DE2758729C2 - Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

unterleillcn Anodenreihen (1. 2) eine entsprechende 25 schal verwiesen.

Die Erfindung betrifft eine Fluoreszenzanzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der grundsätzliche Aufbau solcher Fluoreszenz-AnZeigevorrichtungen ist beispielsweise aus Elektronik, 1976. H. 4. Seite 38/39, oder aus Elektronik-Information. 8.Jahrgang. 1976. Heft 10. Seite 33, bekannt. Es handelt sich dabei um trioden-ähnliche Aufbauten aus wenigstens einer Katode, mehreren Steuergittern und mehreren Anoden, welche in einem evakuierten Glaskolben eingeschmolzen sind. Auf die Möglichkeit des Multiplexbetriebes ist in den genannten Schriften pau-

Anzahl von Komparatoren (24t/.. .24i') vorgesehen ist. an die jeweils eine anzuzeigende Spannung (^j_n) und eine der gestuften Referenzspannungen (l-'l... l'6; Vl.. ,VM) angelegt ist, daß der Ausgang der Komparaloren (24) mit jeweils einem Anschluß (8/1 .8F) von den jeweils miteinander elektrisch verbundenen Anoden (IA + IG: IB+ IH;... IF+ IL) der Teilreihen (1.4...1F; IG. ..1L) verbunden ist. daß cine Einrichtung (Sl. S3. 30) zur aufeinanderfolgend periodischen Anlegung einer Sleuerspannung (±Γ#) an die Gilterelektroden (4.4. AB) mit einer ausreichend hohen Frequenz vorgesehen ist. und daß eine Einrichtung (.Vl) zur Veränderung der gestuften Referenzspannungen (!'!...i'6; Γ7...Γ12) zwischen Die Ansteuerung von bandförmigen Quasi-Analog-Anzcigevorrichtungen erfordert ohne Muitiplex-Betrieb für jedes einzelne Anzeigeelement eine Steuereinrichtung (Relerenz-Komparator). Es sind /.war aus der »Technischen Mitteilung der Firma Siemens AG, Februar 1976«. über die integrierte Schaltung UAA 170 zur Ansteuerung von LED-Zeilen, und aus der DE-OS 2408062 konkrete Möglichkeiten bekannt, die Anzahl der Steuerleilungen zu vermindern. Aus der letztgenannten Schrift isi es auch bekannt, zusätzlich durch Multiplex-(MX)-l)ctrieb die Anstcuereinrichtung zu vereinfachen, und zwar indem über eine Matrix die beiden Slcuerleitungen jeweils zu Gruppen vereinigt werden und die Umwandlung des Steuersignals in ein signalgrößen-abhängiges

der Anzahl der Teilreihen (1.4... IF: IG.. .IL) ent- 4o Frequenzsignal benutzt wird, jedoch sind diese Lösun-

sprechenden unterschiedlichen Spannungswertreihen (V\.. .!'6 bzw. 17.. .VM) synchron zur Änderung der Giltersieuerspannung (+ Va) vorgesehen ist (Fig. 3.5).

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekenn- ■ zeichnet, daß die Referenzspannungs-Erzeugungseinrichtung eine an eine Spannungsquelle ( Vv) angelegte Widcrslands-Serienschaltung (Al... RS) umfaßt und daß die Einrichtung zum Verändern der Referenzspannungen ( Vl... Vd; Vl.. . VM) einen parallel zu einem der Widerstände (Λ8) liegenden, durch eine impulsförmige Steuerspannung (Q) angesteuerten Transistor (.Vl) und eine den Pegel des Eingangsspannungssignals (VR) in diskreten Stufen (al, i2) in Abhängigkeit von der impulsförmigen Steuerspannung (Q) verändernde Einrichtung (23) umfaßt (Fig. 3).

3. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Relercnzspannungs-Erzeugungseinrichtung eine an eine Spannungsvolle (I V) angelegte Widerstands-Seriensehaltung (Al. .. RH) umfaßt und daß die Einrichtung zum Verändern der Referenzspannungen (H. Γ6; 17. . .ΙΊ2) einen parallel zu einem der Widerstände (RH) liegenden, durch eine impulsförmige Steuerspannung (Q) angesteuerten Transistor (.Vl) ur.d einen /weiten, einen Parallelwidersland zu einem Anteil der Widersiandsseriensehaltiing ( Rl . . RH) bildenden niederohmigeren Wigen einerseits nicht ohne weiteres für die Ansteuerung von Fluoreszenz-Anzeigevorrichtungen einsetzbar, und sie sind andererseits auch noch relativ kompliziert.

Dair.il liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung für Pegelwertanzeige mit einer Schallungsanordnung der eingangs genannten Gattung so auszubilden. d;:ß sie einfach und kompakt aufgebaut und der Schaltungsaufwand möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1. Mit einer derartigen Vorrichtung isl die gleichzeitige Anzeige von mehreren Signalen in Leuchlbanddarstellung möglich, und es kann zwischen den einander zugeordneten Reihen von Anoden auch noch eine Reihe von Anzeigehinweisen wie Zahlen u. dgl. in Form von zusätzlichen, mit fluoreszierendem Material bedeckten Anoden vorgesehen werden, wenn für eine entsprechende Ansteuerung gesorgt wird. Die Ansleuerung der Anzeigeanoden crgibi sich dabei auf

ι besonders vorteilhafte Weise. Es kann die Anzahl der notwendigen Komparaloren mindestens auf die Hälfte oder einen entsprechenden Teilwert herabueselzl weiden, und gleichwohl ergibt sieh für das menschliche Auge der Eindruck eines einheitlichen Anzeigeleuehlbandes.

- Die Diiueranz.cige von Ziffern /wischen parallelen l.euchtband-An/cigen ist bei l.ED-Anzeigen grundsätzlich aus IEEE-Spectrum. November 1972. Vol. ¹MIeIl Seile 21 bekannt.

Die Umschaltung der Referenzspannungswerle kann dabei gemäß Anspruch 2 bzw. Anspruch 3 besonders vorteilhaft erreicht werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ergibt eine einfache Art der l'nterdrüekuni. von möglicherweise auftretenden Kreuzkoppeleff :klen.

Ausführungsheispiele der !-Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. la) die grundsätzliche Darstellung einer Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung,

Fig. Ib)einen Schnitt nach Linie A A' der Fig. la.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Beschallung der Anzeigeanoden der Vorrichtung nach Fig. la.

Fig. 3 eine Ausführung der Steuerschaltung für eine der beiden Anodenreihen der Vorrichtung nach Fig. la,

Fig. 4a-4d Darstellungen von Ansteuersignalen in der Schaltung nach Fig. 3, und

Fig. 5 eine andere Ausführung der Ansteumchaltung nach Fig. 3.

Fig. la und Ib zeigen schematisch den grundsätzlichen Aufbau einer Fluoreszenz-Anzeigeröhre, die beispielsweise die Darstellung des Pegels von Wechselspannungssignalen, beispielsweise Audio-Signalen, ermöglicht. Auf einem dielektrischen Substrat 6 in der Anzeigeröhre, deren Kolben nicht dargestellt ist. sind 24 mit einem bei Elektronenaufprall fluoreszierenden Material bestrichene Anoden IA-XL und 2.4 IL als Reihen 1 und 2 angeordnet. Jede Einzelanode besteht aus einer leitenden Grundplatte, die mit bei Elcklronenaufprall fluoreszierendem Material bestrichen ist. Zwoif Anoden in Form von Ziffern 1-12 sind an dem Substrat 6 zwischen den beiden Anodenreihen zur Bezeichnung des angezeigten Pegels angeordnet.

Zwei Gitter 4.4 und AB werden durch Stützen 5.1 bis SH so an dem Substrat 6 gehalten, daß sie die fluoreszierenden Anoden 1.4 bis \L und IA bis IL und die Ziffern 1 bis 12 überdecken. Oberhalb der Gitter 4.4 und 45 sind zur Emittierung von Elektronen Katodenfaden 3 vorgesehen. Die Gitter AA und AB steuern zusammen mit den an den Anoden anliegenden Gleichspannungen den auf die Anoden XA bis XL und 2-4 bis 2/. aufireffcnden Elektronenstrom.

Da das Gitter AA die fluoreszierenden Anoden (Segmente) \A bis IF und IA bis IF überdeckt und das Gitter AB die Segmente IG bis J/. und IG bis IL überdeckt, können die Ziffern 1 bis 12 in unmittelbarer Nähe der Anoden 1.4 bis. 1/. und 2.4 bis IL angeordnet sein.

In Fig. 2 sind die elektrischen Verbindungen der Anoden 1.4 bis IZ. mit einem äußeren Schaltkreis dargestellt, dabei sind die ZilTernelemente 1 bis 12 weggelassen. Jede Klemme 8.4 bis SF ist mit zwei Segmenten XA bis XL verbunden und andererseits ist jede Klemme 9A bis 9F mit zweien der Segmente 2.4 bis 21. verbunden. Die Klemmen 8.4 bis SF und 9.4 bis 9/·' sind jeweils mit einem von zwölf (nicht dargestellten) Komparaloren verbunden, die in Abhängigkeit von dem Pegel der an die Komparatoren angelegten Wechselspannungssignale den Anoden Gleichspannungen zuführen. Die Klemmen TA bzw. IB dienen der Beschallung der Gitter AA bzw. AB.

In Fig. 3 ist eine elektrische Steuerschaltung für die Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung dargestellt. Lin Gleichrichter 22 ist mit einer Klemme 21 verbunden, an der ein Wechselspannung^signal anliegt. Der Gleichrichter 22 ist mit einem Verstärker 23 verbunden, dessen Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit von einem an dem Verstärker 23 anliegenden Impulssigna! Q /wischen i, und

α, wechselt. Der Ausgang des Verstärkers 23 ist mit jeweils einer der zwei Eingangsklcmmen von sechs Komparatoren IAu bis 24/ verbunden. Die jeweils andere F.ingangsklemme der komparatoren 24« bis 24/ ist mit * einer von sechs Verbindungspunklen Jl bis Jb verbunden und erhält von daher Referenz-Gleichspannungen. Acht Widerstände RX bis RS lieyen in Reihe zwischen einer Klemme 41 und lirde. Die Klemme 41 ist mit einer (nicht dargestellten) GleichspaiiiHingsquelle verbunden und liegt auf dem Potential +· Γ. und auf diese Weise werden die Referenzspannungen an den Verbin-· dungspunkten JX bis 76 erzeugt. Der Kollektor eines Transistors 51 ist mit einem weiteren Verbindungspunkt 77 verbunden, während sein Emitter an Erde liegt. Die ^; Basis des Transistors 51 liegt unter Zwischenschaltung eines Widerslandes R₁₁₁ an einer Klemme 29. an der das Impulssignal Q anliegt. Die Ausgänge der Komparatoren 24« bis 24/ sind über Klemmen 8.4 bis 8F jeweils mit den Anoden XA bis IF bzw. IG bis IL verbunden, ι Gleichzeitig ist die Klemme 29 mit einem Austast-Schallkreis 31« und über einen Inverter 30 mil einem weiteren Austast-Schaltkreis 31/> verbunden. Der Austast-Schaltkreis 31« ist über einen Widerstand R_B1 mit der Basis eines Transistors 52 verbunden. Der Emitter des Transistors 52 ist mit einer Klemme 42 verbunden, an der eine Gleichspannung + V₁₁ anliegt und sein Kollektor ist über einen Widerstand R_cl mit einer Klemme 43 verbunden, an der eine negative Gleichspannung — ij anliegt. Der Ausgang des Inverters 30 ist mit der Basis eines Transistors 53 unter Zwischenschaltung des Äuslasl-Schallkreises 3Xh und eines Widerstandes R_Bi verbunden. Der Emitter des Transistors 53 ist mit einer Klemme 44 verbunden, an der die Gleichspannung + I, anliegt und sein Kollektor ist über einen Widerstand R₀₂ mit einer Klemme 45 verbunden, an der die negative Gleichspannung -I_n anliegt. Die Kollektoren der Transistoren 52 und 53 sind ferner über die Klemmen 28« bzw. 28h mit den Giltern 4.4 bzw. AB verbunden. Die beiden Austastschaltungcn 31« und 3Xh verhindern das Auftreten einer Kreuzkopplung zwischen den einzelnen Anoden, beispielsweise den Anoden 1.4 und IG.

Die Wirkungsweise der Schallung nach Fig. 3 wird in Zusammenhang mit Fig. 4a bis 4c erläuten. Am Gleichrichter 22 liegt von der Klemme 21 her ein Wechselspannungssignal an und erzeugt eine gleichgerichtete Ausgangsspannung V_K. Die Wellenform des Signals Q ist in Fig. 4a dargestellt. Der Verstärker 23 verstärkt während eines Zeitabschnitts ?", des Impulssignals Q die Spannung Γ_κ um den Faktor s, und während des Zeitabschnittes /', um den Faktor *,. Das Signal Q liegt gleichfalls am Transistor 51 an und läßt ihn während des Zeitabschnitts 7", leitend und während des Zeitabschnitts /', nichtleitend weiden. Deshalb betrügt die-Spannung an dem Vcrbiiulungspunkt Jl ungefähr 0. während der Transistor 51 leitend ist. In l-'ig. 4d ist die Spannungs-Wellenform am Kollektor des Transistors 51 dargestellt. Die Spannungen an den Verbindungen 71 bis 76 werden jeweils während des Leil-Zuslandes des Transistors 51 mit l'6 bis Vl und während des Sperrzuslandes des Transistors 51 mil ^12Ws Vl bezeichnet. Die Spannungen Vl bis VXl werden dann so ausgewählt, daß sie die folgenden Beziehungen erfüllen:

V, I', V

■•1

Ot-,

Vm beispielsweise ein i'(^:-(Ausslcucrungs-)Meter mit den Werten -20. -14. -10. -7,5. -5. -3, _2, _|.

O. +1. (-2. +.'. (dB) bei OdI) = 0.775 ν ai erhalten, müssen bei W- 15 v. x, = 5.62, und 2, = 4.57 die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

R₂IR₁ =0.0.545. Rfi R₁ -0.0485

R₄ R₁ =0.043.
/?„//?,= 0.0 J4 5,
«„■Λ, =O.2i9O

RyR, - 0.0.1X5 R-. R, =0.415

selslromsignal dar. es ist jedoch klar ersichtlich, daß auch zwei und mehr Signale verarbeitet werden können, wenn weitere Komparaloren und Schaltkreise 22 und 23 hinzugefügt werden, um sie mit den Referenzspannungen K₁ bis I₁₂ zu gebrauchen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Jeder Komparator 24« bis 24/ erzeugt eine Spannung mit hohem Wert (beispielsweise eine Quellenspannung + K₁), wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 23

die Referenzspannung (K₁. K₂ K₁, oder K₁₂) über-

trifft und erzeugt eine Spannung mit niederem Wert (z. I). -I₁). wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 23 unterhalb des erwähnten Referenzspannuiigswertes liegt. Die Spannungen mit hohem oder niederem Wert von den Komparaloren werden dann an die Anöden 1.·4 bis 1/. angelegt.

Das Signal Q bzw. sein invertierter Wert weiden jeweils an die Austast-Schalikreise 31</ bzw. 31fr angelegt. Die beiden Schaltkreise 31</ und Mh sind identisch so ausgelegt, daß sie die Impulsbreite des ins Positive gehenden Impulses schmal machen und sie enthalten normalerweise einen monostabilen Multivibrator.

Der Transistor S2 ist während des Zeitabschnittes 7", leitend und + V₁₁ liegt am Cutter 4.4. während der Transistor während des Zeitabschnittes T₁ gesperrt ist und - Ij am Gitter 4Λ anliegt. Der Verlauf der am Gitter 4Λ anliegenden Spannung ist in Fig. 4b dargestellt. Da das gegenüber dem Signal Q invertierte Signal an der Basis des Transistors S3 anliegt, erhält das Gitter 4B die Spannung gemäß Fig. 4c. Wenn deshalb während des Zeitabschniltes T_x die Spannung + I], am Gitter 4ß anliegt, k d idi Pl (KΚ I) drh

b _x pg

kann der niedrigere Pegel (K₁/
i 16" bi

g ₁) durch

die Anzeigesegmente 16" bis 1/. wiedergegeben werden. Wenn während des Zeilabschnittes /', andererseits die Spannung + l'„ am Gitter 4.1 anliegt, kann der höhere

Pegel (K-/2,. r_a/2, K₁₂ *,) durch die Anoden IA

bis 1F wiedergegeben werden. Beispielsweise werden bei einer Spannung K_K= 1.5 dB die Anoden IC bis 1/. Licht emittieren. Wenn die Frequenz des Signals Q so gewählt ist. daß sie über der kritischen Fhickerfrequenz. des menschlichen Auges liegt, werden die gleichzeitig höheren und niederen Pcgelwerte leuchtend gesehen.

Diese Art der Ansteuerung ergibt, wenn man sie zusammen mit Fig. la betrachtet, eine Ansteuerung des Leuchtbandes von hohen Werten her. Bei einer Ansteuerung von niederen Werten her. wie sie sonst allgemein üblich ist. müssen die Komparatoren 24« bis 24/ so angeschaltet werden, daß der Komparator 24« an seinem (- )-Eingang mit dem Verbindungspunkt Jb verbunden wird, und so abwärtsgehend weiter bis zur Verbindung des Komparator 24/ mit dem Verbindungspunkt Jl.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Schallung nach Fig. 3. Die Unterschiede zwischen den Schall kreisen "von Fie. 3 und Fig. 5 bestehen darin, daß in Fig. der Verstärker 23 weggelassen ist und ein Widersland Λ9 und ein Transistor 54 hinzugefügt wurde. Wenn der Transistor Sl leitend ist. ist der Transistor .S"4 gleichfalls leitend und ergibt eine Überbrückung der Widerstände Rl bis Rl. "so daß die Referenzspannungen an den Verbindungspunkien./1 bis Jb in Abhängigkeit vom Signal Q wechseln.

Fig. 3 stellt eine Schaltung für ein anliegendes Wech-

Claims (4)

1. Patentansprüche:
2. t. Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung für Pegelwertanzeige mit Schaltungsanordnung zur Ansteuerung im Multiplexbetrieb, mit einer Vielzahl von in wenigstens einer Reihe angeordneten, jeweils mit einer Schicht bei Elektronenaufprall fluoreszierenden Materials bedeckten Anoden, mit mindestens einer Elektronen zu den Anoden emittierenden Katode und mit zwischen den Anoden und der mindestens einen Katode angebrachten Gittereleklrodei;. dadurch gekennzeichnet, daß jede Reihe von Anoden (1.2) in mindestens zwei Teilreihen (1.4... IF; IG... IL) unterteilt ist. daß jeweils einander entsprechende Anoden (1.4, \B...; IG. IF...;) der Tei'reihen miteinander elektrisch verbunden sind (1.4 + IG; 'S+ IH: ... IF+ IL). daß je eine Gitterelektrode (4/1. AB) jeder Teilreihe (1A ... 1F; IG.. .1L) jeder Anodenreihe (1. 2) überdeckt, daß für jede Anodenreihe (1. 2) eine Einrichtung (Jl.. .J6) zur Abgabe von der Anzahl der Anoden in einer Teilreihe (IA... IF; IG... IL) entsprechenden gestuften Referenzspannungen (VI
3. .V6; VT.. .VM) vorgesehen ist. daß für jede der derstandsweg (R9) unter dem Einfluß der impulsformigen Steuerspannung (Q) öffnenden und schließenden Transistor (SA) umfaßt (Fig. 5).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Impulslänge der impulsförmigen Steuerspannung (Q) verkürzende Austast-Schaltkrcise (31a, 31/j) in den Ansteuerkreisen (S2; 53) für die Giltersleuerspannung (± Vg) für die beiden Gitterelektroden (AA, AB) vorgesehen sind.

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