NO863528L - Fremvisningspanel. - Google Patents

Description

Oppstilling av lysemitterende dioder som danner typisk en lysavis og vedrører nærmere bestemt et slikt panel som er både mer økonomisk og mer lysende enn tilsvarende systemer, mens det tillater hurtigere fremvisning.

En konvensjonell lysavgis dannes av en oppstilling av lysemitterende dioder, et tilsvarende antall av organer (typisk bistabile vipper) som er innført mellom nevnte dioder og et skiftregister i hvilket den informasjon som representerer et bilde som skal fremvises strømmer. Denne informasjon leveres ved tidsstyringen fra en klokke ved hjelp av en styreenhet som er knyttet til et programlager. Styreenheten og programlageret er generelt plassert i en kasse separat fra panelet og koples til dette sistnevnte ved hjelp av en samling av ledende tråder. Denne løsning er fordelaktig når diodepanelet er beregnet til å plasseres utendørs og utsettes for dårlig vær. I dette tilfellet kan de mest ømtårlige kompon-enter som befinner seg i styreenheten plasseres i en skjermet posisjon og være lettere tilgjengelig for modifisering eller oppdatering av meldinger som skal gjengis. Inntil nå har det vært temmelig vanskelig å tilpasse karakteristika for hukommelsene til de for de lysemitterende diodene. Således er det blitt gjort forsøk på å mate diodene gjennom belastningsmotstander, men denne type av krets har ulempen med effektforbruk i motstandene som ikke kan direkte nyttes for fremviseren. Kostnaden er dessuten høy, ikke bare p.g.a. antallet motstander som kreves, men også p.g.a. arbeidskostnaden med å oppkople disse. Forsøk er blitt gjort med å mate de lysemitterende dioder direkte ved hjelp av den strøm som leveres av hukommelsene. Dette resulterer generelt i at nevnte hukommelser arbeider utenfor de karakteristika som gis av konstruktøren av disse integrerte kretser. En slik konstruksjonsmåte er høyst tenkbar for visning av bevegelige meldinger, idet diodene anvendes kun for en liten del av tiden. Dette blir mer vanskelig å realisere for fremvisning av faste meldinger, særlig grafiske bilder, hvor visse dioder kan være tent under relativt lange tidsperioder, hvorved langt mer ugunstig operasjonsbetingelser for hukommelsene som mater dem vil opptre.

Oppfinnelsen tillater ■ nærmere bestemt at dette problem overvinnes. Grunnprinsippet ved oppfinnelsen skyldes letingen etter en bedre tilpasning mellom tilgjengelige integrerte kretser, som danner hukommelsene og de lysemitterende dioder som vanligvis anvendes for en slik anvendelse. Ved å analysere karakteristika for nylige integrerte kretser ifølge høyhastighets CMOS-teknologi, har man funnet at konstruktørene av disse integrerte kretser som er konstruert for høyhastighets digitale beregningsanvendelser, har ført til senkning av tilførselsspenningen, samtidig som der tillates en høyere strøm, slik at kretsene kan drives på en høyere klokkefrekvens. Et av trekkene ved oppfinnelsen er å foreslå en ny anvendelse av denne type komponent for direkte mating av en lysemitterende diode.

I dette henseende vedrører oppfinnelsen så essensielt et fremviserpanel bestående av en oppstilling av lysemitterende dioder, eksempelvis av lysavistypen, hvor hver diode mates gjennom en hukommelse, hvor hukommelsene dannes ved å anvende høyhastighets CMOS-teknologi, diodene koples direkte til utgangene for de respektive hukommelser, og matespenningen for nevnte hukommelser velges for fiksering av strøm - verdien i nevnte dioder.

Et annet problem som løses med oppfinnelsen er relatert til selve konstruksjonen av fremviserpanelene. Det er et spørsmål om effektivt å sende høyfrekvensklokken til samtlige kretser til tross for de store dimensjoner av diodeoppstillingen. I realiteten er det ikke mulig å tilveiebringe en klokke som er felles for samtlige integrerte kretser. Parasitkapasiteter som ville kunne oppstå fra disse vil ikke tillate overføring av informasjon på den valgte frekvens, f.eks. av størrelses-orden 2 MHz. Det er så nødvendig å tilveiebringe ved intervallermiddel for å forsterke eller for å regenerere klokkesignalet, hvilket kan desynkronisere de forskjellige kretser i skiftregisteret. Ved et annet aspekt ved oppfinnelsen, tilveiebringes middel slik at skiftregisteret opererer korrekt uten at klokkesignalet reelt synkroniseres på samtlige punkter i registeret.

I dette henseende blir ovennevnte definert fremviserpanel også kjenne-tegnet ved at trinnene i skiftregisteret anordnes i grupper av trinn hosliggende hverandre,. et forsterkende og omformende middel innføres i klokkeforbindelsen mellom hvilken som helst hosliggende grupper, og et forsinkelsesmiddel innføres mellom datautgangen og datainngangen på samme hosliggende grupper.

Et annet trekk ved oppfinnelen består i å mate fremviserpanelet med en klokke som har redusert frekvens, og å regenerere høyfrekvensklokken i selve fremviserpanelet, hvorved det er mulig å anvende en større lengde av ledende kabel mellom styreenheten og høyfrekvensklokken i egentlig forstand, og fremviserpanelet.

Oppfinnelsen vil bli klarere fra den etterfølgende beskrivelse, gitt kun i eksempelsform med henvisning til den vedlagte tegning. Fig. 1 illustrerer delvis et generelt skjema over sammenstillingen av hukommelser og skiftregisteret knyttet til de lysemitterende dioder. Fig. 2 er et skjema over en mulig forbindelse mellom en lysemitterende diode og dens hukommelse.

Fig. 3 er en forbindelsesvariant.

Fig. 4 viser skjemaet over en klokkefrekvens reduseringskrets.

Fig. 5 viser skjemaet over en klokkefrekvens multipliserende krets.

På tegningen er der vist en del av et fremviserpanel som har lysemitterende dioder 11 koplet henholdsvis hukommelsene 12 som er dannet ifølge høyhastighets CMOS-teknologi, idag kommersialisert under henvisningen HCMOS av de fleste halvlederkonstruktører. Hver hukommelse dannes av en bistabil vippel og, ifølge oppfinnelsen, tilkoples den korresponderende diode 11 direkte til dens utgang, dvs. nærmere bestemt uten seriemotstand. Der eksisterer to muligheter for å kople dioden realivt vippen, enten ved å anvende kanal N-transistoren, idet dioden koples mellom hukommelsens utgang og jord (fig. 2), eller ved å anvende P-kanal transistoren, idet dioden koples denne gang til tilførselstermin-alen (fig. 3).

Idet der påny vises til fig. 1, kan man se at hukommelsene 12 er koplet for å bli ladet av utmatningene fra et skiftregister av serietypen, dvs. med seriedatainnmatninger og parallelle utmatninger, idet disse sistnevnte koples til lasteinngangene på hukommelsene 12. Informasjonen fortsetter i registeret under tidsstyringen fra en høyfrekvensklokke, som leveres av en klokkeforbindelse 14. Overføringen av informasjon fra inngangene til utgangene på hukommelsen 12 styres når sekvensen av informasjon som tilsvarer et fullstendig bilde har nådd det siste trinnet i skiftregisteret 13. Ved det tidspunktet blir et styresignal levert på en lastebuss 15 som er felles for samtlige hukommelser 12. I praksis vil systemet for å drive diodeoppstillingen 11 med fordel bli dannet av en kaskademontering av et passende antall integrerte kretser av typen 74 HC4094 B som innbefatter begge trinnene 13a hos skiftregisteret og et tilsvarende antall (8 i eksemplet) av hukommelser 12 koplet til utgangene på disse registertrinn. De tilgjengbare utganger hos nevnt hukommelser er koplet direkte til respektive lysemitterende dioder 11, ifølge enheten vist i fig. 2 eller den i fig. 3. Utmatningen fra det siste trinnet i registeret hos en gitt integrert krets koples til inngangen på det første trinnet av en annen integrert krets av den samme typen plassert nærved. Strømmen fra hver vippe som danner hukommelsen 12 er tilstrekkelig for optimal å mate den lysemitterende dioden, hvilken krever typisk en strøm av størrelsesorden 25 mA. I realiteten kan denne integrerte krets mates med en lavere spenning enn de andre MOS-type kretsene, og denne spenning kan variere innenfor temmelig vide grenser. Dette trekke anvendes for justering eller bestemmelse av den strøm som strømmer i diodene, ved å velge matespenningen tilsvarende. Typisk,' med typen av den integrerte krets som er nevnt ovenfor, blir spenningen valgt til å være ca. 4 volt, for derved å oppnå en strøm av størrelsesorden 25 mA i hver diode. For denne strømverdi, er spenningen på diodens terminaler nær 1,8 V. Effekten som forbrukes i hver hukommelse er derfor av størrelsesorden 0,062 W. Etersom hver integrerte krets inneholder 8 hukommelser, er den maksimale effekt som forbrukes av nevnte integrerte krets (tilsvarende 8 lysende dioder) 0,5 W, hvilket tilsvarer den tillatelige effekt for denne type av integrert krets. Hvis man tillater en brukstakt for diodene av størrelsesorden 35%, blir derfor middeleffekten som forbrukes av hver krets i realiteten kun 0,174 W.

Ifølge et annet viktig trekk med oppfinnelsen blir trinnene 13a for skiftregisteret anordnet i grupper av trinn hosliggende hverandre (dvs. topologiske naboer på fremviserpanelet) og et forsterknings og omform - ningsmiddel 18 innføres i klokkeforbindelsen mellom hvilken som helst to slike hosliggende grupper, mens et forsinkelsesmiddel 19 innføres mellom datautgangen og datainngangen hos disse samme hosliggende grupper. Således er det høyfrekvente klokkesignalet alltid nyttig fra en ende til den annen av fremviserpanelet, til tross for parasitkapasiteter som er fordelt over hele distansen, takket være middel 18 anbragt med inter-valler. Desynkroniseringen som skyldes dette er uten konsekvens, p.g.a. forsinkelsen som tilveiebringes samtidig ved overføringen av informasjon, fra gruppe til gruppe. Forsinkelsen mellom to grupper vil måtte være større enn forsinkelsen av klokken mellom disse samme grupper. I praksis kan hver forsterker dannes av to kaskadeomformere, eksempelvis tilgjengelige i integrerte kretser av den samme kategori, som bærer henvisningen 74 HCU 04. Forsinkelsesmidlet 19 er dessuten tilgjengelig i hver integrerte krets av typen 74 H 4094 B, innbefattende registrene og hukommelsene. I eksemplet i fig. 1, for enkelhets skyld, er en forsterker 18 og et forsinkelsesmiddel 19 blitt vist i tilknytning til hver integrerte krets, dvs. for åtte dioder. I realiteten må de være langt mere "i avstand", idet antallet av trinn i hver gruppe er i stand til å være mellom 10 og 40, og fortrinnsvis nær 30. Tilsist, som nevnt ovenfor, kan klokkesignalet sendes på en redusert frekvens i samlingen av ledende tråder som sammenbinder fremviserpanelet og dets styreenhet, innbefattende den ikke viste høyfrekvente klokk egene rato r. Således vil anordningen i fig. 4 koplet til utgangen på dén høyfrekvente klokkegenera-toren, slik på en avstand fra panelet, levere et signal hvis frekvens er redusert med en halvpart. Det dannes på en vippe 20 som er kjørt i sløyfe påny til sin inngang ved hjelp av en inverterer 21 hvis utgangssignal forsterkes ved 22 før det tilføres klokkelinjen. Anordningen i fig. 5 er frekvensmultiplikator konstruert for dobling av frekvensen av signalet som den mottar. Den dannes av en forsterker 24 som fordeler sitt utgangssignal til to monostabile kretser 25, 26 som er montert parallelt og faseforskjøvet ved hjelp av en inverterer 27. Utgangene fra de to monostabile kretsene er koplet til de to inngangene på en ELLER-port 28, hvis utgang bringer tilbake den opprinnelige frekvens.

System som nettopp er blitt beskrevet tillater suksessive bilder å bli fremvist med meget høy hastighet, inntil 1000 bilder pr. sekund. Denne ytelse kan anvendes for kontinuerlig å fremvise et fast bilde som omfatter dioder som er tent på forskjellige lysnivåer, oppnådd ved hurtig og suksessiv tenning og slukking av disse dioder. I eksempels form kan en minimumsfrekvens av 20 bilder pr. sekund inntil 50 forskjellige lysnivåer oppnås.

Claims (6)

1. Fremviserpanel bestående av oppstilling av lysemitterende dioder, eksempelvis av lysavistypen, hvor hver diode mates gjennom hukommelse, karakterisert ved at hukommelsene dannes ifølge høyhastighets CMOS-teknologi, at diodene er direkte koplet til de respektive hukommelsers utganger, og at matespenningen for nevnte hukommelser velges for fiksering av verdien av strømmen i nevnte dioder.

2. Fremviserpanel som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte hukommelser dannes av integrerte kretser av HCMOS-serien, fortrinnsvis fra kretser av typen 74 HC4094 B.

3. Fremviserpanel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver hukommelse er koplet for derved å bli ladet ved hjelp av et tilsvarende trinn i et skiftregister av serietypen, og å motta for hvert bilde en rekkefølge av informasjon generert av et styreenhet ved tidsstyringen av en klokke, idet en laste (loading) forbindelse er felles for samtlige av hukommelsene.

4. Fremviserpanel som angitt i krav 3, karakterisert ved at trinnene i skiftregisteret er anbragt i grupper av trinn hosliggende hverandre, et forsterknings- og omformningsmiddel er innført i klokkeforbindelsen mellom hvilken som helst to hosliggende grupper og et forsinkelsesmiddel er innført mellom datautgangen og datainngangen hos disse samme hosliggende grupper.

5. Fremviserpanel som angitt i krav 4, karakterisert ved at antallet av trinn i hver gruppe er mellom 10 og 40, fortrinnsvis nær 30.

6. Fremviserpanel som angitt i ett av kravene 3 til 5, karakterisert ved at nevnte klokke er plassert i en avstand og er koplet til diodeoppstillingen ved hjelp av en forbindelse som har en viss lengde, idet nevnte klokke er knyttet til en frekvensreduserende krets for utsendelse av et klokkesignal med redusert frekvens og i nevnte lysemitterende diodeoppstilling er knyttet til en frekvensmultiplikator som mottar nevnte klokkesignal som har redusert frekvens og er i stand til å regenerere et klokkesignal med høy frekvens.