird.

In der Periode T„ zünden auf dieselbe Art und Weise die Wiedergabeelernente der Reihe m+2, usw.

Die Vorionisierung der ersten Reihe

wird auch hier auf bekannte Weise mittels einer nicht dargestellten Rückstellkathode erhalten.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform

einer Wiedergabeanordnung nach der Erfindung, wobei die vorübergehende Spannungserhöhung, die zum Zünden der Wiedergabeelemente notwendig ist, statt über die Spaltenleiter über die Reihenleiter bewirkt wird. Dabei sind die gemeinsamen Anschlüsse der Schalter 50, 51 und 52 über einen Leiter 57 und einen Schalter 6-Λ m it dem Speiseeingang 11 verbunden, dem eine Speisespannung VY zugeführt werden kann, und über einen Schalter 60 mit einem Speiseeingang 55 der Wiedergabeanordnung, dem

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eine Speisespannung V_ zugeführt werden kann. Diese Spannung V_ ist derart gewählt worden, dass VY - V_ dem Spannungsunterschied V„ - V₁ in den Wiedergabeanordnungen nach Figur 1 und Figur 2 entspricht bzw. nahezu entspricht. Der Schalter 6o wird während jedes Periodenteils T... geschlossen, und der Schalter 61 wird während jedes Periodenteils T-₂ geschlossen. Die als Ruhestromzufuhrschaltungen wirksamen Widerstände liegen nun zwischen jeweils einem zugeordneten Spaltenleiter einerseits und dem Speiseeingang 29 anderersei t s.

Zum Zünden von Wiedergabeelementen

ist während der Periodenteile T.- eine Spannung V₁ — ν_ verfügbar. Da die Spannungen derart gewählt worden sind, dass V^-V_ = V₃ - V₁, ist folglich auch V₁ - V₅ = V„ - Vl, dj-h. die verfügbare Zündspannung ist ebenso gross wie in den Ausführungsbeispielen nach Figur und Figur 2. Während der Periodenteile T._ ist zur Aufrechterhaltung der Zündung eine Speisespannung V₁ - V. verfügbar, ebenso wie in den anderen Ausführungsbeispielen. Im Übrigen entspricht die Wirkung der Wiedergabeanordnung nach Figur 3 völlig der der Ausführungsform nach Figur 2.

Gewünschtenfalls darf in einer Spaltenwahlschaltung 20 der Widerstand 21 mit dem

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Emitter 32 des Transistors 30 statt mit dem Speiseanschluss 29 verbunden werden. Dies ergibt eine vernachlässigbare "Verringerung im Ruhestrom, da die Widerstände 21 viel grosser gewählt werden als die Widerstände 31» beispielsweise ein fünfzigfacher Widerstandswert. Abhängig von den verfügbaren Normwiderstandswerten und der erforderlichen Toleranzen kann gegebenenfalls ein etwas niedriger Widerstandswert für den Widerstandswert der Widerstände 21 gewählt werden als in den vorhergehenden Ausführungsformen, aber im allgemeinen wird ein Unterschied von etwa 2 $ in den Ruheströmen innerhalb der Messgenauigkeit liegen. Beim Wiedergabestrom tritt ebenfalls eine geringe Verringerung auf, die durch entsprechende Wahl des Widerstandswertes des Widerstands 31 ausgeglichen werden könnte. Der erreichbare Kontrast bleibt gleich.

Figur k zeigt eine vierte Ausführungsform der Wiedergabeanordnung nach der Erfindung. Darin enthält die Ruhestromzufuhrschaltung der Spaltenwahlschal-u tungen eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen 70 und

71 und die Wahlschaltung einen Transistors 72, der den Widerstand 70 überbrückt. Der Emitter des Transistors

72 und eine Seite des Widerstandes 70 sind mit dem Speiseeingang 29 der Wiedergabeanordnung verbunden, der Kollektor des Transistors 72 und die andere Seite des Widerstandes

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sind rait der einen Seite des Widerstandes 71 verbunden, dessen andere Seite mit dem entsprechenden Spaltenleiter verbunden ist, und die Basis des Transistors 72 ist mit dem Ausgang 39 der Torschaltung 35 verbunden. Wenn der entsprechende Spaltenleiter gewählt wird, ist der Transistor 72 leitend, der Widerstand 70 ist kurzgeschlossen, und der Wiedergabestrom durch das Wiedergabeelement, das den entsprechenden Spaltenleiter mit dem in diesem Augenblick abgetasteten Reihenleiter verbindet, wird nahezu ausschliesslich durch den Widerstand 71 bestimmt. . In dem nicht gewählten Fall wird der Ruhestrom durch die Summe des Widerstandswertes des Widerstandes 71 und des viel höheren Widerstandswertes des Widerstandes 70 bestimmt. In dieser Schaltungsanordnung arbeitet die Reihenschaltung aus dem Widerstand 71 und dem Transistor 72 nicht als Stromquellenschaltung, sondern der Transistor 72 ist nur als Schalter wirksam. Die Steuerung der Wiedergabeelemente wird folglich etwas mehr von der Streuung in den Brennspannungen abhängig.

Demgegenüber steht der Vorteil, dass die Torschaltungen 35 fortfallen können, wenn das Wahlsignal auch in der inversen logischen Polarität in. der logischen Steuerschaltung verfügbar ist. Insbesondere bei grossen Wiedergabe anordnung en mit vielen Spaltenleitern kann dies eine wesentliche Einsparung ergeben.

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Zugleich zeigt Figur h, wie in der

Reihenwahlschaltung der Schalter 61 (Figur 3) durch eine Diode 81 ersetzt werden kann, deren Kathode mit dem Speiseeingang 11 der Wiedergabeanordnung und deren Anode mit dem Leiter 57 verbunden ist. Wenn während T.₁ der Schalter 60 geschlossen ist, erhält der Leiter 57 eine Spannung V_ <^ V. , so dass die Diode 81 gesperrt ist. Sobald der Schalter 6o sich öffnet während T. , ist die Diode leitend, wodurch der Leiter 57 auf eine Spannung gelangt, die etwa dem Wert W entspricht, da die Rückstellkathode oder einer der Reihenleiter mindestens 1 Ruheströme und höchstens 1 Wiedergabeströme führt.

Es ist leicht ersichtlich, dass auch andere als die dargestellten Kombinationen der jeweiligen Typen von Spaltenwahlschaltungen und Reihenabtastschaltungen möglich sind. Ebenfalls dürfte es dem Fachmann klar sein, dass Schalter durch Halbleiter oder die dargestellten pnp-bzw. npn-Transistoren beispielsweise durch MOS-Transistoren ersetzt werden können. Auch können die gewählten Halbleiter mit anderen Elementen zusammen zu einer integrierten Schaltung vereint werden, beispielsweise mit der logischen Steuerschaltung, In den gewählten Ausführungsformen war immer V_ y V₁ y V. ~y V_. Es ist gewünschtenfalls möglich, die Wiedergabeanordnung mit inversen Polaritäten anzusteuern, wobei V_ / V₁ ■■' Vl < V_

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ist, unter Anpassung der Typenwahl für die Halbleiterschalter. Im allgemeinen wird es im Hinblick auf die Kopplung mit den logischen Steuerschaltungen erwünscht sein, die Speisespannung V₁ als Massepotential zu wählen.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE :

1 · ) Wiedergabeanordnung mit einer

Matrix aus Gasentladungswiedergabelementen mit je einer ersten und einer zweiten Speiseelektrode, welche Wiedergabeelemente eine bistabile Strom-Spannungs-Kennlinie aufweisen, einer Steuerschaltung mit einer Anzahl Reihenleiter une einer Anzahl Spaltenleiter, wobei von jedem Wiedergabeelement die erste Speiseelektrode mit einem der Reihenleiter und die zweite Speiseelektrode mit einem der Spaltenleiter derart verbunden ist, dass jedes Wiedergabeelement eine andere Kombination aus einem Reihenleiter und einem Spaltenleiter koppelt, einer Reihenabtastschaltung zum aufeinanderfolgenden periodischen Abtasten der Reihenleiter und einer Anzahl Spaltenwahlschaltungen zum Wählen derjenigen Wiedergabeelemente, die mit einem Wiedergabestrom erregt werden müssen, und zwar in einer Periode, in der ein Reihenleiter abgetastet wird, welche Spaltenwahlschaltungen am Anfang der Abtastung eines Reihenleiters alle mit dem abgetasteten Reihenleiter verbundenen Wiedergabeelemente erregen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeelemente zusammen in einem gasgefüllten Raum angeordnet sind und jede Spaltenwahlschaltung eine Ruhestromzufuhrschaltung enthält, die einen Spaltenleiter mit einer Gleichspannungsquelle zum Zuführen eines Ruhestromes

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PHN 8 6 30 1.11. 1977

koppelt, so dass auch nicht gewählten Wiedergabcelomenten, die mit dem abgetasteten Reihenleiter verbunden sind, während der Periode, in der der Reihenleiter abgetastet wird, ein Ruhestrom zugeführt wird, der einen derart niedrigen Wert aufweist, dass der Wiedergabepegel der nicht gewählten Wiedergabeelemente auf den Kontrast eines gebildeten Wiedergabemusters einen vernachlässigbaren Einfluss hat.~
2. Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsquelle zum Zuführen eines Ruhestromes eine derart pulsierende Gleichspannung liefert, dass am Anfang jeder Periode, in der ein Reihenleiter abgetastet wird, den Spaltenleitern eine zum Zünden der mit dem abgetasteten Reihenleiter verbundenen Wiedergabeelemente ausreichende Spannung zugeführt wird und während des übrigen Teils jeder Pei\iode den Spaltenleitern eine zum Aufrechterhalten eines Stromes durch diese Wiedergabeelemente ausreichende Spannung zugeführt wird.

3· Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass den Reihenleitern Abtastimpulse zugeführt werden, die eine derartige Form aufweisen, dass am Anfang einer Periode, in der diese Reihenleiter abgetastet wird, dem abgetasteten Reihenleiter eine zum Zünden der mit diesem Reihenleiter verbundenen

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ORIGINAL INSPECTED

PIIN 8630 1.11.1977

Wiedergabeelemente ausreichende Spannung und während des übrigen Teils dieser Periode diesem Reihenleiter eine zum Aufrechterhalten eines Stromes durch die mit diesem Reihenleiter verbundenen Wiedergäbeelemente ausreichende Spannung zugeführt wird,

h. Wiedergabeanordnung nach einem der

Ansprüche 1 bis 3f dadurch gekennzeichnet, dass eine Ruhestromzufuhrschaltung einen Widerstand enthält, der den zugeordneten Spaltenleiter mit der Gleichspannungsquelle zum Zuführen eines Ruhestromes koppelt, und eine Spaltenwahlschaltung weiter eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Wahlschalter enthält, die den zugeordneten Spalterieiter mit einer Gleichspannungsquelle zum Zuführen eines Wiedergabestromes verbindet.

5· Wiedergabeanordnung nach einem der

Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass eine Spaltenwahlschaltung eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Wahlschalter enthält, die den zugeordneten Spaltenleiter mit eine Gleichspannungs~ quelle verbindet, und weiter eine Ruhestromzufuhrschaltung enthält, die den Wahlschalter überbrückt. 6. Wiedergabeanordnung nach einem der

Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenleiter in mindestens drei Gruppen miteinander derart verbunden sind, dass sich zwischen zwei Reihenleitern

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derselben Gruppe immer mindestens zwei Reihenleiter einer anderen Gruppe befinden, wobei die Reihenabtastung periodisch und in zyklischer Reihenfolge den Gruppen von Reihenleitern Abtastimpulse zuführt. 7· Wiedergabeanordnung nach einem der

Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeanordnung eine Einstellschaltung zum Einstellen eines gewünschten Wiedergabepegels und eine Wahlimpulsschaltung zur Steuerung der Spaltenwahlschaltujigen enthält, und die Wahl impuls schal tung den Spaltenwahl schaltungen Wahlimpulse zuführt, deren Form durch die Einstellschaltung derart bestimmt wird, dass der Strom durch ein gewähltes Wiedergabeelement den gewünschten Wiedergabepegel ergibt.

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