DE2740858A1

DE2740858A1 - Verfahren zur balkenschreiber-anzeige von messwerten

Info

Publication number: DE2740858A1
Application number: DE19772740858
Authority: DE
Inventors: Allan R Dr Ing Kmetz
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1977-09-10
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2399005A1; FR2399005B1; CH616231A5; NL7807952A; US4203104A; DE2740858C2; GB1591566A

Description

63/77 Me/dh

29.7-77

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Verfahren zur Balkenschreiber-Anzeige von Messwerten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Balkenschreiber-Anzeige von Messwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten, ansteuerbaren Anzeigeelementen, wobei die Anzeigeelemente einerseits zu Gruppen zusammengefasst sind und andererseits ranggleiche Elemente in den einzelnen Gruppen zusammengeschaltet sind und in kurzzeitigem, für das Auge des Betrachters unerkennbarem Wechsel entweder die EIN-Gruppen, in denen alle Anzeigeelemente zu erregen sind, oder die gemischte Gruppe, in der nur ein Teil der Anzeigeelemente zu erregen ist, angesteuert werden.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 08 062. Es wird darin gezeigt, dass alle EIN-Gruppen gemeinsam getastet werden können, weil sie alle die gleiche Anordnung von erregten Elementen aufweisen. Die gemischte Gruppe wird anschliessend getastet, und die AUS-Gruppen werden überhaupt nicht getastet, weil sie ja nicht angewählt werden sollen. Folglich ist das Tastverhältnis

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im wesentlichen 50 % unabhängig von der Auflösung der Bandanzeige.

Aus dem Artikel von A.R.Kmetz "Matrix Addressing of Nonemissive Displays" im Buch "Nonemissive Electrooptic Dis-, plays", Verlag "Plenum", N.Y. (1976), S. 261 ff. ist es bekannt, dass eine pseudoanaloge Balkenschreiber-Anzeige, die aus einer linearen Anordnung von Flüssigkristall-(FK)-Elementen besteht, elektrisch mit Vorteil in N Gruppen zusammengeschaltet werden kann, deren jede M benachbarte EIemente enthält, so dass eine M · N-Matrix gebildet wird. Bei herkömmlicher Multiplex-Ansteuerung einer Matrix werden die N Gruppen der Reihe nach getastet, wobei der anzuzeigende Bildinhalt während eines Destimmten Tastintervalls für die angewählte N-Gruppe parallel über die entsprechenden M-Segmente eingegeben wird. Da ein Flüssigkristall auf den Effek tivwert der angelegten Spannung anspricht, wird das 'Spannungs-Diskriminationsverhältnis (Anzeigegüte) G nachteilig beeinflusst durch das niedrige Tastverhältnis —rp , welches durch eine grosse Zahl abgetasteter Zeilen bewirkt wird:

dabei ist das Spannungs-Diskriminationsverhältnis definiert als Quotient des Effektivwertes der EIN-Spannung zum Effektivwert der AUS-Spannung (zur Ableitung der obigen Formel wird verwiesen auf den besagten Artikel, S. 272, Formel (12))

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Für eine konkrete Anzeige von der Art der Flüssigkristall-Anzeigen leitet sich vom Spannungs-Diskriminationsverhältnis der mögliche Kontrast gemäss dem schematisch in Fig. 7, S. 273, des besagten Artikels gezeigten Anforderungskurven her.

Indessen ist ein Bslkenschreiber, wie eingangs erwähnt, erheblich einfacher zu adressieren als eine allgemeine Matrix; es gibt dort nur drei Gruppentypen, und das Tastverhältnis ist, wie ebenfalls schon bemerkt, im wesentlichen 50 %.

Typische Wellenformen eines solchen Adressierschemas, wie es etwa dem Stand der Technik gemäss der erwähnten DOS 2h 08 062 entspricht, sind in Fig. 1 gezeigt. Aus diesen Impulsdiagrammen kann man das Spannungs-Diskriminationsverhältnis G zwischen angewählten und nicht angewählten Elementen in der gemischten Gruppe berechnen:

_β . J** ♦ Πν,² "

. 2 2

ν +ν

EIN MIX

In dieser Gleichung entsprechen die beiden absichtlich getrennt geschriebenen und mit "EIN" bzw. "MIX" bezeichneten Terme im Zähler wie auch im Nenner den Beiträgen des ersten und zweiten Zeitintervalls in Fig. 1. Dabei ist mit ν in Fig. 1 die Amplitude des Anwahlsignals für die Segmentelek troden der Anzeigeelemente bezeichnet, mit Gr die Gruppen, mit Sg die Segmente. . _Ä - -»

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das SDannungs-Diskriminationsverhältnis G zwischen angewählten und nicht angewählten Elementen und somit den Kontrast bei der Anzeige ohne wesentliche Erhöhung des Aufwandes erheblich zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäss durch die Wahl von

2 Spannungsformen erreicht, welche den ersten Term (ν ) in der obigen Gleichung im Zähler wie im Nenner verschwinden lassen. Die Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, dass während des Tastintervalls, in dem die EIN-Gruppen angesteuert werden, die Amplitude des Anwahlsignals für die Anzeigeelemente in der gemischten Gruope gleich Null ist.

Die Erfindung sei jetzt anhand der Figuren 2-5 näher erläutert. Vie aus Fig. 2 unmittelbar folgt, ist bei der gezeigten Form der Ansteuersignale für die Anzeigeelemente in der gemischten GrupDe das Spannungs-Diskriminationsverhältnis

7"

V"

G . /12*1. . 3

Diese Gleichung gilt für jede Dauer 7~des Tastintervalls für die EIN-Gruppen.

In Fig. 2 ist ±V die Amplitude des Tastsignals für die EIN-Gruppen. T bedeutet die Periode, mit "EIN" und "MIX" sind die Tastintervalle für die EIN-Gruppen bzw. die Mischgruppe bezeichnet.

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Es ist ferner offensichtlich, dass die Segmentelektroden während des Tastintervalls für die EIN-Gruppen keine Information aufweisen, weil ihr Zustand a priori bekannt ist. Die Kennzeichnung von EIN-Gruppen erfolgt durch Wahl der entsprechenden Gruppenelektroden. Das diesen Gruppenelektroden zugeführte Signal kann so gewählt werden, dass es die Anzeigeelemente der EIN-Gruppen einwandfrei aktiviert und keine andere Gruppe beeinflusst. Z.B. kann das Tastintervall ) und die Amplitude V in Fig. 2 so gewählt werden, dass die an irgendeinem Element einer EIN-Gruppe liegende Effektivspannung der an einem angewählten Element in der gemischten Gruppe liegenden Effektivspannung gleich ist:

J₊ „2 α.ΓΓ . Y(I-P (,ν)²'

Dies ergibt V²T = 8v² (T -T).

Die zur Realisierung dieses Adressierschemas erforderliche Elektronik kann erheblich vereinfacht werden, wenn man V = 2v setzt, um die Anzahl der für die Adressierung der Gruppenelektroden benötigten Spannungsniveaus auf drei zu reduzieren (+2v, 0, -2v). Bei Einsetzen dieser Bedingung in die obige Gleichung ergibt sich / = ■= T. Dieses Ergebnis ist in Fig. 3 dargestellt, wo die Signalformen zugleich gegenüber den Signalformen in Fig. 2 verändert wurden, um die Tatsache zu demonstrieren, dass die Effektivspannung durch Polaritätsumkehr oder durch Aenderungen in der Reihenfolge

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des Auftretens der Signalform-Abschnitte innerhalb einer Periode nicht verändert wird. Weiterhin lSsst die Addition irgendeiner neuen Signalform zu sämtlichen Adressier-Sip;nalformen die Potentialdifferenz am Flüssigkristall unverändert, kann aber die Elektronik vereinfachen. Dies ist in Fig. Ί dargestellt, die durch Addition eines Rechtecksignals mit der Amplitude -v/2 zu allen Signalformen in Fig. erhalten wurde; dadurch wird die Gesamtzahl der Spannungsniveaus von fünf (± 2v, ± v, 0) auf vier reduziert (± -^ v,

±|>.

Da, wie oben bemerkt, für V = 2v das Tastintervall T"gleich 2/3 T ist, ergibt sich weiterhin, wenn mit V. die Schwellwertspannung des Anzeigeelementes bezeichnet wird:

und mit T- \ T:

2 2
v² = 3V_t ²

oder ν = 73 ' V_fc

Zv/ischen Fig. 1 (Stand der Technik) und 3 bestehen somit folgende Unterschiede:

1) Bei Fig. 1 wird der maximal mögliche Kontrast für V=V_t (Schwellwertspannung) erreicht, wahrend bei Fig. 3 alle Amplituden um den Faktor ~yy grosser sind.

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T-T"

2) Das Tastverhältnis —— des Gruppensignals für die gemischte Gruppe der Fig. 1 ist 1:2, während bei Fig. das Verhältnis 1:3 optimal ist.

3) Die Segmentsignale nach Fig. 1 sind aus 2, diejenigen der Fig. 3 aus 3 Spannungsniveaus aufgebaut.

1) Das maximal mögliche Spannungs-Diskriminationsverhältnis zwischen EIN und AUS ist bei Fig. 1: "/5 : 1, während es bei Fig. 3 3:1 ist.

Manchmal ist es !Wünschenswert, mehrere Balkenschreiber zu einer einzigen Matrix zusammenzuschalten, wobei alle EIN-Gruppen in gleicher Weise und auch alle AUS-Gruppen in gleicher Weise adressiert und die verschiedenen gemischten Gruppen im Multiplex angesteuert werden (s. A.R. Kmetz, "A Twisted Nematic Dual Bargraph System", SID 77 Digest (1977), S. 58). Dieses Prinzip kann auch in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Verfahren mit Vorteil zur Anwendung kommen. Setzt man wieder V=2v, so erhält man für η gemischte Gruppen:

20 l

	r— 1
2/3	3
1/2	2.21
2/5	1.91
1/3	1.73
1/5	1.11
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ΛΟ

Pig. 5 zei^t den Pall n = 2 (Doppel-Balkenschreiber). Die

beiden Einzel-Balkenschreiber sind mit A und B bezeichnet.

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Claims

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Patentansprüche

ί 1/ Verfahren zur Balkenschreiber-Anzeige von Messwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten ansteuerbaren Anzeigeelementen, wobei die Anzeigeelemente einerseits zu Gruppen zusammengefasst sind und andererseits ranggleiche Elemente in den einzelnen Gruppen zusammengeschaltet sind und in kurzzeitigem, für das Auge des Betrachters unerkennbarem Wechsel entweder die EIN-Gruppen, in denen alle Anzeigeelemente zu erregen sind, oder die gemischte Gruppe, in der nur ein Teil der Anzeigeelemente zu erregen ist, angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass während des Tastintervalls, in dem die EIN-Gruppen angesteuert werden,die Amplitude des Anwahlsignals für die Anzeigeelemente in der gemischten Gruppe gleich Null ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (V) des Tastsignals für die EIN-Gruppen doppelt so gross gewählt wird wie die Amplitude (v) des Anwahlsignals für die Segmente während des Tastintervalls für die gemischte Gruppe.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu sämtlichen Sipnalformen eine Rechteckwelle der halben Amplitude (-v/2) des Anwahlsignals für die Segmente addiert wird. 809886/0653

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¹I. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Balkenschreiber zu einer einzigen Matrix zusammengeschaltet werden, wobei alle EIN-Gruppen in gleicher Weise und auch alle AUS-Gruppen in gleicher Weise adressiert und die verschiedenen ge-, mischten Gruppen im Multiplex angesteuert werden.

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