DE2821988A1

DE2821988A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2821988A1
Application number: DE19782821988
Authority: DE
Inventors: Osamu Maida
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1978-12-21
Also published as: GB1604324A; US4334745A; US4262282A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL-ING

H. KINKELDEY

DR-ING.

W. STOCKMAIR

—· Da-INQ AiEICALTECHI

"~ T " K. SCHUMANN

_m Da RER NAT - DtPL-PHYS

P. H. JAKOB Θ. BEZOLD

Da PfR NAT - DlPL-CHEM

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 12 788 Dre/mi 19- Mai 1978

Anzeigeeinrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere auf eine Anzeigeeinrichtung zum diskreten Anzeigen einer analogen Eingangsspannung unter Verwendung eines mit Parallelvergleich arbeitenden Analog-/Digital-Wandlers (A/D-Wandler).

Herkömmliche Anzeigeeinrichtungen sind mit Komparatoren ausgestattet, von denen jeder eine individuell unterschiedliche, digitalisierende Standardspannung als Eingangsgröße, sowie eine analoge Eingangsspannung als andere Eingangsgröße empfängt und ein.digitales Signal durch Vergleichen der beiden Eingangsgrößen abgibt, wobei das digitale Signal durch Anzeigeelemtne, wie beispielsweise Licht emittierende Dioden (LED) visuell zur Anzeige gebracht wird.

Derartige Anzeigeeinrichtungen sind jedoch insofern mit Nachteilen behaftet, als daß der Leistungsverbrauch anwächst, wenn die Zahl der Darstellungsarten durch die Anzeigeelemente, beispielsweise durch die Licht emittierenden Dioden, anwächst? entspre-

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chend wächst die Anzahl der Vergleicher, der Anzeigeelemente und der Treiber leitungen hierfür, und weiterhin niiamt der für die Komparatoren benötigte Platzbedarf zu.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anzeigeeinrichtung für einen vergrößerten Anzeigebereich einer analogen Eingangsspannung ohne Erhöhen der Anzahl der Komparatoren zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, bei der kleinere minimale diskrete Anzeigestufen für die analoge Eingangsspannung möglich sind, das heißt eine verbesserte Anzeigegenauigkeit, ohne daß dabei die Anzahl der Komparatoren zunimmt.

Die genannten Ziele der vorliegenden Erfindung werden dadurch erreicht, daß ein den Komparatoren zugeführtes Eingangssignal zum Schwingen veranlaßt wird, und zwar mit einer Amplitude, die der Differenz zwischen einer höchsten digitalisierenden Standardspannung und einer niedrigsten digitalisierenden Standardspannung entspricht, wodurch ermöglicht wird, daß die Komparatoren mehrere Funktionen ausführen.

Weiterhin werden die oben genannten Ziele dadurch erreicht, daß das andere den Komparatoren zugeführte Eingangsspannungssignal gleichzeitig innerhalb eines digitalisierenden Einheits- oder Quarrtisierungsstufen-Spannungsbereichs Schwingungen unterworfen wird, wodurch die Komparatoren mehrfache Funktionen ausführen können.

Die Ziele werden weiterhin dadurch erreicht, daß die Komparatoren mehrfache Funktionen nach Maßgabe einer Amplitude des analogen Eingangssignals ausführen.

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Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Anzeigeeinrichtung, die mehrere Komparatoren zum parallelen Vergleichen einer analogen Eingangsspannung mit mehreren digitalisierenden Standardspannungen umfaßt, um die Eingangsspannung zu digitalisieren, sowie eine Anzeigeanordnung zum Anzeigen der so digitalisierten Ausgangsgröße, ausgestattet mit einer Steuerung, die periodisch zwischen einem ersten Steuerzustand und einem zweiten Steuerzustand umschaltbar ist, wobei die Steuerung in dem ersten Steuerzustand die Vergleicher in die Lage versetzt, die analoge Eingangsspannung in einem ersten Spannungsbereich einem Vergleich zu unterziehen, sowie im zweiten Steuerzustand die Vergleicher in die Lage versetzt, die Eingangsspannung in einem zweiten Spannungsbereich einem Vergleich zu unterziehen. Weiterhin ist die Anzeigeeinrichtung ausgestattet mit einer Codiereinrichtung zum Codieren der digitalisierten Ausgangsgröße der Vergleicher während des ersten Steuerzustandes der Steuerung mit einem ersten Codierungsmodus und während des zweiten Steuerzustandes mit einem zweiten Modus, wobei die Codiereinrichtung die Anzeigeanordnung entweder im ersten oder zweiten Modus nach Maßgabe des Zustandes der Steuerung treibt.

Die obere Grenze des ersten Spannungsbereichs der analogen Eingangsspannung kann derart ausgewählt werden, daß sie im wesentlichen der unteren Grenze des zweiten Spannungsbereichs entspricht.

Die Steuerung kann so ausgelegt sein, daß sie aufgrund des Umschaltens zwischen dem ersten und zweiten Steuerzustand veranlaßt, daß ein Eingang der Vergleicher periodisch über einen Differenzbetrag zwischen dem maximalen und minimalen Wert einer digitalisierenden Standardspannung Schwingungen unterworfen wird.

Die Steuerung kann weiterhin eine Einrichtung umfassen, die veranlaßt, synchron zu den Umschalfrzyklen des ersten und zweiten Steuerzustandes die andere Eingangsspannung der Vergleicher über einen Bereich hinweg Schwingungen zu unterwerfen, welcher kleiner ist als die digitalisierende Einheitsspannung oder

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Quantisierungs-Stufenspannung, wobei die Zyklen von den zuerst genannten Zyklen abweichen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Analog-/Digital-Wandler mit Parallelvergleich zum parallelen Vergleichen einer analogen Eingangsspannung mit mehreren digitalisierenden Spannungen unter Verwendung mehrerer Vergleicher, um die analoge Eingangsspannung in eine digitale Ausgangsgröße umzuwandeln, vorgesehen, der gekennzeichnet ist durch eine Halteschaltung, die in einem ersten Zustand gehalten wird, wenn ein Vergleicher, der unter den Vergleichern die größte digitalisierende Spannung empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die größer ist als die größte digitalisierende Spannung, und die in einem zweiten Zustand gehalten wird, wenn ein Vergleicher, der die niedrigste digitalisierende Spannung unter den Vergleichern empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die niedriger ist als die niedrigste digitalisierende Spannung, eine Steuerschaltung, die den Vergleich der analogen Eingangsspannung durch die Vergleicher in einem ersten Spannungsbereich ermöglicht, wenn sich die Halteschaltung in dem ersten Zustand befindet, und die den Vergleich der analogen Eingangsspannung durch die Vergleicher in einem zweiten, niedrigeren Spannungsbereich ermöglicht, wenn sich die Halteschaltung in dem zweiten Zustand befindet, und eine Codierschaltung zum Codieren der Ausgangsgröße der Vergleicher in einem ersten Codierungsmodus, wenn sich die Halteschaltung im ersten Zustand befindet, und zum Codieren der Ausgangsgröße in einem zweiten Codierungsmodus, wenn sich die Halteschaltung im zweiten Zustand befindet.

Die genannte Steuerschaltung kann zusammengesetzt sein aus einer Digitalisierungsspannung-Schaltanordnung, die digitalisierende Spannungen in einen ersten digitalisierenden Spannungsbereich schaltet, wenn sich die Halteschaltung in dem ersten Zustand befindet, um dadurch die Vergleicher in die Lage zu versetzen, den Vergleich einer analogen Eingangsspannung innerhalb des ersten Eingangsspannungsbereichs durchzuführen, und die die digitalisierenden Spannungen in einen zweiten Spannungsbereich, de:r niedriger ist als der erste Spannungsbereich, schaltet,

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wenn sich die Halteschaltung im zweiten Zustand befindet, wodurch die Vergleicher in die Lage versetzt werden, den Vergleich einer analogen Exngangsspannung in dem zweiten Eingangsspannungsbereich durchzuführen.

Weiterhin kann die Steuerschaltung eine Analog-Eingangsspannung-Schaltanordnung umfassen, die den den Vergleichern zugeführten Wert der analogen Eingangsspannung derart schaltet, daß diese in der Lage sind, den Vergleich in dem ersten Eingangsspannungsbereich durchzuführen, wenn die Halteschaltung sich im ersten Zustand befindet, und den Vergleich in dem zweiten Eingangsspannungsbereich durchzuführen, wenn sich die Halteschaltung im zweiten Zustand befindet.

Die Halteschaltung kann einen ersten Komparator umfassen, der die größte digitalisierende Spannung unter den Vergleichern empfängt, einen zweiten Komparator, der die kleinste digitalisierende Spannung unter den Vergleichern empfängt, und eine zwei Zustände aufweisende bistabile Schaltung, wobei der erste Komparator derart ausgebildet ist, daß er bei Erhalt einer analogen Exngangsspannung, die größer ist als die größte digitalisierende Spannung, ein erstes Ausgangssignal abgibt, und wobei der zweite Komparator derart ausgebildet ist, daß er beim Empfang einer analogen Exngangsspannung, die kleiner ist als die kleinste digitalisierende Spannung, ein zweites Ausgangssignal abgibt, und wobei die bistabile Schaltung jeweils in einem ersten oder zweiten Zustand bei Erhalt des ersten oder zweiten Ausgangssignals gehalten wird.

Weiterhin kann die Halteschaltung eine erste Detektorschaltung umfassen, die ein erstes Ausgangssignal abgibt, wenn ein Vergleicher, der unter den Vergleichern die größte digitalisierende Spannung empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die größer ist als die größte digitalisierende Spannung, eine zweite Detektorschaltung, die ein zweites Ausgangssignal abgibt, wenn ein Vergleicher, der unter den Vergleichern die kleinste digitalisierende Spannung empfängt, ein analoges Eingangssignal empfängt, welches kleiner ist als die kleinste digitalisierende Spannung, sowie eine bistabile Schaltung, die bei Erhalt des

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ersten oder zweiten Ausgangssignals in einem ersten, bzw. zweiten Zustand gehalten wird.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt darin, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, welche Vergleicher aufweist zum parallelen Vergleichen einer analogen Eingangsspannung mit digitalisierenden Standardspannungen, um die Eingangsspannung zu digitalisieren, sowie eine Anzeigeanordnung zum Anzeigen der digitalisierten Ausgangsgröße. Die Einrichtung weist eine Steuerung auf, die periodisch zwischen einem ersten und zweiten Steuerzustand geschaltet wird. Die Steuerung ermöglicht im ersten Steuerzustand, daß die Vergleicher den Vergleich in einem ersten Spannungsbereich des analogen Eingangssignals durchführen, während im zweiten Steuerzustand der Vergleich in einem zweiten Spannungsbereich der analogen Eingangsspannung durchgeführt wird.

Es ist ein Codierer vorgesehen zum Codieren der digitalisierten Ausgangsgröße der Vergleicher mit einem ersten Codierungsmodus im ersten Steuerzustand der Steuerung und zum Codieren der digitalisierten Ausgangsgröße der Vergleicher mit einem zweiten Codierungsmodus im zweiten Steuerzustand. Der Codierer ist derart ausgebildet, daß er die Anzeigeanordnung nach Maßgabe des Zustandes der Steuerung im ersten oder zweiten Modus treibt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispxele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 2A und 2B Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Schaltungsskizze einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung,

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Fig. 4A und 4B Zeitdiagramme zum Erläutern der Funktionsweise der zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematische Schaltungsskizze einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 6A, 6B, 6C, 6D₇ 7A, 7B, 8A und 8B Zeitdiagramme zum Erläutern der Funktionsweise der dritten Ausführungsform,

Fig. 9 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 10 ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der vierten Ausführungsform,

Fig. 11 eine schematische Schaltungsskizze einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 12 ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der fünften Ausführungsform, und

Fig. 13 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, wobei lediglich ein bezüglich der in Fig. 11 dargestellten fünften Ausführungsform modifizierter Teil dargestellt ist.

In der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1 zeigt die Schaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, in der ein Analogsignal von einer bekannten elektrischen Verschlußschaltung einer fotografischen Kamera erhalten wird. Die elektrische Verschlußschaltung 1 ist mit einem Speicherkondensator C1 ausgestattet, der als Analogsignal-Quelle dient und von dem Ladespannung als Eingangsspannung V. .. einer Anzeigeeinrichtung 2 zugeführt wird. Die elektrische Verschlußschaltung 1 und die Anzeigeeinrichtung

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sind zwischen eine Speiseleitung 21, die mit einer positiven Klemme einer Energiequelle EB verbunden ist, und eine Rückführleitung 22, die an die negative Klemme der Energiequelle angeschlossen ist, geschaltet.

In der elektrischen Verschlußschaltung 1 wird ein erstes elektrisches Signal von einer Fotodiode PD entsprechend der Objekthelligkeit erhalten, und ein zweites elektrisches Signal wird von einem veränderbaren Widerstand Rf entsprechend einem Blendenwert und der Filmempfindlichkeit erhalten. Die beiden Signale werden in einer ersten Verarbeitungsschaltung Al verarbeitet, die eine Spannung abgibt, die sich schrittweise entsprechend einer Verschlußgeschwindigkeit ändert, welche eine optimale Belichtung gewährleistet. Die Spannung wird in dem Speicherkondensator C1 gespeichert. Ein Speicherschalter S2 und ein Auslöseschalter S3 werden vor der Verschlußfreigabe geschlossen und nach der Verschlußfreigabe geöffnet. Ein Verschlußschalter S1 wählt eine Klemme a vor der Verschlußfreigabe aus, um die Anzeigeschaltung 2 mit der Energiequelle EB zu verbinden, und wählt eine Klemme b auf die Verschlußfreigabe hin aus, um eine zweite Verarbeitungsschaltung A2 mit der Energiequelle EB zu verbinden.

Nach der Verschlußfreigabe beginnt ein vorderer Verschlußvorhang (nicht gezeigt), den Belichtungsvorgang einzuleiten, und der Verschlußschalter S3 wird geöffnet, um das Laden des Kondensators C2 zu beginnen. Die zweite Verarbeitungsschaltung A2 vergleicht die Ladespannung des Kondensators C2 und die des Speicherkondensators C1 direkt vor der Verschlußfreigabe und löst einen Magnet Mg aus, um den nachlaufenden Verschlußvorhang (nicht gezeigt) in Gang zu setzen, wenn diese Spannungen ein vorbestimmtes Verhältnis aufweisen, um dadurch eine automatische Belichtungssteuerung durch die Steuerung der Verschlußgeschwindigkeit zu erreichen. Die oben erläuterten Funktionen sind bekannt und sollen daher nicht weiter behandelt werden.

Die Anzeigeeinrichtung 2 umfaßt Kettenwiderstände R1 bis Rn desselben Widerstandswertes und einen Kettenwiderstand RO, auf den später noch eingegangen werden soll. Die Widerstände sind zwi-

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1b

sehen den Leitungen 21 und 22 über eine Konstantstromquelle 11 in Serie geschaltet, um an den Verbindungspunkten d1 bis dn digitalisierende Standardspannungen zu erzeugen, die bestimmt sind durch den von der Konstantstromquelle 11 fließenden Strom sowie die zusammengesetzten Widerstände. Ein Transistor Tr1 ist parallel zu dem Kettenwiderstand RO geschaltet. Ein Oszillator 3 erzeugt Impulssignale vorbestimmter Frequenz und führt das Signal von einer Ausgangsklemme 3b zu der Basis des Transistors Tr1, um den Transistor Tr1 zu veranlassen, periodisch zwischen seinem Ein- und Ausschaltzustand zu oszillieren und somit ein periodisches Kurzschließen des Kettenwiderstandes RO zu bewirken. Auf diese Weise werden die digitalisierenden Standardspannungen, die an den Verbindungspunkten d1 bis dn erzeugt werden, und die jeweils um dieselbe digitalisierende Einheitsspannung oder Quantisierungsstufenspannung abgestuft sind, und die von dn bis d1 abnehmen, periodisch erhöht, und zwar synchron bezüglich der Ein-Aus-Schwingungen des Transistors Tr1. Die Erhöhung erfolgt um eine Spannung, die durch den Kettenwiderstand RO und den von der Konstantstromquelle 11 abgegebenen Strom bestimmt wird. Der Kettenwiderstand RO wird so ausgewählt, daß die digitalisierende Standardspannung an der Klemme dn bei eingeschaltetem Transistor Tr1 ebenso groß ist wie die an der Klemme d1, wenn der Transistor Tr1 abgeschaltet ist. Die invertierenden Eingangsklemmen (-) der Komparatoren G1 bis Gn sind über den Speicherschalter S2 mit dem Speicherkondensator C1 verbunden, um von diesem die Ladespannung als Eingangsspannung V. zu erhalten, während die nicht invertierenden Klemmen (+) mit den Verbindungspunkten d1 bis dn verbunden sind, um die digitalisierenden Standardspannungen zu empfangen. Jeder der Komparatoren gibt ein Signal hohen Pegels (im folgenden als H-Signal bezeichnet) ab, wenn die Eingangsspannung V. ₁, die an den invertierenden Eingang (-) empfangen wird, niedriger ist als die digitalisierende Standardspannung, die an dem nicht invertierenden Eingang (+) empfangen wird; im umgekehrten Fall wird ein Signal niedrigend Pegels (im folgenden als L-Signal bezeichnet) abgegeben. Zur Vereinfachung der Diskussion sei angenommen, daß die Potentiale auf den Leitungen 21 und 22 Η-Signale bzw. L-Signale darstellen.

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Ein Transistor QO, der mit der Ausgangsklemme des Komparators G1 über seinen Emitter verbunden ist, und der mit der Leitung 22 über seine Basis und einen Widerstand RbO verbunden ist, und der über seinen Kollektor ein Ausgangssignal abgibt, wird angeschaltet, wenn von dem Komparator Gl ein Η-Signal abgegeben oder erzeugt wird. Weiterhin ist ein Transistor Q1 mit der Ausgangsklemme des Komparators G2 über den Emitter und mit der Ausgangsklemme des Komparators G1 durch die Basis über einen Widerstand Rb1 verbunden, um an den Kollektor ein Ausgangssignal abzugeben. Ähnlich wie der Transistor Q1 ist jeder der Transistoren Q2 bis Qn-1 über die Emitter- und Basiselektrode zwischen die Ausgangsklemmen zweier Komparatoren benachbarter digitalisierender Standardspannungen verbunden, um an den jeweiligen Kollektor ein Ausgangssignal abzugeben. Somit nimmt unter den Transistoren Ql bis Qn-1 lediglich ein Transistor Q-, der ein Η-Signal an den Emitter von einem Komparator und ein L-Signal an der Basis von einem anderen Komparator empfängt, den Ein-Zustand an, um ein Kollektor-Ausgangssignal abzugeben, welches anzeigt, daß die digitalisierende Spannung an dem Verbindungspunkt d- dem Wert der Eingangs spannung V. .. entspricht. Ein Transistor Qn, der mit dem Emitter an die Leitung 21 angeschlossen ist, und dessen Basis über einen Widerstand Rbn mit der Ausgangsklemme des Komparators Gn verbunden ist, und der an seinem Kollektor ein Ausgangssignal abgibt, nimmt den eingeschalteten Zustand ein, wenn · der Komparator Gn ein L-Signal abgibt. Somit geben die Transistoren QO bis Qn Ausgangssignale ab, die eine Codierung der Ausgangsgröße der Komparatoren G1 bis Gn darstellt.

Den Transistoren QO bis Qn-1 sind zu einer ersten LED-Anzeigegruppe 4 gehörige LED-Anzeigeelemente D1-0 bis Di-n-l zugeordnet und entsprechend zwischen die Kollektoren der zugehörigen Transistoren und eine Konstantstromquelle 12 geschaltet. Die Entsprechung ist hierbei derart, daß die Transistoren QO, Q1r ' · ·* Qn-1 die entsprechenden LED-Elemente D1-0, D1, . . ., D1-n-1 treiben, um hierdurch die Anzeige der Ausgangssignale der Transistoren QO bis Qn-1 in einem ersten Codierungsmodus zu bewirken. Den Transistoren Q1 bis Qn sind zu einer zweiten LED-Anzeigegruppe 5 gehörige LED-Anzeigeelemente D2-1 bis D2-n zugeordnet und entsprechend zwischen die Kollek-

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- yr-

toren der Transistoren und eine Konstantstromquelle 13 geschaltet. Die Entsprechung ist derart, daß die Transistoren Q1, Q2, . . .,Qn die LED-Elemente D2-1, D2-2, . . ., D2-n treiben, wodurch die Anzeige der Ausgangssignale der Transistoren Q1 bis Qn in einem zweiten Codierungsmodus bewirkt wird. Somit sind die Treiberleitungen von den Transistoren Q1 bis Qn-1 zu der ersten und zweiten LED-Anzeigeelement-Gruppe 4 und 5 in zwei Teile unterteilt, die entsprechend mit den Gruppen 4 und 5 verbunden sind. Die LED-Anzeigegruppen 4 und 5 sind beispielsweise in dem Sucher einer fotografischen Kamera angeordnet, um eine Verschlußgeschwindigkeit zwecks Gewährleistung einer optimalen Belichtung anzuzeigen. Weiterhin können die LED-Anzeigeelemente D1-0 und D2-n dazu verwendet werden, eine Über- oder Unterbelichtung anzuzeigen, wenn eine Verschlußgeschwindigkeit außerhalb des einstellbaren Bereichs liegt. Auf diese Weise ist es möglich, in dem Sucher eine Überbelichtung, eine Unterbelichtung oder eine Verschlußgeschwindigkeit, die eine optimale Belichtung gewährleistet, anzuzeigen.

Weiterhin ist ein Transistor Tr2 vorgesehen, dessen Kollektor, Emitter und Basis entsprechend mit der Konstantstromquelle 12, der Leitung 22 und einer Ausgangsklemme 3b des Oszillators 3 verbunden sind. Ein Transistor Tr3 ist vorgesehen, dessen Kollektor, Emitter und Basis entsprechend mit der Konstantstromquelle 13, der Leitung 22 und der anderen Ausgangsklemme 3a des Oszillators verbunden sind. Wenn der Oszillator 3 gegenphasige Ausgangsimpulse an den Ausgangsklemmen 3a und 3b abgibt, wird der Transistor Tr3 von AUS auf EIN geschaltet, wenn die Transistoren Tr1 und Tr2 von EIN auf AUS wechseln.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren 2A und 2B die Funktionsweise der ersten Ausführungsform erläutert werden. Fig. 2A zeigt die Einschalt- und Ausschalt-Zustände der Transistoren Tr1 und Tr2, während Fig. 2B die Änderung der digitalisierenden Standardspannungen, die an den Verbindungspunkten d1 bis dn entsprechend den Einschalt- und Ausschalt-Zuständen des Transistors Tr1 erzeugt werden, zeigt.

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- ysr-

Befindet sich der Transistor Tr1 in eingeschaltetem Zustand, erzeugen die Verbindungspunkte d1 bis dn digitalisierende Standardspannung in einem ersten Spannungsbereich, in welchem die höchste Spannung festgelegt ist durch das Produkt aus Gesamtwiderstand der einzelnen Kettenwiderstände R1 bis Rn und dem von der Konstantstromquelle 11 abgegebenen Strom. Befindet sich der Transistor Tr 1 im ausgeschalteten Zustand, so erzeugen die Verbindungspunkte digitalisierende Standardspannungen in einem zweiten Spannungsbereich, in welchem die höchste Spannung festgelegt ist durch das Produkt aus Gesamtwiderstand der einzelnen Kettenwiderstände RO bis Rn und dem konstanten Strom, und in welchem die niedrigste Spannung der höchsten digitalisierenden Standardspannung des ersten Spannungsbereichs entspricht. Fig. 2b zeigt die Standardspannungen V1 bis Vn in dem ersten Bereich und die Standardspannungen V1' bis Vn¹ in dem zweiten Bereich. Der Oszillator 3 hält die Transistoren Tr1 und Tr2 in ihrem eingeschalteten Zustand sowie den Transistor Tr3 in seinem ausgeschalteten Zustand während einer vorbestimmten Zeitdauer ^₁, und er hält diese Transistoren in umgekehrten Zuständen während einer nachfolgenden Zeitdauer X,. Befinden sich somit die Transistoren Tr1 und Tr2 im eingeschalteten Zustand, und ist der Transistor Tr 3 abgeschaltet, befinden sich die digitalisierenden Standardspannungen im ersten Bereich, um die Funktion der ersten LED-Anzeigegruppe 4 freizugeben und die Funktion der Anzeigegruppe 5 zu sperren (dieser Zustand wird im folgenden als erster Funktionszustand der Anzeigeeinrichtung bezeichnet). Befinden sich weiterhin die Transistoren Tr1 und Tr2 im ausgeschalteten Zustand und nimmt der Transistor Tr3 seinen eingeschalteten Zustand ein, so befinden sich die digitalisierenden Standardspannungen in dem zweiten Bereich, um die Funktion der ersten LED-Anzeigegruppe 4 zu sperren und um die Funktion der Anzeigegruppe 5 freizugeben (dieser Zustand soll im folgenden als zweiter Funktionszustand der Anzeigeeinrichtung bezeichnet werden).

Befindet sich die Anzeigeeinrichtung 2 im ersten Funktionszustand, nämlich dann, wenn die digitalisierenden Standardspannungen im ersten Bereich liegen, geben die Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale an den Ausgangsklemmen ab, wenn die Eingangs-

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spannung V. j niedriger ist als die Standardspannung V1 an dem Verbindungspunkt d1 (V. < V1). Somit befinden sich die Transistoren Q1 bis Qn, die an ihren Basis- und Emitterelektroden Η-Signale empfangen, sämtlich im ausgeschalteten Zustand, und lediglich der Transistor QO ist eingeschaltet, wobei er ein L-Signal an seiner Basis empfängt. Sind die Transistoren Tr1 und Tr2 synchron bezüglich des von dem Oszillator 3 abgegebenen Impulssignals eingeschaltet, so treibt der eingeschaltete Zustand des Transistors QO das LED-Anzeigeelement D1-0 der ersten LED-Anzeigegruppe 4. Wird die Anzeigeeinrichtung in den zweiten Funktionszustand verschoben, in welchem die digitalisierenden Standardspannungen in dem zweiten Spannungsbereich liegen, geben die Komparatoren G1 bis Gn sämtlich Η-Signale ab, da V. immer noch kleiner ist als V1'. In diesem Zustand werden daher alle LED-Elemente gesperrt, weil der Transistor Tr2 in seinen ausgeschalteten Zustand verschoben wird, obschon der Transistor QO eingeschaltet ist. Bei Rückkehr des A/D-Wandlers in den ersten Funktionszustand wird das LED-Anzeigelement D1-0 wiederum erleuchtet.

Wird die Eingangsspannung V. ₁ auf einen Wert angehoben, der zwischen den digitalisierenden Standardspannungen V1 und V2 der Verbindungspunkte d1 und d2 (V1<V. <"V2) während des ersten Funktionszustandes der Anzeigeeinrichtung 2 liegt, gibt der Komparator G1 ein L-Signal ab, während die Komparatoren G2 bis Gn weiterhin Η-Signale abgeben. In diesem Zustand verbleiben die Transistoren Q2 bis Qn weiterhin im abgeschalteten Zustand, wobei sie Η-Signale an den Basen und Emittern empfangen. Der Transistor QO wird in seinen AUS-Zustand verschoben, wobei er L-Signale an seiner Basis und an seinem Emitter empfängt, während allein der Transistor Q1 in seinen Einschaltzustand gebracht wird, in dem er von dem Komparator G1 an seiner Basis ein L-Signal und von dem Ka_jnparator G2 an seinem Emitter ein Η-Signal empfängt. Liegen die digitalisierenden Standardspannungen in dem ersten Bereich, leuchtet das LED-Anzeigeelement D1-1 in der ersten LED-Gruppe 4, während das Element D2-1 in der zweiten Gruppe 5 nicht leuchtet, da die Transistoren Tr1 und Tr2 angeschaltet sind und der Transistor Tr3 abgeschaltet

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ist. Findet in der Anzeigeeinrichtung eine Verschiebung von diesem Zustand in den zweiten Funktionszustand statt, wobei die Zustände der Transistoren umgekehrt werden und die digitalisierenden Standardspannungen in dem zweiten Bereich liegen, so geben die Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale ab, aufgrund der Beziehung V. <V1'. Somit werden, obschon sich der Transistor QO im eingeschalteten Zustand befindet, sämtliche LED-Elemente gesperrt, da der Transistor Tr2 abgeschaltet wird.

Bei Anwachsen der Eingangsspannung V. ₁ wird der sich im eingeschalteten Zustand befindende Transistor von Q2 nach Q3 "verschoben", dann zu Q4, und so fort. In entsprechender Weise verschieben sich die erleuchteten LED-Anzeigeelemente nach D1-3, dann nach D1-4, und so weiter. Erreicht weiterhin die Eingangsspannung V- - einen Wert zwischen den digitalisierenden Standardspannungen Vn-1 und Vn an den Verbindungsbpunkten dn-1 und dn (Vn-1 <V. -^Vn) während des ersten Funktionszustandes der Anzeigeeinrichtung, so gibt der Komparator Gn ein H-Signal ab, während die Komparatoren G1 bis Gn-1 L-Signale abgeben und somit den Transistor Qn-1 im eingeschalteten Zustand und die übrigen Transistoren Q1 bis Qn-2 und Qn im ausgeschalteten Zustand belassen. Da die digitalisierenden Standardspannungen im ersten Bereich liegen, wird lediglich das LED-Anzeigeelement D1-n-1 erleuchtet. Wie oben bereits erläutert wurde, funktio- ■ nieren die LED-Anzeigeelemente in der zweiten Anzeigegruppe 5 nicht, wenn die Anzeigeeinrichtung in den zweiten Funktionszustand gebracht wird, in welchem die digitalisierenden Standardspannungen innerhalb des zweiten Bereichs liegen.

Wird die Eingangsspannung V. - auf einen Wert angehoben, der höher liegt als die digitalisierende Standardspannung Vn an dem Verbindungspunkt dn während des ersten Funktionszustandes der Anzeigeeinrichtung 2, so geben alle Komparatoren Gl bis Gn L-Signale ab, um den Transistor Qn anzuschalten, jedoch wird das LED-Anzeigeelement 332-n in der zweiten LED-Gruppe 5 nicht erleuchtet, da die Transistoren Tr1 und Tr2 angeschaltet und der Transistor Tr3 abgeschaltet sind. Wird die Anzeigeeinrichtung 2 in den zweiten Funktionszustand gebracht, wobei die Transistoren Tr1 und Tr2 abgeschaltet sind und der Transistor

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3.1

Tr3 angeschaltet ist, und wobei die digitalisierenden Standardspannungen im zweiten Bereich liegen, wird die digitalisierende Spannung V1' am Verbindungspunkt d1 so groß wie die Standardspannung Vn im ersten Bereich (siehe Fig. 2b),'das heißt, VI¹^V. <;V2'. In diesem Zustand gibt daher der Komparator G1 ein L-Signal ab, während die verbleibenden Komparatoren G2 bis Gn Η-Signale abgeben, um den Transistor Q1 anzuschalten und somit das LED-Anzeigeelement Ü2-1 in der zweiten LED-Gruppe 5 zu erleuchten. Bei weiterem Anwachsen der Eingangsspannung V. wechselt der das L-Signal abgebende Komparator, wenn die digitalisierenden Standardspannungen im zweiten Bereich liegen, von G2 auf G3, dann auf G4 über und so weiter. Entsprechend "verschiebt" sich das erleuchtete LED-Element in der zweiten LED-Gruppe 5 von 1)2-1 nach D2-2, dann nach D.2-3, und so weiter. Schließlich gibt der Komparator Gn ein L-Signal ab, um das LED-Element D2-n zu erleuchten, was anzeigt, daß die Eingangsspannung V. ₁ größer ist als die größte digitalisierende Standardspannung Vn¹ in dem zweiten Bereich.

Bei Abfall der Eingangsspannung V. ₁ aus diesem Zustand werden die LED-Anzeigeelemente in der zweiten LED-Gruppe 5 entsprechend erleuchtet, während die Spannung V. ₁ innerhalb des zweiten Bereichs der digitalisierenden Standardspannungen liegt, wohingegen die Anzeigeelemente der ersten Gruppe 4 in ähnlicher Weise erleuchtet werden, während die Spannung V. ₁ innerhalb des ersten Bereichs der digitalisierenden Standardspannungen liegt. Die LED-Anzeigeelemente in der ersten und zweiten Gruppe 4 und oszillieren mit der Frequenz des Oszillators 3 zwischen den Einschalt- und Ausschaltzuständen, während die Transistoren Tr2 und Tr3 abwechselnd durch den Oszillator 3 angeschaltet werden, es wird jedoch eine kontinuierliche Lichtanzeige erhalten, wenn die ausgewählte Frequenz relativ hoch ist.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, bei der diejenigen Teile der Anzeigeeinrichtung 2A, die bezüglich der Anzeigeeinrichtung 2 in Fig. 1 gleich sind, durch dieselben Symbole angedeutet sind und hier nicht noch einmal ausführlich erläutert werden. In dieser zwei-

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ten Ausfuhrungsform werden die den jeweiligen nxcht invertierenden Eingängen (+) der Komparatoren G1 bis Gn zugeführten digitalisierenden Standardspannungen konstant gehalten, während die den invertierenden Eingängen (-) zugeführte Analogspannung Schwingungen unterworfen wird.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird eine analoge Eingangsspannung V· 2 ^von einer Analogsignalquelle 11 zwischen einer invertierten Eingangsklemme (-) eines Operationsverstärkers A2 und der Versorgungsleitung 21 angelegt. Weiterhin ist der nicht invertierende Eingang (+) des Operationsverstärkers A3 über einen Widerstand Ra mit der Versorgungsleitung 21 verbunden. Es ist ein Transistor Tr4 vorgesehen, dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt zwischen dem nicht invertierenden Eingang (+) und dem Widerstand Ra verbunden ist, cessen Basis mit dem Ausgang des Operationsverstärkers A3 und dessen Emitter über einen Widerstand Rb mit der Leitung 22 verbunden ist. Der Verstärker A3 und der Transistor Tr4 bilden eine Konstantstromschaltung zum Zuführen eines Stroms, dessen Betrag festgelegt ist durch die analoge Eingangsspannung V. ~ und den Widerstand Ra, zu dem Widerstand Rb, wobei der Emitterstrom des Transistors Tr4 im wesentlichen dem Kollektorstrom des Transistors entspricht, wenn h_f des Transistors Tr4 viel größer gewählt wird als eins. Ein Operationsverstärker A4, dessen nicht invertierende und invertierende Eingangsklemme mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Transistors Tr4 und dem Widerstand Rb, bzw. mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden sind, bildet eine Spannungsfolgeschaltung, die eine zweite Analogspannung V. _ abgibt, die identisch ist mit der am Widerstand Rb erzeugten Spannung, wobei die zweite Analogspannung mit den digitalisierenden Standardspannungen der Verbindungspunkte d1 bis dn durch die Komparatoren G1 bis Gn verglichen werden. Der Widerstand RO und der Transistor Tr1 nach der ersten Ausführungsform sind beim zweiten Ausführungsbeispiel fortgelassen. Eine Konstantstromquelle 14 ist parallel zu dem Widerstand Rb geschaltet, und ein Transistor Tr5 empfängt an seiner Basis Impulssignale einer bestimmten Frequenz, die von der anderen Ausgangsklemme 3a des Oszillators abgegeben werden, und dieser Transistor steuert den Emitterstrom des Transistors Tr4, der zu der Konstantstromquelle 14 abgeleitet

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werden soll. Die am Widerstand Rb erzeugte Spannung, nämlich die zweite Analogspannung V. ₃, die von dem Operationsverstärker A4 abgegeben wird, wird Schwingungen unterworfen, indem der Strom, der der Konstantstromquelle 14 zugeführt wird, geschaltet wird. Die Konstantstromquelle 14 und der Widerstand Rb werden so ausgewählt, daß die zweite Analogspannung V. -. im Einschalt- und Ausschaltzustand des Transistors Tr5 sich um diejenige Differenz der digitalisierenden Standardspannungen ändert, die bei dem Verbindungspunkt dn und dem Verbindungspunkt d1 vorliegt.

Die Figuren 4A und 4B zeigen Zeitdiagramme, die die EIN-AUS-Änderung der Transistoren Tr2 und Tr3 und die Änderung der zweiten Analogspannung entsprechend dem EIN-AüS-Wechsel des Transistors Tr5 verdeutlichen.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren 4A und 4B die Funktionsweise dieser zweiten Ausführungsform diskutiert werden. Wie aus den Figuren hervorgeht, hält der Oszillator während einer bestimmten Zeitdauer ^1 die Transistoren Tr3 und Tr5 im EIN-Zustand, und den Transistor Tr2 im AUS-Zustand, und er hält diese Transistoren in ihren entsprechenden umgekehrten Zuständen während einer sich anschließenden bestimmten Zeitdauer ^2. Diese Änderungen wiederholen sich periodisch. Sind demnach die Transistoren Tr5 und Tr3 ausgeschaltet und der Transistor Tr2 angeschaltet, so nimmt die zweite Analogspannung V. -. einen Wert an, der bestimmt wird durch den Emitter strom des Transistors Tr4 und den Widerstand Rb, und die erste und zweite LED-Anzeigegruppe 4 und 5 befinden sich entsprechend im freigegebenen und gesperrten Zustand (diese Situation soll im folgenden als dritter Funktionszustand der Anzeigeeinrichtung bezeichnet werden).

Weiterhin nimmt bei eingeschaltetem Zustand der Transistoren Tr5 und Tr3 und ausgeschaltetem Zustand des Transistors Tr2 die zweite Analogspannung V_in3 den oben erwähnten Wert abzüglich einer Differenz zwischen der höchsten digitalisierenden Standardspannung Vn und der kleinsten Spannung V1 an, und die zweite und erste LED-Anzeigegruppe 5 und 4 befinden sich entsprechend im

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freigegebenen und gesperrten Zustand (diese Situation soll im folgenden als vierter Funktionszustand der Anzeigeeinrichtung bezeichnet werden). Man sieht, daß der erste und zweite Funktionszustand nach der ersten Ausfuhrungsform im wesentlichen dem dritten, bzw. vierten Fnnktionszustand dieser zweiten Ausführungsform entsprechen, da im ersteren Fall die den nicht invertierenden Eingängen (+) der Komparatoren G1 bis Gn zugeführten Spannungen um die Differenz oszilliert wurden, während im letzteren Fall die den invertierenden Eingangsklemmen (-) zugeführten Spannungen in entsprechender Weise oszilliert werden.

Ist die zweite Analogspannung V. ₃ niedriger als die digitalisierende Spannung V1 in dem dritten Funktionszustand der Anzeigeeinrichtung 2A, geben alle Komparatoren G1 bis Gn H-Signale ab, um nur den Transistor QO in den Einschaltzustand zu bringen und somit das LED-Element D1-0 zum Leuchten zu bringen. Nach dem Übergang in den vierten Funktionszustand geben die Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale ab, da die zweite Analogspannung V. _ niedriger ist als die digitalisierende Spannung V1, und es werden keine LED-Elemente angeschaltet, obschon der Transistor QO angeschaltet ist; der Grund hierfür liegt darin, daß die Transistoren Tr2 und Tr3 abgeschaltet, bzw. angeschaltet sind. Das LED-Element D1-0 wird wiederum bei Rückkehr der Anzeigeeinrichtung in den dritten Funktionszustand erleuchtet, und zeigt somit an, daß die Eingangsspannung V. ~ niedriger ist als der zu digitalisierende Wert.

Erreicht die zweite Analogspannung V. _ einen Wert zwischen den Standardspannungen V1 und V2 während des dritten Funktionszustandes, gibt der Komparator G1 ein L-Signal ab, während die übrigen Komparatoren G2 bis Gn Η-Signale abgeben, um den Transistor Q1 anzuschalten und somit das LED-Element D1-1 anzuschalten. Nach Überwechsein in den vierten Betriebszustand werden keine LED-Elemente erleuchtet, und bei Rückkehr in den dritten Zustand wird wiederum das LED-Element D1-1 angeschaltet, das heißt zum Leuchten gebracht. Mit der Erhöhung der zweiten Analogspannung V. ₃ entsprechend dem Anwachsen der Eingangsspannung V. 2 wechselt der das L-Signal abgebende Komparator von G2 nach G3, dann nach G4 usw., wobei ein entsprechender

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its'

Wechsel der angeschalteten LED-Elemente von D1-2 auf D1-3, dann auf D1-4, und so fort, stattfindet.

Wenn nun die zweite Analogspannung V^_n3 einen Wert erreicht, der größer ist als die digitalisierende Standardspannung Vn im dritten Funktionszustand der Anzeigeeinrichtung 2A, geben alle Komparatoren G1 bis Gn L-Signale ab, um den Transistor Qn umzuschalten, jedoch wird das LED-Element D2-n nicht erleuchtet, da der Transistor Tr3 abgeschaltet ist. Nach überwechseln in den vierten Funktionszustand, wobei die zweite Analogspannung V. -j um die Differenz im Vergleich mit der Spannung im dritten Funktionszustand vermindert wird, kommt die zweite Analogspannung zwischen die Standardspannungen V1 und V2, wobei der Komparator G1 ein L-Signal abgibt, wohingegen die verbleibenden Komparatoren G2 bis Gn Η-Signale abgeben, um nur den Transistor Q1 einzuschalten und somit das LED-Element D2-1 zu erleuchten, da die Transistoren Tr3 und Tr2 sich im eingeschalteten, bzw. ausgeschalteten Zustand befinden. Bei weiterem Anwachsen der analogen Eingangsspannung V. ~ werden die LED-Elemente in der zweiten Gruppe 5 während des vierten Funktionszustandes der Anzeigeeinrichtung erleuchtet. Bei einer analogen Eingangsspannung V. 2' bei der die zweite Analogspannung V. ₃ die Standardspannung Vn übersteigt, wird das LED-Element D2-n erleuchtet, und dieser Zustand wird durch ein weiteres Anwachsen der analogen Eingangsspannung V. „ nicht geändert. Auf diese Weise wird angezeigt, daß die Eingangsspannung V. „ größer ist als der digitalisierbare Wert. Wird - ausgehend von dem oben erläuterten Zustand - die analoge Eingangsspannung V. _? vermindert, so folgen die Komparatoren G1 bis Gn und die Transistoren Q1 und bis Qn den oben erläuterten Funktionen in umgekehrter Reihenfolge, und das jeweils erleuchtete LED-Element wird entsprechend von der zweiten Gruppe 5 auf die erste Gruppe 4 verschoben.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, wobei wiederum bereits erläuterte Teile durch dieselben Symbole gekennzeichnet sind und nicht mehr näher erläutert werden. Ein Widerstand R10 und ein hierzu parallel geschalteter Transistor Tr10 sind zwischen den Kettenwiderstand R1 und die Leitung 22 geschaltet. Der Wert des Widerstandes R10

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"Ιό"

wird halb so groß gewählt wie der der anderen Kettenwiderstände R2 bis Rn, so daß die digitalisierenden Standardspannungen V1 bis Vn, die an den Verbindungspunkten d1 bis dn erzeugt werden, mit einer Amplitude oszillieren, die der Hälfte der Einheits-Digitalisierungsspannung entspricht, und zwar erfolgt das Oszillieren nach Maßgabe des EIN-AUS-Wechselns des Transistors Tr1. Ein periodisches Rechtecksignal, das durch einen Oszillator 30 erzeugt wird, wird der Basiselektrode des Transistors Tr10 und der Eingangsklemme eines Frequenzteilers 10 zugeführt. Der Frequenzteiler 10 umfaßt eine Flip-Flop-Schaltung und gibt an. seine Ausgangsklemmen 10a und 10b Signale mit einer Frequenz, die beispielsweise der halben Frequenz des Oszillators 30 entspricht, wobei diese Rechteckimpulszüge entgegengesetzte Phase haben. Der Transistor Tr2 empfängt ein Rechtecksignal von der Ausgangsklemme 10b der Teilorschaltung 10, während die Transistoren Tr3 und Tr5 das Signal von dem anderen Ausgang 10a empfangen. Demzufolge nimmt die Anzeigeeinrichtung 2B wiederholt den dritten und vierten Funktionszustand synchron mit der Frequenz der Rechtecksignale des Frequenzteilers 10 an, wobei jede digitalisierende Standardspannung mit einer Amplitude oszilliert, die der Hälfte der Einheits-Digitalisierungsspannung entspricht.

Im folgenden soll die Betriebsweise der dritten Ausführungsform erläutert werden. Wird der Transistor Tr10 bei Erhalt eines Rechtecksignals vom Oszillator 30 angeschaltet, so wird der Widerstand R10 kurzgeschlossen, um niedrigere digitalisierende Spannungen an den Verbindungspunkten d1 bis dn zu erzeugen. Befindet sich der Transistor Tr10 im AUS-Zustand, wird der Widerstand R10 nicht mehr kurzgeschlossen, und hierdurch werden höhere digitalisierende Spannungen an den genannten Punkten erzeugt. Wenn die zweite Analogspannung V. _ niedriger ist als der niedrigere Wert der digitalisierenden Spannung V1 während des dritten Funktionszustandes der Anzeigeeinrichtung, geben sämtliche Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale ab, um den Transistor QO in den Einschaltzustand zu bringen und somit das LED-Element D1-0 zu erleuchten. Nach Überwechseln in den vierten Funktionszustand sind alle LED-Elemente wie im zweiten Ausführungsbeispiel erloschen, und nach der Rückkehr in den dritten Funktionszustand wird wiederum das LED-Element D1-0 erleuchtet.

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- VC-

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Wird die analoge Eingangsspannung V. ~ angehoben, um die zweite Analogspannung V. -. auf einen Wert zwischen den niedrigeren und höheren Werten der digitalisierenden Standardspannung V1 im dritten Funktionszustand zu bringen, gibt der Komparator G1 abwechselnd L-Signale und Η-Signale nach Maßgabe der Einschalt- und Ausschalt-Zustände des Transistors Tr10 ab, während die verbleibenden Komparatoren G2 bis Gn sämtlich Η-Signale abgeben. Nach Abgabe eines L-Signals durch den Komparator G1 sind die Transistoren QO und Q1 im AUS-, bzw. EIN-Zustand, um lediglich das LED-Element D1-1 anzuschalten, und nach Abgabe eines Η-Signals sind die Transistoren im EIN-, bzw. AUS-Zustand, um nur das LED-Element D1-0 zu erleuchten. Im vierten Funktionszustand sind sämtliche LED-Elemente erloschen, da die zweite Analogspannung V. -. niedriger ist als die niedrigste Standardspannung V1 und der Transistor Tr2 abgeschaltet ist. Da die obigen Funktionen bei der Frequenz der Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 10 wiederholt werden, wird eine sichtbare kontinuierliche Lichtanzeige der LED-Elemente D1-0 und D1-1 erreicht, wenn die Frequenz entsprechend hoch ist.

Wenn die analoge Eingangsspannung V. „ weiter angehoben wird, um die zweite Analogspannung V. ., auf einen Wert zwischen dem höheren Wert der Standardspannung V₁ und dem niedrigeren Wert der Standardspannung V2 während des dritten Funktionszustandes der Anordnung 2B anzuheben, erzeugt der Komparator G1 ein L-Signal, während die verbleibenden Komparatorer. G2 bis Gn H-Signale abgeben, um den Transistor Q1 anzuschalten und somit das LED-Element D1-1 zu erleuchten. Beim folgenden vierten Funktionszustand sind sämtliche LED-Elemente, einschließlich des Elementes D1-1, erloschen, und nach Rückkehr in den dritten Funktionszustand ist wiederum das LED-Element D1-1 erleuchtet. Bei einem weiteren Anwachsen der analogen Eingangsspannung V. « verschieben sich die oben erläuterten Funktionen des Einschaltens eines Elementes und des abwechselnden Einschaltens zweier Elemente fortlaufend von dem LED-Element D1-1 zum Element Di-n.

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Die Figuren 6A, B, C und D zeigen Impulsdiagramme der oben erläuterten Operationen, wobei Fig. 6A die AN-AUS-Funktionen des Transistors Tr10, Fig. 6B die AN-AüS-Funktionen der Transistoren Tr2 und Tr5, Fig. 6C die Änderungen der Standardspannungen V1 bis Vn und der zweiten Analogspannung V. _ entsprechend den AN-AUS-Funktionen der Transistoren Tr10 und Tr5 anzeigen, wobei angedeutet ist, daß die zweite Analogspannung V. zwischen dem oberen Wert der Standardspannung Vn-I und dem unteren Wert der Standardspannung Vn im dritten Funktionszustand liegt und unterhalb der Standardspannung V1 im vierten Funktionszustand liegt. Fig. 6D veranschaulicht, daß ein LED-Element Di-n-1 im Fall nach Fig. 6C allein angeschaltet wird. Wenn somit die zweite Analogspannung V. _ einen Wert zwischen dem unteren Wert der Standardspannung Vn und deren oberem Wert des dritten Funktionszustandes erreicht, erzeugt der Komparator Gn abwechselnd L- und Η-Signale nach Maßgabe der EIN-AUS-Änderungen des Transistors Tr10. Nach Abgeben eines L-Signals durch den Komparator Gn, um den Transistor Qn anzuschalten, werden sämtliche LED-Elemente einschließlich des Elementes D2-n gelöscht, da der Transistor Tr3 im dritten Funktionszustand abgeschaltet ist, während nach Abgabe eines Η-Signals durch den Komparator Gn der Transistor Qn-1 in den EIN-Zustand überwechselt und das LED-Element D1-n-1 erleuchtet wird, wenn der Transistor Tr2 sich im eingeschalteten Zustand befindet.

Beim anschließenden überwechseln der Anzeigeeinrichtung in den vierten Funktionszustand durch das Rechtecksignal von dem Frequenzteiler 10 wird der Transistor Tr5 angeschaltet, und die zweite Analogspannung V. _ erreicht einen Wert zwischen den unteren und oberen Werten der Standardspannung V1, wobei der Komparator G1 H- und L-Signale abwechselnd abgibt, und zwar nach Maßgabe der EIN-AUS-Zustände des Transistors Tr10, während die verbleibenden Komparatoren G2 bis Gn Η-Signale abgeben. Somit wird der Transistor Q1 in den EIN-Zustand gebracht, wenn der Transistor Tr10 eingeschaltet ist, um das LED-Element D2-1 einzuschalten. Wenn der Transistor Tr10 abgeschaltet wird im vierten Betriebszustand, wird die zweite Analogspannung V. kleiner als der höhere Wert der Standardspannung V2, wodurch sämtliche Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale abgeben und sämtliche

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LED-Elemente einschließlich des Elementes D2-1 gelöscht werden, da der Transistor Tr2 abgeschaltet ist. Somit werden in diesem Fall die LED-Elemente D1-n-1 und D2-1 abwechselnd eingeschaltet, entsprechend dem dritten und vierten Funktionszustand.

Figuren 7A und 7B zeigen Impulsdiagraiame zur Veranschaulichung der oben erläuterten Funktionen. Fig. 7A zeigt die Änderungen der Standardspannungen VI-Vn und der zweiten Analogspannung V. _ entsprechend den EIN-AUS-Änderungen der Transistoren Tr5 und Tr10, während Fig. 7B das Erleuchten der LED-Elemente D1-n-1 und D2-1 veranschaulicht. Fig. 8A zeigt innerhalb des vierten Funktionszustandes einen Zustand, bei dem eine analoge Eingangsspannung V. ₂ von dem in Fig. 7A dargestellten Zustand weiter angehoben wird, wobei eine zweite analoge Spannung V. _ zwischen dem oberen Wert der Standardspannung V1 und dem unteren Wert der Standardspannung V2 liegt. Fig. 8B zeigt, daß lediglich das LED-Element D2-1 im vierten Betriebszustand erleuchtet wird, und daß im dritten Funktionszustand sämtliche LED-Elemente gelöscht werden. Somit werden mit weiterem Anwachsen der analogen Eingangsspannung V. « das oder die LED-Element(e) einzeln bzw. abwechselnd angeschaltet, wobei sich eine Verschiebung von D2-1 zu D2-n hin ergibt, und im Endzustand wird das Element D2-n als einzelnes Element angeschaltet.

Selbstverständlich wiederholen sich die oben erwähnten Funktionen in umgekehrter Reihenfolge, wenn die analoge Eingangsspannung V. - vermindert wird.

Bei dieser dritten Ausführungsform ist die Anzahl von möglichen Anzeigemodi etwa zweimal so groß wie bei dem zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.

Obschon in diesem Ausführungsbeispiel die Oszillationsfrequenz der digitalisierenden Spannungen halb so groß gewählt ist wie die Oszillationsfrequenz der zweiten Analogspannung, kann ein ähnlicher Effekt erreicht werden, solange nur die Frequenzen nicht gleich sind und solange sich die Frequenzen um ein Vielfaches unterscheiden.

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Gemäß der obigen Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels wurde ein Satz von den Komparatoren G1 bis Gn zugeführten Eingangsspannungen mit einer Amplitude oszilliert, die einer Hälfte der Einheits-Digitalisierungsspannung entsprach, jedoch ist es auch möglich, nach dem folgenden Verfahren vorzugehen. Wenn der eine Satz der Eingangsspannungen für die Komparatoren mit einer Amplitude oszilliert wird, die größer ist als eine Hälfte der Einheits-Digitalisierungsspannung, wird der Bereich der analogen Eingangsspannung, über den hin zwei LED-Elemente angeschaltet werden, größer als der Bereich des Anschaltens eines LED-Elementes, und umgekehrt. Derartige Anordnungen sind für bestimmte Zwecke geeignet.

Weiterhin wird gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die analoge Eingangsspannung mit einer Amplitude oszilliert, die gleich ist der Differenz zwischen der höchsten digitalisierenden Standardspannung Vn und der niedrigsten Standardspannung V1, und die digitalisierenden Standardspannungen werden gleichzeitig mit einer Amplitude oszilliert, die gleich ist einem halben Wert c'er Einheits-Digitalisierungsspannung, jedoch ist es ebenfalls iröglich, ein umgekehrtes Verhältnis zu wählen.

Darüber hinaus ist es auch möglich, einen Effekt ähnlich dem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch zu erzielen, daß entweder die analoge Eingangsspannung oder die digitalisierenden Standardspannungen durch Überlappen der Differenz zwischen den höchsten und niedrigsten digitalisierenden Standardspannungen Vn und V1 mit der halben Einheits-Digitalisierungsspannung oszilliert werden. Ferner können die Anzeigeelemente aus anderen elektrooptischen Elementen aufgebaut sein, so zum Beispiel Flüssigkristallanzeigen, elektrochromatische Elemente, elektrolumineszierende Elemente, fluoreszierende Entladungsröhren, Glühbirnen und dergleichen.

Gemäß dem Merkmal der vorliegenden Erfindung, nach dem ein Satz von Eingangssignalen für mehrere Komparatoren mit einer Amplitude oszilliert wird, die der Differenz zwischen den höchsten und niedrigsten digitalisierenden Standardspannungen entspricht, funktioniert jeder Komparator periodisch, als ob er

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zwei unterschiedliche digitalisierende Standardspannungen empfangen würde. Dementsprechend wird der digitalisierbare Bereich des analogen Eingangssignales für eine gegebene Anzahl von Komparatoren verdoppelt, ohne daß eine Änderung der Leistungsaufnahme eintritt. Weiterhin bleibt die Anzahl der Kettenwiderstände dieselbe, wodurch ein Verkleinern der Chip-Fläche in dem Fall ermöglicht wird, daß für den A/D-Wandler eine integrierte Schaltungsanordnung geschaffen wird.

Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung, wobei eine bekannte elektrische Verschlußschaltung 1 als Analogsignal-Quelle wie beim Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dient. Auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Daher wird auf eine nochmalige Erläuterung verzichtet.

Die Anzeigeeinrichtung 2C ist mit einer Flip-Flop-Schaltung 6 (im folgenden als FF bezeichnet) ausgestattet, die als bistabile Schaltung arbeitet, deren eine Eingangsklemme IN1 mit dem Kollektor des Transistors QO über einen Widerstand R8 verbunden ist, während die andere Eingangskiemine IN2 mit dem Kollektor des Transistors Qn über einen Widerstand Rr verbunden ist. Das FF6 ändert den Zustand nach Maßgabe der Änderung der von den Transistoren QO und Qn abgegebenen Signale und gibt H- oder L-Signale ab, die den Zustand zweier Ausgangsklemmen OUT1 und OÜT2 angeben. An der Klemme OUTf entsteht ein L-Signal und an der Klemme OÜT2 entsteht ein Η-Signal, wenn der Transistor QO angeschaltet ist, um ein Η-Signal auf die Eingangsklemme IN1 zu geben, während an der Klemme OUT1 ein Η-Signal und an der Klemme OUT2 ein L-Signal ansteht, wenn der Transistor Qn angeschaltet ist, um ein Η-Signal an die Eingangsklemme IN2 zu geben. Ein Transistor Tr1, dessen Basis mit der Ausgangsklemme OUT2 des FF6 verbunden ist, hat seinen Kollektor mit dem Verbindungspunkt pO und seinen Emitter mit der Leitung 22 verbunden. Ein Transistor Tr2, dessen Basis mit der Ausgangsklemme OUT1 des FF6 verbunden ist, hat seinen Kollektor mit der Konstantstromquelle 12 und seinen Emitter mit der Leitung 22 verbunden. Ein Transistor Tr3, dessen Basis mit der Ausgangsklemme OUT1 des

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~~ 2*24

FF6 verbunden ist, hat seinen Kollektor mit der Konstantstromquelle 13 und seinen Emitter mit der Leitung 22 verbunden. Zwischen der Leitung 22 und den beiden Eingnagsklemmen IN1 und IN2 des FF6 sind Kondensatoren C3, bzw. C4 vorgesehen. Diese dienen als Verzögerungskondensatoren, um in noch zu erläuternder Weise eine fehlerhafte Funktion des FF6 zu verhindern. Eine derartige fehlerhafte Funktion kann durch Rauschen am Ausgang der Komparatoren, hervorgerufen bei dem Umschalten der digitalisierenden Spannungen der Kettenwiderstände, bewirkt werden, und zwar durch ein umkehren des FF6. Die Kondensatoren bewirken Verzögerungszeiträume, um innerhalb praktikabler Grenzen die für das Umkehren des FF6 benötigte Auslöseperiode hinauszuschieben.

Im folgenden soll die Funktionsweise dieser Ausführungsform erläutert werden. Vor dem Verschlußauslösen ist die Anzeigeeinrichtung 2C funktionsbereit, da der Verschlußschalter S1 die Klemme a auswählt. Weiterhin ist der Speicherkondensator C1 auf eine Spannung aufgeladen, die der Verschlußgeschwindigkeit entspricht. Letztere bestimmt sich durch die von einem Objekt auf die Fotodiode PD fallende Lichtmenge, die Filmempfindlichkeit des verwendeten Films und einen Blendenwert. Die Ladespannung V. ₁ wird für eine schnellere oder langsamere Verschlußgeschwindigkeit niedriger, bzw. höher gewählt. Es soll angenommen werden, daß in diesem Zustand die Flip-Flop-Schaltung 6 an ihren Ausgangsklemmen 0UT1 und OUT2 ein L-, bzw. Η-Signal erzeugt, so daß die Transistoren Tr1 und Tr2 eingeschaltet und der Transistor Tr3 abgeschaltet ist.

Ist die Spannung V. ₁ niedriger als die digitalisierende Spannung an dem Verbindungspunkt t.., geben sämtliche Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale ab. Die H- und L-Signale von den Komparatoren werden nachfolgend durch entsprechende Suffixe voneinander unterschieden, so zum Beispiel wird für die Signale des Komparators G1 H1 oder L1 geschrieben. Der Transistor QO, der an seiner Basis von der Leitung 22 ein L-Signal empfängt, wird nach Erhalt eines H1-Signals an seinem Emitter von dem Komparator G1 angeschaltet, um das H1-Signal dem LED-Anzeigeelement D1-0 und der Eingangsklemme IN1 des FF6 zuzuführen, welches jedoch nicht invertiert wird, da es sich bereits in einem Zustand befindet, in welchem

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an den Klemmen 0UT1 und 0UT2 ein L-, bzw. Η-Signal abgegeben wird, wodurch die Transistoren Tr1 und Tr2 angeschaltet bleiben und der Transistor Tr3 ausgeschaltet bleibt. Somit wird die erste LED-Anzeigeelementengruppe 4 freigegeben, während die zweite Gruppe 5 gesperrt wird. Der EIN-Zustand des Transistors Tr1 bewirkt, daß der Widerstand RO überbrückt wird. Der Wert des Widerstands RO ist so gewählt, daß die Spannung V1' am Verbindungspunkt ti im Abschaltzustand des Transistors Tr1 gleich ist der Spannung Vn am Punkt tn im Einschaltzustand des Transistors Tr1, oder etwas niedriger als die Spannung Vn, um eine Hysterese einer Größenordnung zu erhalten, die die Messung nicht beeinflußt und eine stabile Funktion gewährleistet. Somit werden die an den Verbindungspunkten ti bis tn im Abschaltzustand des Transistors Tr1 erzeugten digitalisierenden Spannungen höher als die digitalisierenden Spannungen im EIN-Zustand des Transistors Tr1, und zwar um die Spannung am Widerstand RO, wodurch das LED-Element D1-0 angeschaltet wird, um eine Überbelichtung anzuzeigen.

Wenn die Ladespannung V. ₁ des Speicherkondensators C1 größer wird als die digitalisierende Spannung an dem Punkt ti, gibt der Komparator G1 ein L1-Signal ab, um den Transistor QO abzuschalten und somit das LED-Element D1-0 zu löschen. Andererseits gibt der Komparator G2 ein H2-Signal ab, um den Transistor Q1 anzuschalten und das LED-Element D1-1 innerhalb der ersten LED-Gruppe 4 anzuschalten. Beim Anwachsen der Ladespannung V. .. des Speicherkondensators C1 wird der invertierte Komparator von G2 nach G3 "verschoben", dann nach G4, usw., während das erleuchtete LED-Element der ersten Gruppe 4 entsprechend verschoben wird, überschreitet die Ladespannung V. .. die digitalisierende Spannung am Verbindungspunkt tn-1, gibt der Komparator Gn-1 ein Ln-1-Signal ab, um den Transistor Qn-2 abzuschalten und den Transistor Qn-1 anzuschalten, um somit das LED-Element D1-n-2 zu löschen und das Element D1-n-1 anzuschalten. Beim weiteren Anwachsen der Ladespannung V. ₁ über die digitalisierende Spannung am Verbindungspunkt tn gibt der Komparator Gn ein Ln-Signal ab, um den Transistor Qn anzuschalten. Hierdurch wird ein H-Signal über die Leitung 21 an die Eingangsklemme IN2 des FF6 gegeben, welches daher seinen Zustand umkehr t und am Ausgang OUT2 ein L-Signal und air. Ausgang OUT1 ein Η-Signal abgibt. Dieser Zustand

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wird beibehalten, bis der Klemme IN1 ein Η-Signal zugeführt wird. Der Transistor Tr2_r der an seiner Basiselektrode ein L-Signal empfängt, wird in seinen Abschaltzustand gebracht, um die erste LED-Gruppe 4 zu sperren. Ferner wird der Transistor Tr3, der an seiner Basis ein Η-Signal empfängt, angeschaltet, um die zweite LED-Gruppe 5 freizugeben. Andererseits wird der Transistor Tr1, der an seiner Basis ein L-Signal empfängt, abgeschaltet, um die digitalxsxerenden Spannungen an den Verbindungspunkten ti bis tn um die Spannung anzuheben, die am Widerstand RO abfällt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Transistor Tr1 angeschaltet ist. Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die digitalisierende Spannung am Punkt ti im Ausschaltzustand des Transistors Tr1 gleich oder etwas kleiner als die digitalisierende Spannung am Punkt tn im Anschaltzustand des Transistors Tr1. Dementsprechend erzeugt nach dem Abschalten des Transistors Tr1 der Vergleicher G1 ein L1-Signal, während die Komparatoren G2 bis Gn Signale hohen Pegels H2 bis Hn erzeugen, woraufhin der Transistor Q1, der an seiner Basis ein L1-Signal und an seinem Emitter ein H2-Signal empfängt, angeschaltet wird, um das LED-Element D2-1 in der zweiten LED-Gruppe 5 anzuschalten. Andererseits befinden sich die Transistoren QO, Q2 bis Qn im abgeschalteten Zustand. Mit dem Anwachsen der Ladespannung V. ₁ verschiebt sich der zu invertierende Komparator von G2 nach G3, dann nach G4, usw.; dementsprechend wird das erleuchtete LED-Element in der zweiten LED-Gruppe 5 verschoben. Wenn die Ladespannung V. ₁ die digitalisierende Spannung am Punkt tn übersteigt, gibt der Komparator Gn ein Ln-Signal ab, um den Transistor Qn anzuschalten, jedoch wird das Flip-Flop 6 nicht umgeschaltet, da es bereits durch den vorausgehenden Einschaltzustand des Transistors Qn umgeschaltet wurde. Somit veranlaßt der EIN-Zustand des Transistors Qn, daß das LED-Element D2-n erleuchtet wird, wodurch eine Unterbelichtung angezeigt wird.

Wird eine geringere Verschlußgeschwindigkeit ausgewählt, beispielsweise durch ein Ändern des Blendenwertes oder durch eine sich ändernde Objekthelligkeit während des oben erwähnten Zustandes, so wird die Ladespannung V. .. des Speicherkondensators C1 entsprechend vermindert, um den zu invertierenden Komparator von Qn nach Qn-1 zu verschieben, dann nach Qn-2, und so

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fort, wobei die entsprechende Verschiebung in dem angeschalteten LED-Element von D2-n nach D2-n-1, dann nach D2-n-2, usw., erfolgt. Wird die Ladespannung V. ^ niedriger als die digitalisierende Spannung am Verbindungspunkt ti, wird der Komparator G1 invertiert, um den Transistor Q1 abzuschalten und somit das LED-Element D2-1 zu löschen und gleichzeitig den Transistor QO anzuschalten, um dadurch den Zustand des Flip-Flops 6 zu invertieren, welches daraufhin am Ausgang OUT2 ein Η-Signal und am Ausgang OUT1.ein L-Signal abgibt. Der Transistor Tr2 wird daher nach Erhalt des Η-Signals von der Klemme OUT2 angeschaltet, während der Transistor Tr3 nach Erhalt des L-Signals von der Klemme OUT1 abgeschaltet wird, wodurch die Funktion der ersten LED-Gruppe 4 freigegeben wird. Gleichzeitig mit dem Anschalten des Transistors Tr2 wird der Transistor Tr1 in den EIN-Zustand gebracht, um die digitalisierenden Spannungen an den Verbindungspunkten ti bis tn um eine Spannung zu verschieben, die am Widerstand RO abfällt, woraufhin der Komparatur Gn ein Hn-Signal abgibt, während die übrigen Komparatoren L-Signale abgeben. Der Transistor Qn-1, der von dem Komparatir Gn-1 an seiner Basis ein Ln-Signal empfängt und an seinem Emitter ein Hn-Signal von dem Komparator Gn empfängt, wird angeschaltet, um das LED-Element Di-n-1 anzuschalten. Mit dem Abfallen der Ladespannung des Speicherkondensators C1 verschiebt sich der ein H-Signal abgebende Komparator von Gn nach Gn-1, dann nach Gn-2, und so fort, wobei eine entsprechende Verschiebung der angeschalteten LED-Elemente stattfindet. Wenn somit die Ladespannung V. kleiner wird als die digitalisierende Spannung am Verbindungspunkt ti, erzeugt der Komparator G1 ein H1-Signal, um den Transistor QO anzuschalten, jedoch wird das FF6 nicht mehr invertiert, wodurch kontinuierlich das LED-Element D1-0 erleuchtet wird, um hierdurch eine Überbelichtung anzuzeigen.

Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Funktion der Komparatoren und den zwei diesen zugeführten Eingängen, das heißt, der Ladespannung des Speicherkondensators C1 und der digitalisierenden Spannungen, wobei die Abszisse und die Ordinate die Ladespannung V. .. des Speicherkondensators C1, bzw. die digitalisierenden Spannungen an verschiedenen Verbindungspunkten zeigen, wobei die Suffixe der digitalisierenden Spannungen V1,

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-2A-

V2, . . ., Vn den Verbindungspunkten gemäß Fig. 9 entsprechen.

Fig. 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, wobei die Teile der Anzeigeeinrichtung 2D, die den Teilen der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 9 und der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 entsprechen, mit denselben Symbolen bezeichnet sind und nicht noch einmal näher erläutert werden. In diesem fünften Ausführungsbeispiel sind die digitalisierenden Spannungen, die den nicht invertierenden Eingangsklemmen der Komparatoren zugeführt werden, fest, während die analoge Eingangsspannung, die den invertierenden Eingangsklemmen zugeführt wird, oszilliert wird.

Gemäß Fig. 11 wird eine analoge Eingangsspannung V. ~ von einer Analogsignal-Quelle 11 zwischen eine invertierte Eingangsklemme eines Operationsverstärkers A3 und die Speiseleitung 21 gelegt. Die nicht invertierende Eingangsklemnie des Verstärkers A3 ist mit der Leitung 21 über einen Widerstand Ra verbunden. Es ist ein Transistor Tr4 vorgesehen, dessen Kollektor mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A3 verbunden ist, dessen Basis mit der Ausgangsklemme des Verstärkers A3 verbunden ist, und dessen Emitter mit der Leitung 22 über einen Widerstand Rb in Verbindung steht. Die oben erwähnten Bauteile bilden eine Spannungs-Strom-Wandlerschaltung, in der unter der Annahme, daß h_f des Transistors Tr4 wesentlich größer ist als eins, der Kollektorstrom annähernd gleich ist dem Emitterstrom und festgelegt wird durch die analoge Eingangsspannung V. „ und den Widerstand Ra. Ein Operationsverstärker A4, der eine Spannungsfolgerschaltung bildet, empfängt eine Eingangsspannung parallel zum Widerstand Rb, welcher den Emitterstrom des Transistors Tr4 aufnimmt, und der Verstärker gibt ein entsprechendes Ausgangssignal V. , an die invertierten Eingangsklemmen der Komparatoren G1 bis Gn ab. Der Kettenwiderstand RO gemäß Fig.4 ist fortgelassen, und die digitalisierenden Spannungen der nicht invertierten Eingangsklemmen der Komparatoren G1 bis Gn werden so ausgewählt, daß sie denjenigen Spannungen entsprechen, die erhalten werden, wenn der Transistor Tr1 gemäß Fig. 9 im eingeschalteten Zustand ist. Der Widerstand Rb ist parallel zu einer Konstantstromsenke 1-4 geschaltet, und der Emitterstrom

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des Transistors Tr4, der dort hineinfließt, wird durch den EIN-AUS-Wechsel des Transistors Tr5 geschaltet. Die Basis des Transistors Tr5 ist mit dem anderen Ausgang 0UT1 des FF6 verbunden, um durch den Zustand des Flip-Flops 6 eine EIN-AUS-Steuerung zu ermöglichen.

Mit einem Anwachsen der analogen Eingangsspannung V. ₂ wird entsprechend die Ausgangsspannung V. ₃ des Operationsverstärkers A4 erhöht, um die Spannungen an den invertierten Eingangsklemmen der Komparatoren G1 bis Gn anzuheben. Wenn die Ausgangsspannung V. ₃ kleiner ist als die digitalisierende Spannung an dem Verbindungspunkt ti, geben sämtliche Komparatoren G1 bis Gn Η-Signale ab, um den Transistor QO anzuschalten und die Transistoren Q1 bis Qn abzuschalten, woraufhin das FF6 von dem Komparator G1 das H1-Signal an einer Eingangsklemme IN1 empfängt, um an der Ausgangsklemme OUT2 ein Η-Signal und an der Ausgangsklemme OUT1 ein L-Signal abzugeben, bis der Eingangsklemme IN2 ein Η-Signal zugeführt wird. Somit wird der Transistor Tr2 angeschaltet, während die Transistoren Tr3 und Tr5 abgeschaltet sind, und das LED-Element D1-0 wird durch das Leiten des Transistors QO angeschaltet. Somit wird bei einem Anwachsen der Aus gangs spannung V. -> des Operationsverstärkers A4 der zu invertierende Komparator von G2 nach G3, dann nach G4, und so fort, in der oben erläuterten Weise "verschoben"; eine entsprechende "Verschiebung" erfolgt bei dem jeweiligen eingeschalteten LED-Element der ersten LED-Gruppe 4. Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers A4 die digitalisierende Spannung am Punkt tn überschreitet, um den Komparator Gn zu invertieren, wird ein Ln-Signal abgegeben, um den Transistor Qn-1 abzuschalten und somit das LED-Element Di-n-1 zu löschen, während der Transistor Qn angeschaltet wird, um dem anderen Eingang IN2 des FF6 ein Η-Signal zuzuführen, woraufhin das Flip-Flop seinen Zustand wechselt und am Ausgang OUT2 ein L-Signal und am Ausgang OUT1 ein Η-Signal abgibt. Der Transistor Tr2 wird in Abhängigkeit von dem L-Signal abgeschaltet, während der Transistor Tr3 in Abhängigkeit von dem Η-Signal angeschaltet wird. Weiterhin verbindet der Transistor Tr5 nach Erhalt des Η-Signals die Stromquelle 15 parallel zu dem Widerstand Rb und teilt somit den Emitterstrom des Transistors Tr4 auf. In diesem Fall wird

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der Strom der Quelle 14 so festgelegt, daß die Ausgangsspannung V. _ des Operationsverstärkers A4 gleich ist der digitalisierenden Spannung an dem Punkt ti oder etwas höher als die Spannung, mit einer bestimmten Hysterese, wie oben bereits erwähnt wurde. Wenn dementsprechend der Komparator Gn den Transistor Qn anschaltet, um den Zustand des Flip-Flops 6 zu wechseln, wird die Ausgangsspannung V_in3 des Verstärkers A4 auf einen Pegel vermindert, der das Invertieren allein des Komparators G1 gestattet. Somit gibt der Komparator G1 ein L1-Signal ab, während die übrigen Komparatoren G2 bis Gn Signale H2 bis Hn abgeben, um den Transistor Ql anzuschalten und die Transistoren QO, Q2 bis Qn abzuschalten und somit das LED-Element D2-1 nachfolgend bezüglich des Elementes D1-n-1 zu erleuchten. Ein weiteres Anwachsen der Ausgangsspannung V. ., des Verstärkers A4 hat ein aufeinanderfolgendes Verschieben des zu invertierenden Komparators in der oben erläuterten Weise zur Folge, wobei eine entsprechende Verschiebung des LED-Elementes, welches innerhalb der zweiten LED-Gruppe 5 anzuschalten ist, erfolgt. Nach Invertieren des Komparators Gn wird der Transistor Qn angeschaltet, um das LED-Element Dn zu erleuchten, welches in einem eingeschalteten, das heißt erleuchteten Zustand gehalten wird, da das FF6 nach dem Anschalten des Transistors Qn nicht mehr invertiert wird, und daher den EIN-Zustand beibehält.

Im Falle eines Abfalls der Ausgangsspannung V. _ des Operationsverstärkers A4 von dem oben geschilderten Zustand werden die Komparatoren von Gn zu Gn-1 hin, dann zu Gn-2 hin, und so weiter, nacheinander invertiert, wobei an deren Ausgangsklemmen nacheinander Η-Signale abgegeben werden. Wird die Ausgangsspannung des Verstärkers A4 niedriger als die digitalisierende Spannung am Punkt ti, wird der Komparator G1 invertiert, um den Transistor QO anzuschalten und dadurch das FF6 zu invertieren und den Transistor Tr5 abzuschalten. Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung V. ο des Verstärkers A4 gleich oder geringfügig niedriger gehalten als die digitalisierende Spannung am Punkt tn, und der Komparator Gn fährt fort, ein Hn-Signal abzugeben. Dann werden mit dem Abfallen der Ausgangsspannung V. des Verstärkers A4 nacheinander durch die Komparatoren Gn-1, Gn-2, und so

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fort, Η-Signale abgegeben. Wenn die Ausgangsspannung kleiner wird als die digitalisierende oder quantisierende Spannung am Verbindungspunkt ti, gibt der Komparator G1 ein -HI-Signal ab, um den Transistor QO anzuschalten, jedoch wird das FF6 nicht mehr invertiert, um das LED-Element D1-0 weiterhin zu erleuchten.

Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen den oben erwähnten Operationen der Komparatoren und deren zweier Eingänge, das heißt der Ausgangsspannung V. _ des Operationsverstärkers A4 und der digitalisierenden Spannung; weiterhin ist die Beziehung zwischen der analogen Eingangs spannung V. „ ^un(3- <^^er Ausgangs spannung V. _ dargestellt. In den Figuren zeigen die Abszisse und Ordinate die analoge Eingangsspannung V. ₂, bzw. die digitalisierenden Spannungen an verschiedenen Verbindungspunkten der Kettenwiderstände an.

Bei dem oben erläuterten vierten und fünften Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Anzahl der Anschlußstifte der integrierten Schaltungsanordnung zu reduzieren, wenn die erste und zweite LED-Gruppe 4 und 5 in einer integrierten Schaltung untergebracht sind, wenn jede Treiberleitung mit zwei LED-Anzeigeelementen außer den Elementen D1-0 und D2-n verbunden wird. Weiterhin ist es gut möglich, die Anzeigehelligkeit zwischen der ersten und zweiten Gruppe 4 und 5 zu differenzieren, wenn die Werte der Konstantstromquellen 12 und 13 unterschiedlich gewählt werden.

Für eine Zahl N benötxgterAnzeigemodx werden Komparatoren gemäß einem Faktor N/2 benötigt.

Fig. 13 zeigt eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, angewandt auf Segmentanzeigen, wobei lediglich ein Teil dargestellt ist, der von Fig. 11 abweicht. Nach dieser Ausführungsform kann das Flip-Flop 6 so ausgelegt sein, wie es bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vier oder fünf der Fall war, um eine Eingangsspannung unter zwei Eingängen des Komparators umzuschalten. Das Ausgangssignal der Komparatoren wird einem Decoder (Segmenttreiber) 31 zum Treiben einer Segmentanzeige 32 zugeführt. Die Segmentanzeige 32 umfaßt

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beispielsweise Licht emittierende Dioden (LEDs), Glühbirnen, Flüssigkristallanzeigen, elektrochromatische Elemente, und dergleichen- Das Flip-Flop 6 empfängt an einer Eingangsklemme IN1 das Ausgangssignal des !Comparators G1, während an der anderen Eingangsklemme IN2 das Ausgangssignal des !Comparators Gn nach Invertieren durch einen Negator 33 empfangen wird. Transistoren Tr31 und Tr32, die mit den Ausgangsklemmen OUT1 und OUT2 des Flip-Flops 6 verbunden sind, werden nach Maßgabe des Zustandes des Flip-Flops an- oder abgeschaltet, um den Treibermodus des Decoders 31 und somit den Anzeigemodus der Segmentanzeige 32 zu schalten. Obschon die Einzelheiten der Betriebsweise fortgelassen sind, können die Komparatoren mehrfache Funktionen durch die Flip-Flop-Schaltung 6 ausführen, wie im Falle der vierten oder fünften Ausführungsform. Auf diese Weise wird die analoge Eingangsspannung auf der Segmentanzeige 32 numerisch dargestellt.

Das Trigger- oder Auslösesignal für das Flip-Flop 6, das durch die Transistoren QO und Qn in der fünften Ausführungsform oder durch die Komparatoren G1 und Gn in der sechsten Ausführungsform erzeugt wird, kann in der folgenden Weise erhalten werden, wobei eine erste Detektorschaltung mit einer Standardspannung vorgesehen ist, welche gleich ist der niedrigsten dem Komparator G1 zugeführten digitalisierenden Spannung, sowie eine zweite Detektorschaltung mit einer Standardspannung, die gleich ist der höchsten dem Komparator Gn zugeführten digitalisierenden Spannung, wobei die Ausgangssignale der Detektorschaltungen zum Triggern des Flip-Flops 6 verwendet werden. Bei der Beschreibung der vierten und fünften Ausführungsform wurde Bezug genommen auf LED-Anzeigeelemente, es versteht sich jedoch, daß auch andere elektrooptische Elemente, beispielsweise Glühlampen, Flüssigkristallenzeigen, elektrochromatische Elemente und dergleichen verwendet werden können. Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, ermöglicht die vorliegende Erfindung, daß jeder Komparator bei zwei analogen Eingangssignalpegeln eine Digitalisierung durchführt, entsprechend der Zustandsänderung einer bistabilen Schaltung. Somit wird für eine gegebene Anzahl von Komparatoren die Anzahl digitalisierbarer Pegel von Analog-Eingangssignalen

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ohne Änderung der Leistungsaufnahme der Komparatoren verdoppelt. Weiterhin bleibt die Zahl der Kettenwiderstände dieselbe, wodurch die Chip-Fläche von integrierten Schaltungen vermindert werden kann, wenn die Komparatoren und Kettenwxderstände als integrierte Schaltungen ausgebildet werden.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALTE A. 3RUNECKER

Dt U INa

H. KINKELDEY

DR-ING

W. STOCKMAIR

DR ING ■ ArtE tCALT^CHJ

K. SCHUMANN

DRRtRNAT-DlFV-PHYS

P. H. JAKOB

DiPLiNa

G. BEZOLD

Da BEH NAT - Cf R_-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXlMlLlANSTFiASSE

P 12 788

Dre/mi 19- Mai 1978

Patentansprüche

Anzeigeeinrichtung, gekennzeichnet durch mehrere Vergleicher (G1 bis Gn) zum parallelen Vergleichen einer analogen Eingangsspannung mit mehreren digitalisierenden Standardspannungen, um die Eingangsspannung zu digitalisieren, eine Anzeigeanordnung (D1-0 bis D2-n) zum Anzeigen der so digitalisierten Ausgangsgröße, eine Steuereinrichtung (Tr1, Tr2, 12, Tr3, 13), die periodisch zwischen einem ersten und zweiten Steuerzustand umschaltbar ist und im ersten Steuerzustand die Vergleicher in die Lage versetzt, die analoge Eingangsspannung in einem ersten Spannungsbereich einem Vergleich zu unterziehen, sowie im zweiten Steuerzustand die Vergleicher in die Lage versetzt, die Eingangsspannung in einem zweiten Spannungsbereich einem Vergleich zu unterziehen, eine Codiereinrichtung zum Codieren der digitalisierten Ausgangsgröße der Vergleicher während des ersten Steuerzustandes der Steuerung in einem ersten Modus und während des zweiten Steuerzustandes in einem zweiten Modus, wobei die Codiereinrichtung die Anzeigeanordnung entweder

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O52O3BO TERA'iV

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TELHFOM (Oaa) a-22862 TELEX O5-2O3BO TE' iRA'iV; WONlPAT

ORIGINAL INSPECTED

_ ο

im ersten oder zweiten Modus nach Maßgabe des Zustandes der Steuerung treibt.
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenze des ersten Spannungsbereichs gleich ist der unteren Grenze des zweiten Spannungsbereichs.
3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung durch Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Steuerzustand veranlaßt, daß ein Satz von den Vergleichern zugeführten Eingangsspannungen periodisch mit einer Amplitude oszilliert, welche gleich ist der Differenz zwischen den höchsten und niedrigsten Werten der digitalisierenden Standardspannungen.
4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung weiterhin eine Anordnung umfaßt, die in Synchronisation mit den Umschaltzyklen des ersten und zweiten Steuerzustandes veranlaßt, daß die den Vergleichern zugeführten anderen Eingangsspannungen mit einer Amplitude oszillieren, die kleiner ist als die Einheits-Digitalisierungsspannung bei von den genannten Umschaltzyklen abweichenden Zyklen.
5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung in Synchronisation mit den Umschaltzyklen des ersten und des zweiten Steuerzustandes veranlaßt, daß ein Satz der den Vergleichern zugeführten Eingangsspannungen periodisch mit einer Amplitude oszilliert, die gleich ist der Differenz zwischen den höchsten und niedrigsten Werten der digitalisierenden Standardspannungen, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die veranlaßt, daß der andere Satz der den Vergleichern zugeführten Eingangsspannungen mit einer Amplitude oszilliert, die kleiner ist als die Einheits-Digitalisierungsspannung bei von den Umschaltzyklen abweichenden Zyklen.

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Patentanwälte a. grunecker

h. kinkeldey w. stockmair

L= -Λ A.EICALTECH

K. SCHUMANN P. H. JAKOB G. BEZOLD

3DR =£RNAT DIPL-CHEM

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43
6. Okt. 1978

P 12 733 - 57/hn

Patentansprüche 6 bis 12 | naoHQERBOHT

6. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Halteschaltung aufweist, die in dem ersten Zustand gehalten wird, wenn ein Vergleicher, der unter den Vergleichern die größte digitalisierende Spannung empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die größer ist als die größte digitalisierende Spannung, und die in dem zweiten Zustand gehalten wird, wenn ein Vergleicher, der die niedrigste digitalisierende Spannung unter den Vergleichern empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die niedriger ist als die niedrigste digitalisierende Spannung, und eine Steuerschaltung, die den Vergleich der analogen Eingangsspannung durch die Vergleicher in den ersten Eingangsspannungsfreien ermöglicht, wenn sich die Halteschaltung in dem ersten Zustand befindet, und die den Vergleich der analogen Eingangsspannung durch die Vergleicher in dem zweiten, niedrigeren Spannungsbereich ermöglicht, wenn sich die Halteschaltung in dem zweiten Zustand befindet.

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TCJLf-X OR-2Q 3"JO TFLfXGF(AMM-MnMAPAT TELEKO»if.B=i!
7. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die untere Grenze des ersten Eingangsspannungsbereichs gleich ist der oberen Grenze des zweiten Eingangsspannungsbereichs.
8. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenze des zweiten Eingangs Spannungsbereichs etwas höher ist al? die untere Grenze des ersten Eingangsspannungsbereichs.
9. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,, daß die Steuerschaltung eine Bigitalisierungsspannungs-S haltanordnung umfaßt su~ "schalten der digitalisierenden Spannungen in einen ersten digitalisierenden Spannungsbereich zum Freigeben des Vergleichs der den Vergleichern zugefiihrten Analogspannung in einem ersten EingangsSpannungsbereich, wenn die Halteschaltung sich im ersten Zustand befindet und zum Umschalten der digitalisierenden Spannung in einen zweiten digitalisierenden Spannungsbereich, der kleiner ist als der erste Spannungsbereich, zum Freigeben des Vergleichs der den Komparatoren zugeführten analogen Eingangsspannung in einem zweiten Eingangsspannungsbereich, wennsich die Halteschaltung in dem

zweiten Zustand befindet. _
10.Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine Analog-Eingangsspannung-Schalteinrichtumg umfaßt zum Schalten des Wertes der den Vergleichern zugeführten analogen Eingangsspannung derart, daß ein Vergleich der analogen Eingangsspannung durch die Vergleicher in einem ersten EingangsSpannungsbereich möglich ist, wenn die Halteschaltung sich im ersten Zustand befindet, und um einen Vergleich der analogen Eingangsspannung durch

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die Vergleicher in einem zv/eiten Spannungsbereich zu ermöglichen, wenn die Halteschaltung sich in dem zv/eiZustand "befindet.
11.Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschaltung einen ersten Vergleicher umfaßt, der unter den Vergleichern eine höchste digitalisierende Spannung empfängt, daß ein zweiter Vergleicher vorgesehen ist, der eine unter den Vergleichern niedrigste digitalisierende Spannung empfängt, und daß eine bistabile Schaltung mit swei Zuständen vorgesehen ist, wobei der erste Vergleicher ein erstes Ausgangssignal in Abhängigkeit von einer analogen Eingangsspannung erzeugt, die größer ist als die größte digitalisierende Spannung, während der zweite Vergleicher ein zweites Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem analogen Eingangssignal erzeugt, welches kleiner ist als die kleinste digitalisierende Spannung, und daß die bistabile Schaltung in einem ersten Zustand nach Erhalt des ersten Ausgangssignals und in einem zweiten Zustand nach Erhalt des zweiten Ausgangssignals gehalten wird.
12. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 9 oder 1Q, dadurch geke η η ζ e i. c h. η e t , daß die Halteschaltung- eine Detektorschaltung zum Erzeugen ersten Aus gangs signals umfaßt, wenn ein Vergleicher, der unter den Vergleichern eine höchste digitalisierende Spannung empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die größer ist als die größte digitalisierende Spannung, daß eine zweite Detektorschaltung vorgesehen ist zum Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals, wenn ein Vergleicher, der unter den Vergleichern eine niedrigste digitalisierende Spannung empfängt, eine analoge Eingangsspannung empfängt, die niedriger ist als die niedrigste digitalisierende Spannung, und daß eine bistabile Schaltung vorgesehen ist, 809851/0667

die in einem ersten Zustand in Abhängigkeit von dem ersten Ausgangssignal und in einem zweiten Zustand in Abhängigkeit von dem sxveiten Ausgangssignal gehalten wird.

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