DE1905166C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer mit Gasentladungszellen bestückten Schautafel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Gasentladungszcllen :iner Schautafel und insbesondere ein Verfahren und ;ine Vorrichtung zur Steuerung des Zündeinsatzes, der Aufrechterhaltung der Brennbedingungen sowie des Löschens von Gasentladungszellen, bei welchen die Steuerelektroden gegenüber dem in jeder Zelle enthaltenen Gas isoliert sind.

Als Ersatz für die derzeit verbreitet im Gebrauch befindlichen Kathodenstrahlröhren eignet sich in vorteilhafter Weise eine aus einer flachen Platte bestehende mit Gasentladungszellen bestückte Schautafel, die sich von der Kathodenstrahlröhre durch niedrigeres Gewicht, niedrigere Leistungsaufnahme und die Fähigkeit, durch Digital- an Stelle von Analogsignalen ansteuerbar zu sein, vorteilhaft unterscheidet.

Da die Darstellung von elektrischen Signalen auf diesem Weg ein verhältnismäßig neues Fachgebiet darstellt, waren die bisherigen Entwicklungsarbeiten auf den physikalischen Aufbau der Schautafel selbst gerichtet, während der Technik der Anlegung der Steuerspannungen nur wenig Aufmerksamkeit gewidmet wurde. Durch die herkömmlichen Verfahren zur Anlegung der Steuerspannungen an eine Schautafel mit Gasentladungszellen wurde der konstruktive und schaltungstechnische Aufbau einer solchen Schautafel jedoch sehr kompliziert, da die Tafel dabei wegen der physikalischen Eigenschaften der Gasentladungselemente innerhalb eines engen Toleranzfelds auigelegt sein mußte. Die Einhaltung dieser engen Toleranz-Bedingungen war notwendig, um ein zuverlässiges Betriebsverhalten gewährleisten zu können.

Unter »zuverlässigem Betriebsverhalten« ist dabei insbesondere die Fähigkeit zu verstehen, bestimmte ausgewählte Zellen der Schautafel zu zünden und gleichzeitig alle anderen Zellen gelöscht zu lassen und im weiteren dann bestimmte ausgewählte Zellen wieder zu löschen, ohne hierbei die anderen gezündeten Zellen zu beeinflussen. Die herkömmlichen Verfahren zur Anlegung der Steuerspannungen ergeben ein mangelhaftes, eng beschränktes Betriebsverhalten und erfordern sowohl von der Schautafel selbst als auch von einer zugeordneten aufwendigen Steuerelektronik die Einhaltung außerordentlich enger Toleranzen, um die Anordnung überhaupt einigermaßen zufriedenstellend arbeiten zu lassen. So beschreibt etwa die USA.-Patentschrift 3 262 010 eine derartige Anzeigevorrichtung, bei der eine Schalteranordnung eine Versorgrngsspannung von einer Zeile oder Spalte der Matrixanordnung der Anzeigeröhren in bestimmter Aufeinanderfolge weiterschaltet. Dabei wird die ionisierende Ansteuerspannung über eine Kommutatorschaltung unter Synchronisierung mit einer video-moduüerten Spannung weiteren zusätzlich notwendigen Zündelektroden zugeführt. Weiterhin wird eine besondere amplitudengesteuerte Spannungsquelle benötigt, um eine Intensitätssteuerung der Anzeige zu erreichen, da die einzelnen Anzeigeröhren keinerlei Speicherfunktion besitzen.

Ein neueres und auf dem Eighth National Symposium of the Society for Information Display im Mai 1967 durch die Autoren, Arora, Bitzer, Slattow und Willson vorgestelltes und druckschriftlich vorveröffentlichtes Verfahren zur Informationsdarstellung auf einer Schautafel, die in Matrixanordnung eine Vielzahl von Gasentladungselementen enthält, sieht vor, daß der Betrieb der einzelnen Zellen nach erfolgter Zündung mit einer sinusförmigen Wechselspannung aufrechterhalten wird, deren Spitzenwert kleiner ist als der Wert der Zündspannung für die Zellen. Für die Frequenz der Haltespannung wird ein Bereich von 100 bis 500 kHz angegeben, uud es wird erläutert, warum bei Wechselspannungsbetrieb die Aufrechterhaltung einer Anzeige nur ab einer bestimmten Betriebsfrequenz möglich ist. Um eine Einschalt- und Ausschaltfunktion für einzelne Zellen der Schautafel zu verwirklichen, schlägt der Aufsatz vor, zunächst das sinusförmige Haltesignal zu unterbrechen und die Zelle mit einer Schreibspannung zu beaufschlagen, die nicht näher erläutert ist, jedoch offenbar eine im Vergleich zu den Flanken der Signalspannung langsam ansteigende Spannung sein soll. Nach Erreichen eines bestimmten Spannungspegels soll wiederum die Signalspannung eingeschal- let werden, die sich der Einschreibspannung überlagert, um so die Zündspannung zu überschreiten, damit die betreffende Zelle gezündet wird. Anschließend soll die Einschreibspannung wieder unterbrochen werden. Zum Abschalten einzelner Zellen schlägt dieser Aufsatz vor, ein ebenfalls vergleichsweise langsam ansteigendes Löschsignal der Signalspannung unmittelbar vor einer Spannungslücke zu überlagern, um so die Speicherspannung in einer Richtung zu verschieben, so daß im Zeitpunkt der Abschaltung der Signalspannung, also des Infonnationssignals, die Speicherspannung auf Null steht und die betreffende Zelle erlöscht, die auch beim Wiedereinschalten der Signalspannung gelöscht bleibt, weil nunmehr die Zündspannung nicht mehr erreicht wird.

Am Schluß dieser theoretischen Abhandlung über die Möglichkeiten zum Betrieb einer Schautafel mit Gasentladungszellen wird dann dargelegt, daß die Ergebnisse beim Ein- und Abschalten der einzelnen

4" Zellen noch unbefriedigend sind, da nur sehr lange Abschaltzeiten und das Einschreiben nach den zuvor dargelegten Überlegungen gar nicht praktisch verwirklicht werden konnten.

Gegenüber diesem bekannten oder in theoretischen Überlegungen dargelegten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selektiven Steuerung der Gasentladungszellen einer in Matrixanordnung aufgebauten Schautafel anzugeben, durch das einerseits ein stabiles Betriebsverhalten bei vergleichsweise geringem Schaltungsaufwand und andererseits sehr kurze Ein- und Abschaltzeiten mit sicherer Ein- und Ausschaltfunktion erreichen lassen. Außerdem soll eine einfache Intensitätssteuerung der Anzeige ermöglicht werden.

Das Verfahren zum Betrieb einer Schautafel mit einer Mehrzahl von Gasentladungszellen in Matrixanordnung, bei welcher jeder einzelnen Zelle zwei Steuerleitungen zugeordnet sind, die gegenüber dem

in jeder einzelnen Zelle enthaltenen Gas isoliert sind und über die die Steuerspannungen kapazitiv an das in der betreffenden Zelle enthaltene Gas angelegt werden, wobei die Nenn-Zündspannung für jede einzelne Gaszelle CZ₂ ist und wobei nach der vollständig

eingeleiteten Zündung über der Zelle eine Spannung U_SII verbleibt, auch wenn die Steuerspannung gegen Null geht, ist dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß zunächst ein Einschreib-Vorgang

dadurch eingeleitet wird, daß eine pulsierende Spannung U₁ an mindestens zwei einer Zelle zugeordnete Steuerleitungen angelegt wird und ein erster Gleichspannungs-lmpuls an mindestens dieselben beiden Steuerleitungen angelegt wird, wobei der Dachwert des Gleichspannungs-Impulses größer ist als der Spitzenwert von U₁' und die Summe von Dach- und Spitzenwert beider Spannungen mindestens gleich U, und so gewählt ist, daß U_sv größer wird als 0,125 U₁', daß sodann ein Vorgang zum Erhalten der Brennbedingungen dadurch eingeleitet wird, daß eine pulsierende Spannung U_tl an mindestens die zwei genannten Steuerleitungen angelegt wird, wobei die Summe des Spitzenwerts von U_n und des Werts von l/_s„ zumindest gleich U_z ist, und daß schließlich bei Umschaltung der Anzeige oder bei Ausschaltung ein Vorgang zum Löschen einer ausgewählten Zelle dadurch eingeleitet wird, daß zur Löschung der Entladung in der betreffenden Zelle ein zweiter Gleichspannungsimpuls solcher Polarität und Größe an mindestens zwei Steuerleitungen angelegt wird, daß nur ein vergleichsweise langsamer Entladungsaufbau jedoch keine vollständige Durchzündung der Gasentladung mehr erfolgt und dabei die Summe dieses zweiten Gleichspannungsimpulses und der Wert U_sl, der zu löschenden Zelle zumindest gleich U- ist, wobei das Anlegen der einseitig gerichteten Gleichspannung so erfolgt, daß ein langsames Einsetzen der Entladung bewirkt wird, d. h. keine vollständig ablaufende Entladung mehr über der zu löschenden Zelle erreicht und U_sp unterschritten wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Schaltungsanordnung zum Betrieb von Schautafeln mit in Matrixanordnung vorgesehenen Gasentladungszellen sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 niedergelegt.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Ei 7eie?

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines vollständigen Schautafelsystems mit den Merkmalen der Erfindung, F i g. 2 eine graphische Darstellung des Stroms durch eine Gasentladungszelle in Abhängigkeit von der Spannung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ei findung,

F i g. 3 A ein Ersatzschaltbild einer Einzelzelle.
F i g. 3 B eine tabellarische Aufstellung der Polaritätsverhältnisse an einer Einzelzelle in Abhängigkeit von der Zeit,

Fig. 4A bis 4E-Y verschiedene Steuerimpulse in Abhängigkeit von der Zeit,

F i g. 5 einen Abschnitt einer Schautafel,
Fig. 6, 7A, 7B, 8 A und 8B Schaltbilder der Einzelbauteile von Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 weist eine Schautafel 100 vierundsechzig einzelne Gasentladungszellen 102 auf, die in acht Reihen zu je acht Zellen angeordnet sind. Ein Satz von acht Y-Steuerleitungen 104 verläuft von unten in die Schautafel 100 und wird am Vorderende der Zellen 102 vorbeigeführt, während ein Satz von acht .Y-Steuerleitungen 106 seitlich in die Schautafel eingeführt und am hinteren Ende der Zellen 102 entlanggeführt wird, so daß jede einzelne Zelle 102 zwischen einer der y-Sicücrlciiungen iö4 und einer der .Y-Steuerleitungen 106 liegt. Eine AT-Achsen-Steuerschaltung 108 weist eine Schaltung 110 für Zündung und Aufrechterhaltung der Brennbedingungen, zwei Schreib- und Lösch-Schaltungen 112 und 114 sowie vier Sperrschaltungen 116, 118, 120 und 122 auf. Die Schreib- und Lösch-Schaltung 112 ist mit den vier oberen und die Schreib- und Löschschaltung 114 ist mit den vier unteren AT-Steuerleitungen 106 verbunden, wobei die Sperrschaltung 116 mit der jeweils ersten Leitung, die Sperrschaltung 118 mit der jeweils zweiten Leitung, die Sperrschaltung 120 mit der jeweils dritten Leitung und die Sperrschaltung 112 mit der jeweils vierten Leitung ίο der oberen und der unteren Gruppe von A"-Steuerleitungen 106 in Verbindung steht.

Diese Matrixverbindung der Schreib- und Lösch-Schaltungen 112, 114 sowie der Sperrschaltungen 116 bis 122 gemäß Fig. I ermöglicht eine Auswahl ■ 5 einzelner Leitungen, ohne dabei für jede Leitung spezielle Schaltungsanordnungen erforderlich zu machen. Die Auswahl einer einzelnen Leitung wird dabei in der Weise vorgenommen, daß entweder die Schaltung 112 oder die Schaltung 114 und außerdem eine bestimmte Sperrschaltung (116, 118, 120 oder 122) an Spannung gelegt wird. Um beispielsweise ein Schreibsignal an die oberste A'-Steuerleitung 106 anzulegen, werden die Schreib- und Lösch-Schaltung 112 und die Sperrschaltung 116 an Spannung gelegt. Die Sperrschaltung 116 ist so ausgelegt, daß sie, sobald sie an Spannung gelegt wird, das Schreibsignal unbeeinflußt läßt, so daß letzteres im vorliegenden Fall über die oberste A'-Steuerleitung 106 zur Schautafel 100 gelangt. Die restlichen drei A"-Steuerleitungen 106 der oberen Gruppe, welche ebenfalls durch die Schreib- und Lösch-Schaltung 112 beaufschlagt werden, werden durch die Sperrschaltungen 118, 120 und 122 von Masse getrennt. Die oberste A'-Steuerleitung 106 der durch die Schreib- und Lösch-Schaltung 114 versorgten Gruppe von Steuerleitungen wäre zwar durch die Sperrschaltung 116 ebenfalls freigegeben, da aber die Schreib- und Lösch-Schaltung 114 n:cht aktiviert ist. ist diese üiVüCi^iiuiig — wie gewünscht — ohne Potential. Jede A'-Steuerleitung 106 kann auf diese Weise einzeln durch entsprechende Auswahl einer Schreibund Lösch-Schaltung und einer Sperrschaltung separat ausgewählt werden.

Wenn die gewünschten A"-Leitungen 106 belegt worden sind, wird von der Zünd- und Halteschaltung 110 (Fig. 1) über acht Kondensatoren 124 Spannung an alle A'-Steuerleitungen 106 angelegt, um die gewählte Darstellung festzuhalten. Für das Löschen erfolgt die Leitungsauswahl auf gleiche Weise wie beim Schreiben.

Der Aufbau der y-Achsen-Steuerschaltung ist der Steuerschaltung 108 für die AT-Achse gleich und bei 126 schematisch angedeutet. Eine bestimmte ausgewählte Zelle 102 erhält somit eine Hälfte der an sie angelegten Spannung vom Steuerkreis 108 für die A"-Achse und die andere Hälfte dieser Spannung vom Steuerkreis Ϊ26 für die YVAchse.

In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 finden sich Hinweise auf die folgenden Figuren, in welchen die entsprechenden Schaltungsanordnungen detailliert dargestellt sind.

F i g. 2 zeigt den Spannungsverlauf über den natürlichen Logarithmus der Stromstärke für eine mit einem entsprechenden Gas, wie einem Gemisch aus Helium und Neon, gefüllte Gasentladungs-Zelle. In Fig. 2 sind die ungefähren Grenzen zwischen einem Bereich 1, dem Bereich der Dunkelentladung, einem Bereich 2, in welchem eine noch unvollständige Ent-

ladung vorliegt und einem Bereich 3, dem normalen Brennbereich, dargestellt. Weitere Bereiche anomaler Glimm- und Lichtbogenentladung sind nicht dargestellt, da die Zelle auf den Betrieb in den drei aufgeführten Bereichen beschränkt ist. Beim Anlegen einer steigenden Spannung an die Zelle steigt die Stromstärke bis zum Erreichen einer Spannung U-an, bei welcher die Ionisation in der Zelle einsetzt und die Plasmabildung beginnt. Bei weiterem Stromanstieg sinkt die zur Gasentladung erforderliche Spannung im Bereich 2, dem Bereich noch unvollständiger Entladung, schnell ab und erreicht den Bereich 3, d. h. den normalen Brennbereich. Nach dem Zündeinsatz fließt ein relativ hoher Strom bei kleiner, mit U₁ bezeichneter Spannung. Bei einer unter diesem Mindestwert liegenden Spannung erlischt die Entladung, die Zelle sperrt und der Arbeitspunkt wandert vom Bereich 3 in den Bereich 1. Die anderen in F i g. 2 bezeichneten Spannungen werden später noch näher erläutert

In F i g. 3 ist ein Ersatzschaltbild einer Zelle 102 der Schautafel 100 gemäß Fig. 1 dargestellt, in welchem die Ionisationsstrccke des in einer Zelle 102 enthaltenen Gases durch einen Kondensator C-3 und einem nichtlinearen Widerstand R-3 dargestellt ist. Die Spannungen werden nicht unmittelbar an die Ionisationsstrecke der Zelle 102, sondern über Isoliermecüen angelegt, die: in F i g. 3 A durch Kondensatoren C-I und C-I e-satzweise dargestellt sind. Die an die eine der X-Stejerleitungen 106 und eine der Y-Steuerleitungen 104 angelegte Spannung ist in F i g. 3 A mit U bezeichnet, während die Spannung über dem Kondensator C-I mit U_x und die Spannung über dem Kondensator C-2 mit U₂ bezeichnet ist. Die Tabelle gemäß F i g. 3 B /eiet die Polarität der verschiedenen Spannungen während der dem Kurvenverlauf gemäß F i g. 4 zugeordneten Zeitspannen.

Die Fig. 4Λ Im 4C dienen zur Erläuterung des grundsätzlichen e1cktti<sihcn Mechanismus und die Fig. 41J um! n\; /uf uriaiiiciuiij; J<.i bc.rr. bevorzugten AusfUhrunf*4hei«piel Anwendung findenden Impulsformen.

In Fig. 5 ist ein Anschnitt der Schautafel 100 mit Zellen 102« hi* 102</, y-Stcuerleitungen 104a und 104/> sowie A'-Steucrleitungcn 106α und 1060 dargestellt. Diese figur dient zur Erläuterung Betriebseigenschaften, Toleranzen und zulässigen Schwankungen dct Betriebsbedingungen der erfindungsgcmiifkn Vorriibtung.

Gemäß Fi #, (> wird ein Transistor Q-I durch eine an einem Widerstand 600 anliegende Vorspannung in leitendem Zustand gehalten. Der Transistor Q-I liefert die Vorspannung für zwei weitere Transistoren Q-I und Q-4 und hält diese ebenfalls leitend. Durch die Transistoren Q-I und Q-Λ werden zwei Transistoren Q-3 und Q-S derart vorgespannt, daß sie sperren. Die Transistoren Q-3 und Q-S sind parallel geschaltet und liegen jeweils mit dem Emitter auf Masse, und der Stromfluß über sie verläuft im Betrieb von einer Stromquelle ( + ) über die Primärwicklung 616, eines Transformators 617, eine Diode 618 und parallelge&chalietcn Transistoren Q-3, Q-S nach Masse. Der auf die« Weise über die Primärwicklung 61S grfübfie Strom erzeugt einen positiven Impuls an einer Sekundärwicklung 628 de« Transformators βϊϊ. (Die Punkte deuten dabei Klemmen mit gleichem Wicklungssinn an.) Um die Transistoren Q-3 und Q-S zum leiten zu bringen und somit einen positiven Impuls an der Sekundärwicklung 620 zu erhalten, wird die Vorspannung des Transistors Q-I abgeschaltet und dieser somit gesperrt, wodurch die Transistoren Q-I und Q-A sperren. Dadurch gelangt über Widerstände 610, 612 eine negative Vorspannung an die Basis der Transistoren Q-3 und Q-S, so daß diese leiten. Auf diese. Weise wird an der Sekundärwicklung 620 ein positiver Impuls abgegeben, wenn an der Basis des Transistors Q-I die

ίο positive Vorspannung abgeschaltet wird, d. h. also ein negativ werdendes Signal angelegt wird. Wenn der Strom durch eine andere Primärwicklung 622 geleitet wird, wird in der Sekundärwicklung 620 ein negativer Impuls induziert. Die entsprechende Schaltung zur Steuerung dieses Stromflusses in der Primärwicklung 622 ist ähnlich der mit der Primärwicklung 616 verbundenen. Wenn daher ein Impuls, welcher von einem positiven Wert als Bezugslinie ausgehend, auf Massepotential absinkend (also negativer werdend) und wieder zu seiner positiven Bezugslinie zurückkehrend abwechselnd an die Basis des Transistors Q-I und an die Basis eines Transistors Q-Y angelegt wird, werden die Primärwicklungen 616 und 622 abwechselnd erregt, wobei die Sekundärwicklung 620 zuerst einen positiven Impuls und anschließend einen negativen Impuls erzeugt. Dieser Spannungsverlauf an der Sekundärwicklung 620 stellt den Halteimpuls gemäß den Fig. 4D und 4E dar. Die Zündimpulse gemäß F i g. 4 D werden auf ähnliche Weise durch abwechselnde Erregung von Primärwicklungen 634 und 636 des Transformators 617 erzeugt.

Gemäß Fig. 7B bewirkt ein positiv werdender Impuls (der also von Null auf eine positive Spannung und zurück auf Null geht) bei Anlegung an einen Eingang 7öö, das ein bei »"»-Eingang sperrender Transistor Q-I durchschalten Der Kollektorstrom ruft dabei an einem Widerstand 704 einen Spannungsabfall hervor, welcher einen Transistor Q-2

«r· ''^-iiW,? TTsgcht Eine Diode 789 gewährleistet dabei, daß die Spannung an einem Ausgang 708 den Wert der Speisespannung nicht wesentlich übersteigt, während eine zweite Diode 718 gewährleistet, daß die Spannung am Ausgang 788 nicht wesentlich unter

MassepoTential abfällt. Damit der durch Transistor Q-2 am Ausgang 788 hervorgerufene Impuls auch von der Schaltung an einen anderen Stromkreis abgegeben werden kann, muß ein bei »0«-Eingang (an einem Punkt 713) leitender Transistor Q-3 zum Sperren gebracht werden, da er anderenfalls den Ausgang 788 an Masse legen würde. Das Sperret des Transistors Q-3 wird durch einen negativ werdenden (d. h. von einer positiven Bezugsspannuni auf 0-Potenrial abfallenden) Impuls bewirkt. Durct die Kombination der Diode 718 mit dem normaler weise leitenden Transistor Q-3 wird also der Aus gang 7§8 von Masse gesperrt, solange nicht an dei Transistor Q-3 ein entsprechender Eingangsimpul angelegt wird. Nur bei sperrendem Transistor Q-.

kann am Ausgangspunkt 788 ein positiver Impul abgegriffen werden. Die Arbeitsweise der Schaltun gemäß F i g. 7 A ist praktisch umgekehrt wie die de Schaltung gemäß Fig. 7B. Dabei wird also ei negativ werdender Impuls (von einer positiven Bi zugsimic äuägehesd) sn eines Eingang 714 und ei positiver Impuls an einen Eingang 732 angel eg während ein negativ werdender Impuls am Ausgan 727 abgegeben wird.

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Gemäß Fig. 8B versetzt ein positiver Impuls einen bei »((«-Eingang sperrenden Transistor Q-X in leitenden Zustand, wodurch ein Stromfluß über den Transistor Q-X und eine Diode 804 nach Masse hervorgerufen wird. Der Stromkreis gemäß F i g. 8 A arbeitet in umgekehrter Weise wie die Schaltung gemäß Fig. 8B, d.h., ein negativ werdender Impuls bringt die Schaltung zum Leiten.

Da die Arbeitsweise von Schautafeln mit Gasentladungszellen nicht allgemein bekannt ist, sei der Erläuterung der Steuerkreise eine Erläuterung der Grundprinzipien der Steuerung einer solchen Schautafel vorangestellt.

Grundsätzlich kann vorausgesetzt werden, daß eine Zelle ein Betriebsverhalten gemäß F i g. 2 besitzt, daß die Zelle weiterhin durch das Ersatzschaltbild gemäß F i g. 3 A dargestellt werden kann und daß schließlich im Betrieb eine Steuerspannung gemäß der Kurvenform »U« der Fig. 4A an das Modell gemäß F i g. 3 A angelegt wird. Die mit dem Zünden einer Zelle zusammenhängenden Vorgänge lassen sich dann an Hand von F i g. 3 B erläutern: In der Zeitspanne zwischen 0 und T-X ist die angelegte Spannung U positiv gepolt und kleiner als U₂. Die Speisespannung liegt mithin im Bereich 1 gemäß F i g. 2, wobei das Modell gemäß F i g. 3 A als normale Reihenkondensatorschaltung arbeitet. Die Richtung der Pfeile in F i g. 3 A weist von positiv nach negativ, und die positive Speisespannung läßt die Spannung über jedem Kondensator sich in negativer Richtung gegenüber der Richtung der jedem Kondensator zugeordneten Pfeile aufbauen. Zum Zeitpunkt T-i übersteigt die Speisespannung den Wert U_z, nämlich die Zündspannung der Zelle, so daß die Zelle sich zu entladen beginnt. Da die Zelle geringfügig übersteuert ist, findet eine schnell abfallende Entladung mit steigendem Strom statt. Dies bedeutet, daß die Spannung innerhalb einer Zeitspanne von 10 Nanosekunden voll abgefallen ist bzw. sich vom Bereich 1 ram Bereich 3 eetriäR Fi j "> verlagert hat. Bei vollem Abfall ist die Spannung über der Zelle gleich U_L und führt die Zelle einen beträchtlichen Strom. Die Differenz zwischen der Speisespannung U und der über der Zelle liegenden Spannung U_L bewirkt eine Aufladung der Kondensatoren C-X und C-2. Da die Zelle und die Steuerkreise jeweils einen beträchtlichen Strom führen, laden sich die Kondensatoren C-I und C-I sprunghaft auf. Die Spannung über den Kondensatoren C-I und C-I ist in Fi g. 4 A mit U_s„ bezeichnet. Während sich die Kondensatoren C-X und C-I aufladen, Fällt die Spannung über der Zelle unter U_xL ab und erlischt die Zelle, d. h., sie kehrt vom Bereich 3 in den Bereich 1 zurück. Obgleich eine vollständige Ionisation in 10 Nanosekunden erreicht wird, bleibt die Zelle während etwa 100 Nanosekunden gezündet, während denen sich die Kondensatoren C-I und C-I aufladen. Die Polaritäten aller Spannungen während dieser Zeitspanne zwischen T-X und Γ-2 sind in der Tabelle von Fig. 3B eingetragen. Zum Zeitpunkt T-I ändert sich die Speisespannung U von einem positiven Wert in negativer Richtung. Da der Kondensator C-3 klein ist und nur einen kleinen Ladestrom benötigt, folgt die Spannung über dem Kondensator C-3 der Ensgangäspänaüng und ändert ihre Polarität ebenfalls. Die Polarität der Spannung über den Kondensatoren C-I und C-I ändert sich nicht, da der Stromfluß zu gering zur Entladung dieser Kondensatoren ist. Die Polaritäten der Spannunger während dieser Zeitspanne zwischen den Zeitpunkter T-I und Γ-3 sind in der dritten Zeile der Tabelle vor Fig. 3B dargestellt. Während dieser Zeitspanne unterstützen bei Betrachtung vom Kondensator C-I aus die Spannungen an den Kondensatoren C-X unc C-I die Speisespannung. Die Spannung an der Zelle erreicht somit wegtn des an den Kondensatoren C-I und C-I verbleibenden Potentials ihre Zündspan-

ίο nung U₁ an einem früheren Punkt des Zyklus, wie dies aus dem früheren Zündpunkt der Zelle zurr Zeitpunkt Γ-3 in der negativen Periode der Speisespannung U ersichtlich ist. Das Gas in der Zelle wire wiederum ionisiert und die Zelle entlädt sich, wöbe

die Spannung über der Zelle wiederum schnell zusammenbricht. Dieses Mal entlädt die Differenz zwi sehen der Spannung über der Zelle und der Steuerspannung die Kondensatoren C-I und C-I und lädi sie sodann in entgegengesetztem Sinn auf, was au!

die Änderung der Polarität der Eingangsspannunj zurückzuführen ist. Nachdem sich die Kondensatorer C-I und C-I weit genug aufgeladen haben, fällt wiederum die Differenz zwischen ihrer Spannung unc der Speisespannung unter CZ₁₁ ab, so daß die Zelle

erlischt. Dieser Vorgang erfolgt ebenfalls in etw£ 100 Nanosekunden. Das Entladen und Aufladen dei Kondensatoren C-I und C-I ist aus der plötzlicher Änderung der Spannung U_sp gemäß Fig. 4A air Zeitpunkt Γ-3 erkennbar. Zwischen den Zeitpunkter

T-3 und T-A weist die über den Kondensatoren C-X und C-I hegende Spannung für den Zellen-Kondensator C-3 wiederum im Verhältnis zur Speisespannung U entgegengesetztes Potential auf, so daß sicr die beiden Spannungen in ihrer Auswirkung auf die

Zelle 102 subtrahieren. Nach dem Punkt T-4 kehn die Speisespannung U erneut ihre Polarität um unc addiert sich somit zu der über den Kondensatorer C-I und C-2 liegenden Restspannung. Wenn zurr Zeitpunkt 7-5 die Summe von Speisespannung und

4= ί;ίκ.ι den kondensatoren C-I und C-2 liegende! Spannung wieder die Zündspannung der Zelle übersteigt, beginnt sich der Vorgang zu wiederholen.

Nach der erstmaligen Zündung einer Zelle kanu die Speisespannung unterbrochen werden, während

eine Spannung über den Kondensatoren C-X und C-I verbleibt. Diese Spannung kann als »Gedächtnis« oder »Speicher« der Zelle bezeichnet werden und ermöglicht ein Zünden der Zelle, wenn eine Wechselspannung von geringerer Größe als die eigentliche

so Zündspannung der Zelle angelegt wird, wie dies in Fig. 4B dargestellt ist.

In Fig. 4B ist vorausgesetzt, daß die Zelle eine anrangliche Speicherspannung positiver Polarität besitzt, so daß eine unterhalb U₂ Hegende Speisespan-

nung U die Zelle zuerst zum Zeitpunkt T-9 zu zünden vermag, wenn die Summe der Speisespannung U und ^r apeicnerspannung U_sp den* Wert U₂ übersteigt, wie erwähnt, ladt sich jedoch die Speicherspannung nach dem Einleiten der Zellenentladung schnell auf λΙ ^SP^eisesP^annung auf. Gemäß Fig. 4B ändert daher die Speicherspannung nach dem Zeitpunkt T-9 lüre Polarität und nähert sich dem Wert der Speisespannung an. Da die Speisespannung U gemäß

r« - ; ^BJ^h™ ^Polar?tät- =an Zeitpunkt Γ-IS umkehrt,

»5 zündet die Zelle erneut und erlöscht dann schnell zum Zeitpunkt Γ-ll, während die Speicherspannung zum Zeitpunkt T-Xl erneut ihre Polarität umkehrt, uieser Vorgang wiederholt sich so lange, wie eine

pulsierende Haltespannung solcher Amplitude an die Zelle angelegt wird, daß sie zusammen mit der Speicherspannung die Zündspannung U_z der Zelle übersteigt. Die Speisespannung gemäß Fig. 4B wird als Haltespannung bezeichnet, da sie eine sich ständig wiederholende Entladung der Zelle aufrechterhält. Obgleich die Zündspanne während jeder Halbperiode nur 100 Nanosekunden lang andauert, wird durch die sich mit hoher Geschwindigkeit wiederholende Entladung der Zelle mit beispielsweise 1 Million Entladungen je Sekunde für das menschliche Auge sichtbares Licht erzeugt.

F i g. 4 C veranschaulicht das beim Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandte Verfahren zur Unterbrechung der sich wiederholenden Entladung der Zelle bzw., was dasselbe bedeutet, zum Löschen des Zellen-»Gedächtnisses«. Ein langsam ansteigender, einseitig gerichteter Gleichspannungsimpuls wird in einer Richtung angelegt, in welcher die Entladung einer derartigen Zelle mit »Speicherfunktion« eingeleitet wird. Der Ablauf und die Stärke der Zellenentladung hängt weitgehend von der Steilheit des Anstiegs der Steuerspannung ab, so daß im vorliegenden Fall der angelegte Gleichspannungsimpuls die Entladung nicht vollständig einsetzen läßt. Für die graphische Darstellung heißt das also, daß die Entladung nicht auf den Bereich 3 gemäß F i g. 2 übergeht, sondern im Bereich 2 verbleibt, wobei die Spannung über der Zelle noch einen beträchtlichen Wert aufweist. Dieser Wert ist so hoch, daß, wenn sich die Kondensatoren C-I und C-2 auf etwa 0 V entladen, die Speisespannung U nicht ausreicht, um die Entladung im Bereich 2 aufrechtzuerhalten, so daß die Ionisation aufhört. Dabei ist zu beachten, daß die Speicherspannung am Ende der Entladung praktisch auf Null abgesunken ist. Da die Haltespannung unzureichend ist, um eine Entladung in einer Zelle ohne vorher aufgeprägte »Speichersoannuna« einzuleiten, kann die Haltespannung wieder angelegt werden, um sich wiederholende Entladungen in den anderen Zellen mit vorher angelegter »Speicherspannung« aufrechtzuerhalten, ohne die Zelle, deren Speicher gelöscht wurde, zu beeinflussen.

Nach der Erläuterung der Funktion einer Gasentladungs-Zelle 102 der Schautafel 100 gemäß F i g. 1 sind im folgenden ein bevorzugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Die Fig. 4D-X und 4D-Y zeigen den Kurvenverlauf der an die X- und Y-Steuerleitungen 106 bzw. 104 angelegten Steuerspannungen zum Zünden einer bestimmten Zelle 102. Da die an die X- und Y-Steuerleitungen angelegten Spannungen gleich groß und einander entgegengesetzt sind und insgesamt die Gesamt-Steuerspannung ergeben, ist im folgenden nur die an die .Y-Steuerleitungen 106 angelegte Spannung erläutert.

Die ersten beiden sich wiederholenden Impulse mit jeweils verschiedener Polarität gemäß F ig. 4 D-X stellen die Haltespannung dar. An Stelle der sinusförmigen Spannung gemäß Fig.4B werden Rechteckimpulse angewandt, um eine leichte Modulation der Intensität der Darstellung zuzulassen. Das grundsätzliche Verfahren zur Modulation der Darstellungsintcnsitäi besteht in der Änderung der Frequenz der Steuerspannung und damit der sich wiederholenden Entladungen. Wenn beispielsweise eine sinusförmige Spannung vorliegt, wird bei einer Frequenzänderung der Steuerspannung auch die Anstiegszeit der Speisespannung in der Nähe des Punkts geändert, an welchem die Zelle zündet, wodurch die »Gedächtnisfunktion« der Zelle verändert wird. Aus diesem Grund sind die Amplitude der Speisespannung sowie deren Frequenz gewissen Einschränkungen unterworfen, damit die Speicherspannung, d. h. also die »Gedächtnisfunktion« der Zelle konstantgehalten werden kann. Wenn an Stelle von Sinuswellen Rechteckimpulse verwendet werden, können ohne Änderung der Anstiegszeiten weitere Impulse zwischen die Grund-Impulse eingefügt werden. Somit wird eine Frequenzerhöhung und mithin eine Intensitätserhöhung erreicht, ohne daß eine Änderung der Anstiegszeit der Impulse zusätzliche Regelung der Amplitude erforderlich machen würde. Die Verwendung von Impulsen statt sinusförmiger Spannung hat ansonsten keinerlei Einfluß auf die vorher in Verbindung mit F i g. 4 B angeführten Erläuterungen.

Aus Fig. 4D läßt sich der Kurvenverlauf beim Zündvorgang ersehen: Die impulsförmige Haltespannung wird unterbrochen, an die Steuerleitung wird eine Spannung konstanter Polarität mit trapezförmigem Kurvenverlauf angelegt und diesem Gleichspannungsimpuls werden sodann Zündimpulse überlagert.

Die Summe von Gleichspannungs-Impuls und Spitzenwert der Zündimpulse ist mindestens gleich der Zündspannung LZ₂ der Zelle. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird der Spitzenwert des Gleichspannungs-Impulses auf den gleichen Wert wi** der Spitzenwert der Haltespannung eingestellt, und weisen die Zündimpulse eine Amplitude auf, welche dem Fehlbetrag zur Zündspannung entspricht. Beim Zünden der Zelle baut sich gleichzeitig die Speicherspannung auf. Sodann werden die Zündimpulse

wieder unterbrochen, der Gleichspannungs-Impuls wird abgeschaltet, und die Haltespannung wird erneut angelegt. Die verbleibende Speicherspannung ermöglicht dabei eine periodische Entladungsfolge der ausgewählten Zelle. Der zur Zündung verwendete Gleichspannungs-Impuls ist aesnaio vorteilhaft, wcii die Kurvenform ein einwandfreies Löschen zu einem späteren, gewünschten Zeitpunkt ebenfalls gewährleistet und somit auf zwei spezielle Schaltungen für den Zünd- und Löschvorgang verzichtet werden kann. Trotzdem wäre selbstverständlich ebenfalls eine andere Kurvenform möglich. Der Spannungsverlauf beim Löschen einer ausgewählten Zelle ist in Fig. 4E dargestellt. Hierbei wird die Haltespannung unterbrochen und wird der trapezförmige Gleichspannungs-Impuls in einer eine Entladung in der zu löschenden Zelle einleitenden Richtung für eine bestimmte Zeit angelegt. In bevorzugter Ausführungsform wird dabei der Höchstwert der Spannung, also die Amplitude des Trapezdachs, gleich dei Haltespannung eingestellt. Da die zu löschende Zelle, wie angenommen, die entsprechende Speicherspannung aufweist, reicht die langsam ansteigende Vorderflanke des Gleichspannungs-Impulses in Verbindung mit der Speicherspannung aus, um den Zünd punkt der Zelle an einem bestimmten Punkt de: Vorderflanke des Impulses zu übersteigen. Da di< Zellenentladung dabei langsam eingeleitet wird, win die Speicherspannung auf vorher erläuterte Weise zi Null gebracht. Falls nur eine einziee Zelle eelösch werden soll, braucht kein langsam ansteigende Impuls angewandt zu werden. Ein Impuls, welche in Verbindung mit der Speicherspannung der Zeil eben zur Einleitung der Zellenentladung ausreiche!

würde, könnte ein einwandfreies Löschen der Zelle bewirken, da der dadurch erreichte langsame Ablauf der Entladung, wie beschrieben, ein Löschen des »Gedächtnisses« bewirkt. Bei einer Schautafel mit einer Vielzahl von Zellen differieren jedoch die Schwellwerte für die Einleitung der Entladung von Zelle zu Zelle. Aus diesem Grund kann die schräge Vorderflanke des Gleichstrom-Impulses als eine Aneinanderreihung von Impulsen verschiedener Amplitude angesehen werden, wobei die Amplituden alle Werte zwischen Null und der Amplitude des Trapezdachs durchlaufen. Da die Zellenentladung im Vergleich zur Anstiegszeit des Impulses sehr schnell erfolgt, zündet und erlischt die Zelle, sobald die Spannung die Zellen-Zündspannung erreicht hat, bevor sie durch die weiter ansteigende Vorderflanke des Gleichstrom-Impulses übersteuert werden kann. Die Entladung läuft mithin langsam ab, wodurch der Speicher der Zelle gelöscht wird.

Im folgenden ist die Auswahl des Werts der Haltespannung erläutert. Gemäß Fig. 2 entspricht die Speicherspannung U_sv etwa dem Unterschied zwischen der Haltespannung U_n und der Löschspannung U_L. Im Optimalfall kombiniert sich ein unmittelbar über die Hälfte des Unterschieds zwischen der Zünd- und der Löschspannung liegender Wert von U_n mit der Zellen-Speicherspannung unter Zündung einer Zelle. Ein Kompromiß ergibt sich aus folgender Überlegung: Wenn sich U_n erhöht, erhöht sich U_SI>, so daß U_n wieder kleiner sein könnte; wenn dagegen U_n abnimmt, verkleinert sich auch U_sp, und Uff müßte wieder größer sein. Der optimale Punkt zwischen diesen beiden Erwägungen scheint ungefähr in der Mitte zu liegen.

Im Hinblick auf praktische Erwägungen wird U_n aber auf mehr als die Hälfte des Unterschieds zwischen der Zündspannung und der Löschspannung eingestellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt U_H 0,75 U₂.

Nach der Erläuterung der Kurvenformen der Steuerspannungen der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann auch der durch die Erfindung erzielbaren überlegene Sicherheitsfaktor hinsichtlich Schwankungen der Betriebsbedingungen betrachtet werden. Fig. 5 zeigt einen Abschnitt einer Schautafel 100 gemäß Fig. 1, welcher nunmehr in seinen drei Betriebsarten, nämlich dem Halten (d. h. dem periodischen Zünden), dem Einschreiben und dem Löschen bestimmter Zellen betrachtet werden soll. Der Spielraum bei der Halte-Betriebsart besteht in dem Unterschied zwischen der Spannung, die zum Aufrechterhalten des Zündens einer ausgewählten Zelle erforderlich ist, und derjenigen Spannung, bei welcher eine benachbarte, nicht ausgewählte Zelle noch unbesetzt bleibt. An alle Steuerleitungen gemäß F i g. 5 wird beim Aufrechterhalten der Zündung eine Spannung gleich U₁₁Il angelegt. Wenn beispielsweise die Zelle 102 c eine bereits vorhandene Speicherspannung aufweist, ergeben U_ti und die Speicherspannung U_sp der Zelle 102 c zusammen zumindest die Zündspannung U₂, so daß sie eine Entladung in der Zelle 102c einzuleiten vermögen. Wenn die Zelle iO2d dagegen beispielsweise keine Speicherspannung aufweist, liegt die Zelle 102rf lediglich an einer Spannung Un und bleibt daher ungezündet, wobei Uf₁Jl über die A'-Steuerleitung 106 b und U_H\1 über die Y-Steuerleitung 1046 angelegt werden. Der Spielraum der Spannung bzw. der Sicherheitsabstand kann dann als der Unterschied zwischen der Spannung U₂, bei welcher auch die benachbarte Zelle 101 d zünden würde, und der tatsächlich an dieser Zelle 102 d liegenden Spannung U_n ausgedrückt werden. Der Sicherheitsabstand ist folglich der Unterschied zwischen U. und U_n und beträgt dabei der bevorzugten Ausführungsform U_n auf 0,75 U. eingeteilt worden war, 0,25 U₂.

Beim Einschreiben, wenn beispielsweise die Zelle 102c gezündet werden soll, werden die Spannungen auf folgende Weise angelegt: An die Leitungen 104 a und 1066 wird die halbe Amplitude des Gleichspannungs-Impulses, überlagert mit der halben Amplitude der Zündimpulse, an die Leitungen 1046

und 106a wird die halbe Amplitude der Zündimpulse angelegt. In dieser Betriebsart ist der Sicherheitsabstand der Unterschied zwischen der an der Zelle 102c liegenden Spannung, welche im angenommenen Fall der Zündspannung U₂ der Zelle entspricht, und der an einer benachbarten, nicht zu zündenden Zelle liegenden Spannung, welche den Zustand der benachbarte· ι Zelle nicht verändern darf. Wenn diese Differenz gleich Null wird, würde diese Zelle 102d zusammen mit der Zelle 102c ausgewählt und gezündet. Di.· an der Zelle 102a¹ liegende Spannung ist die Summe der an die Steuerleitungen 1046 und 1066 augelegten Spannung und entspricht der Summe der Zündimpuls-Spannung und der Hälfte des Gleichspannungs-Impulses. Der Spielraum für Schwankungen ist somit der Unterschied zwischen der Spannung an der Zelle 102c, d. h. U₂, und der an der Zelle 102d liegenden Spannung. Da U₂ gleich der Summe des Gleichspannungsimpulses und dei Amplitude der Zündimpulse ist bzw. die Amplitude der Zündimpulse der Zündspannung U₂ minus des Gleichspannungs-Impulses entspricht, entspricht dei Spielraum die Hälfte des Gleichspannungs-Impulses. Diese Spannung entspricht dann ebenfalls der Hälfte der Haltespannung, da die Trapez-Spannung und die Halte-Spannung bei der bevorzugten Ausführungsform gleich sind. Da der Unterschied zwischen U₁ und U_n gleich 0,25% U₂ ist, wird der Spielraum dei Spannung beim Einschreiben gleich 0,37 U₂. Dei Spielraum in der Halte-Betriebsart lag jedoch niedriger, nämlich bei 0,25 %> U₂, so daß diese Genauig keitsforderung das Kriterium darstellt.

Wenn beispielsweise die Zellen 102 c und 102 c gezündet sind, aber nur die Zelle 102 c gelöscht werden soll, werden die Spannungen wie folgt angelegt Die Hälfte des Gleichspannungs-Impulses wird ar die Leitungen 104 a und 1066 angelegt, während ar die Leitungen 1046 und 106a keine Spannung angelegt wird. Die Toleranzbreite ist dann der Unter schied zwischen der zum Löschen der Zelle 102 c ar diese angelegten Spannung und der an die Zelle 102 t angelegten Spannung, welche gerade deren »Ge dächtnisfunktion« nicht aufhebt. Die Toleranz is mithin die Hälfte der Trapezspannung, bzw. dii Hälfte der Haltespannung und entspricht damit wii beim Einschreiben 0,37 U₂, wobei aber wiederun die zulässige Toleranz beim Halten, nämlich 0,25 U₂ einschränkend wirkt.

Die bevorzugte Ausführungsform ergibt also ins gesamt eine zulässige Toleranz von 0,25 U₂. Be einer Schautafel mit einer lO°/oigen Toleranz hin sichtlich des Betriebsverhaltens der einzelnen Zellei und weiteren lO°/o Toleranz der elektronischen Zu satzgeräte ergibt sich insgesamt noch ein Sicherheits

faktor von 5%, was einen ausreichenden Wert darstellt. Bei den früheren Verfahren war die zulässige Toleranz beim Einschreiben Löschen sogar wesentlich geringer als die be. der beschriebenen Ausführungsform zulässige Toleranz beim Haltebetrieb.

Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt das Einschreiben durch Bestehenlassen der Haltespannung bei zusätzlicher Überlagerung durch eine kleine Spannung an den auszuwählenden Leitungen, wobei

Y-Steuerleitungen 106 mit Ausnahme der am weitesten rechts gelegenen sind dann nach Masse gesperrt. Ebenso sind nur die zweite und dritte ΛΓ-Stcucrleitung 106 in der Lage Spannung an den 5 Bildschirm 100 zu legen. Die Zündimpulse wurden ebenfalls gleichzeitig an alle Leitungen angelegt werden, und zwar eine Hälfte von der in der AT-Achsen-Steuerschaltung 108 liegenden Schaltung 110 und die andere Hälfte mit gleicher Amplitude und entgegen-

die Summe dieser beiden Spannungen U_z beträgt. _l0 gesetzter Polarität von der entsprechenden Schaltung Bezugnehmend aui F ι g. 5 wird dabei beispielsweise der Y-Achsen-Steuerschaltung 126. Die gesamte eine Spannung U₁, allen Leitungen aufgeprägt und Schautafel ist auf diese Weise ansteuerbar, indem das wird eine andere Spannung (U₁-U₁₁) den Leitungen gleiche Verfahren bei den in den restlichen drei 104o und 1066 zur Auswahl der Zelle 102c auf- Vierteln der Bildschirmfläche befindlichen Zellen geprägt. Der Spielraum für die Spannungen ist in 15 wiederholt wird.

diesem Fall die Spannung U₂ an der Zelle 102c I_n Fig. 4D-X ist die resultierende Kurve der

minus der Spannung an der Zelle 102d (die Summe Schreibspannung, welche über die AT-Steuerleitungen von Un und der Hälfte von U₂ minus U„). Beim 1O6 zu erregenden Zellen angelegt wird, dargestellt Einschreiben ist also der Spielraum die Hälfte und in Fig. 4D-Y ist analog die Schreibspannung von U₂ minus U„, bzw. 0,125 U₂, wenn U_n ebenfalls 20 der Y-Steuerleitungen 104 veranschaulicht, wobei 0,75 V₁ entspricht. (Die Toleranz der Spannungen der Gleichspannungs-Impuls die Haltespannung sobeim Einschreiben beträgt beim bevorzugten Aus- wie die Zündimpulse polaritätsrichtig dargestellt führungsbeispiel der Erfindung 0,375 U₂.) Wenn die sind.

Schautafel mit einer Toleranz von 0,05 U₂ hergestellt Genauer beschrieben wird dabei die in F i g. 4D-X

werden sollte und auch die Ungenauigkeiten in den 25 dargestellte Trapez-Spannung von der Schaltung geelektronischen Steuerschaltungen auf 0.05 V₁ ge- _mäß F i g. 7 geliefert. Zunächst wird dazu ein posihalten werden, so wäre dabei die Betriebstoleranz des tiver 5-V-lmpuls an den Eingang 732 der Schaltung Bildschirms im ungünstigsten Fall etwa 0,025 V₁. gemäß F i g. 7 A angelegt, der durch eine Zenerdiode Keine dieser mit bekannten Verfahren erreichbaren 730 auf 2,5 V reduziert wird. Dieser Impuls lagert Toleranzen eignet sich für eine einwandfrei arbei- 30 die durch den Widerstand 728 erzeugte Vorspantende Schautafel, da sie für die praktische Anwen- nung, welche normalerweise einen Transistor Q-6 dung ?:u eng ausgelegt sind. leitend hält, und bringt somit den Transistor Q-6

Im folgenden ist die Arbeitsweise der in Fig. 1 zum Sperren. Ein gleichzeitig an den Eingang 714 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Er- angelegter negativ werdender Impuls überwindet in findung unter Bezugnahme auf ihre sämtlichen Bau- 35 ähnlicher Weise die durch einen Widerstand 716 teile näher beschrieben. Zunächst sei angenommen, bewirkte Vorspannung und bringt einen Transistor daß die Schautafel gemäß F i g. 1 anfänglich stromlos Q-4 zum Leiten. Der durch den Transistor Q-4 über ist und bestimmte Zel.en 102 unter Bildung eines einen Widerstand 718 fließende Strom bewirkt, daß Schaubilds zum Aufleuchten gebracht werden sollen. der Transistor Q-5 einen negativen Stromimpuls an Bei der acht mal acht Zellen aufweisenden Matrix 40 den Ausgang 727 abgibt. Obgleich der Ausgangsgemäß Fig. 1 wurden die Zellen 102 in vier Gruppen impuls in Fig. 7A mit verhältnismäßig schneller zum Zünden gebracht werden. Zunächst legt die Anstiegszeit dargestellt ist, ergibt sich infolge der Schreib- und Löschschaltung 112 die oberen vier zur Aufladung der Leistungskapazität und der Konden-Schautafel 100 führenden A"-Steuerleitungen 106 an satoren 124 gemäß Fig. 1 die langsame Anstiegszeit Spannung. Gleichzeitig legt die entsprechende 45 des in Fig. 4D-X dargestellten Spannungsverlaufs. Schreib- und Löschschaltung der Y-Achsen-Steuer- Die Schreib- und Löschschaltung gemäß Fig. 7B schaltung 126 die Y-Steuerleitungen 104 nachein- wird durch einen ähnlichen Funktionsablauf aktiviert, ander von rechts nach links an Potential. Hierdurch Die Schaltung für die Zündimpulse gemäß F i g. 6

werden gleichzeitig vier X-Steuerleitungen 106 und wird durch die an die Basen der Transistoren Q-6 eine Y-Steuerleitung lfl)4 an Spannung gelegt, wobei 50 und Q-6' angelegten negativ werdenden Impulse erdurch entsprechende Abtastung der Y-Steuer- regt, wie dies vorher schon in Verbindung mit Fi g. 6 leitungen 104 das Aufleuchten der gewünschten beschrieben worden ist.

Einzelzellen der im oberen rechten Viertel des Bild- Ein an einen Eingang 805 der Sperrschaltung ge-

schirms 100 befindlichen sechzehn Zellen bewirkt maß F i g. 8 A angelegter Impuls hebt die an einen wird. Die Auswahl geschieht durch Anlegung von 55 Transistor Q-I in Sperrichtung angelegte Vorspan-Impulsen an die den X- und Y-Koordinaten der nung auf, macht diesen Transistor C-I leitend und nicht zu zündenden Zellen entsprechenden Sperr- trennt die Ä'-Steuerleitungen 106, an welche er angeschaltungen. Wenn beispielsweise zwei Zellen gc- schlossen ist, von Masse. Normalerweise wird an der zündet werden sollen, die auf der am weitesten rechts Eingang 805 eine positive Spannung angelegt, welche befindlichen Y-Steucrleitung 104 sowie auf der 60 wenn sie durch eine Zenerdiode 806 reduziert wird zweiten und dritten X-Steuerleitung 106 der durch den Transistor Q-I gesperrt hält. Der negativ wer die Schreib- und Löschschaltung 112 angesteuerten dendc Impuls bewirkt, wie erläutert, daß der Tran Gruppe lieuen, wird jeder Y-Spcrrschaltung in der sistor Q-I leitend wird und so die zugehörige Y-Achscn-Stcuerschaltung 126 mit Ausnahme der A'-Steuerleitungcn sperrt. Das Sperren der Y-Stcuei mit der am weitesten rechts gelegenen V-Steuer- 65 leitungen 104 wird entsprechend durch Anlegun leitung verbundenen Sparschaltung ein Impuls auf- eines positiven Impulses an die Y-Sperrschaltun geprägt, während gleichzeitig Impulse an die -Y-Spcrr- gemäß F i g. 8 B ausgelöst.

schaltungen 116 und 112 gelegt werden. Alle Nachdem die vier Gruppen von jeweils scchzcl·

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Zellen periodisch gezündet worden sind, um die gewünschte Darstellung zu bilden, wird das Einschreiben beendet und die Halte-Betriebsart eingeleitet, indem auf vorher beschriebene Weise abwechselnd und sich wiederholend negativ werdende impulse an die Transistoren ß-l und O-l' (Fig. 6) angelegt werden. Dje X- und y-Halte-Steuerschaltungen sind mit Ausnahme des Wicklungssinns der Transformator-Sekundärwicklung 620 identisch. Der in Fig. 6 für die A'-Halte-Steuerschaltung dargestellte und mit einem Punkt gekennzeichnete Wicklungssinn der Sekundärwicklung 620 wird für die y-Halte-Steuerschaltung umgedreht. Die Kurvenform der während der Halte-Betriebsart anliegenden Steuer-Spannung ist in Fig. 4D und 4E veranschaulicht. Während der Halte-Betriebsart sperren der sonst leitende Transistor Q-6 die Diode 724 den Ausgang 727 der Schreib- und Löschschaltung gemäß F i g. 7 A gegenüber Massepotential. Auf diese Weise kann für den Transistor ß-5 ein Transistor mit niedrigerer Durchbruch-Spannung ausgewählt werden. Eine ähnliche Funktion erfüllen der in Durchlaßrichtung vorgespannte Transistor ß-3 und die Diode 710 der Schreib- und Löschschaltung für die K-Achsen gemäß Fig. 7B.

Die Darstellung auf der Schautafel kann mittels der vorher beschriebenen Vei fahren gelöscht werden. Genauer gesagt, werden bei den dargestellten Schaltungen an den Transistoren ß-1 und Q-V gemäß F i g. 6 liegenden, einander abwechselnder und aufeinanderfolgenden Impulse unterbrochen, wodurch die Halteimpulse ebenfalls unterbrochen werden. Die genaue Phasenlage, an welcher die Haltespannung unterbrochen wird, ist jedoch von Bedeutung, da durch Schreib- und Löschschaltungen 112 und 114

*° der A'-Achsen-Steuerschaltung 108 und die entsprechenden Schaltungen der y-Achsen-Steuerschaltung eine Löschspannung einer bestimmten Polarität geliefert wird. Wie erwähnt, ist es zur einwandfreien Löschung des »Speichers« einer Zelle, die vorher wiederholt gezünJet worden ist, erforderlich, daß der in den Fig. 4E-X und 4E-Y dargestellte Löschimpuls die Entladung ganz langsam einleitet, um zu verhindern, daß die Zellenentladung vollständig einsetzt. Dies bedeutet, daß die Halteimpulse mit der

Polarität unterbrochen werden müssen, daß die Polarität des Gleichspannungs-Impulses eine Entladung aller gezündeten Zellen bewirkt. Die richtigen Polaritäten sind in F i g. 4 E dargestellt.

Die bevorzugte Ausführungsform der Gesamt-

»5 Schaltung weist folgende Dimensionierung der Bauteile auf:

35

40

45

Fig. 1

Kondensator 124 470 pF

Widerstand 128 27 k

Widerstand 130 47 k

Halte-Schaltung gemäß F i g. 6

Widerstand 600 Ik

Widerstand 602 100

Widerstände 604 und 606 150

Widerstand 608 100

Widerstände 610 und 612 100

Widerstand 614 28 k

Transformator mit Primärwicklungen 616, 622, 634 und 636 von je
40 Windungen und einer Sekundärwicklung von 80 Windungen

Diodie618 IN 661

Transistoren ß-1, Q-I, Q-A 2 N 3009

Transistoren ß-3 und QS MH 5552

Die Eiimensionierung der Bauteile des restlichen symmetrischen Abschnitts dieser Schaltung entspricht den eben angeführten Werten und kann durch Vergleich der Dimensionierung des vorstehend aufgeführten, symmetrischen Bauteils festgelegt werden.

Schaltung zur Erzeugung der Zündimpulse

gemäß F i g. 6

60

Widerstand 624 Ik

Widerstand 626 100

Widerstand 628 150

Widerstand 630 100

Widerstand 632 28 k

Diode633 IN661

Transistoren Q-6 und Q-I 2 N 3009

Transistor ß-8 MH 5552

Die Dimensionierung der Bauteile der symmetrischen anderen Hälfte dieser Schaltung kann ebenfalls an Hand der obigen Werte gewählt werden.

Fig. 7A

Zenerdiode 715 2,4 V

Widerstand 716 Ik

Widerstand 718 220

Widerstand 720 4,7 k

Dioden 724 und 726 IN 661

Widerstand 728 Ik

Zenerdiode 730 2,4 V

ß-4 2N4888

Q-S 2N3712

ß-6 2N4888

Fig.7B

Widerstand 701 Ik

Widerstand 702 470

Widerstand 704 220

Widerstand 706 4,7 k

Dioden 709 und 710 IN 661

Widerstand 712 Ik

Transistor ß-1 2N 3712

Transistor ß-2 2N 4888

Transistor ß-3 2N 3712

Fig.SA

Zenerdiode 806 2,4 V

Widerstand 808 470

Diode 810 IN 661

Transistor ß-2 2N 4888

Fig. 8B

Widerstand 800 Ik

Widerstand 802 470

Diode 804 IN 661

Transistor ß-1 2N 3712

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Schautafel mit einer Mehrzahl von Gasentladungszellen in Matrixanordnung, bei welcher jeder einzelnen Zelle zwei Steuerleitungen zugeordnet sind, die gegenüber dem in jeder einzelnen Zelle enthaltenen Gas isoliert sind und über die die Steuerspannungen kapazitiv an das in der betreffenden Zelle enthaltene Gas angelegt werden, wobei die Nenn-Zündspannung für jede einzelne Gaszelle U₁ ist und wobei nach der vollständig eingeleiteten Zündung über der Zelle eine Spannung U_sp verbleibt, auch wenn die Steuerspannung gegen Null geht, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Einschreib-Vorgang dadurch eingeleitet wird, daß eine pulsierende Spannung U₃' an mindestens zwei einer Zelle zugeordnete Steuerleitungen angelegt wird und ein erster ^o Gleichspannungs-Impuls an mindestens dieselben beiden Steuerleitungen angelegt wird, wobei der Dachwert des Gleichspannungs-Impulses größer ist als der Spitzenwert von U₂ und die Summe von Dach- und Spitzenwert beider Spannungen mindestens gleich U₂ und so gewählt ist, daß U_sp größer wird als 0,125 U₂, daß sodann ein Vorgang zum Erhalten der Brennbedingungen dadurch eingeleitet wird, daß eine pulsierende Spannung U₁₁ an mindestens die zwei genannten Steuerleitungen angelegt wird, wobei die Summe des Spitzenwerts von U₁₁ und des Werts von U_sl, zumindest gleich U₂ ist, und daß schließlich bei Umschaltung der Anzeige oder bei Ausschaltung ein Vorgang zum Löschen einer ausgewählten Zelle dadurch eingeleitet wird, daß zur Löschung der Entladung in der betreffenden Zelle ein zweiter Gleichspannungsimpuls solcher Polarität und Größe an mindestens zwei Steuerleitungen angelegt wird, daß nur ein vergleichsweise langsamer Entladungsaufbau jedoch keine vollständige Durchzündung der Gasentladung mehr erfolgt und dabei die Summe dieses zweiten Gleichspannungsimpulses und der Wert U_sp der zu löschenden Zelle zumindest gleich U₂ ist, wobei das Anlegen der einseitig gerichteten Gleichspannung so erfolgt, daß ein langsames Einsetzen der Entladung bewirkt wird, d. h. keine vollständig ablaufende Entladung mehr über der zu löschenden Zelle erreicht und U_s„ unterschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsierende Spannung U₂' beim Einschreiben in die Schautafel als bipolare Impulsspannung an mindestens zwei einer Zelle zugeordnete Steuerleitungen angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gleichspannungsimpuls beim Einschreiben als in Gegenphase aufgeteilt polarisierter Gleichspannungsimpuls an mindestens zwei einer Zelle zugeordnete Steuerleitungen angelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Haltebetrieb in der Polarität wechselnde Impulse als Haltespannung U₁₁ angelegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hallespannung U_ti in Gegenphase als Impulsspannung mit Pegel U₁₁II an mindestens zwei einerseits den X- und andererseits den Y-Koordinaten zugehörige Steuerleitungen gelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Löschen ein Impuls einer Amplitude angelegt wird, welche eben ausreicht, eine Entladung des in der Zelle enthaltenen Gases zu verursachen, jedoch den schnellen Ablauf der Entladung zu verhindern.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Löschen ein Impuls mit so langsamer Anstiegszeit angelegt wird, daü ein vollständiger Ablauf der Zellenentladung verhindert wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erlöschen der Entladung in der Zelle bei gegenüber dem Gas in der Zelle isolierten Steuerleitungen so vorgenommen wird, daß der zweite Gleichspannungsimpuls einen vollständigen Ablauf der Entladung in der Zelle durch Löschung der der Zelle zugeordneten Gleichspannung verhindert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impuls mit langsamer Anstiegszeit angelegt wird.

10. Anordnung zum Betrieb von Gasentladungszellen bei einer als Matrix aus solchen Zellen aufgebauten Schautafel, dadurch gekennzeichnet, daß an die gegenüber dem Gas in den Zellen isolierten X-, y-Steuerleitungen (104,106) der Zellen (102) ein Generator (UO; Fig. 6) zur Erzeugung einer pulsierenden Spannung sowie ein Impulsgenerator (112, 114) zur Lieferung eines Gleichspannungsimpulses angeschlossen sind, daß die Summe der Amplitude des Gleichspannungsimpulses und des Spitzenwerts der pulsierenden Spannung mindestens der Spannung U. entspricht, bei welcher sich die am Schnittpunkt zwischen den an Spannung liegenden Steuerleitungen befindliche Zelle (102) entlädt, und daß die Amplitude des Gleichspannungsimpulses größer ist als der Spitzerwert der pulsierenden Spannung.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator zur Erzeugung der pulsierenden Spannung ein Wechselspannungs-Impulsgenerator ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Löschen der Anzeige einzelner oder aller Gasentladungszellen (102) an die X- und/oder y-Steuerleitungen ein Gleichspannungsgenerator (112, 114) zur Lieferung eines weiteren Gleichspannungsimpulses angeschlossen ist, dessen Amplitude so bemessen ist, daß ein vollständiges Einsetzen der Entladung in der jeweiligen Gaszelle dadurch verhindert ist, daß die an den betreffenden Zellen vorhandene Speicherspannung praktisch vollständig abgebaut wird.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungsgenerator Kapazitäten zur Lieferung eines Impulses mit langsamer Anstiegszeit zur Verhinderung des vollständigen Einsetzens der Entladung in der Gaszelle (102) aufweist.