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Ziffernanzeigen zum Ablesen des Inhalts elektronischer Zähler sind
nach einigen Prinzipien bekannt, z. B. Flutlichtanzeigen, Röhren mit Glimmkathoden
in Form der Ziffern und Zeichen, leuchtende Segmente, deren einzelne Teile getrennt
angesteuert werden können und die so angeordnet sind, daß durch kombiniertes Ansteuern
einiger oder aller Segmente die gewünschten Ziffern und Zahlen dargestellt werden.
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Allen Prinzipien gemeinsam ist die Tatsache, daß eine Ansteuerung
vom elektronischen Zähler her erfolgen muß. Meistens ist noch eine Umcodierung erforderlich.
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Es ergibt sich also prinzipiell folgende Anordnung einer Zähldekade
mit Ziffern- (oder Zeichen-) Anzeige 1. eine elektronische Zähldekade (Flip-Flop,
Ringzähler usw.), 2. eine Umcodiereinrichtung, 3. die Ansteuerung der Ziffernanzeige.
Eine solche Anordnung hat nun die Eigenschaft, daß die Ziffern während des Zählvorganges
mit umgeschaltet werden, so daß erst nach Beendigung des Einzählvorganges abgelesen
werden kann. Wird die Zählung periodisch wiederholt, so ist während der Zählvorgänge
kein Ergebnis ablesbar.
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Deshalb wird oft ein Zwischenspeicher eingefügt, in den ein Zählerstand
über eine Torschaltung zu einem von einer Steuerschaltung bestimmten Zeitpunkt übertragen
werden kann.
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Die Funktion ist folgende: Über die Steuerschaltung ist die Torschaltung
normalerweise gesperrt, so daß keine Verbindung zum davor liegenden Zähler besteht.
Dieser kann also zählen, während die Anzeigeneinheit das im Zwischenspeicher gespeicherte
Ergebnis anzeigt.
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Durch die Steuerschaltung wird nach beendetem Zählvorgang der Zwischenspeicher
gelöscht, die Torschaltung geöffnet und damit das jetzt im Zähler stehende Zählergebnis
(gegebenenfalls über die Umcodiereinrichtung) in den Zwischenspeicher übernommen.
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Diese Ziffer (oder dieses Zeichen) wird nun angezeigt und bleibt ablesbar
stehen, auch wenn der Zähler einen neuen Zählvorgang beginnt. Erst wenn ein neues
Zählergebnis zur Verfügung steht, kann dieses über die Steuerschaltung in den Zwischenspeicher
übernommen und damit zur Anzeige gebracht ; werden.
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Dieser Zwischenspeicher bedingt natürlich mit der zugehörigen Tor-
und Steuerschaltung einen erheblichen Mehraufwand an Bauelementen und damit im Preis
des Gerätes. ; Als Speicherelemente sind nun natürlich auch Thyristoren denkbar,
da sie die Eigenschaft haben, leitend zu bleiben, wenn sie erst einmal durch eine
positive Spannung an der Steuerelektrode gezündet sind. Sie erreichen den nichtleitenden
Zustand erst dann wieder, wenn der »Haltestrom« unterschritten wird. Das Löschen
des Thyristors als Zwischenspeicher kann also durch Verringern des zwischen Anode
und Kathode fließenden Stromes (z. B. durch kurzzeitiges Abschalten der Spannung)
unter einen für den verwendbaren Thyristortyp charakteristischen Wert erfolgen.
Gemäß der Erfindung soll nun der Thyristor die Funktion des Zwischenspeichers, gleichzeitig
aber auch die der Ansteuerung und der Tor-Schaltung übernehmen. Das ist möglich,
wenn der mit Thyristoren bestückte Zwischenspeicher hinter der Umcodiereinheit angeordnet
ist und diese den Wert der anzusteuernden Ziffer als Gleichspannung abgibt. Dann
wird die Anzahl der Bauelemente praktisch kaum erhöht, im wesentlichen werden die
Transistoren durch Thyristoren ersetzt.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von
Ziffernanzeigeeinheiten mittels Thyristoren und gleichzeitiger Zwischenspeicherung
eines bestimmten Zählergebnisses.
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Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden
der zur Ansteuerung der Anzeigeeinheiten dienenden Thyristoren über einen gemeinsamen
Widerstand bzw. eine Zenerdiode an Masse gelegt sind, wobei an dem letztgenannten
Element beim Leiten eines Thyristors eine Spannung abfällt, die gleich oder größer
ist als die Steuergleichspannung, die von der Decodiereinrichtung her an der der
jeweiligen Ziffer entsprechenden Steuerelektrode anliegt, so daß bei einer Veränderung
des Zählergebnisses ein dieses anzeigender Thyristor erst dann gezündet werden kann,
wenn vorher sämtliche Thyristoren gelöscht wurden, was in bekannter Weise durch
ein kurzzeitiges Verringern des für das Leiten des jeweiligen Thyristors notwendigen
Haltestroms bewirkt wird.
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Der Preis eines solchen Gerätes braucht sich also nur geringfügig
zu erhöhen. Als Beispiel sei eine Diodenmatrix genannt, die ein binär codiertes
Signal (0 bis L), wie es an den Kollektoren einer Flip-Flop-Zähldekade zur Verfügung
steht, in einem 1-aus-10-Code umwandelt, der zur Ansteuerung der Ziffern 0 bis 9
erforderlich ist.
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Der Ausgang der Diodenmatrix hat also zehn Leitungen, denen die Ziffern
0 bis 9 zugeordnet sind. An einem dieser Ausgänge erscheint eine bestimmte Spannung
erst, wenn die zu dieser Ziffer gehörende Kombination von 0 und L an den vier Eingängen
erscheint.
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Die zehn Thyristoren, die im Beispiel als Zwischenspeicher und Ansteuerung
»Ziffernanzeigeröhre mit Glimmentladung (Nixiröhre)« oder »Anzeige mit Glühlampen«
verwendet werden sollen, sind anodenseitig mit je einer Kathode der Ziffernanzeigeröhre
verbunden, die die Ziffern 0 bis 9 anzeigen, bzw. mit einer Glühlampe, die die entsprechenden
Ziffern aufleuchten läßt.
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Die Kathoden sind über einen gemeinsamen Widerstand geführt, an dem
eine Spannung größer als Ust abfällt, wenn einer der Thyristoren gezündet hat, und
durch den der Strom zum Ansteuern der mit seiner Anode verbundenen Glimmkathode
bzw. Glühbirne fließt. In diesem Zustand kann also an beliebigen Ausgängen die Spannung
Ust erscheinen, ohne daß am Einschaltzustand der Thyristoren sich etwas ändert,
d. h., der Zähler kann zählen, ohne die Anzeige zu beeinflussen, wie es für einen
Zwischenspeicher zu fordern ist.
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Hat der Zähler einen Zählvorgang beendet, so erscheint nun gemäß dem
Zählerinhalt an einem der Ausgänge der Decodiereinheit 2 eine Spannung.
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Jetzt wird kurzzeitig die Betriebsspannung für die Anzeigeröhren bzw.
-lampen unterbrochen, so daß alle gezündeten Thyristoren erlöschen.
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Die Spannung an der Kathode der Thyristoren ist jetzt 0.
Die
Spannung an der Steuerelektrode ist bei allen bis auf 1 ebenfalls 0, so daß sie
nicht zünden können. Nur der Thyristor, der mit dem Ausgang der Diodenmatrix verbunden
ist, die (entsprechend dem Zählerinhalt) die Spannung Ust führt, kann zünden (vorausgesetzt,
daß Ust größer als die zum Zünden erforderliche Spannung ist), wenn die Betriebsspannung
nun wieder eingeschaltet wird.
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Danach wird die dem Zählerstand entsprechende Ziffer angesteuert und
alle übrigen neun Thyristoren über die gemeinsame Kathodenspannung gesperrt, so
daß keine weitere Zündung von der übergabeeinheit aus erfolgen kann, bis wieder
die Anodenspannung unterbrochen wird.
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Bei manchen Schaltungen müssen zur Bildung einer Ziffer mehrere Thyristoren
in einer bestimmten Kombination angesteuert werden. Das kann bei der vorliegenden
Schaltung dadurch erreicht werden, daß zu dem gemeinsamen Kathodenwiderstand (oder
Zeigerdiode) ein Kondensator parallel geschaltet wird, so daß eine bestimmte Zeit
vergeht, bis die Kathodenspannung die Steuerspannung Ust überschreitet und damit
das Ansteuern weiterer Thyristoren verhindert.
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Ist diese Zeit größer als die zum Zünden der Thyristoren erforderliche,
so können mehrere Thyristoren sicher gezündet werden.
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Verwendet man als Decodiereinheit 2 Torschaltungen mit aktiven
Bauelementen, insbesondere integrierte Schaltungen, so erhält man den Wert der anzusteuernden
Ziffer als Gleichspannung, die ebenfalls zum Zünden eines Thyristors geeignet ist.
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Es ist hierbei durch eine Steuerspannung oder das Abschalten der Betriebsspannung
möglich, alle Ausgänge auf 0 zu setzen, gleichgültig, welchen Stand der Zähler hat.
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Nur wenn ein neuer Zählerstand in die Anzeige übernommen werden soll,
wird nach dem bereits beschriebenen Löschen aller Thyristoren für eine kurze Zeit
über die Steuerspannung oder das Einschalten der Betriebsspannung die Decodierschaltung
in Betrieb gesetzt und kann die dem Zählerstand entsprechenden Thyristoren zünden.
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Nur sie bleiben leitend, wenn vor dem Verändern des Zählerstandes
alle Ausgänge der Decodiereinheit, wie beschrieben, auf 0 gesetzt werden. In diesem
Falle kann der gemeinsame Kathodenwiderstand der Thyristoren entfallen.