DE2307372A1

DE2307372A1 - Vorrichtung zur elektrischen versorgung und verfahren zur verbesserung der arbeitscharakteristik von gasentladungswiedergabe-lampenfeldern

Info

Publication number: DE2307372A1
Application number: DE19732307372
Authority: DE
Inventors: Joseph Lewis Miavecz; David James Spry; David Stanley Wojcik
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1972-02-23
Filing date: 1973-02-15
Publication date: 1973-09-06
Also published as: FR2173193B1; IT977325B; US3976912A; DE2307372B2; CA991293A; JPS48100014A; GB1427561A; DE2307372C3; FR2173193A1

Description

OWENS-ILLINOIS, INC.

Toledo, Ohio 43601/USA Hamburg, den 14. Februar 1973

«Vorrichtung zur elektrischen Versorgung und Verfahren zur Verbesserung der Arbeitscharakteristik von Gasentladungswi edergab e-Lamp enfeidern"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einem Gasentladungswiedergabe-Lampenfeld für Nummernanzeige mit Reihen bzw. Stellenleiterscharen, die nicht leitbar mit einem Gasentlademedium in einer flachen Kammer zwischen den Reihen und Spaltenleiterscharen gekoppelt sind.

Gasentladungswiedergabe/Gedächtnislampenfelder dieses Types sind in der US-PS 3 499 167 beschrieben. Wie die nachfolgenden Ausführungen zeigen, besteht zwischen der Vorrichtung nach der vorliegenden Anmeldung und der nach der USA-Patentschrift eine Beziehung. Die Erfindung nimmt jedoch auf einen anderen Typ eines Lampenfeldes Bezug, der in der US-PS 3 559 190 beschrieben ist. Die Lampenfelder, welche in diesen Patentschriften beschrieben sind, weisen einen elektrischen Speicher auf, der dazu eingerichtet ist, Ladungen zu speichern, die sich aus Entladungen an einer oder mehreren dielektrischen Oberflächen in Berührung mit dem Gas bilden. Bezeichnend dafür ist, daß die Elektroden nicht leitbar mit dem Gas gekoppelt sind und daß im Falle des US-Patentes 3 499 167 das Dielektrikum aus einem dünnen Glas besteht und

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jeweils auf eine Oberfläche eine Leiterschar aufgebracht ist. Die Leiter, die in Reihen und Stellen gruppiert sind, bilden eine Kreuzleitermatrix, zwischen der sich ein ionisierbares Gasmedium befindet, welches aus zwei Gasen gemischt ist und unter einem ausgewählten Druck steht, der in dem Raum der schmalen Gaskammer ausgebildet ist. Ein bevorzugtes Gas ist ein Neon-Argongasgemisch, welches in der französischen Patentschrift 69.33706 beschrieben ist. Die dielektrische Schicht gestattet das Hindurchtreten jedes leitenden Stromes aus den Matrixleitergliedern zum gasförmigen Medium und dient zugleich als eine Sammeloberfläche für Ladungen des ionisierbaren Gasmediums während wechselnder Halbzyklen des periodisch arbeitenden aufgegebenen Potentials; die Potentiale werden normalerweise als Unterhaltspotentiale bezeichnet.

Die Entladebedingung des Gases zwischen den ausgewählten Reihen/Stellehleiterpaaren wird durch manipulierte Entladepotentialimpulse gesteuert, die algebraisch auf die Unterhaltspotentiale aufaddiert werden zu ausgewählten Zeiten, um so Entladefolgen einzuleiten, die erhaltbar sind durch das Unterhaltspotential. Die Entladungsfolge wird beendet durch Entfernen oder Beenden der Randladungen im Bereich von Kreuzungspunkten (vergl. US-PS 3 6 18 071).

es
Bei derartigen Lampenfeldern gibt/kritische Lampenfeldschreib-

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Spannungsverteilungen und in gewissem Sinne kritische Löschspannungsverteilungen. In Verbindung mit der Erfindung werden die aufgestockten Schreib- bzw. Löschrechteckkomponenten der Spannungen so eingestellt, daß ein maximaler Arbeitsbereich für ein gegebenes Wiedergabe/Gedächtnislampenfeld erreicht
wird. Es ist deshalb möglich, die aufgegebene Schreibspannung derart zu setzen, daß die kritischen Halbwahlspannungen geringer sind als die minimale Wahlspannung der ersten Befeuerung jedes beliebigen Anordnungspunktes des Lampenfeldes (wenn es hergeleitet wird von der kritischen Lampenfeldschreibspannungsverteilung); dasselbe geschieht in bezug auf die kritische Löschspannungsverteilung des Lampenfeldes.

Bei der nun folgenden Erläuterung der Erfindung ist das
Halbwahlproblem auf ein Minimum herabgesetzt, und es wird
zusätzlich zu einem Überlappen im Betriebsbereich ein maximales Schreib/Löschfenster erhalten.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles mit weiteren Vorteilen und Merkmalen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie bei einem Gasentladungslampenfeld für Nummernanzeige zum Einsatz gebracht wird,

Fig. 2 sind Adresswellenformen, wie sie bei älteren Vorrich-

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tungen vorkommen,

Fig. 3 das Arbeitsfenster der Unterhaitsvorrichtung nach der Erfindung mit aufgestockten Halterechteckimpulsen (clamp pedestal sustainer system),

Fig. 4 die kritische Lampenfeldschreibspannungsverteilung bei einem ausgewählten Lampenfeld,

Fig. 5 die Adresswellenform für eine aufstockbare (paiestal) Adresswellenform und

Fig. 6 die Form eines im Rahmen der Erfindung eingesetzten Unterhaltsgenerators.

In Fig. 1 ist ein Gasentladungslampenfeld für Nummernanzeige 10 dargestellt, welches vorzugsweise von der in dem USA-Patent 3 499 167 angegebenen Bauweise ist. Das Feld ist mit einer Neon-Argongasmischung gefüllt (99,9 % Neon und 0,1% Argon), welches in der französischen Patentschrift 69.33706 beschrieben ist. Weiterhin weist das Lampenfeld einen dielektrischen oder isolierenden nicht dargestellten Überzug über dem Überzug des Lampenfeldes nach der USA-Patentschrift" auf, der aus einer Bleioxydverbindung besteht, wie sie in der US-PS 3 634 719 beschrieben ist. Typische Entladungsspalte in derartigen Lampenfeldern liegen in der Größenordnung

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zwischen 0,1 und 0,15 mm (.4 bis 6 mills). Das Lampenfeld besteht aus einer Reihenleiterplatte 11 und einer Stellen-3eiterplatte 12, welche auf Abstand voneinander gehalten und miteinander verbunden sind mittels nicht dargestellter Abstandsstücke, um den vorerwähnten Entladungsspalt und eine schmale Gaskammer zu bilden, in welcher das gasförmige Medium unter einem geeigneten Druck gehalten ist.

Die Reihenleiterplatte 11 trägt eine Reihenleiterschar 13 und nicht dargestellte Randleiterscharen am Anordnungsort von diesen. Die Stellenleiterplatte 12 entspricht der Reihenleiterplatte 11 und weist dementsprechend eine Reihenleiterschar 16 auf im Schreib- oder Sehbereich der Datenanzeige des Lampenfeldes sowie nicht dargestellte Seitenleiter.

Bei einem typischen Lampenfeld können die Reihenleiter sehr dicht aneinanderliegen, beispielsweise mittig im Abstand von 0,5 mm oder dergl·. Die Stellenleiter können im gleichen Abstand angeordnet sein; es können, falls gewünscht, aber auch andere Abstände eingesetzt werden. In Fig. 1 sind alle Reihenleiter einer Schar so dargestellt, daß sie von derselben Seite oder Kante der Platte 11 versorgt werden; es dürfte aber verständlich sein, daß infolge der großen Anzahl von Leitern, die auf der Platte dicht beieinander angeordnet sind, die Leiter vorzugsweise von entgegengesetzten Seiten wechselweise versorgt werden, wie es in der US-PS 3 631

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beschrieben ist einschließlich der Winkelstellung und der darin angegebenen Gruppierung, falls dies gewünscht ist.

Die Adressierkreise 21 der Reihenleiter und die Adressierkreise 22 der Stellenleiter können in Mehrfachschaltung betriebene Resistor-Diodenadressiermatren oder individuell adressierende oder Impulskreise für jeden Reihen- oder Stellenleiter sein. Der in Mehrfachschaltung betriebene Matrixtypauswahlkreis wird dabei bevorzugt,, da diese Kreise enge Impulsspannungen, algebraisch additiv zu den aufrechterhaltenen Potentialen, zu den individuellen Leitern der entsprechenden Schar geben; solche Leiterkreise sind beispielsweise in der US-PS 3 665 400 beschrieben. Derartige Matrixkreise schwimmen über ihren entsprechenden Unterhaltsquellen 32 . und 33· Es sei dabei erwähnt, daß die Unterhaltsgeneratoren

32 und 33 ein gemeinsames Bezugspotential SG aufweisen.

Die Reihenadressierkreise 21 und Stellenadressierkreise 22 werden von Signalen der Datenquelle und einem Steuerkreis 40 gesteuert, der gleichzeitig die Unterhaltsgeneratoren 32 und

33 steuert.

Das Vorstehende, beschreibt den allgemeinen Aufbau oder die Konzeption der Erfindung, die sich prinzipiell mit einer variablen RecKteckkomponente (pedestal) der Wellenform des Unterhaltsspannungsgenerators, der Steuerung oder der Fest-

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stellung der Anwendung der die Ladebedingung manipulierenden Impulspotentiale gegenüber der Rechteckkomponente (pedestal) befaßt. In Fig. 1 ist ein Diagramm 50 dargestellt, welches den Output des Unterhaltsgenerators 33 wiedergibt. Kombiniert begründen diese zwei Diagramme die Unterhaltsspannung, die auf das Lampenfeld gegeben wird. Die Spannungen sind dieselben Spannungen, die in Fig. 5 der Zeichnungen gezeigt sind. Der Teil der Wellenform, der in dem Diagramm mit "Rechteckkomponente (pedestal)" bezeichnet ist, liegt auf einem einstellbaren Pegel, und die Impulsspannungen, die von den Reihenimpulsen-Reihenadressierkreisen 21 aufgegeben werden, sollen der Spannung V entsprechen.

pw

Die mit 2V bezeichnete Spannung des in Fig. 5 dargestellten Wellenformdiagramms wird von einer ,Spannung V des Reihen-

pw

adressierkreises begründet, die einem ausgewählten Leiter zugeführt ist,und einem weiteren Spannungsimpuls der Größe V , der im selben Zeitintervall auf den gegenüberliegenden Leiter der Schar gegeben wird. Die Grundarbeitsweise dieser Technik besteht darin, die Widerstandswerte von R^ und R₂ an dem in Fig. 6 dargestellten Y-Unterhalter von Hand einzustellen, um so eine gewünschte Schreibrechteckkomponente zu erhalten. Das Einstellen ähnlicher Widerstandskombinationen an dem X-Unterhalter führt zu einem Löschen der Rechteckkomponente. Auf diese Weise wird ein optimaler Betriebsbereich für ein gegebenes Wiedergabe/Gedächt^nislampenfeld erhalten.

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Eine ausgewählte Schreibzelle hat eine kritische Lampenfeldspannung, V_QW = V₂ - Ϊ , + 2V, während eine nicht ausgewählte Zelle dieses Leitungszuges eine Spannung ^Vchsw ^{= +V}s ~ ^Wpd ^{+ V}pw ^aufweist» ^{wie es aus Fi}g· 5 zu ersehen ist. Entsprechend wird die ausgewählte gelöschte Zelle die Spannung V_ce = -V + E^ + 2V und die nicht ausgewählte gelöschte Zelle die Spannung V_Qilse = -V_s + E_pd + V__e haben.

Die Größe von V = V = V, welche die/Schreib/Löschrechteckimpulse einstellt, bewirkt getrennte Schreib/Löschimpulsgrößen mit der Fähigkeit bei den Schreib/Löschfenstern nach zu überlappen
Fig. y. (Das Schreibfenster hat eine untere Begrenzung von FW QSchreibf ehlerl und eine obere Grenze HSW [ Halbwertschreiben (half-select write)] . - Ähnlich weist das Löschfenster eine untere Begrenzung FEL Γ zu löschender Fehler niedrig] und die obere Begrenzung FEH fzu löschender Fehler großi oder HSE pHalbauswahl löschen (half-select erase)] , was immer zuerst eintritt.) Das 100j6ig arbeitende Fenster gibt den Betriebsbereich an, über welchem alle adressierbaren Anordnungsorte des Lampenfeldes entsprechend der Bestimmung ein- oder ausschalten, zur Erzielung eines eingestellten Pegels der Schreib/Löschrechteckkomponente.

Von der kritischen Lampenfeldschreibspannungverteilung, wie sie in Fig. 4 für ein gegebenes Wiedergabe/Gedächtnislampenfeld angegeben ist - wobei angenommen wird, daß diese Span-

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nungen mit einem konstanten V_g und W^, aber variablen V erhalten werden - ist es möglich Ji _d so zu setzen, daß die kritische Halbwahlspannung kleiner ist als die minimale ausgewählte Spannung des V_c 1st. Mit anderen Worten, wenn:

^Vs - ^Wpd ^{+ V}pw2 < ^Vs - V ^{+ 2}Vl ist, dann wird das Halbwahlproblem am kleinsten sein.

Das gleiche Argument kann auch für die kritische Löschspannung benutzt werden. Fig. 2 zeigt die Adresswellenform eines älteren WMergabesystems, bei welchem die vorliegende Erfindung eine Verbesserung darstellt. Eine rasche Prüfung zeigt, daß die kritische Schreiblampenfeldspannung wiedergebbar ist als V_cw = V_g + 2V ; die kritische Halbwahlschreibspannung

chsw s ⁺ pw

infolge der Beziehung

^Vchsw ^{= 7}S ^{+ 7}pw2 ^< ⁷S ^{+ 27}pwl·

Der obige Ausdruck besagt durch den Bereich V genau, was variierbar, jedoch begrenzt ist durch die kritische Halbwahlspannung. In den älteren Systemen nach Fig. 2 hatten deshalb die Schreib/Löschfenster das Bestreben, kleiner zu werden

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ist dann

im Vergleich mit den Rechteckimpulssystemen nach der Erfindung, Es soll jedoch ein maximales Schreit»/Löschfenster erhalten werden zusätzlich zu einem Überlappen der zwei in dem Arbeitsbereich. Die aufgestockten Schreib/Löschrechteckimpulse und die Impulsweite lassen sich einstellen, um einen größeren Arbeitsbereich zu erhalten gegenüber den früheren Systemen.

Die. Verwendung von aufgestockten Rechteckimpulsen macht die Unterhaltsspannungsimpulse breiter. Ihre Verwendung verbessert darüber hinaus die elektrische Charakteristik des Lampenfeldes.

Ein geeigneter ünterhaltsspannungsgenerator ist in der Patentanmeldung P 22 60 368.5, eingereicht am 9. Dez. 1972, beschrieben.

Der Spannungshaltegenerator, der in dem US-Patent 3 499 167 und in der Patentanmeldung beschrieben ist,kann in der Art verwendet werden, wie sie in Fig. 6 wiedergegeben ist, um den normalen Unterhaltspegel V₃ bereitzustellen ebenso wie einen zweiten Bereich, der dem oberen Pegel identisch ist und geschaffen wird durch Transistoren Q₁ ¹, Q₂ ¹, T^¹, D^¹ und D₂ ¹, die'an die Bereitstellungsspannung angeschlossen sind über ein Widerstandspaar 65 und 66 oder andere variable Impedanzelemente.

Der erste Vorteil der Erfindung besteht in der Verbesserung

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einer Unterhalts- und Schreib/Löschcharakteristik, die wiederum ein größeres Betriebsfenster produziert. Bei einigen Lampenfeldern hat sich der Leistungskennwert um den Faktor 5 vermehrt. Der erste Teil der Unterhaltsspannungswellenform, der in Fig. 1 mit N (für normalen Unterhaltspegel) bezeichnet ist, wird von dem normalen Unterhaltsrechteckwellenausgang eines spannungshaltenden Unterhaltsgenerators sichergestellt, der in dem US-Patent 3 499 167 dargestellt ist. Der zweite Spannungspegelbereich ist mit "aufgestockter Rechteckimpuls (pedestal)" bezeichnet und kann sich fortentwickeln über Spannungsteilerwiderstände 65 und 66, die von Hand auf den vorbestimmten Pegel eingestellt werden in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Grundsätzen der Erfindung. Der Pegel dieser Spannung oder aufgestockten Rechteckkomponente wird also mit anderen Worten auf den Bereich von W , oder E , nach Fig. 5 eingestellt, um so einen maximalen Betriebsbereich für ein gegebenes Wiedergabespeicherlampenfeld 10 zu erhalten. Es muß jedoch bemerkt werden, daß die Einstellung oder Änderung durch die kritische Halbwahlspannung begrenzt werden.

Wenn die Erfindung auch in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist, so versteht es sich, daß die Grundprinzipien auch auf andere Ausführungsformen übertragbar sind, die dem Fachmann geläufig sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

1J Vorrichtung an einem Gasentladungswiedergabe-Lampenfeld für Nummernanzeige mit Reihen bzw. Stellenleiterscharen, die nicht leitbar mit einem Gasentlademedium in einer flachen Kammer zwischen den Reihen und Spaltenleiterscharen gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Bereitstellen und Unterhalten und die Schreib/Löschspannungen des Lampenfeldes «inen Unterhaltsgenerator zum Bereitstellen eines Paares von Nebenrechteckwellenunterhaltsspannungen enthalten, wobei eine die Spannungen eine aufsteckbare Rechteckkomponente einer Schreib/L6seilspannung (write/erase pedestal voltage) begründet und Vorrichtungen zum Einstellen des Pegels der aufstockbaren Rechteckkomponente der Schreib/Löschspannung vorgesehen sind, um einen maximalen Arbeitsbereich für das Gasentladungs-Wiedergabe-Speicherlampenfeld zu erzielen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einstellvorrichtung ein ausgewählter Schreibspannungspegel einstellbar ebenso wie ein ausgewählter Löschspannungspegel.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreib/Löschaustastpegel (pedestal level) unter dem Amplituden pegel des anderen Paares von Nebenrechteckwellen-

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Unterhaltsspannungen liegt und beide Pegel wiederum unterhalb des Pegels zum Befeuern der Anordnungspunkte der Lampenfelder liegen.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentladungswiedergabe-Lampenfeld für Nummernanzeige ein Paar sich kreuzender, nicht-leitender Leiterscharen aufweist, die miteinander über ein dünnes Gasentladungsmedium gekoppelt sind, welches periodisch an eine Unterhaltsspannung gelegt wird und dessen Entladebedingungen Schreib- und Löschimpulsspannungen manipulieren, wobei die Vorrichtung derart aufgebaut ist, daß allen Leitern der Scharen eine Unterhaltsspannung mit aufstockbaren Rechteckimpulsen (pedestal sustainer voltage) zuführbar ist, daß auf ein Schreibsignal Mittel arbeiten, die den Abtastpegel der Unterhaltsspannung in Übereinstimmung mit den kritischen Lampenfeldschreibspannungen einstellen und daß weitere Mittel auf eine Löschsignalspannung arbeiten, um den Pegel der aufstockbaren Rechteckkomponente der Unterhaltsspannung

zu
(pedestal sustainer voltage) einstellen in Übereinstimmung

mit den kritischen Lampenfeldlöschspannungen.
5. Vorrichtung nach einem oder mehrern der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine erste Leiterschar und eine zweite Leiterschar, die beide nicht-leitend an ein dünnes Gasentla- ' dungsmedium angekoppelt sind und die wechselweise aus einer Spannungsquelle mit periodisch aufrechterhaltenen Spannungen

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versorgt werden, wobei die Entladebedinguigaivon Schreib- und Löschimpulsspannungen manipuliert werden, wobei die Spannungsquelle zum wechselweisen Anlegen periodisch aufrechterhaltener Spannung erste Mittel enthält, die eine erste Spannung mit zwei Amplitudenpegeln an die erste Leiterschar abgibt, wobei weiterhin Mittel vorgesehen sind, mit denen diese Schreibspannungsimpulse veranlaßt werden, algebraisch zu dem unteren der zwei Amplitudenpegel hihzuaddiert zu werden, wobei zweite Mittel wechselweise mit den ersten Mitteln eine zweite Spannung mit zwei Amplitudenpegeln der zweiten Leiterschar zuführen, wobei wiederum Mittel vorgesehen sind, welche die Löschspannungsimpulse veranlassen, algebraisch zu dem unteren der beiden Amplitudenpegel der zweiten Spannung zuaddiert zu werden.
6. Verfahren zum Betreiben eines Gasentladungsdatentechnischen-Lampenfeldes mit Nummeranzeige eines Typs mit isoliert angeordneten einhüllenden Reihenleitep-und Stellenleiterscharen, die im Abstand voneinander beiderseits eines Gasentladungsmediums angeordnet sind, wobei die Arbeitspotentiale der Leiterscharen eine einmal geschaffene periodische Spannung zum Aufrechterhalten von Entladungen enthalten, wobei die periodische Aufrechterhaltungsspannung von unzureichender Größe ist, um eine Entladung an einem beliebigen Aufstellungsort zu veranlassen, jedoch genügend groß ist, um die an einem beliebigen Ort einmal eingeleitete Entladung aufrechtzuerhalten,

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weiterhin gekennzeichnet durch eine Dateneintrittsentladung, die ein Spannungssignal für eine algebraische Addition des Unterhaltsspannungspotentiales veranlaßt, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Unterhaltspotential auf die Leiter gegeben wird und wenigstens zwei Amplitudenpegel aufweist, von denen der eine festliegt und der andere variabel ist und einen Pegel aufweist, der unter dem Wert des festliegenden Pegels liegt, wobei beide Pegel wiederum unterhalb des Pegels für die Befeuerung irgendeines Aufstellungsortes des Lampenfeldes liegen, womit die auftretenden Datensignale gezwungen werden, während des ausgewählten Zeiten des Auftretens des variablens Pegels einzutreffen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des variablen Pegels einstellbar in Übereinstimmung mit den kritischen Spannungscharakteristiken des Lampenfeldes, um ein größeres Betriebsfenster als 100% zu erreichen.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungspegel des zweiten Aufrechterhaltungspegels während des Schreibens der Information auf das Lampenfeld bestehen bleibt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungspegel des zweiten Pegels während des Löschens einer Information auf dem Lampenfeld bestehen bleibt.

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10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Spannungspegel unterschiedliche Werte aufweist für das Aufschreiben einer Information auf das Lampenfeld und für das Löschen einer Information von diesem.

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