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Anzeigevorrichtung für elektronische Zählschaltungen Die Erfindung
bezieht sich auf eine elektronische Zählvorrichtung, bei der eine mit optischen.
Mitteln erkennbare Anzeige vorgenommen werden soll. Bei mechanischen Zähleinrichtungen
bereitet es keine Schwierigkeit, den Zählvorgang selbst zu verfolgen und bei seiner
Beendigung den Zahlenwert abzulesen. Wenn man elektronische Zählschaltungen unter
Verwendung von Kaltkathodenröhren aufbaut, so ist es in vielen Fällen. ohne weiteres
möglich, die Schaltschritte solcher Zählwerke zu beobachten und; den. jeweiligen
Zustand unmittelbar sichtbar zu machen. Schwieriger wird es aber, wenn man. Zählschaltungen
oder ähnliche Einrichtungen aus Halbleiterelementen aufbaut. Es wird dann notwendig,
zusätzliche Anzeigeröhren heranzuziehen. Damit wird aber ein großer Vorteil, der
bei elektronischen Zählvorrichtungen mit Halbleitern gegenüber solchen mit Elektronenröhren
vorhanden ist, wieder zunichte gemacht. Der geringe Spannungsbedarf einer aus Halbleiterelernenten
bestehenden Zählkette erlaubt nicht ohne weiteres, aus der gleichen Stromquelle
heraus. auch eine elektronische Anzeigeröhre zu speisen, da hierzu wieder höhere
Gleichspannungen erforderlich sind.
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Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung beseitigt. Diese
besteht darin, daß bei aus Halbleiterelementen o. dgl. bestehenden Zählschaltungen
oder ähnlichen Einrichtungen. eine optisch wahrnehmbare Anzeigevorrichtung durch
eine oder mehrere Elektrolumineszenzzellen gebildet wird, die an eine durch steuerbare
Halbleiter (Transistoren) gebildete Kippstufe angeschlossen sind, so daß in Abhängigkeit
von einer weiteren Steuerspannung beim Zählvorgang selbst oder bei dessen Beendigung
eine Anzeige erfolgt. Dabei kann der Halbleiterkörper der Elektrolutnineszenzzelle
selbst ganz oder zum Teil durch Einbeziehen in die Kippschaltung für den Kippvorgang
herangezogen werden..
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren. für die Erfindung wesentlichen Teilen
in vereinfachter zum Teil schematischer Darstellung.
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In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung veranschaulicht, bei der mit
1 eine bistabile Kippschaltung, mit 2 eine Steuerstufe und mit 3 die Anzeigevorrichtung
unter Verwendung einer Elektrolumineszenzzelle versinnbildlicht ist. Die Kippstufe
l ist mit zwei Transisto,ren aufgebaut und stellt einen bistabilen Kipper dar. Die
beiden gleichwertigen Transistoren 6a und 6 b sind mit den Widerständen 4 a, 4b,
5 a und. 5 b versehen. Am positiven Pol der Speisespann,ungsquelle 18 von beispi.elsweise24
V liegt der gemeinsame Widerstand 17. Eine zweite Spannungsquelle 19 von ebenfalls
24V ist so angeschlossen, daß die Widerstände 4a, 5 a so-wie 4 b und
5 b am negativen Pol dieser Speis-espannungsquelle liegen. Mit 7a und
7b sind die beiden Kopplungskondensatoren bezeichnet.
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Die bistabile Kippschaltung arbeitet auf die Anzeigevorrichtung3 in
der Weise, daß über einen ohmschen oder kapazitiven Widerstand 9 das Elektrolumin.eszenzplättchen
8 angeregt wird. Zur Sperrung befindet sich in dieser Anordnung noch die Diode 10.
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Die Diode 10 stellt die Verbindung mit der Steuerstufe 2 her, die
einen Transistor 12 mit dem Widerstand 13 enthält. Diese Einheit kann gegebenenfalls
eine weitere Stufe enthalten; diese kann aus. dem Transistor 15 mit dem zugeordneten
Widerstand 16 bestehen und mit dem Transistor 12 durch einen Vorwiderstand 14 galvanisch
oder kapazitiv gekoppelt werden.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist derart, da,ß das Potential
am Punkt20 im gesperrten Zustand des Transistors 12 von diesem nicht beeinflußt
wird, sondern im Takt des Kippeis der Schaltung 1 zwischen dem positiven und dem
negativen Weit der Speisespannungsquellen 18 und 19 schwankt. Der Punkt 20 kann
also das Potential -24 und etwa -h 24 annehmen. Sobald nun durch Anlegen einer Signalspannung
an die Klemmen 2-1 und 22 der Steuerstufe 2 der Transistor 12 geöffnet wird,
kann das Potential am Punkt 20 nicht negativer als Null V - werden, so daß von da
an nur Impulse der halben Spannung anliegen und die vorher leuchtende Lumineszenzzelle
nunmehr verdunkelt wird.
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Während Fig. 1 eine Betriebsweise der Elektrolumineszenzzelle durch
Gleichstromimpulse veranschaulicht, zeigt Fig. 2 eine Abwandlung, bei der die Elektrolumineszenzzelle
mit Wechselstrom gespeist wird: Hier sind in Übereinstimmung mit der Darstellung
von Fig. 1 für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen
verwendet, wobei
das Elektrolumin.eszenzplättchen 8 mit in die bistabile Kippschaltung einbezogen,
ist. Im Kollektorkreis der astabilen Transistockippscha.ltung liegt über die Kondensatoren
23 und 24 kapazitiv gekoppelt die Zelle. Zur Verriegelung zum Steuergerät hin sind
die beiden Dioden 25 und 26 vorgesehen, welche im gesperrten Zustand des Transistors
12 unwirksam sind. Sobald aber nun der Transistor 12 geöffnet hat, erhalten über
die Dioden 25 und 26 die beiden Anschlüsse des Lumineszenzplättchens 8 Spannung.
Es ergibt sich dann dieselbe Wirkung, wie sie bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung
der Fall ist, also die Lumineszenzzelle wird verdunkelt.
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In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer besonderen Art einer Lumineszenzzelle
dargestellt. Diese ist mit einer Deckplatte31, beispielsweise aus Glas oder einem
anderen durchsichtigen Material versehen, auf welcher an der Unterseite eine dünne
lichtdurchlässige leitende Schicht32 angebracht ist. Der Lumineszenzstoff ist mit
33 bezeichnet, während 34 einen Halbleiterkörper versinnbildlicht, welcher mit den
Elektroden35, 36 und 37 versehen ist. Mit 36a, 37a. 9 und 10 sind die Zuleitungen
bezeichnet.
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Die Elektrolumineszenzzelle ist in der Weise aufgebaut, da.ß zwischen
den Elektroden 32 und 35, d. h. an den Klemmen 38 und 39 die Impuls- oder Wechs.elspannung
angelegt werden kann. Im Fall einer Impulsspannung, bei der die Elektrode32 positiv
heaufschlagt wird, werden Hilfsspannungen an die Elektroden 36, 37 und 40 angelegt,
und zwar in der Weise, daß das Potential der Elektrode40 negativ gegen das der Elektroden.36
und 37 ist. An diese beiden Elektroden, werden dann Spannungen angelegt, deren.
Höhe unabhängig voneinander schwanken kann, also beispielsweise derart, daß bei
Verkleinern der einen Spannung die andere Spannung erhöht wird. Die Spannungen können
Wechselspannungen jeglicher Form, also auch. Impulse sein. Durch Wahl verschieden
hoher Spannungen können besondere Effekte, die nachstehend näher beschrieben sind,
herbeigeführt werden.
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Zu der Entstehung örtlich verschiedener Lumineszenzwirkungen ist in
Fig. 4 schematisch der Potentialverlauf innerhalb der Lumineszenzzelle veranschaulicht.
Auf der Oberfläche des Halbleiters kommt ein Spannungsgefälle zustande, welches
aus den einzelnen zwischen den verschiedenen Elektroden wirksamen Spannungen resultiert.
Das an der Elektroide 38 wirksame Potential ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mit -f- 100 V gezeichnet. Das Potential der Elektrode 36 fällt 'von einem hohen
Wert rechts zu einem niederen Wert nach links ab, während das Potential der Elektrode37
einen umgekehrten Verlauf nimmt. An den Schnittstellen a., b und c entsteht dann
jedesmal entsprechend den von Fall zu Fall unterschiedlichen. Potentia,lverhältniss:en
ein Minimum. Der Impuls geht dann hauptsächlich über die Stelle des Potentialminimums,
so daß die Leuchterscheinung der Lumines.zenzzelle überwiegend an dieser Stelle
auftritt. Man kann durch Änderung der Potentiale an den Elektroden 36 und 37 eine
Verschiebung erreichen. An Stelle einer Anordnung mit Elektroden in einer einzigen
Ebene ist es naturgemäß auch möglich, die Elektroden selbst oder weitere Elektroden
in einer weiteren, insbesondere senkrecht hierzu liegenden Ebene anzuordnen, um
auf diese Weise von einer Liniendarstellung zu einer Flächendarstellung von bevorzugten
Leuchterscheinungen zu gelangen.
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In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Lumineszenzanordnung
veranschaulicht. Hier sind die Halbleiterkörper nicht mehr unmittelbar mit der Lumineszenzzelle
verbunden, sondern liegen außerhalb derselben. Von dem Halbleiterkörper41 wird dann
die obere Elektrode, die mit 42 bezeichnet ist, gespeist. Dementsprechend--wird
von dem Ha.lbleiterkörper 43 die untere Elektrode 45 gespeist. Beide Elektroden
sind in parallele Bahnen aufgelöst. Die Anordnung arbeitet ähnlich wie die in Fig.
3 dargestellte Zelle, darüber hinaus bringt sie aber den Vorteil, daß die Lumineszenzerscheinung
definierter an den beaufsch:lagten Punkten des E.lektrodennetzes 42, 45 brennt.
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Während bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung eine stetige Steuerung
stattfindet, ist es auch möglich, an die Elektroden die Potentiale unstetig anzulegen,
wobei diese Potentialschritte zweckmäßig nach Art eines Zählwerkes gewählt werden
können. Wenn man an Stelle einer linienhaften Darstellung zu einer flächenhaften
übergeht, so, kann man sowohl für die vertikale als auch für die horizontale Richtung
je ein Sch.rittschalt- oder Zählwerk vorsehen. Diese Anordnung kann beispielsweise
in der Art betrieben werden, daß die Schritte zunächst in. horizontaler Richtung
durchlaufen werden und daß dann der nächste Impuls in senkrechter Richtung gegeben
wird. Gemäß weiterer Erfindung kann man die Charakteristik der Lumineszenzzellen
durch äußere Mittel oder durch inneren Aufbau derselben so zu gestalten, daß sie
einen fallenden Verlauf nimmt. Durch eine solche negative Charakteristik können
die Lumineszenzzellen selbst zum Zählen mit herangezogen werden, wie dies bei Zähleinrichtungen
mit Schaltdioden möglich ist.