DE2442876B2 - Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala - Google Patents
Schaltungsanordnung für eine LeuchtanzeigeskalaInfo
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R13/405—Arrangements for displaying electric variables or waveforms using modulation of a light beam otherwise than by mechanical displacement, e.g. by Kerr effect for discontinuous display, i.e. display of discrete values using a plurality of active, i.e. light emitting, e.g. electro-luminescent elements, i.e. bar graphs
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala, die aus mehreren gleichsinnig
in Reihe geschalteten, von einer Konstantstromquelle gespeisten Leuchtelementen besteht, die durch je einen
parallel angeordneten Schalttransistor ansteuerbar sind. Hierbei werden die Leuchtelemente in der Reihenfolge
ihrer Lage nacheinander angesteuert.
Bedingt durch wesentliche Vorteile, wie z. B. keine beweglichen Teile, schock- und vibrationsfest, lageunab-
hängig, keine Nachjustierung, hoher Kontrast usw..
Finden die als Leuchtelemente verwendeten Leuchtdioden immer mehrVerbreitung. Aneinandergereiht lassen
sich mit ihnen Meßwertanzeigeeinheiten aufbauen, die die herkömmlichen Zeigeinstrumente oder mechanische
Indikatoren ersetzen. Liegt der Meßwert in analoger Form vor, so muß wegen der binären Natur der
Leuchtdioden ein Analog-Digital-Umsetzer eingefügt werden. Für die aneinandergereihten Leuchtdioden gibt
es grundsätzlich zwei Betriebsweisen: entweder signalisiert eine Leuchtdiode aus der ganzen Reihe den
Meßwert oder eine Reihe von Null beginnend verkörpert als »Balkendiagramm« die Meßgröße. Die
Erfindung benützt die letztgenannte Betriebsweise.
Bei der Ansteuerung einer Leuchtdiodenreihe nach dem Balkenprinzip können die Leuchtdioden parallel
oder in Reihe geschaltet sein. Bei der Parallelschaltung sind entweder sämtliche Kathoden oder sämtliche
Anoden zu einem Anschluß zusammengefaßt Die Parallelschaltung hat den Nachteil, daß ein großer
Belriebsstrom benötigt wird. Bei der Reihenschaltung ist zu jeder Leuchtdiode ein Schalttransistor parallel
geschaltet Mit seiner Hilfe können diejenigen Leuchtdioden kurzgeschlossen werden, die nicht leuchten
sollen. Es ist bereits eine Reihenschaltung von Leuchtdioden mit parallelen Schalttransistoren bekannt,
bei der eine Konstantstromquelle den Arbeitsstromkreis speist. Als Schalttransistoren werden npn-Transistoren
verwendet, so daß der Kollektor jedes Transistors mit der Anode seiner Leuchtdiode und der
Emitter mit der Kathode verbunden ist. Sind alle Schalttransistoren gesperrt, so fließt der Konstantstromkreis
über alle Leuchtdioden. Liegt die Basis jedes Schalttransistors direkt oder über einen Widerstand an
einer gemeinsamen Steuerleitung, so könnte der zulässige Grenzwert der Basis-Emitter-Sperrspannung
der Schalttransistoren überschritten werden, falls mehrere Dioden leuchten. Um diesen Nachteil zu
vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen DE-OS 22 40 105, in Reihe mit jeder Basis eines jeden
Schalttransistors eine Schutzdiode zu schalten, deren Sperrspannung größer ist als die höchste in der
Schaltung vorkommende Basis-Emitter-Spannung für den Schalttransistor. Ferner sind noch für jeden
Schalttransistor eine Steuerdiode vorgesehen. Nachteil dieser Schaltung ist, daß ein Aufwand von zwei
zusätzlichen Dioden für jeden Schalttransistor erforderlich ist.
Es ist ferner eine Reihenschaltung von Leuchtdioden oder niedervoltigen Glühlampen mit einer Konstantstromquelle
vorgeschlagen worden DE-OS 22 63 671, bei der die Leuchtelemente durch parallel geschalte'te
Transistoren ansteuerbar sind. Die Basis jeden Transistors ist über einen Widerstand mit dem Eingangskreis
und über einen weiteren Widerstand mit seinem eigenen Emitter verbunden. Die Widerstände können durch
einen weiteren zum ersten Transistor komplementären Transistor ersetzt werden, so daß die Ansteuerung
durch dieses Paar in Darlington-Schaltung erfolgt. Die einzelnen Schalter beeinflussen sich gegenseitig nicht.
Diese Betriebsweise stellt eine punktförmige Anzeige dar, so daß damit kein Anzeigebalken gebildet werden
kann. Außerdem ist diese Schaltung bedingt durch die Widerstände bzw. Transistoren sehr aufwendig.
Es ist eine weitere Anzeigeeinrichtung mit Leuchtelementen bekannt DE-OS 22 60 149, bei der zwischen den
Klemmen einer Spannungsquelle in Reihe geschaltete Leuchtelemente durch jeweils zwei antiparallele Transi-
stören komplementären Typ ansteuerbar sind. Die
Basen der Transistoren sind mit zwei Steuerleitungen verbunden, wobei die Potentiale beider Steuerleitungen
veränderbar sind und eine Differenz aufweisen. Hierbei wird durch die Höhe der Spannungsdifferenz der beiden
Steuerleitungen festgelegt, ob nur jeweils eine der Leuchtdioden oder mehrere gleichzeitig aufleuchten
sollen. Diese Schaltung ist ebenfalls sehr aufwendig besonders im Hinblick auf die Spannungsversorgung
der Steuerleitungen durch weitere drei Transistoren.
Bei alien bislang bekannten Schaltungen erfolgt die Ansteuerung der Schalttransistoren durch Veränderung
der Basisspannung. Werden die Basisspannungen verändert, so muß die Abstufung der Einschaltschwellen
trotz unterschiedlicher Basisströme erhalten bleiben. Dazu ist ein niederohmiger Spannungsteiler nötig, der in
der Poteniiallage aller seiner Punkte verschoben wird. In diesem Falle ist bedingt durch den größeren
Stromverbrauch ein größerer Aufwand an Verstärkungselementen nötig. Zudem wird die Verlustleistung
größer.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen und eine einfache mit geringstem Aufwand
an elektronischen Bauelementen hergestellte Schaltung zu finden, die es gestattet, einen Leuchtanzeigebalken
auszubilden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Serie mit einer an sich bekannten, durch einen
Schalter ansteuerbaren und an der Versorgungsspannung liegenden Konstantstromquelle eine Reihenschaltung
von aus Leuchtdioden bestehenden Leuchtekmenten geschaltet ist, wobei der Kollektor jedes Schalttransistors
mit der Anode seiner Leuchtdiode verbunden ist und die Emitter aller Schalttransistoren eine gemeinsame
Verbindung besitzen, die mit der Kathode der letzten Leuchtdiode auf gleichem Potential liegt,
welches durch eine Spannungsfolgerschaltung verändert werden kann.
Damit wird erreicht, daß die hohe Spannung der Leuchtdiodenreihe nur an den Kollektoren der Schalttransistoren
liegt, während man in der Wahl der Basis-Steuerspannung freie Hand hat.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Basisleerlaufspannung jedes Schalttransistors durch
eine Spannungsteilerschaltung festgelegt ist, daß sich alle Basisleerlaufspannungen stufenweise um einen
kleinen Betrag unterscheiden, wobei der Schalttransistor, der die letzte Leuchtdiode steuert, die höchste
Basisleerlaufspannung' aufweist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kollektor des Transistors der Konstantstromquelle
mit der Anode einer ersten Leuchtdiode und mit dem Kollektor des dazugehörigen ersten Schalttransistors
verbunden, während der Emitter des Transistors der Konstantstromquelle über einen Widerstand an der
Versorgungsspannung liegt, und mit Hilfe seiner Basisspannung über einen elektrischen oder mechanischen
Schalter die ganze Leuchtdiodenskala ein- bzw. ausschaltbar ist.
Schließlich wird die Basisspannung für den Transistor der Konstantstromquelle dadurch erzeugt, daß die Basis
über einen Widerstand eines Spannungsteilers mit dem Kollektor eines Eingangsschalttransistors verbunden ist,
während der andere Widerstand an Versorgungsspannung liegt, und daß der Emitter des Eingungsschalttransistors
an Masse liegt und seine Basis einmal über einen Widerstand an Masse und zum anderen über einen
weiteren Widerstand mit der Eingangsklemme verbunden ist
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden anhand des in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert
In Reihe zu den Leuchtdioden Li bis Ln ist eine an sich
bekannte Konstantstromquelle geschaltet, deren Transistor
Ti mit seinem Emitter über einen Widerstand 1 an Versorgungsspannung Ub liegt Die Basis ist einmal
durch einen Widerstand 2 mit der Versorgungsspannung Ub verbunden, während sie über den Widerstand 3
mit einem elektrischen oder mechanischen Schalter in Verbindung steht Mit Hilfe dieses Schalters kann die
gesamte Leuchtdiodenskala ein- bzw. ausgeschaltet werden. Bei der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform besteht der Schalter aus einem Transistor TJ und zwei Widerständen 4, 5 in bekannter
Schaltungsanordnung.
Die Konstantstromquelle sorgt für einen nahezu konstanten Betriebsstrom durch die Leuchtdioden und
damit für eine konstante Leuchtdichte, die unabhängig vom Einschaltzustand, d. h. unabhängig von der
Emitterspannung der Schalttransistoren STi bis STn ist
Der Kollektor des Transistors Γι ist mit der Anode
der ersten Leuchtdiode L\ und mit dem Kollektor seines Schalttransistors STi verbunden. Bei der Reihenschaltung
der Leuchtdioden sind die Leuchtdioden derart hintereinander geschaltet, daß die Kathode einer an die
Anode der nächsten Leuchtdiode angeschlossen ist. Von jeder Anode zweigt eine Verbindung zum Kollektor
ihres Schalttransistors STi bis STn ab. Die Emitter aller
Schalttransistoren ST\ bis STn liegen zusammen mit der
Kathode der letzten Leuchtdiode Ln an einem gemeinsamen
Fußpunkt, der durch eine Spannungsfolgerschaltung verändert werden kann. Diese bekannte Spannungsfolgerschaltung
besteht im einfachsten Fall aus einem Transistor Ti und einem Widerstand 6. Der
Emitter des Transistors ist mit dem Fußpunkt verbunden, während der Kollektor an Masse liegt.
Die Basis-Leerlaufspannung der Schalttransistoren ST\ bis STn wird durch eine Spannungsteilerschallung
R], Ry, bis Rn, Rn, so festgelegt, daß sich alle
Basisleerlaufspannungen um einen kleinen Betrag stufenweise unterscheiden (z.B. 100 mV). Dabei wird
dem letzten Transistor STn, der nur eine Leuchtdiode Ln
überbrückt die höchste Basisleerlaufspannung zugeordnet.
Durch Verändern der Spannungsdifferenz zwischen den Emittern und den Basen der Schalttransistoren
werden diese nacheinander ein- bzw. ausgeschaltet, wobei je nachdem welcher der Schalttransistoren
durchgeschaltet ist, die entsprechenden Leuchtdioden beginnend von der dem Schalttransistor zugeordneten
Leuchtdiode bis zur letzten Leuchtdiode Ln verlöschen.
Jeder der Schalttransistoren STi bis STn wird leitend,
wenn die Summe der gemeinsamen Emitter-Spannung und die Ar.laufspannung der Basis-Emitter-Diode
kleiner wird als die Basisleerlaufspannung. Dann wird die Leuchtdiode, die diesem Schalttransistor zugeordnet
ist, und alle bezüglich der Betriebsspannung darunterliegenden kurzgeschlossen. Bei gleichmäßiger Abstufung
der Basisleerlaufspannung werden also nach und nach immer mehr Transistoren leitend und damit immer mehr
Leuchtdioden dunkel, wenn die gemeinsame Emitter-Spannung kleiner gemacht wird.
Ist die Emitter-Spannung so klein, daß nur noch eine
Leuchtdiode hell ist und nur noch ein Schalttransistor gesperrt, so muß dieser die kleinste Basisleerlaufspannung
haben. Die zugehörige Leuchtdiode muß aber
bezüglich der Betriebsspannung die oberste sein, weil die anderen Schalttransistoren ja jeweils alle darunterliegenden
Leuchtdioden mitlöschen. Deshalb sind die Spannungen an den Leuchtdioden und die Spannungen
an den zugehörigen Basisanschlüssen entgegengesetzt abgestuft.
Um die beschriebenen Schaltfunktionen auszuführen, muß die gemeinsame Emitter-Spannung stabil sein, d. h.
die Emitter-Spannungsquelle muß einen kleinen Innenwiderstand haben. Dieser wird durch die Spannungsfolgerschaltung
mit dem Transistor Γ3 in Emitterfolgerschaltung realisiert.
Gleichzeitig sollen aber die Leuchtdioden unabhängig vom Einschaltzustand immer gleich hell leuchten. Zu
diesem Zweck ist am anderen Ende der Leuchtdiodenreihe die bereits erwähnte Kostantstromquelle angeordnet.
Wenn durch unterschiedlichen Einschaltzustand unterschiedliche Spannungen an der gesamten
Leuchtdiodenreihe auftreten, so wird die Differenz zur Betriebsspannung von der Stromquelle abgefangen und
der Transistor 71 der Konstantstromquelle übernimmt auch die Leistungen der abgeschalteten Leuchtdioden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala, bestehend aus mehreren gleichsinnig in Reihe
geschalteten, von einer Konstantstromquelle gespeisten Leuchtelementen, die in der Reihenfolge ihrer
Lage nacheinander durch je einen parallel angeordneten Schalttransistor ansteuerbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß in Serie mit einer an sich bekannten, durch einen Schalter (T2,4,5) steuerbaren
und an der Versorgungsspannung liegenden Konstantstromquelle (T1, 1, 2, 3) eine Reihenschaltung
von aus Leuchtdioden (L1, Ln) bestehenden
Leuchtelementen geschaltet ist, wobei der Kollektor jedes Schalttransistors (ST1, STn) mit der Anode
seiner Leuchtdiode verbunden ist und die Emitter aller Schalttransistoren eine gemeinsame Verbindung
besitzen, die mit der Kathode der letzten Leuchtdiode auf gleichem Potential liegt, welches
durch eine Spannungsfolgerschaltung (Tj, 6) verändert
werden kann.
2. Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basisleerlaufspannung jedes Schalttransistors durch eine Spannungsteilerschaltung (R\, Ry, Rn, Rn)
gelegt ist, daß sich alle Basisleerlaufspannungen stufenweise um einen kleinen Betrag unterscheiden,
wobei der Schalttransistor, der die letzte Leuchtdiode (Ln) steuert, die höchste Basisleerlaufspannung
aufweist.
3. Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala nach Anspruch (,dadurch gekennzeichnet,daß
der Kollektor des Transistors (T\) der Konstantstromquelle mit der Anode einer ersten Leuchtdiode
(L\) und mit dem Kollektor des dazugehörigen ersten Schalttransistor (STt) verbunden ist, während
der Emitter des Transistors der Konstantstromquelle über einen Widerstand (2) an der Versorgungsspannung Ub liegt, daß mit Hilfe seiner Basisspannung
über einen elektrischen oder .mechanischen Schalter die ganze Leuchtdiodenskala ein- bzw.
ausschaltbar ist.
4. Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basisspannung für den Transistor (T\) der Konstantstromquelle dadurch erzeugt wird, daß die
Basis über einen Widerstand (3) eines Spannungsteilers mit dem Kollektor eines Eingangsschalttransistors
(Ti) verbunden ist, während der andere Widerstand (2) an Versorgungsspannung liegt, daß
der Emitter des Eingangsschalttransistors (Ti) an Masse liegt und seine Basis einmal über einen
Widerstand (5) an Masse und zum anderen über einen weiteren Widerstand (4) mit der Eingangsklemme verbunden ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19742442876 DE2442876C3 (de) | 1974-09-07 | 1974-09-07 | Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742442876 DE2442876C3 (de) | 1974-09-07 | 1974-09-07 | Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala |
Publications (3)
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DE2442876A1 DE2442876A1 (de) | 1976-03-18 |
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DE2442876C3 DE2442876C3 (de) | 1987-01-22 |
Family
ID=5925118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19742442876 Expired DE2442876C3 (de) | 1974-09-07 | 1974-09-07 | Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeigeskala |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2442876C3 (de) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
DE3317807A1 (de) * | 1983-05-17 | 1984-11-22 | Preh, Elektrofeinmechanische Werke Jakob Preh Nachf. Gmbh & Co, 8740 Bad Neustadt | Leuchtbandanzeigeanordnung |
EP4297532A1 (de) * | 2022-06-23 | 2023-12-27 | Sanube GmbH | Leuchtband und verfahren zum ein- und ausschalten eines leuchtbandes |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2123736B2 (de) * | 1971-05-13 | 1979-08-16 | Blaupunkt-Werke Gmbh, 3200 Hildesheim | Anzeigeeinrichtung mit Leuchtelementen |
DE2141361C3 (de) * | 1971-08-18 | 1975-01-30 | Metrawatt Gmbh, 8500 Nuernberg | Leuchtband-MeBspannungsanzeige |
DE2240105C3 (de) * | 1972-08-16 | 1983-04-07 | Norddeutsche Mende Rundfunk Kg, 2800 Bremen | Schaltungsanordnung für eine Leuchtanzeige mit einem thermometerskalenähnlichen Aufbau |
DE2263671A1 (de) * | 1972-12-27 | 1974-07-04 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung von lichtemittierenden halbleiterelementen |
-
1974
- 1974-09-07 DE DE19742442876 patent/DE2442876C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2442876C3 (de) | 1987-01-22 |
DE2442876A1 (de) | 1976-03-18 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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