DE3136395A1

DE3136395A1 - Circuit arrangement for indicating binary signals using light-emitting diodes

Info

Publication number: DE3136395A1
Application number: DE19813136395
Authority: DE
Inventors: Ruben Dipl.-Ing. Elektroing. 8000 Zürich Delgado; Daniel Dipl.-Ing. Elektroing. Gebenstorf Gloor; Lothar Ing.(grad.) 6945 Hirschberg Schollenberger
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-04-14

Abstract

The circuit arrangement consists of a plurality of functional units (FE1 to FE4). The output of each functional unit is short-circuited or open-circuited depending on the input signal. A light-emitting diode (D1 to D4) which is supplied from a constant-current source (St) is connected in parallel with the output of each functional unit. The current now flows either through the output of the functional units or through the light-emitting diodes, depending on the input signal. <IMAGE>

Description

Schaltungsanordnung zur Anzeige von Binärsignalen mit Leuchtdioden.Circuit arrangement for displaying binary signals with light emitting diodes.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Anzeige von Binärsignalen mit Leuchtdioden und liegt auf dem Gebiet der elektronischen Steuerungstechnik.The invention relates to a circuit arrangement for display of binary signals with light emitting diodes and is in the field of electronic control technology.

In elektrischen Einrichtungen müssen Anzeigevorrichtungen vorhanden sein, die während des Betriebes Informationen über den Funktionsablauf geben. So können auftretende Fehler erkannt und nötige Wartungsarbeiten angezeigt werden. Als Anzeigevorrichtung werden heute vorwiegend Lumineszenzdioden verwendet, die bei Stromfluß in Durchlaßrichtung Licht aussenden. Grundlagen von Lumineszenzdioden, im nachfolgenden Text als Leuchtdioden bezeichnet, sind bekannt, beispielsweise aus "Funkschau", Heft 11, Seite 8S und Heft 12, Seite 79/80.Indicators must be available in electrical installations that provide information about the functional sequence during operation. So occurring errors can be recognized and necessary maintenance work indicated. As a display device, luminescent diodes are predominantly used today, which Emit light when current flows in the forward direction. Basics of luminescence diodes, referred to as light-emitting diodes in the following text, are known, for example from "Funkschau", issue 11, page 8S and issue 12, page 79/80.

Auch integrierte Schaltungen zum Ansteuern von Leuchtdioden, beispielsweise zur Anzeige von Ziffern, Zeichen und Aufbau von Lichtbändern sind bekannt. So werden die Bausteine UAA 180 und UAA 170 der Fa. Siemens einge- setzt, um abhängig von einer analogen Einganßsspanung einen Leuchtpunkt oder ein Leuchtband Über eine Skala zu steuern. Durch entsprechende Beschaltung kann die Helligkeit verändert und der Leuchtübergang zwischen zwei benachbarten Leuchtdioden von gleitend bis springend eingestellt werden.Integrated circuits for controlling light emitting diodes, for example for the display of digits, characters and the structure of light bands are known. Be like that the modules UAA 180 and UAA 170 from Siemens puts, to create a luminous point or a luminous strip depending on an analog input voltage Controlled via a scale. With appropriate wiring, the brightness changed and the light transition between two neighboring light emitting diodes of sliding until jumping can be set.

Zum Anzeigen des Zustandes eines logischen Bauelementes wird Üblicherweise in den Ausgang dieses Bauteils eine Leuchtdiode mit Vorwiderstand an eine Stromquelle angeschaltet. Bei einem bestimmten Zustand des logischen Bauelementes fließt ein Strom durch die Leuchtdiode, der diese zum Leuchten bringt Da eine Leuchtdiode einen Strom von bis zu 20 mA zieht, wird bei dem Einsatz vieler Leuchtdioden (wie es in modernen Steuerungßanlagen üblich ist) ein aufwendiges geregeltes Netzteil erforderlich. Beim Einsatz von ungeregelten Netzteilen bei ca. 24V müssen die Leuchtdioden systembedingt über einen Vorwiderstand mit höherer Leistung betrieben werden. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher Platzbedarf und erhöhte Wärmeabgabe Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zum Anzeigen logischer Zustände zu finden, die an ungeregelte Netzteile anschließbar ist, durch eine Reihenschaltung der Leuchtdioden keine Vorwiderstände benötigt und deshalb wenig Strom verbraucht Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mehrere Funktionseinheiten mit jeweils einem Eingang und zwei Ausgängen vorgesehen sind, daß die Ausgänge der Funktionseinheiten in Reihe geschaltet sind, daß parallel zu den beiden Ausgängen jeder Funktionseinheit eine Leughtm diode angeordnet ist, die in Abhängigkeit vom Eingangssignal der Funktionseinheit überbrückt oder angeschaltet ist und daß in die Reihenschaltung der Ausgänge der Funktionseinheiten eine Stromquelle gelegt ist. Jede der Funktionseinheiten kann zusätzlich zu dem wahren noch einen Invertier-Eingang aufweisen.To display the status of a logical component, usually in the output of this component a light-emitting diode with a series resistor to a power source turned on. In a certain state of the logic component flows in Electricity through the light-emitting diode, which makes it glow A current of up to 20 mA is drawn when using many light-emitting diodes (as shown in modern control systems are common) an expensive regulated power supply is required. When using unregulated power supplies at approx. 24V, the LEDs must be system-related can be operated via a series resistor with higher power. This results in an additional space requirement and increased heat dissipation It is therefore the task of Invention to find a circuit arrangement for displaying logical states that Can be connected to unregulated power supply units by connecting the light-emitting diodes in series no series resistors are required and therefore consumes little power according to the invention this is achieved in that several functional units each with an input and two outputs are provided that the outputs of the functional units in series are connected that parallel to the two outputs of each functional unit one Leughtm diode is arranged, which depends on the input signal of the functional unit bridged or switched on is and that in the series connection a power source is connected to the outputs of the functional units. Each of the functional units can also have an inverting input in addition to the true one.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanodnung ist besonders der geringe Stromfluß durch Reihenschaltung der Leuchtdioden. Der konstante Strom durch die Leuchtdioden fließt auch dann, wenn nur einige der Dioden leuchten, wodurch das erforderliche Netzteil sehr einfach ausgeführt werden kann. Aufgrund der geringen Stromaufnahme (keine Vorwiderstände mehr) entsteht weniger Verlustwärme, was wiederum mit größerer Packungsdichte und kleinerem Platzbedarf verbunden ist.The circuit arrangement according to the invention is particularly advantageous the low current flow through series connection of the light-emitting diodes. The constant current flows through the light-emitting diodes even if only some of the diodes are lit, which means the required power supply can be implemented very easily. Because of the low Current consumption (no more series resistors) results in less heat loss, which in turn is associated with greater packing density and smaller space requirements.

Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.Further advantages can be seen from the description below.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the arrangement according to the invention is shown below explained in more detail with reference to the drawing.

Die Schaltungsanordnung besteht aus mehreren, vorwiegend sechs bis acht, gleichartig aufgebauten Funktionseinheiten FE. Jede Funktionseinheit weist zwei Eingänge und zwei Ausgänge auf. Auf den einen Eingang jeder Funktionseinheit wird ein auf Minus-Potential bezogenes binäres Signal geführt, während der andere Eingang jeder Funktionseinheit gemeinsam auf einen invertierenden Anschluß INV geführt ist. Parallel zu den beiden Ausgängen jeder Funktionseinheit ist jeweils eine Leuchtdiode gelegt. Dabei ist die Leuchtdiode D1 der Funktionseinheit FE1 zugeordnet, die Leuchtdiode D2 der Funktionseinheit FE2 usw.. Zur besseren Ubersicht wurden in der Zeichnung nur vier Funktionseinheiten mit den entsprechenden Leuchtdioden dargestellt.The circuit arrangement consists of several, predominantly six to eight, similarly structured functional units FE. Each functional unit has two inputs and two outputs. On one input of each functional unit a binary signal related to minus potential is carried while the other Input of each functional unit jointly led to an inverting terminal INV is. A light-emitting diode is parallel to the two outputs of each functional unit placed. The light-emitting diode D1 is assigned to the functional unit FE1, the light-emitting diode D2 of the functional unit FE2 etc. For a better overview, in the drawing only four functional units with the corresponding light-emitting diodes are shown.

Die Ausgänge aller Funktionseinheiten sind derart in Reihe geschaltet, daß der untere Ausgang der Eunktionseinheit FE1 auf den oberen Ausgang der Funktionseinheit FE2, der untere Ausgang der Funktionseinheit FE2 auf den oberen Ausgang der Funktionseinheit FE3 usw geführt ist. Die Ausgänge der Funktionseinheiten FE1 bis FE3 sind nicht auf Minus-Potential bezogen. Der untere Ausgang der letzten Funktionseinheit (in der Zeichnung FE4) ist dagegen auf Minus-Potential gelegt (ebenso wie der kathodenseitige Anschluß der letzten Leuchtdiode D4). Der obere Ausgang der ersten Funktionseinheit FE1 ist ebenso wie die erste Leuchtdiode D1 (Anode) an eine symbolhaft dargestellte Stromquelle St geschaltet Der Strom aus der Stromquelle St kann also je nach Eingangs signal durch die Reihenschaltung der Leuchtdioden D1 bis D4 oder durch die Reihenschaltung der Funktionseinheiten FE1 bis FE4 oder jede mögliche Kombination zwischen Funktionseinheit und Leuchtdiode nach Minus-Potential fließen. Jede Funktionseinheit ist selbstverständlich auch noch an eine Spannungsversorgung angeschaltet.The outputs of all functional units are connected in series in such a way that that the lower output of the functional unit FE1 to the upper output of the functional unit FE2, the lower output of the functional unit FE2 to the upper output of the functional unit FE3 etc. is performed. The outputs of the functional units FE1 to FE3 are not related to minus potential. The lower output of the last functional unit (in in the drawing FE4), on the other hand, is set to minus potential (as is the cathode-side Connection of the last LED D4). The upper output of the first functional unit Like the first light-emitting diode D1 (anode), FE1 is connected to a symbolically represented Current source St switched The current from the current source St can therefore depending on the input signal through the series connection of the LEDs D1 to D4 or through the series connection of the functional units FE1 to FE4 or any possible combination between functional units and LED flow to minus potential. Every functional unit is a matter of course also connected to a power supply.

Jede Funktionseinheit erkennt ein anstehendes binäres Eingangssignal und schließt in Abhängigkeit vom Eingangssignal ihren Ausgang kurz oder öffnet ihn. Jede Funktionseinheit besteht aus logischen Elementen und Sehalteinrichtungen. Je nach Schaltkreistechnik können dafür beispielsweise Anstruerchaltungen, Operationsver stärker, Transistorschaltungen usw verwendet werden. Da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in vorteilhafter Weise als Ansteuerbaustein in IC-Schaltkreistechnik ausgeführt wird, werden vorzugsweise Bauteile eingesetzt, die auch integrierbar sind. Selbstverständlich kann jede Funktionseinheit auch in diskreter Technik, beispielsweise mit Dioden und Relais aufgebaut sein.Each functional unit recognizes a pending binary input signal and, depending on the input signal, short-circuits or opens its output. Each functional unit consists of logical elements and maintenance devices. Ever according to circuit technology, for example, instructor circuits, operations control stronger, transistor circuits, etc. can be used. Since the circuit arrangement according to the invention advantageously designed as a control module in IC circuit technology components that can also be integrated are preferably used. Of course each functional unit can also use discrete technology, for example with diodes and relays.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet wie folgt: Bei Null-Signal am Eingang der Funktionseinheit FE1 wird der Ausgang dieser Funktionseinheit kurzgeschlossen. Ein konstanter Strom aus der Stromquelle St fließt jetzt nicht über die Diode D1 sondern über den kurzgeschlossenen Ausgang von FE1. An den Eingangen der weiteren Funktionseinheiten FE2 bis FE4 soll beispielsweise L-Signal anstehen. Dann sind die Ausgänge der FE2 bis FE4 unterbrochen. Der Strom aus der Stromquelle St fließt jetzt durch den kurzgechlossenen Ausgang von FE1 und die Reihenschaltung der Leuchtdioden D2 bis D4 nach Minus-Potential. Die Dioden D2 bis D4 leuchten und zeigen an, daß an den Funktionseinheiten FE2 bis FE4 L-Signal ansteht.The arrangement according to the invention works as follows: With a zero signal The output of this functional unit is short-circuited at the input of the functional unit FE1. A constant current from the current source St now does not flow through the diode D1 but via the short-circuited output of FE1. At the entrances of the others Functional units FE2 to FE4 should, for example, be present with an L signal. Than are the outputs of FE2 to FE4 are interrupted. The current from the power source St flows now through the short-circuited output of FE1 and the series connection of the light-emitting diodes D2 to D4 according to minus potential. The diodes D2 to D4 light up and indicate that L-signal is present at the functional units FE2 to FE4.

Je nach Eingangssignal ist also der Ausgang einer Funktionseinheit kurzgeschlossen oder geöffnet, so daß der konstante Strom entweder durch die Funktionseinheiten oder die Leuchtdioden fließt.Depending on the input signal, the output is a functional unit short-circuited or opened, so that the constant current either through the functional units or the light emitting diodes flows.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung weist jede Funktionseinheit FE1 bis FE4 einen zweiten Eingangsanschluß auf. Ein Signal an diesem Anschluß bewirkt, daß die Funktionseinheit FE von der wahren in die inverse Betriebsweise übergeht. erden diese zweiten Eingänge jeder Funktionseinheit zusammengeführt, und auf einen gemeinsamen Anschluß INV geführt, kann beispielsweise durch einen angelegten getakteten Impuls eine Funktionskontrolle der Leuchtdioden vorgenommen werden. Durch ein parallel zu den Leuchtdioden angeordneten Widerstand (in der Figur nicht gezeigt) kann die Helligkeit verändert werden.In an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention each functional unit FE1 to FE4 has a second input connection. A Signal at this connection causes the functional unit FE to switch from the true in the inverse mode of operation skips. ground these second inputs of each functional unit merged, and led to a common terminal INV, for example A function check of the light-emitting diodes is carried out by an applied clocked pulse be made. By a resistor arranged parallel to the light-emitting diodes (not shown in the figure) the brightness can be changed.

Claims

Claims circuit arrangement for displaying binary signals with light emitting diodes, characterized in that several functional units (FE1 to FE $) sit each one input and two outputs are provided that the outputs of the functional units are connected in series that parallel to the two outputs of each functional unit a light emitting diode (D1 to D4) is arranged, which depends on the input signal the functional unit is bridged or switched on and that in the series connection the outputs of the functional units (FE1 to FE4) are connected to a power source (St)

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the functional units (FE1 to FE4) also have a control input (INV) that controls the switchover of functional units from true to inverse mode of operation