DE2904914A1

DE2904914A1 - Elektrisches anzeigegeraet

Info

Publication number: DE2904914A1
Application number: DE19792904914
Authority: DE
Inventors: Harry Gibson; Peter Frank Maycock
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1979-08-23
Also published as: FR2417752B1; US4240074A; GB2016781A; GB2016781B; FR2417752A1; DE2904914C2

Description

Elektrisches Anzeigegerät

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Anzeigegerät zur digitalen Darstellung des Werts einer Eingangsveränderlichen mit einem Anzeigefeld aus einer Matrix selektiv elektrisch ansteuerbarer Elemente zur Darstellung mindestens einer Stelle der digitalen Darstellung.

Es sind digitale Anzeigegeräte bekannt, welche aus mehreren Anzeigebereichen bestehen, in denen jeweils eine Stelle oder eine Zahl angezeigt werden kann. Verändert sich die Eingangsveränderliche bei einem solchen Anzeigegerät, so ändert sich die Bestromung der Anzeigebereiche augenblicklich., so daß diese einen neuen Wert anzeigen. Obwohl solche Anzeigegeräte für bestimmte Anwendungszwecke durchaus zufriedenstellend sind, so weisen sie doch eine Reihe von Nachteilen auf. Insbesondere ist es nicht möglich, die Richtung festzustellen, in welche sich die Eingangsveränderliche verändert außer in dem Augenblick, wo sich die letzte Stelle des angezeigten Werts auf einen neuen Wert verändert. Außerdem zeigen

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solche Anzeigegeräte nicht den wahren Wert an, wenn die Größe der Eingangsveränderlichen zwischen zwei benachbarten Stellen liegt. Schwingt die Eingangsveränderliche langsam hin und her, dann kann dies zu einem verwirrenden Flimmern der letzten Stelle der Anzeige bei deren Wechsel führen.

Es besteht die Aufgabe, das Anzeigegerät so auszubilden, daß die Veränderung der Eingangsveränderlichen erkennbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 schematisch die Darstellung dreier verschiedener Werte,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Anzeigeschaltkreises und

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform eines Anzeigegeräts.

In Fig. 1 ist eine vierstellige Anzeigeeinheit 1 gezeigt zur Anzeige des Werts einer Eingangsveränderlichen in Form einer vierstelligen Zahl wie beispielsweise der Zahl 7214. Die Anzeigevorrichtung 1 weist vier einzelne Anzeigebereiche oder-tafeln 2 bis 5 auf, von denen jede aus einer Matrix lichtemittierender Dioden besteht. Die Anzei.gebereiche 2, 3 und 4 an der linken Seite des Anzeigegeräts haben je eine Matrix von fünf mal 10 lichtemittierenden Dioden 6. Jedes der Anzeige-

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bereiche 2 bis 4 dient zur Anzeig« von jeweils einer Stelle der drei vorderen Zahlen der aus vi-er Zahlen bestehenden darzustellenden Zahl, d.h. bei diesen Anzeigefeldern werden die Zahlen 7, 2 und 1 dargestellt, jeweils in einem Feld einer fünf mal sieben Matrix von 1 ichteraittierenden Dioden 6.

Das rechte Anzeigefeld 5 weist die doppelte Höhe der drei anderen Anzeigefelder 2, 3 und 4 auf, und besteht aus einer Matrix von fünf mal 20 lichtemittierenden Dioden 6, wobei das Anzeigefeld 5 symmetrisch zum Anzeigefeld 4 angeordnet ist. Dieses Anzeigefeld 5 zeigt die letzte Ziffer der darzustellenden vierstelligen Ziffer an, d.h. die Ziffer 4 in Fig.l. Das Anzeigefel<l 5 ist ausreichend hoch, um zwei ganze Ziffern gleichzeitig anzeigen zu können oder, wie in Fig. 1 dargestellt ist, die eine Ziffer d.h. die Ziffer 4 zusammen mit dem oberen Teil der vorhergehenden Ziffer 3 am unteren Teil des Anzeigefeldes und mit dem unteren Teil der folgenden Ziffer 5 am oberen Teil des Anzeigefeldes.

Steigt der Wert der Eingangsveränderlichen vom Wert 7214 auf den Wert 7215, dann ändert sich die letzte Stelle bei der Anzeigeeinheit allmählich von 4 nach 5. Bei der Anzeigevorrichtung bewegt sich hierbei die Zahl 4 nach unten, gleichzeitig verschwindet die Zahl 3 am unteren Teil der Anzeigevorrichtung und an deren oberen Teil erscheint die Zahl 5, welche sich nach unten bewegt, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Eingangsveränderliche entspricht genau dem Wert 7215, wenn die letzte Stelle 5 im Anzeigenfeld 5 sich auf der gleichen Höhe befindet wie die Zahlen in den Anzeigefeldern 2, 3 und 4, wie in Fig.3 dargestellt ist. Liegt jedoch die Eingangsveränderliche zwischen den Werten 7214 und 7215, dann wandert die Zahl 5 nach oben über die Ebene der Anzeigefelder 2, 3 und 4

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hinaus, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Anzeige im Anzeigefeld 5 ist also vergleichbar mit einer Trommel anzeige, bei welcher die letzte Anzeigestelle sich nach oben und unten aus dem Anzeigefeld dreht.

Verändert sich die letzte Anzeigestelle vom höchsten Wert 9 auf den niedrigsten Wert 0, dann bewegt sich die zweitniedrigste Stelle im Anzeigefeld 4 nach unten und zwar synchron mit der Bewegung der letzten Anzeigestelle 9, und im Anzeigefeld 4 wird der nächsthöhere Wert der zweiten Anzeigestelle wiedergegeben. Wenn sich dagegen die letzte Anzeigestelle von 0 nach 9 verändert, dann verändert sich im Anzeigefeld 4 die zweitletzte Anzeigesteile um einen Wert, wobei der vorherige Anzeigewert im Anzeigefeld 4 synchron mit dem letzten Anzeigewert nach oben wandert und von unten der neue Wert erscheint. Der Anzeigewert im Anzeigefeld 4 bleibt konstant und verändert sich nur dann, wenn der Anzeigewert im letzten Anzeigefeld 5 sich von neun nach null oder von null nach neun verändert. Die anderen Anzeigefelder 2 und 3 arbeiten in entsprechender Weise, d.h. die Veränderungen der Anzeigewerte werden nur vorgenommen, wenn der dahinterliegende Anzeigewert sich von 0 nach 9 oder von 9 nach 0 verändert, wobei die Änderungen jeweils synchron zueinander verlaufen, wie dies bei einem mechanischen Trommel- oder Rollenzähler der Fall ist. Da die Anzeigefelder 2 und 4 größer sind als die darin angezeigten Anzeigewerte, d.h. größer in den vorerwähnten Veränderungsrichtungen, können die Zahlen angezeigt werden in jeder Richtung in begrenztem Umfang, ohne daß dadurch die Ablesemöglichkeit beeinträchtigt werden würde. Es ist jedoch auch möglich, daß die Werte in den Anzeigefeldern 2, 3 und 4 sich wie bei den bekannten Anzeigevorrichtungen augenblicklich um eine Einheit ändern, so daß zu jedem Augenblick nur ein Anzeigewert jeweils sichtbar ist.

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Das Anzeigegerät 1 ist verbunden mit einem Anzeigeschaltkreis gemäß Fig. 4 . Die von einem Sensor 7 gemessenen analogen Signale werden über die Leitung 8 als Eingangsvariable einem Analog-Digitalkonverter 9 zugeführt. Der Konverter 9 leitet in Abhängigkeit des Werts der Eingangsvariablen ein Basisadressensignal ab, welches über die Leitung 10 einer Mikrorechnereinheit 11 zugeführt wird.

Die Rechnereinheit 11 weist Speicherstellen auf, welche mit einem Ablesespeicher 12 verbunden sind, in welchem Informationen gespeichert sind, welche das Muster der Dioden 6 in jedem der vier Anzeigefelder 2 bis 5 definieren, die zu bestromen sind, um irgendeine vierstellige Zahl anzeigen zu können. Das Basisadressensignal ist eine digitale Darstellung einer Adresse im Speicher 12 das, wenn es dem Rechner 11 zugeführt wird, bewirkt, daß der Speicher 12 eine Information bezüglich der Bestromung der unteren Reihe der Anzeige ausgibt. In diesem Zusammenhang werden die Anzeigefelder 2 bis 4 für die drei vorderen Anzeigewerte betrachtet, als ob sie aus einer zwanzig mal fünf Matrix bestehen, wie dies für das Anzeigefeld 5 für die letzte Stelle der' Fall ist. Die vom Speicher 12 ausgegebene Information bezüglich der unteren Reihe der Anzeigefelder 2 bis 4 wird nicht verwendet, da diese Anzeigefelder in Höhe der unteren fünf Reihen des Anzeigefeldes 5 keine Dioden aufweisen. Für eine in Fig. 1 dargestellte vierstellige Zahl wird daher das Basisadressensignal lediglich die Dioden 6 in der unteren Reihe und die achtzehnte Spalte der Einheit ansteuern, d.h. die dritte Spalte des rechten Anzeigefeldes 5.

Nach dem Ausgeben der Information bezüglich der unteren Reihe erhöht der Rechner 11 das Basisadressensignal, so daß nunmehr eine Information bezüglich des Ansteuerns

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der Dioden längs der zweiten Reihe vom Speicher 12 ausgegeben wird. Die ßasisadresse wird neunzehn mal auf diese Weise weitergeschaltet, bis letztlich alle Dioden längs der gesamten zwanzig Reihen der Anzeigevorrichtung angesteuert sind. Das Ansteuern der Dioden 6 erfolgt unter Verwendung einer üblichen Multiplextechnik mittels einer Reihendekodiereinheit 13 und einer Spaitendekodiereinheit 14. Die Reihendekodiereinheit 13 adressiert anfänglich die untere Reihe des Anzeigegerätes 1 und bei Anwachsen des Basisadressensignals die darüber!iegende Reihe usw., bis letztlich die obere Reihe angesteuert wird. Die Spaitendekodiereinheit 14 adressiert ursprünglich die Diode 6 in der linken Spalte der Reihe, welche von der Reihendekodiereinheit 14 angesteuert ist. Die Spaitendekodiereinheit 14 adressiert nebeneinanderliegende Dioden längs derselben Reihe und steuert diese entsprechend der vom Speicher 12 ausgegebenen Information an. Wenn die letzte Diode längs dieser Reihe adressiert wurde, dann wird die Reihendekodiereinheit 13 weitergeschaltet und die Spaitendekodiereinheit 14 startet von Neuem durch Adressieren der linken Diode in der nächsten Reihe.

Wurden alle zwanzig Reihen der Anzeigefelder adressiert, dann erzeugt der Rechner 11 ein Signal in der Leitung 15 zum Analog-Digitalkonverter 9, der sodann ein neues Basisadressensignal längs der Leitung 10 dem Rechner 11 zuführt in Übereinstimmung mit dem Augenblickswert der Eingangsveränderlichen. Diese neue Basisadressensignal führt sodann zum Aufbau eines neuen Anzeigebildes in der zuvor beschriebenen Weise. Wenn der Wert der Eingangsvariablen seit dem ersten Basisadressensignal unverändert bliebt, dann wird die angezeigte Ziffer die gleiche bleiben. Hat sich dagegen der Wert geändert, dann unterscheidet sich das neue Basisadressensignal von

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dem ersten Signal, so daß neue Speicherstellen im Speicher 12 des Rechners 11 adressiert werden. Ist die Wertänderung nur gering, dann bleiben die ersteti drei Stellen der den Wert repräsentierenden Zahl unverändert, so daß die gleichen Speicherstellen wie beim ersten Basisadressensignal die drei Anzeigefelder 2, 3 und 4 adressieren. Für die letzte Stelle der im Anzeigefeld angezeigten Ziffer werden jedoch unterschiedliche Speicherstellen adressiert, so daß die Stellung der Zahl innerhalb des Anzeigefeldes 5 sich ändert. Die Basisadressertsignale werden vom Konverter 9 mehrmals jede Sekunde ausgelesen, und die Dioden der Anzeigefelder 2 bis 5 werden mehrmals pro .Sekunde entsprechend angesteuert, so daß sich ein Bild konstanter Helligkeit ohne Flackern ergibt. Aufeinanderfolgende Veränderungen in der Stellung der Zahl im Anzeigefeld 5 verdeutlicht durch die Auf- und Abwärtsbewegung sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit der Veränderung der Eingangsveränderlichen.

Diese Form der Anzeige verdeutlicht den Trend der Veränderung der Eingangsvariablen durch Beobachten der Bewegungsrichtung nach oben oder nach unten der letzten Zahl im Anzeigefeld 5. Es ist auf diese Weise möglich, zu bestimmen, ob der angezeigte Wert größer oder kleiner wird. Bei den bekannten Anzeigevorrichtungen dagegen wird nur die letzte Zahl angezeigt und es ist notwendig, zu warten, bis diese letzte Zahl sich verändert um zu sehen, ob die Eingangsveränderliche größer oder kleiner wird, wobei es insbesondere bei geringen Veränderungen nicht möglich ist, die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich die Eingangsveränder1iche verändert. Die vorliegende Anzeigevorrichtung vermeidet auch ein Blinken der letzten Zahl, die bei den bekannten Vorrichtungen auftritt, wenn die EingangsvariaDle langsam oszilliert. Bei der vorliegenden Anzeigevor-

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richtung wandert die letzte Zahl lediglich im Anzeigefeld auf - und abwärts, ohne daß dadurch die Ablesung der Anzeige beeinträchtigt werden würde.

Die vorliegende Anzeigevorrichtung weist also die Vorteile eines bekannten Drehrollenzählers auf ohne dessen Nachteile infolge deren mechanischen Arbeitsweise und deren beweglichen Teile zu haben. Diese Form der elektronischen Anzeige kann auch weit leichter verwendet werden in Verbindung mit digitalen elektronischen Schaltkreisen als dies bei mechanischen Zählern der Fall ist.

Während es notwendig ist, daß das Anzeigefeld 5 für die letzte Zahl aus einer Matrix aus Anzeigeelementen besteht, damit die letzte Zahl im Anzeigefeld sich auf- und abwärts bewegen kann, ist diese Matrix für die anderen Anzeigefelder 2, 3 und 4 nicht notwendig, wenn sich die dortigen Werte augenblicklich ändern. Diese Anzeigefelder 2, 3 und 4 können beispielsweise aus den bekannten Siebensegmentanzeigefeldern bestehen, bei denen die Segmente selektiv angesteuert werden und die in Form einer 8 angeordnet sind. Alternativ dazu können die Anzeigefelder 2, 3 und 4 aus Gitteranzeigeröhren oder anderen elektrisch betriebenen Anzeigevorrichtungen bestehen.

Das Anzeigefeld 5 für die letzte Ziffer braucht nicht notwendigerweise aus lichtemittierenden Dioden aufgebaut sein. Es kann sich hierbe.i auch um eine" Flüssigkristallanzeige, um Gasentladevorrichtungen ,um Elektrolumineszenzvorrichtungen, um Plasma- oder Elektrophoretische Elemente handeln, d.h. um Anzeigelemente, die elektrisch betrieben werden, und selektiv ansteuerbar sind und eine geeignete Größe für den speziellen Verwendungszweck aufweisen.

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Das Anzeigefeld 5 braucht bezüglich seiner Größe und seiner Abmessungen nicht unbedingt wesentlich größer zu sein als die Größe der anzuzeigenden Ziffern, wie in den Zeichnungen dargestellt. Das Anzeigefeld 5 kann auch die gleiche Größe wie die Anzeigefelder "2 bis 4 aufweisen, so daß zu jedem Augenblick lediglich eine gesamte Ziffer angezeigt wird. Es genügt oftmals zu bestimmen, ob der angezeigte Wert anwächst oder fällt, durch Beobachten der Bewegung der letzten Ziffer, wobei es ohne weiteres möglich ist, diese Ziffer zu bestimmen, da die Oberseite der einen Zahl und die Unterseite der anderen Zahl im Anzeigefeld 5 angezeigt wird.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Anzeigefelder der Anzeigevorrichtung horizontal angeordnet sind, wie dies die Fig. 1 bis 3 zeigen. Sie können auch übereinander angeordnet sein, wie dies die Fig. 5 zeigt. In diesem Fall erscheint die letzte Ziffer im untersten Anzeigefeld 5 und diese Ziffer bewegt sich dort von links nach rechts oder von rechts nach links in entsprechender Weise wie oben beschrieben.

Es ist auch möglich, für die Anzeige andere Ziffernformen zu verwenden, als in den Figuren dargestellt.

Das elektrische Anzeigegerät kann für viele Zwecke verwendet werden. Es ist speziell geeignet als Flugzeuginstrument, beispielsweise zur Anzeige der Geschwindigkeit, des Spritverbrauchs usw., wo seither konventionelle Scheiben - bzw. Trommelzähler eingesetzt werden. Für Personen, die mit solchen Zählern vertraut sind, ist die Ablesung beim vorliegenden Anzeigegerät leicht und genau vorzunehmen.

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Claims

Patentansprüche

Elektrisches Anzeigegerät zur digitalen Darstellung des Wertes einer Eingangsveränderlichen mit einem Anzeigefeld aus einer Matrix selektiv elektrisch ansteuerbarer Elemente zur Darstellung mindestens einer Stelle der digitalen Darstellung, dadurch g e k e η η zeichnet, daß es Steuermittel (11, 13 und 14) aufweist, die eine Verschiebung der angezeigten Stelle im Anzeigefeld (5) in Übereinstimmung mit der Veränderung des Wertes der Eingangsveränderlichen bewirken.

Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld (5) aus einer Matrix elektrisch ansteuerbarer Elemente (6) besteht und dieses Anzeigefeld (5) die letzte Ziffer einer mehrstelligen Zahl anzeigt und daß das Anzeigegerät weitere Anzeigefelder (2, 3 oder 4) aufweist, in denen die übrigen Ziffern der Zahl angezeigt werden.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Anzeigefelder (2 bis 5) aus einer Matrix elektrisch ansteuerbarer Elemente (6) besteht.

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4. Anzeigegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (11, 13 und 14) selektiv die Elemente der weiteren Anzeigefelder ansteuern, wobei die dort angezeigten Ziffern sich nur dann verändern, wenn die jeweils dahintersteheiide Ziffer sich zwischen ihrem tfdchsten und ihrem niedrigsten Wert ändert.

5. Anzeigegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der angezeigten Ziffern durch synchrone Verschiebung mit der jeweils dahinterstehenden Ziffer erfolgt.

6. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Anzeigefeld (5) für die letzte Ziffer in Richtung der Verschiebung größer ist als die Größe einer einzelnen anzuzeigenden Zahl in diesem Anzeigefeld (5).

7. Anzeigegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld (5) für die letzte Ziffer in Verschieberichtung dieser Ziffer größer ist als die Anzeigefelder (2 bis 4) der davor stehenden Ziffern.

8. Anzeigegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld (5) für die letzte Ziffer größer ist als zur gleichzeitigen Anzeige zweier Ziffern erforderlich wäre.

9. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel einen Speicher (12) umfassen, in welchem Informationen bezüglich der Ansteuerung der Elemente (6) der Matrix gespeichert sind, und weiterhin ein

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Adressenregister (11) vorgesehen ist, welches entsprechende Speicherstellen innerhalb des Speichers (12) adressiert in Übereinstimmung 'mit dem Wert der Eingangsveränderlichen zur Ausgabe der Information des Ansteuerns entsprechender Elemente der Matrix.

10. Anzeigegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Adressenregister (11) ursprünglich lediglich diejenigen Speicherstellen innerhalb des Speichers (12) adressiert, die sich auf das Ansteuern längs einer einzelnen Zeile' der Matrix beziehen und nachfolgend das Adressenregister (11) schrittweise zur,Ausgabe der Informationen der anderen Zeilen der Matrix weitergeschaltet wird.

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