DE1549747A1

DE1549747A1 - Elektronische Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE1549747A1
Application number: DE19671549747
Authority: DE
Inventors: Yoshikaazu Hatsukano; Kosei Nomiya
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1966-12-02
Filing date: 1967-11-30
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FR1547871A; GB1164675A; US3581065A

Description

DIpl.-lng. Κ

DIpL-Ing. lampirechi.

Milndi.ii 22, Stelntdorf.tr. 10 8i-13.Oi4P-Hd-r 26. 9» 1969

Elektronische Anzeigeeinrichtung

Die Erfindung bezieht sieh auf eine elektronische Anzeigeeinrichtung unter Verwendung einer Mehrzahl von Anzeigeröhren zur sichtbaren Anzeige -von Informationen.

Bei elektrischen Registrierkassen^. Rechnern und anderen Informationsverarbeitungseinriehtusigen wird eine Anzeigeeinrichtung unter Verwendung einer Mehrzahl von Anzeigeröhren zur sichtbaren Anzeige der verarbeiteten Information benötigte Die in einer solchen Einrichtung verwendeten Anzeigeröaren sind gasgefüllte Gefäße, von denen jedes ein© Mehrzahl von Kathoden und eine gemeinsame Anode enthält, wobei die durch die Kathoden dargestellten Zeichen denen entsprechet^ die die Informationseleraeiite der anzuzeigenden Information darstellen» Falls z· B₀ zahlenmäßige Informationen sichtbar angezeigt werden sollen,
müßte jede Anzeigeröhre zehn Kathoden ₉ die die Zahlen
ho» - »9» darstellen aufweisen*. Die Zahl der in der Anzeigeeinrichtung verwendeten Anaseigex-öhrem hängt vom Umfang der Information ab. Zum Beispiel werden 16 Anzeigeröhren zum Anzeigen von i6stelligen numerischen. Informationen benötigt.

Allgemein wird die anzuzeigende Information, welche

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durch die Informationsverarbeitungsschaltung geliefert wird, mittels binärer Signale elektronisch gespeichert. Die so gespeicherten binären Signale werden ihrerseits durch Dekodiereinrichtungen in elektrische Signale zur Steuerung der Anzeigeröhren umgewandelt· Dann steuern die elektrischen Signale die Anzeigeröhren über Verstärker₀ Die Dekodiereinrichtungen sind unabhängig entsprechend den zugehörigen Anzeigeröhren vorgesehen, und die Verstärker sind mit den Kathoden der entsprechenden Anzeigeröhren verbunden» Das bedeutet, daß eine solche Einrichtung den Nachteil hat, daß eine Zahl von Steuerelementen erforderlich ist, um die Verbindung zwischen den Kathoden der entsprechenden Anzeigeröhren und dem Register herzustellen« Zum Beispiel sind zehn Dekodiereinrichtungen erforderlich, um eine Information wiederzugeben, die von einer 10-Stellen-Dezimalzahl dargestellt wird. Zusätzlich müßten 100 Verstärker mit den Kathoden der Anzeigeröhren verbunden werden. Da die Anzeigeröhren tatsächlich mit hoher Spannung betrieben werden, müßten die die Anzeigeröhren steuernden Verstärker solche sein, die mit einer hohen normalen Spannung arbeiten,, Daher ist es bei einem Versuch, die Verstärker zu transistorisieren, wesentlich, Spezialtransistoren zu verwenden. Das bedeutet, daß man nicht Tranais tor en mit einer niedrigen Durchschlagsspannung verwenden kann» Hierdurch werden die Verstärker relativ teuer.

Einfache Rechner, wie z. B. ein elektronischer Tischrechner, arbeiten im Serienbetrieb. Bekanntlich findet beim Serienbetrieb die Übertragung von Informationselementen aus einem Kreis in einen anderen nacheinander unter Verwendung eine· Übertragungskanals zum Zweck des Erhaltene der Summe von zwei Zahlen oder einer Summation

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statt. Ein solcher Serienbetrieb ist insofern vorteilhaft, als ein Rechner mit weniger Elementen aufgebaut werden kann, da der Informationsprozeß durch die Verwendung von nur einem Übertragungskanal erreicht werden kann, unabhängig von der Zahl der Elemente der Information, wobei allerdings die Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit gering ist.

In einem Rechner mit Serienbetrieb wird von einer rückgekoppelten Speichereinheit, wie z. B. einem Schieberegister, Gebrauch gemacht· Um die zahlenmäßige, im Schieberegister gespeicherte Information mittels Anzeigeröhren anzuzeigen, ist es erforderlich, Gatterschaltungen entsprechend den Elementen der Information vorzusehen. Zum Beispiel sind 10 Gatterschaltungen erforderlich, wenn man 10steilige Zahleninformationen anzuzeigen wünscht. Jede Gatterschaltung erfordert, wenn sie zum Binärtyp gehört,' vier Gatterelemente· Außerdem werden Speieherschaltungen entsprechend den Gatterschaltungen vorgesehen. Nachteiligerweise macht dies die gegenseitige Verbindung zwischen den Gatter- und Speicherschaltungen verwickelt.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur sichtbaren Anzeige zu schaffen, welche geeignet ist, bei einer Mehrzahl von Anzeigeröhren mit nur einer einzigen Steuereinrichtung zu arbeiten«

Eine elektronische Anzeigeeinrichtung mit mehreren Anzeigebauelementen zur Anzeige von Zeichen wie Ziffern ©der Buchstaben ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch ein Schieberegister zur Speicherung und Verschiebung mit einer vorgegebenen Schiebeperiode, durch eine

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Gatterschaltung zum Lesen der Binärsignale, durch eine Dekodierschaltung zum Dekodieren der gelesenen Binärsignale in Steuersignale und durch eine Betätigungs- und Ansteuerschaltung zur periodischen, aufeinanderfolgenden Betätigung der Anzeigebauelemente in Abhängigkeit von den Steuersignalen und synchron zu der Schiebeperiode·

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Anzeigeeinrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anzeigeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 a bis 3 e ImpulsverlKufe zur Erläuterung der Einrichtung nach Fig. 2;

Fig. k die Schaltung eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine konkrete Schaltung des NAND-Gatters nach Fig. 4;

Fig. 6 eine konkrete Schaltung des Schieberegisters nach Fig. k und

Fig· 7 & t>i> 7 i Impuls verlaufe an verschiedenen Stellen der Sohaltung nach Fig. 4.

Um die Erfindung besser verständlich zu machen, wird

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zunächst eine bekannte Anzeigeeinrichtung anhand der Fig. beschrieben, in welcher eine Einrichtung zur Anzeige einer n-stelligen Dezimalzahl dargestellt ist. T bis T bezeichnen Anzeigeröhren. Die Zahl der Anzeigeröhre!! entspricht der Zahl von Elementen der anzuzeigenden zahlenmäßigen Information. Jede Anzeigeröhre T₁ bis T ist mit einer einzelnen Anode 11 und einer Mehrzahl von Kathoden 21 versehen, welche die Formen der Zahlen "0^!t bis ^H9" aufweisen, C bis C bezeichnen Ansteuerschaltaugen für das Aufleuchten der Anzeigeröhren T bis T · J@d© Ansteuerschaltung umfaßt 10 Verstärker, die mit den entsprechenden Kathoden jeder Anzeigeröhre verbunden sind« D„ bis D bezeichnen. Dekodierschaltungen zur Umwandlung bini,r@r Signale in Dezimal signale, wobei jede Dekodiersehaltung 4 Eingangsanschlüsse und 10 Ausgangsanschlüsse aufweist. M₁ bis M stellen Speicherschaltungen dar, G₁ bis Q Gatterschaltungen, deren jeder z. B₅. aus 10 Schalfceinriehtungen besteht» Die Gatterschaltungen G₁ bis G werden durch Taktimpulse tpl bis tpn gesteuert» R ist ein n-Bit-Schieberegister, welches ein 4«»Bit-Ableseschieberegister Rd und ein (n-4)-Bit-Schieberegister Et umfaßt. Das Schieberegister R ist mit einen Informatiosasverarbeittangsschaltung K gokoppelt· Identische Binärsignale werden am Ausgangsanschluß des 4-Bit-Sohiebereglsters Rd zu einer bestimmten Periode T (n-Bit-Zeit) registriert, so daß Taktimpuls© mit einer Periode T entsprechenden Gattersohaltungen G^ bis G zugeführt werden.

Nimmt man nun an, daß z. B· ein Binärsignal "0101", welches das Erateilen-Informationselement ist, in dem 4-Bit-Schieberegister Rd gespeichert wird, dann wird die Gatterschaltung G durch den Taktimpuls tpl betätigt, um

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das Signal ^M0101^M in der Speicherschaltung M zu speichern, so daß das Binärsignal zu einem statischen Signal umgewandelt wird, welches seinerseits der Dekodierschaltung D zugeführt wird, um in ein Dezimalsignal umgewandelt zu werden. Anschließend wird das sich so ergebende Dezimalsignal der Ansteuerechaltung C zugeführt, um die Kathode ^H5" der Anzeigeröhre T zur Glimmentladung zu veranlassen. Wenn ein Zweitstellen-Binärsignal in dem 4-Bit-Schieberegister nach dem Verstreichen einer 4-Bit-Zeit seit dem Speichern des Erststellen-Binärsignals in dem 4-Bit-Wechselregister Rd gespeichert wird, wird die Gatterschaltung G- durch den Taktimpuls tp2 betätigt, der nach dem Taktimpuls tp1 kommt, so daß die Zweitsteilenzahl durch die Anzeigeröhre T„ angezeigt wird· Xn gleicher Weise werden nach Speicherung von Signalen entsprechend den zugehörigen Elementenstellungen im ^-Bit-Schieberegister Rd die entsprechenden Gatterschaltungen betätigt, so daß die zugehörigen Elemente der darzustellenden Zahl in den zugehörigen Anzeigeröhren dargestellt werden.

Wie man der vorstehenden Beschreibung entnimmt, ist es beim herkömmlichen System erforderlich, daß η Gatterschaltungen η Speicherschaltungen, η Dekodierechaltungen und η Ansteuerechaltungen entsprechend der Zahl von η Anzeigeröhren vorhanden sind· Das macht die Anzeigeeinrichtung kompliziert und aufwendig.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung nach der Erfindung, welche zur sichtbaren Anzeige von Information geeignet ist, die durch eine n-stellige Dezimalzahl gegeben wird. In Fig. 2 bedeuten T bis T_n gasgefüllte Anzeigeröhren, deren jede eine gemeinsame Anode 11 und eine Mehrzahl

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von Kathoden 21 in Gestalt der Zahlen ^w0^M bis ⁿ9^M aufweist. Jede Anzeigeröhre ist so ausgelegt, daß sie durch Anlegung einer verhältnismäßig hohen Spannung zwischen der Kathode 21 und der Anode 11 zur Glimmentladung veranlaßt wird«. Die Zahl η von Anzeigeröhren hängt von der Zahl von Elementen bzw· Stellen der anzuzeigenden zahlenmäßigen Information ab. Zur Anzeige einer 1Osteiligen Zahl sind z. B₀ 10 Anzeigeröhren erforderlich· Die Anzeigeröhren werden in einer bestimmten räumlichen Anordnung vorgesehen,. die von der darzustellenden zahlenmäßigen Information abhängt, und sie sind hier der Reihe nach von links nach rechts angeordnet, so daß, wenn eine vierstellige Zahl "5^12^M anzuzeigen ist, die Röhre T₁ die "2", T₂ die "I", T₃ die ⁿk« und T^ die ^W5" (T^ ist nicht dargestellt) anzeigt. Die Kathoden der entsprechenden Anzeigeröhren, die in gleichen Zahlenformen ausgebildet sind, sind untereinander durch zehn Verbindungsleiter 31 verbunden, welche ihrerseits an eine Ansteuerschaltung G_Q angeschlossen sind. Die Ans teuer schaltung C-. umfaßt elektronische Sehalteinrichtungen, die mit den entsprechenden Verbindungsleitern und Bezugspotentialen verbunden sind. Solche Sehalteinrichtungen können z. B. aus Transistoren bestehen. D_Q bezeichnet eine Dekodierschaltung, die geeignet ist, ein 4-Stellen-Binärsignal zu einem einstelligen Dezimalsignal umzuwandeln· M_Q bezeichnet eine Speicherschaltung, die geeignet ist, ein dynamisches Impulssignal in ein statisches Signal zu verwandeln. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Speicherschaltung aus vier Feldeffekt-Transistoren. G_ bezeichnet eine Gatterschaltung, die durch Taktimpulse tpo gesteuert wird, und R stellt ein n-Bit-Schieberegister dar, dessen Bitzahl . von der Zahl von Stellen der darzustellenden zahlenmäßigen

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Information abhängt_o Zur Anzeige einer 10steiligen Dezimalzahl wird ein 40-Bit-Schieberegister benötigt. Rd bezeichnet ein Lese-4-Bit-Schieberegister innerhalb des Schieberegisters R, und Rt bezeichnet das übrige oder (n-4)-Element-Schieberegister, Die Zahlen 1, 2, k und 8, die im Register Rd angegeben sind, bedeuten die entspre-

0 12 3 chenden Bits« Binärsignale 2,2,2 und 2 werden in den 1-, 2-, 4- und 8-Bit-Stellungen registriert. Das Schieberegister R hat eine Rtickkopplungsübertragungsleitung 4i zur periodischen Rückführung gespeicherter Informationselemente zum Eingang entsprechend Uhrimpulsen cpo und ist mit einer Informationsverarbeitungsschaltung K verbunden, um gezählte Ergebnisse, die in der Informationsverarbeitungsschaltung K erzeugt werden, zu speichern. Die Schaltung K ist z. B. ein Serienaddierer· S bezeichnet einen Wechselschalter zum periodischen und aufeinanderfolgenden Verteilen eines Arbeitspotentials von einer Spannungsquelle Vcc auf jede Anzeigeröhre· Der Schalter S kann ein elektronischer Schalter sein. Einer der wichtigsten Gesichtspunkte der Erfindung ist, daß die Uhrimpulse cpo und die Taktimpulse tpo synchron miteinander sind und daß der Wechselschalter S synchron mit den Taktimpulsen tpo betätigt wirdo

Unter Bezug auf FIg₀ 3 β· bis 3 β wird nun die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung beschrieben« Figo 3 ^a zeigt die Schiebeimpulse cpo für die Schieberegister, welche eine Periode Tc haben_o Fig. 3 b zeigt die Taktimpulse tpo, welche in Abwesenheit der Schiebeimpulse cpo erzeugt werden. Die Periode der Taktimpulse ist auf 4Tc festgelegt. Fig. 3 c zeigt Eingangssignale der

0 12 3 Speicherschaltung M_Q, wobei die Zahlen 2,2,2 und 2

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die entsprechenden Elemente eines Binärsignals darstellen» Fig. 3 d und 3 e zeigen die Zeit, zu der eine Anodenspannung V an die Anode jeder Anzeigeröhre T., und T„ angelegt wird· Unter der Annahme» daß dem Schieberegister R ein Impuls cpo zugeführt und so das Erst-Stollenbinärsignal "0101^M in dem ^-Bit-Schieberegister Rd gespeichert wurde (Fig. 3c), wird dann ein Taktimpuls tpo synchron mit der Speicherung erzeugt, wie in Fig. 3 b gezeigt ist. So wird der Wechselschalter S synchron mit dem Taktimpuls tpo Mit einer Stellung 1 verbunden, so daß das Arbeitspotential nur der Anode 11 der Anzeigeröhre T zugeführt wird. Die Gatterschaltung wird durch die Einstelliiapulse tpo leitend gemacht, so daß das Binärsignal "0101^M zu der Speicherschaltung M_Q geleitet wird« Dae Binärsignal ^w0101^M wird in der Speicherschaltung M_Q gehalten, bis der folgende Taktimpuls erzeugt wird, d. h« daß die Speicherschaltung M_Q das Bisiärsignal ^w0101^w während der Zeit t1-t3 hält, wie in Fig. 3 c gezeigt wird. Wenn das Binärsignal "0101" der Dekodierschaltung D_Q zugeführt wird, wird eine Signalspannung am Ausgangsanschluß ^W5^M der Dekodierschaltung D_ erzeugt. Die Signalspannung wird der Ansteu«= erschaltung C zugeführt, wodureh die Kathodenelektrode "5" jeder Anzeigeröhre das Bezugspotential annimmt· Zu dieser Zeit wird» da der Wechselschalter S die Stellung 1 annimmt, die Stromquellenspanmuig Voc nur der Anzeigeröhr« T₁ zugeführt· Infolgedessen wird nur die Anzeigeröhre T₁ zur Glimmentladung veranlaßt, trotz der Tatsache, daß die Kathoden ^M5^W aller Anzeigeröhren auf Bezugspotential gehalten werden. Anschließend wird das Zweit-Stellen» Binäreignal "0100" nach dem Verstreichen einer Zeitperiode 4Tc seit der Speicherung des Erst-Stellen-Signals "0101"

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im Register Rd in dem ^-Element-Schieberegister gespeichert, und dann wird das Zweit-Stellen-Binärsignal ^M0100" in der Speicherschaltung M_Q entsprechend dem folgenden Taktimpuls tpo gespeichert, wodurch die Kathode "4" jeder Anzeigeröhre veranlaßt wird, das Bezugspotential anzunehmen. Zu dieser Zeit wird der Wechselschalter S gleichzeitig mit der Lieferung des Taktimpulses tpo zur Stellung 2 umgeschaltet, so daß nur die Kathode "4" der Anzeigeröhre T„ zur Glimmentladung veranlaßt wird. Nach der Speicherung des Dritt-Stellen-Binärsignals "1000" im ^-Element-Schieberegister Rd leuchtet nur die Kathode "8" der Anzeigeröhre T_ auf. In dieser Weise wird, nachdem die Anzeigeröhre T entsprechend dem letzten Element oder η-ten Element aufleuchtet, die Anzeigeröhre T₁ entsprechend dem Erstelement wieder aufleuchten. Eine solche Arbeitsweise wiederholt sich mit einer Periode 4nTc. Durch Einstellen dieser Periode 4nTc unterhalb der Bildnachwirkzeit der menschlichen Augen ist es möglich, eine kontinuierliche, sichtbare Anzeige einer bestimmten Zahl (... 845) auf entsprechenden Anzeigeröhren vorzunehmen.

Entsprechend der Erfindung ist es, wenn die Periode Tc der Uhrimpulse cpo verhältnismäßig lang ist, möglich, die Zeitdauer Tt (s. Fig. 3 b) der Taktimpulse tpo groß zu machen. So kann die Speicherschaltung M_Q eingespart werden. In diesem Fall ist die Zeitperiode, während der die Kathoden auf Bezugspotential gehalten werden, gleich der Zeitdauer Tt der Taktimpulse tpo, und daher hängt dann die Zeit der augenblicklichen Glimmentladung jeder Anzeigeröhre von der Zeitdauer Tt ab.

WIo sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt,

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können entsprechend der Erfindung die Anzeigeröhren wirksam mit einer einzigen Gatterschaltung einer einzigen Speicherschaltung und einer einzigen Ansteuerschaltung betrieben werden.

Fig. h zeigt die Einrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche zur Anzeige einer fünfstelligen Dezimalzahl geeignet ist. In Fig. k tragen den in Fig. 3 dargestellten Teilen entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen· T₁ bis T_ (T„ und T^ sind nicht dargestellt) bezeichnen Anzeigeröhren, die zur Anzeige einer fünfstelligen Dezimalzahl geeignet sind. Die Anoden 11 der entsprechenden Anzeigeröhren sind mit einer Stromquelle Vcc ("170 V) über Widerstände 55 verbundene 010 bis 050 bezeichnen Schalttransistoren, deren Nennspannung höher als die Stromquellenspannung Vcc ist, und zwar ist ihre Nennspannung etwa 200 V. Die gemeinsamen Elektroden 53 der entsprechenden Transistoren sind mit einer Bezugsspannungsquelle verbunden, und ihre Ausgangselektroden 52 sind mit den Anoden 11 der entsprechenden Anzeigeröhren über Widerstände 5^ (5 K ) verbunden. Im Normalzustand werden die entsprechenden Transistoren durch eine positive Vorstromquelle V„ über Widerstände

leitend gemacht. Nach Anlegung einer negativen Impulsspannung an den Anschluß 51 über einen Widerstand 56 werden die genannten Transietoren nichtleitend gemacht. Diese Transistoren stellen den Wecheelschalter S nach Fig. 2 dar. Die Kathoden ⁿ0" bis ^fl9^w der Anzeigeröhren T bis Tg werden über gemeinsame Leiter 31 miteinander verbunden₉ welche ihrerseits mit Schalttransistoren Q60 bis Q69 verbunden sindo Diese Transistoren Q60 bis Q69 sind vom NPN-Typ, wobei ihre Basiselektroden mit einer geringen nega-

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tiven Vorstromquelle V-,2 über Widerstände 71 verbunden

sindο Im Normalzustand werden die entsprechenden Transistoren Q6O bis 0.69 nichtleitend gemacht, so daß die Kathoden der entsprechenden Anzeigeröhren von der Bezugsspannungsquelle getrennt sind. Wenn es erwünscht ist, die Kathode einer der Anzeigeröhren zur Glimmentladung zu bringen, muß eine positive Spannung an die Basiselektrode des mit der Kathode verbundenen Transistors angelegt werden. Die positive Spannung wird über Eingangsanschlüsse 60 bis 69 zugeführt. Wenn die positive Spannung der Basiselektrode des zugehörigen Transistors zugeführt wird, wird dieser Transistor leitend gemacht, so daß die Kathode der zugehörigen Anzeigeröhre mit der Bezugsspannungsquelle verbunden wird. Falls zum Beispiel die Kathode "0" zur Glimmentladung gebracht werden soll, muß die positive Spannung am Eingangsanschluß 60 des Transistors Q6o angelegt werden. Die Bezugsziffern 80 bis 89 bezeichnen NAND-Gatter, die eine Dekodierechaltung zur Umwandlung eines Binäreignais in ein Dezimalsignal bilden. Jedes der NAND-Gatter wird durch Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren gebildet, wie beispielsweise Fig· 5 zeigt. Die Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren Q70 bis Q75 nach Fig. 5 sind vom P-Kanal-Anreicherungstyp. Die Feldeffekttransistoren Q70 bis Q74 stellen eines der NAND-Gatter dar, welches durch eine negative Gleichstromquelle V™ gespeist wird. Q75 ist ein Regelwandler mit Eignung zur Umwandlung einer Impulsspannung in - verglichen mit dem Bezugspotential - negativer Richtung in eine positiv gerichtete Impulsspannung. Die Senkenelektrode 96 des Feldeffekttransistors Q75 ist mit der Bezugspotentialquelle über einen Widerstand 95 verbunden, und seine Quellenelektrode 97 ist mit einer positiven Gleichspannungsquelle verbunden, deren Spannung niedriger als die Schwellen-

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spannung des Transistors Q.75 gewählt ist. Wenn alle an den Eingangsanschlüssen 90 bis 93 dieser NAND-Gatter angelegten Spannungen Null sind, kann eine positive Spannung an ihrem Ausgangsanschluß 94 erhalten werden, Unter Bezugnahme auf Fig. k sind die Ausgangsanschlüsse 94 der NAND-Gatter 80 bis 89 mit Anschlüssen 60 bis 69 verbunden. M bis M ~ bezeichnen Speicherelemente, deren jedes aus einem Oberflächen-Feldeffekttransistor begeht, um dessen Gattereingangskapazität aus2sunutzen_o Wie an sich bekannt' ist, hat der Oberflächen<»Felde£f-@kttrans±stor einen so hohen Gattereingangswiderstand, daß ©ine Impulsspannung, die plötzlich an. seinem Gatter angelegt wird, in der Gattereingangskapazität für eine bestimmte Zeitperiode (z. B. 1 Sekunde) gespeichert werden kann. M₁₀ bis M₁- bezeichnen negierende Oberflächen-Feldeffekt·= Transistoren, welche direkt mit den speichernden Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren M₂₀ bis M₂„ verbunden sind. An den Gatterelektroden und den Senkenaelektroden dieser Transistoren sind Ausgangsanschlüsse 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8 und vorgesehen. Diese Ausgangsanschlüsse werden ihrerseits mit den Eingangsanschlussen der erwähnten NAND-Gatter 80 bis 89 verbunden. Diese Verbindung wird entsprechend den Bezugszahlen, die an den Eingangsanschlussen des NAND-Gatters angegeben sind, vorgenommen, ist jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt. M__Q bis M.„₃ bezeichnen Oberflächen-Feldeffekt-Transietoren, deren Gatterelektroden Taktimpulse tpo zugeführt werden. Die Feldeffekttransistoren M__Q bis M„_ sind im Normalzustand nichtleitend und werden nach Zuführung der Taktimpulse tpo leitend. Rd bezeichnet ein Leee-4-Bit-Schieberegister, wobei die Zahlen 1, 2, 4 und 8 die Bitstellungen darstellen, wo binärgekodete Dezimalzahlen gespeichert werden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, be-

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steht das Schieberegister Rd aus Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren, und jeder 1-Bit-Kreis besteht dabei aus sechs Oberflächen-Feldef-fekt-Transistoren M^ bis M . Wie an sich bekannt ist, benutzt ein solches Schieberegister die Speicherungswirkung durch die Gattereingangskapazitäten C der negierenden Transistoren M₇ und Mr, wobei Binärsignale mittels der zwei Uhrimpulse cp1 und cp2 versehen werden, die den steuernden Transistoren M_Q und M^ zugeführt werden. Rt bezeichnet ein 16-Bit-Schieberegister, wovon jeder 1-Bit-Kreis aus sechs Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren gebildet und von zwei Uhrimpulsen cp1 und cp2 wie im Falle des Schieberegisters Rd betätigt wird. Alle Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren, die oben beschrieben wurden, sind vom P-Kanal-Anreicherungstyp. Das Schieberegister, die NAND-Gatter und die Gatterschaltung, in welchen Transistoren verwendet werden, können nach der Mikroelektroniktechnik leicht miniaturisiert werden. Der Grund dafür ist, daß die Herstellung der Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren einfach ist und daß bei der Bildung einer Anzahl von Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren in einem einzigen Halbleiterkörper keine besonderen Mittel zur elektrischen Isolierung der Transistoren untereinander erforderlich sind. Der Oberflächen-Feldeffekt-Transistor ist auch dadurch vorteilhaft, daß er als kurzzeitiges Speicherelement verwendet werden kann, weil er einen hohen Gatter-Eingangswiderstand und eine geeignete Gatter-Eingangskapazität aufweist. Die nach Fig. k als Speicherelemente verwendeten Feldeffekt-Transistoren M₉₀ bis M- sind so ausgelegt, daß sie die augenblicklich abgelesene Information aus dem Schieberegister Rd über die Gatterschaltung speichern, die durch die Feldeffekttransistoren M bis M₃₃ gebildet 1st, bis die fol-

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gende Information aus dem Schieberegister Rd gelesen wird. Ein weiterer Vorteil des Oberflächen-Feldeffekt-Transistors ist sein geringer Energieverbrauch* Dieser vermeidet das Problem der Hitzeerzeugung in der Steuereinrichtung _o

Wie man nach der vorstehenden Beschreibung erkennt, ist es möglich, das von der Anzeigeeinrichtung eingenommene Volumen stark zu vermindern, indem die gemeinsame Steuereinrichtung für die Anzeigeröhren unter Verwendung von Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren zusammengesetzt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 a bis 7 i soll nun die Arbeitsweise des vorliegenden Systems beschrieben werden. Fig. 7 a und 7 b zeigen Uhrimpulse cp1 und cp2, die dem Schieberegister zugeführt werden. Fig. 7 c zeigt eine Zahleninformation V_R, die im Schieberegister registriert ist_o Die Zahleninformation V_ wird periodisch und aufeinander-

Jk.

folgend in dem 20-Bit-Schieberegister R mittels binärer Signale registriert und ist synchron zu den Uhrimpulsen cp2. In dem in der Zeichnung dargestellten Fall ist die gespeicherte Zahleninformation "35728". Fig. 7 d zeigt die Taktimpulse tpo, die den Gatterkreisen (WL_ bis M„„) zugeführt werden. Fig. 7 e» f» gi h und i zeigen Steuerimpuls spannungen, die den Steuerelektroden 51 der Transistoren Q10, Q20, Q30, QJ*O und Q50 zugeführt werden. Die Uhrimpulse cp1 und cp2 sind nicht in Phase, und die Takt-Impulse tpo werden in Abwesenheit der Uhrimpulse cp2 erzeugt* Nimmt man an, daß die Periode der Uhrimpulse cp1 und cp2 Tc ist, ist die Zyklusperiode der Einsteilimpulse tpo ^Tc. Steuerimpulse CIO, C20, C30, C^O und C50 sind

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synchron mit den Taktimpulsen tpo. Die Periode der Steuerimpulse ist fünfmal so lang wie die der Taktimpulse tpo, und ihre Impulslänge ist gleich der Periode 4Tc der Einstellimpulse tpo. Diese Steuerimpulse werden periodisch und aufeinanderfolgend erzeugt. Jn diesem Beispiel ist die Frequenz der Uhrimpulse cp1 und cp2 10 kHz (Tc = 100 Mikrosekunden), und die Impulslänge ist 10 MikrοSekunden. So ist die Frequenz der Taktimpulse tpo auf 2,5 kHz und die Impulslänge der Steuerimpulse auf 400 MikrοSekunden (die Frequenz auf 500 Hz) festgesetzt. Die Impulslänge der Taktimpulse tpo ist 10 Mikrosekunden.

Nach Speicherung des erststeiligen Binäreignais "1000" synchron mit dem Uhrimpuls cp2 wird der Taktimpuls tpo den Transistoren U _Q bis M„„ zugeführt. So werden die Transistoren M„_o bis M„„ für eine Zeitperiode entsprechend der Impulszeitlänge (10 Mikrosekunden) des Taktimpulses tpo leitend gemacht, so daß das Binärsignal "1000" in den Speichertransistoren M„_ bis M„„ gespeichert wird. Das heißt, daß eine negative Spannung in der Gatter-Eingangskapazität C des Transistors M _ und eine Nullspannung in den Gatter-Eingangskapazitäten der Transistoren M_pf), M_pi und M_₂ gespeichert werden. Als Ergebnis werden Spannungen 0, 0, 0 und -V_11n an den Ausgangsanschlüssen 1, 2, 4 und 8 erzeugt (die Spannungen an den Ausgangsanschlüssen 1, 2, 4~ und 8 sind -V_DD, -V_DD, -V_DD und θ). Das NAND-Gatter 88 wird durch die Spannungen betätigt, so daß eine positive Spannung am Ausgangsanschluß 9h erzeugt und dadurch der Transistor Q68 leitend gemacht wird. Auf diese Weise werden die Kathoden ^H8^W der Anzeigeröhren mit der Bezugsspannungsquelle verbunden. Dieser Zustand wird beibehalten, bis das Zweitstellen-Binär signal im Schieberegister Rd gespeichert und in den

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Speichertransistoren M _Q bis M _ entsprechend dem Taktimpuls tpo gespeichert wird. Wenn die Kathoden "8" veranlaßt werden, infolge des Erststellen-Binärsignals das Bezugspotential anzunehmen, wird gleichzeitig der negative Steuerimpuls C10 dem Transistor Q10 zugeführt, um diesen nichtleitend zu machen, so daß der Anode 11 der Anzeigeröhre T eine zur Glimmentladung benötigte Spannung zugeführt wird. Infolgedessen wird nur die Kathode "8^M der Anzeigeröhre T₁ zur Glimmentladung und zum Leuchten gebracht.

Nach Verstreichen einer 4-Bit-Zeit (400 MikroSekunden) seit der Speicherung des Erststellen-Binärsignals im Schieberegister Rd wird das Zweitstellen-Binärsignal ^M0010^H im Schieberegister Rd registriert. Zu dieser Zeit wird der folgende Taktimpuls tpo erzeugt, um die Gatter-Transistoren M__o bis M leitend zu machen. So wird das Zweitstellen-Binärsignal in den Speichertransistoren M₂₀ bis Mg- gespeichert, wodurch das NAND-Gatter 82 betätigt wird, um den Transistor Q62 leitend zu machen, wodurch die Kathoden ⁿZⁿ der Anzeigeröhren das Bezugspotential annehmen..Zur gleichen Zeit wird der Transietor Q20 durch den negativen Steuerimpuls C₉₀ nichtleitend gemacht, so daß nur die Kathode ^W2" der Anzeigeröhre T2 zur Glimmentladung gebracht wird· In gleicher Weise wird die Kathode "7" der Anzeigeröhre T_ zur Glimmentladung gebracht, wenn das Drittstellen-Binärsignal "0111" im Schieberegiater Rd gespeichert wird, die Kathode "5" der Anzeigeröhr· Tr wird zur Glimmentladung gebracht, wenn das Vierstellen-Binärsignal "0101" im Schieberegister Rd registriert wird, und schließlich wird die Kathode "3" der Anzeigeröhre T- zur Glimmentladung gebracht, wenn das Fünftstellen-Binärsignal "0011^N im Schieberegister Rd gespeichert wird_o Naoh Verstreichen der Vier-Bit-

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Zeit oder 400 MikrοSekunden (4Tc) seit Speicherung des Fünftstellen-Binärsignals "0011" im Schieberegister Rd wird das Erststellen-Binärsignal "1000" erneut im Schieberegister Rd gespeichert, so daß die Kathode "8" der Anzeigeröhre T wieder zur Glimmentladung gebracht wird.

Durch periodisches und aufeinanderfolgendes Aufleuchten der entsprechenden Anzeigeröhren in der oben beschriebenen Weise läßt sich eine Beobachtung vornehmen, als wenn die Kathoden "8", "2", "7¹¹» "5" und ^M3" der Anzeigeröhren T₁ bis T„ kontinuierlich eine Glimmentladung zeigten, was auf den Bildnachwirkungseffekt der menschlichen Augen zurückzuführen ist. So kann die zahlenmäßige Information "35728", die im Schieberegister R registriert wurde, visuell angezeigt werden.

Obwohl im vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung die Frequenz der Uhrimpulse cp1 und cp2 auf 10 kHz festgesetzt wurde, kann sie auch unterhalb 10 kHz gewählt werden, da das Schieberegister des obigen Typs, welches aus Oberflächen-Feldeffekt-Transistoren gebildet ist, mit Uhrimpulsen einer Frequenz von 70 Hz bis 200 kHz zu arbeiten vermag. Wenn die Frequenz der Uhrimpulse niedriger gemacht wird, kann die Impulslänge der Taktimpulse tpo genügend lang gemacht werden, wodurch es möglich wird, die Speichertransistoren M₂₀ bis M__ einzusparen» Wenn man annimmt, daß die Frequenz der Uhrimpulse cp1 und cp2 zum Beispiel auf 1 kHz festgelegt ist, dann wird ihr· Periode 1 Millisekunde, so daß die Impulslänge der Taktimpulse tpo 400 Mikrosekunden gemacht werden kann, wodurch dann die Einsparung der Speichertraneistoren möglich ist.

Es ist schwierig, unmittelbar die Z*it der plötzlichen

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Glimmentladung zu bestimmen, die für jede Anzeigeröhre erforderlich ist, da diese Zeit von der Wiederholungsfrequenz der Entladung und dem Arbeitsstrom der Anzeigeröhre abhängt· Empirisch benötigt man mindestens 100 Mikrosekunden. Xm oben beschriebenen Beispiel ist die Glimmentladungszeit etwa JfOO Mikr ο Sekunden, da sie von der Zeit abhängt, während welcher der Steuerimpuls angelegt wirdo

Wie sich aus der gesamten Beschreibung ergibt, ist das erfindungsgemäße System dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitspotentiale periodisch und aufeinanderfolgend den Anoden der Anzeigeröhren synchron mit Taktimpulsen zur Steuerung der Gatterschaltungen zugeführt werden» Daher ist es erfindungsgemäß möglich, die Steuereinrichtung für die Anzeigeröhren zu vereinfachen»

Während im Vorstehenden als Beispiel eine Beschreibung des Falles gegeben wurde, in dem die Erfindung auf die Anzeige einer zahlenmäßigen Information angewendet wird, versteht es sich ohne weiteres, daß die Erfindung in gleicher Weise auf die Anzeige von Informationen anzu» wenden ist, die auf Buchstaben anstelle von Zahlen beruht.

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Claims

Patentansprüche

1· Elektronische Anzeigeeinrichtung mit mehreren Anzeigebauelementen zur Anzeige von Zeichen wie Ziffern oder Buchstaben, gekennzeichnet durch ein Schieberegister (R) zur Speicherung und Verschiebung mit einer vorgegebenen Schiebeperiode (T ), durch eine Gatterschaltung (G_n) zum Lesen der Binärsignale, durch eine Dekodierschaltung (D_n) zum Dekodieren der gelesenen Binärsignale in Steuersignale und durch eine Betätigungs- und Ansteuerschaltung (S, C ) zur periodischen, aufeinanderfolgenden Betätigung der Anzeigebauelemente (T₁ -T) in Abhängigkeit von den Steuersignalen und synchron zu der Schiebeperiode (T ) (Fig. 2, 3 a)₀
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (R) durch Uhrimpulse (cpo) mit der Schiebeperiode (T ) steuerbar ist, und daß die Gatterschaltung (G ) durch Taktimpulse Ttpo) steuerbar ist, die mit den Uhrimpulsen synchron sind (Fig. 2, 3 a, b).

3· Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeige-Bauelemente eine Anzahl von in einer bestimmten, von den anzuzeigenden Zeichen abhängigen räumlichen Verteilung angeordnete Anzeigeröhren (T₁ bis T ) sind, deren jede von einem gasge- ■ füllten Gefäß mit einer gemeinsamen Anode (11) und einer Anzahl von Kathoden (21) gebildet ist, die zur Darstellung entsprechender Zeichen geeignet geformt sind, wobei in den

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Anzeigeröhren eine Glimmentladung gezündet wird, wenn zwischen ihrer Kathode (21) und der Anode (11) ein verhältnismäßig hohes Arbeitspotential angelegt wird} daß eine Anzahl Verbindungsleiter (31) die Kathoden (21) gleicher Zeichen untereinander verbinden} daß die Ansteuerschaltung (C ) eine Anzahl erster elektronischer Schalteinrichtungen (z. B. Q6O - Q69) hat, die mit den Verbindungsleitern verbunden sind und jeweils eine Steuerelektrode zur Steuerung des Potentials jeder Kathode (21) entsprechend den Steuersignalen haben; daß die Dekodierschaltung Einrichtungen (80 bis 89) zum periodischen Zuführen der Steuersignale zu den Steuerelektroden der ersten Sehalteinrichtungen (q60 bis QO9) entsprechend den Informationselementen der anzuzeigenden Zeichen hat) und daß die Betätigungsschaltung (S
3 Q10 bis Q50) das Arbeitspotential von einer Spannungsquelle (V ) an die Anoden (11) synchron mit den Steuersignalen anlegt (Fig. 2, h).

k. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsschaltung (S) eine Anzahl zweiter elektronischer Schalteinrichtungen (Q10 bis Q50) hat, deren jede eine Steuerelektrode (51) in Verbindung mit der Anode (11) der zugehörigen Anzeigeröhre aufweist (Fig.
4).
5· Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerelektroden (51) der zweiten elektronischen Schalteinrichtungen (Q10 bis Q50) Steuerimpulse (C10, C20, C30, C40, C50) eingespeist werden, um periodisch das Arbeitspotential (V ) an den Anzeigeröhren

O C

(T₁ bis T_n) anzulegen (Figo k, 7 θ - i).

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6. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 5_t dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden (21) der Anzeigeröhren (T₁ bis T_n) in Gestalt der Zahlen "0» bis "9" geformt sind (Fig. 2)_o
7· Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 3-5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicherelemente (M- bis M₂-) aufweisende Speicherschaltung (M ) mit der Gatterschaltung (G ) verbunden ist, wodurch die Steuersignale wirksam den Steuerelektroden der ersten Sohalteinrichtungen (q60 bis Q69) zugeführt werden (Fig. 2, 4).
8. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (M ) mit der Dekodierschaltung (D ) verbunden ist (Fig. 2)·
9ο Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (R) und die Gatterschaltung (G ) aus Oberflächen-Feldeffekttransistoren (M^ bis M 1 M bis M₃₃) bestehen (Fig. 4j 6).
10. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente Oberflächen-Feldeffekttransistoren (M₂₀ bis M₂₃) sind (Fig. k).

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