DE4214021A1 - Anzeigeeinrichtung mit vakuum - fluoreszenzelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung mit von einer Treiberschaltung angesteuerten Vakuum-Fluor­ reszenzelementen.

Für die Heizung der Kathode werden in der Praxis mehrere Betriebsmöglichkeiten genutzt.

Bei bekannten Anzeigeelementen dieser Art wird die Kathode direkt, unter Einschaltung eines Vorwiderstandes von der Betriebsgleichspannung geheizt. Bei einer solchen Anordnung ist der Schaltungsaufwand gering. Die aus Funktionsgründen im allgemeinen niedrigen Heizspannungen und die relativ hohen Heizströme bedingen in solchen Anordnungen hohe Energieverluste, so daß eine Anwendung in tragbaren Ein­ richtungen unvertretbar ist.

Bei anderen bekannten Ansteueranordnungen für die Anzeige­ elemente erfolgt die Heizung der Kathode über einen Transformator aus dem Stromversorgungsnetz. Bei solchen Anordnungen kann zwar der Leistungsbedarf minimiert werden, der notwendige Aufwand für Zusatzwicklungen auf dem Netz­ transformator sind jedoch beträchtlich. Durch die räumliche Trennung von Netztrafo und Anzeigeeinrichtung entsteht ein zusätzlicher Aufwand an Verbindungsleitungen. Außerdem können störende Effekte durch Interferenzen der Netz­ frequenz mit Komponenten der Steuerspannung für im Multiplexbetrieb angesteuerten Segmente bzw. Stellen auftreten, die subjektiv als Flimmern in Erscheinung treten.

Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen ein spezieller Heizstromgenerator eingesetzt wird. Eine solche Anordnung beschreibt die Offenlegungschrift 28 04 924 G 08 F 9/30.

Nach den als Erfindung genannten Merkmalen enthält der Heizstromkreis einen von einem Taktgenerator angesteuerten Schalter wobei die Taktfrequenz und das Tastverhältnis so gewählt werden, daß der Effektivwert des gepulsten Heiz­ stromes etwa dem elementgemäßen Heizgleichstrom entspricht. Die weiteren Ansprüche dieser Anmeldung betreffen die Ausführungen des Taktgebers, die Steuerung von Frequenz oder Tastverhältnis durch Änderung der Betriebsspannung.

Insgesamt können bei dieser bekannten Anordnung die Verluste beim Betrieb der Heizung (Kathode) weitgehend minimiert werden. Bei ausgeschalteten Anzeigestellen kommt es vor, daß durch die geringe Spannungsdifferenz zwischen Gitter und Kathode ein unerwünschtes Leuchten von Segmenten auftritt. Außerdem bleiben Nachteile hinsichtlich möglicher Interferenzen zwischen Stromversorgung der Heizung und Ansteuersequenzen der Datenkomponenten.

Prinzipiell lassen sich solche, subjektiv als Flimmern be­ zeichneten Störungen vermeiden, wenn zwischen den Komponenten der Multiplex-Ansteuerung von Stellen und Segmenten und der für die Heizstromwandlung verwendeten Schaltfrequenz ein genügend großer Abstand ist. Da das Zeitregiem für die Multiplex Ansteuerung im allgemeinen durch die Logik der Ansteuer-Einheit bestimmt ist, müßte zur Vermeidung von Interferenzen eine wesentlich höhere Frequenz benutzt werden, was aber hinsichtlich Stör­ strahlung und Wirkungsgrad nicht erwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die ein sicheres Dunkeltasten der Segmente gewährleistet, eine effektivere Umwandlung der Versorgungs­ spannung erreicht und Interferenzen zwischen der geschalteten Heizspannung und den Komponenten der Steuer­ spannung auch bei niedrigen Multiplexfrequenzen vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der im allgemeinen für die Aufbereitung der Ansteuersignale aus den jeweils auszugebenden Daten bereits vorhandene Mikro­ rechner sowohl die Multiplex-Signale zur Ansteuerung der Segmente und Stellen erzeugt, als auch die Schaltsequenz für die Speisung der Heizung liefert.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeigt Fig. 1

Die Anordnung besteht aus einem Mikrorechner 1 einem Vakuum-Fluoreszenzenelement 2 und einem elektronischen Schalter 3. Die darzustellenden Daten werden dem Mikro­ rechner über den Dateneingabekanal 6 zugeführt und mit dem im Rechnerprogramm vorgegebenen Algorithmus zu Ansteuer­ signalen für das Vakuum-Fluoreszenzenelement umgewandelt.

Die im Prinzip der Elektronenröhre entsprechenden Anoden und Gitter erhalten die Steuerspannungen z. B. für die Anoden über den Steuerkanal 4 und für die Gitter über den Steuerkanal 5. Die Heizstromzuführung erfolgt über Zuleitungen 7, über die gleichzeitig das Kathodenpotential festgelegt wird.

Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung der zeitlichen Koordinierung der Multiplexsignale zur Ansteuerung des Vakuum-Fluoreszenzelementes. Die Signale des Steuerkanals 4 zur Ansteuerung der Anoden zeigt Diagramm 8 und die ent­ sprechenden Signale des Steuerkanals 5 zur Ansteuerung der Gitter zeigt Diagramm 9. Diagramm 10 zeigt den zeitlichen Verlauf der Heizspannung.

Die hier nicht dargestellte Anzahl der Steuersignale je Steuerkanal richtet sich nach Art und Umfang der dar­ zustellenden Daten. Ebenso ist bei den Darstellungen auf die Beschreibung der Zuführung für die Betriebsspannung verzichtet worden. Der elektronische Schalter 3 ist vorzugsweise in Vollbrückenschaltung auszuführen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 3.

Funktionsbeschreibung zu Fig. 3

Die über den Eingabeport D empfangenen Daten werden mit den im Mikrorechner V7 festgelegten Programm Algorithmen in Anzeigedaten umgewandelt. Über Ausgabeport A und VFD- Treiberstufen V6 liegen die Segmentinformationen am Vakuum- Fluoreszenzen Display V0 an. Die zugehörige Stelle (Gitter) wird über Ausgabeport B und VFD-Treiberstufen V5 aktiviert. Für jede Anzeigestelle wiederholt sich entsprechend voriger Beschreibung dieser Zyklus. Nach Deaktivierung der letzten Anzeigestelle,im Beispiel Stelle 8, wird über Ausgabeport C und der Brückenendstufe bestehend aus V1, V2, V3 und V4 die Polarität der Heiz­ spannung in Bezug zur Kathode umgepolt. Der Widerstand R8 legt das Kathodenpotential zur Bezugsmasse fest. Widerstand R2 begrenzt die Heizspannung auf zulässige Werte. Die Widerstände R1, R3, R4, R5, R6, R7, R9 und R10 bestimmen die Arbeitspunkte der Treibertransistoren V1, V2, V3 und V4. Nach jedem komplett durchgeführten Anzeigezyklus wird die Heizspannung umgepolt und somit eine starre Frequenzverkopplung zwischen der Stromversorgung der Heizung und der Ansteuersequenzen der Datenkomponeten erreicht, was wiederum gewährleistet, daß bei relativ niedriger Ansteuersequenz die subjektiv als Flimmern bezeichneten Störungen, vermieden werden.

Claims (7)

1. Anzeigeeinrichtung mit einer Treiberschaltung ange­ steuerten Vakuum-Fluoreszenzelementen, deren Heizung durch eine gepulste Versorgungsspannung erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltwandler für die Bereitstellung der Heizspannung sowie der Anoden- und Gittertreiber durch einen Mikrorechner angesteuert werden.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polarität der Speisespannung für die Heizung der Kathode periodisch umgeschaltet wird.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet,daß die Dauer einer Halbperiode dem Zyklus eines Stellentreibers entspricht.

4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dauer einer Halbperiode dem Zyklus eines Segmenttreibers entspricht.

5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstromkreis unter Beibehaltung der angegebenen periodischen Umpolungen zusätzlich mit der Taktfrequenz von Segment- oder Stellentreiber getaktet wird.

6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bezogen auf die Kathode, die Polaritäts­ wechsel der Heizspannung mit einer Brückenschaltung erzielt werden.

7. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bezugspotential der Kathode durch den Schaltwandler betragsmäßig festgelegt wird.