Устройство для индикации (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК G09G3/10 

элементов ИЛИ третьей группы соединены с вторыми входами элементов И второй группы, второй вход каждого

элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом последующего элемента ИЛИ третьей группы.

1. Устройство для индикации, содержащее первый дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, выходы которых соединены с входами элементов согласования первой группы, выходы которых соединены с управляющими.электродами индикатора, второй дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ второй группы, второй вход каждого элемента ИЛИ второй группы соединен с выходом последующего, элементы согласования второй груп. пы, выходы которых соединены с информа ционными электродами индикатора, генератор шшульсов, пршлой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами нечетных и четных элементов И соответственно, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с.целью снижения потребляемой мощности, в него введены э-пеме,нты ИСКЛЮЧАКХЦЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходы - с входами элементов согласования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора соединен с вторым входом предыдущего элемента ИЛИ первой группы.

Изобретение относитсяк автомати ке и вычислительной технике, в част ности к средствам визуального представления цифровой информации,и может быть использовано для noctpoeния линейно-дискретных приборот без подвижных частей. Известны устройства для индикации, в которых цифровая величина отображается в виде столбика, состо шего из множества светящихся элемен тов tl. Недостатками таких устройств явля ются значительная потребляемая мощность а также изменение общей яркости индикатора, линейно зависящее от амплитуды индицируемой величины. Известно устройство для индикации в котором указателем индицируемой величины служат несколько светящихся элементов индикатора и хорошая различимость сочетается с малой и постоянной потребляемой мощностью, независимой от амплитуды индицируемой величины t23. Недостатком данного устройства является большое число выводов управле ния индикатором, равное числу светоизлучающих элементов последнего. Наиболее близкш - к изобретению по технической сущности является уст ройство, содержащее дискретно-аналоговый индикатор, состоящий из светоизлучакадих элементов, которые объединены в п-группы по m-элементов в каждой с tl-управляющими и т-информационными электродами, первый и второ дешифраторы, генератор противофазных шщульсов, первую и вторую группы со ласующих элементов З 3. Недостатком известного устройства 1является пропорциональная зависимост потребляемой индикатором мощности от индицируемой величины, что затрудняет реализацию схемы управления в микроэлектронном исполнении из-за значительной рассеиваемой ею мощности при максимальных значениях отображаемой величины. Цель изобретения - снижение потребляемой индикатором мощности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для индикации, содержащее первый дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, выходы которых соединены с входами элементов согласования первой группы, выходы которых соединены с управляющими электродами индикатора, второй дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ второй группы, второй вход каждого элемента ИЛИ второй группы соединен с выходом последующего, элементы согласования второй группы, выходы которых соединены с информсщионньоми электродами индикатора, генератор импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами нечетных и четных элементов И соответственно, согласно первому варианту введены элементы ИСКЛЮЧДгаЧБЕ или, первые входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходы - с входами элементов согла :ования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛЮгЧАЮ1ЩЕ ИЛВД соединены с прямьм выходом генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора соединен с вторым входом предьщущего элемента ИЛИ первой группы. Согласно второму варианту в устройство для индикации введены элементы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ/ элементы ЗАПРЕТ, вторая группа элементов И, третья группа элементов ИЛИ, последовательно соединенные второй генератор импульсов и счетчик, третий дешифратор первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходы - с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с входами элементов согласования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом первого генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора соединён с вторым входом предыдущего элемента . ИЛИ первой группы, выходы третьего дешифратора соединены с выходами счетчика, а выходы - с первыми входами элементов ЗАПРЕТ, выходы.которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ третьей группы, вторые входы которых соединены с выходами второго дешифратора, выходы элементов ИЛИ третьей группы соединены с вторыми входами элементов И второй группы, второй вход каждого элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом последующего элемента ИЛИ третьей группы. На фиг. 1 представлена функционал ная схема первого варианта устройств для индикации на фиг. 2 - функциональная схема второго варианта; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы работы первого и второго вариантов устройства; на фиг. 5 - метка, формируемая устройством; на фиг. 6 - диаграмма распределения мощностей, подаваемых на элементы метки в соот-г ветствии с вторым вариантом устройства . Устройство содержит первый дешифратор 1, первую группу элементов ИЛИ 2, первую группу элементов ИЗ, первую группу элементов 4 согласования, управляниаие электроды 5 индикатора, индикатор 6, второй дешифратор 7, вторую группу элементов ИЛИ 8 вторую.труппу элементов 9 согласования, информационные электроды 10 индикатора, первый генератор 11 импульсов, элементы ИСКЛЮЧАКХтдав ИЛИ 12 элементы ЗАПРЕТ 13,вторую группу элементов И 14, третью группу элементов ИЛИ 15, второй генератор 16 .импульсов, счетчик 17, третий дешифpiaTOp 18. Устройство работает следующим образом. Пусть i) -отображаемое устройством число, в котором i- старшая цифра в системе счисления с основ1анием л, а j - мд1ад111ая цифра в системе счисления с основанием m . Значения i и j могут изменяться от О до ti -1 и от О до Г -1 соответственно. В качестве примера на фиг. 3 и 4 изображены диагреиимы напряжений, соответствующие отображаемому числу 11 Цифровой код, соответствующий ста шей цифре отображаемого числа, посту пает на первый дешифратор 1. В рас.сматриваемом примере на выходе В де шифратора Д: брудет высокий уровень, а на всех остальных выходах - низкий (фиг. 3, точки D .... В). На выходах элементов ИЛИ 2. первой группы код из п будет преобразован в код 2 из h, поскольку высокий уровень с каждого i-Toro выхода дешифратора 1 попадает и на (i-1)-и выход т.е. высокий уровень будет на выходах 0 и Dj . Противофазные импуль.сы Q и Q, вырабатываемые генератором 11, определяют первый и второй полулериоды индикации Т., и Т . Во время первого полупериода нечетные элементы И 3 заперты, а четные - открыты. Во время второго полупериода - наоборот., Таким образом, во время перво го долупериода высокий уровень будет только на выходе D во время вто рого полупериода - только на выходе , Данные сигналы через элементы 4 управляют индикатором таким фбразом, что во время первого полупериода Т разрешена-индикация второй группы сегментов индикатора, а во.время Т первой. Цифровой код, соответствующий младшейцифре отображаемого числа, поступает на второй дешифратор 7. В рассматриваемом примере высокий уровень будет на его выходе Bj, а на . Ьстальных выходах - низкий (фиг. 3-, точки В...В ). На выходах элементов ИЛИ 8 код 1 из m будет преобразован в код j из m , поскольку высокий уровень на выходе любого из элементов ИЛИ 8 вызывает появление высокого уровням на всех младших выходах. В рассматриваемом примере высокие уровни будут на выходах Е и В / на остальных выходах - низкие (фиг. 3 , точки В... Bj ) . Во время первого полупериода- индикации т на вторые.входы всех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 подается от генератора 11 низкий уровень. В этом случае все элементы 12 работают в качестве повторителей по отношению к сигналам, подаваемым .на их первые входы, т.е. на выходах и В уровень будет, высоким, а на остальных выходах элементов 12 - низким. Данные сигналы через элементы 9 управляют индикатором таким образом, что будет разрешена индикация только первого и второго сегментов во всех группах, Посколь ку во время Т разрешена индикация только второй группы сегментов, то светиться будут только первый и второй сегменты во второй группе. Во время второго полупериода индикации Т на вторые входы всех элементов 12 подается высокий уровень. В этом случае все элементы 12 работают в качестве инверторов и на выходахВ и Bj уровень будет низким, а на остальных выходах элементов 12 - высоким. Таким образом, разрешена индикация всех сегментов, кроме первого и второго. Поскольку во время Tj разрешена индикация только первой группы сегментов, то светиться будут все сегменты j кроме первого и второго, только в первой группе. Если первый и второй полупериоды индикации сменяются с частотой не ниже нескольких десятков герц, то на индикаторе будет видна метка, состоящая из mсветящихся сегментов, из которых наиболее удаленный от нуля указывает отображаемую величину. . На фиг. 5 изображена метка для рассматриваемого примера при w 5. В случае отображения величины меньшей, чем m, метка располагается только в первой группе сегментов, и число светящихся меток соответствует отображаемой величине, как в известном устройстве, однако в- случае отоб ражения большей величины, наблюдается выигрыш в потребляемой индикатором мощности и тем больший, чем боль ше отображаемая величина. Приняв мощ ность Р, потребляемую одним светя щимся сегментом индикатора за едини цу, получим выигрыш в случае ij 7т равный , (1 ., для : 5 г fn , л р.й о . Дополнит ел bHfcjM преинуьчеством также является портоянство потребляемой момности при ,, что упрощает требоваНия к источнику питания индикато ра. Во втором варианте устройства для индикации первый генератор 11 импуль сов выполнен на Т-триггере, на счетный вход которого поступают импульсы с выхода счетчика 17, вход которого соединен с вторым генератором 16 импульсов. Показания счетчика 17 дешифрируются третьим дешифратором 18 в код 1 из m . Таким образом, пери од импульсов FJJ . .. F на выходах дешифратора 18 оказывается равным полу периодам индикации Т и V. Выходы .третьего дешифратора 18 Р., .. .F подклк1чены к запрещающим входам соответ ствующих элементов ЗАПРЁТ 13. Выходы второго дешифратора 7 В...В подключены к вторым входам элементов ИЛИ 15. Таким образом, высокий уровень с выхода В дешифратора 7 пройдет на выход соответствующего элемен та ИЛИ 15. Далее этот сигнал поступа ет на второй вход (j-l)-rb элемента ЗАПРЕТ 13. На выходе данного элемента из постоянного сигнала F импульсом F будет вырезан участок, равный длительности последнего, т.е. 1/m (Лиг. 4, точка ). Полученный таким образом сигнал поступает на второй вход m -го элемента ЗАПРЕТ 13 на выходе которого вырезается еще одна 1/т часть полупериода. Этот сигнал через т-ый элемент ИЛИ 15 поступает на выход F|I и т.д. На выходе элемента ЗАПРЕТ 13 F буде± верезана последняя 1/т часть полупериода индикации, но высокий уровень на выходе F поддерживается сигналом с выхолав,. Выходы элементов ИЛИ 15 F . . . FjJ подключены к вторым входам соответствукиих элементов И 14, к пepвы 1 входам которых подключены выходы элементов ИСКЛЮЧАЮРдаН ИЛИ 12 ...Bj. Во время первого полупериода открыты первый и второй элементы И 14 высокими уровнями с выходами и В и сигналы F и F через элементы 9 согласования зажигают первый и второй сегменты второй группы индикатора 6. Однако, средняя мощность за полуперйод индикации/ подйваёмая на первый сегмент, на 1/т часть йеньше, чем подаваемая на второй сегмент, который питается постоянным напряжением. Это вызывает соответствующее ; уменьшение яркости свечения второго сегмента. Во время второго полупериода Т открыты все элементы И 14, кроме первого и второго, высокими уровнями с выходами В . .В и сигналы, . .. J через элементы 9 зажигают с третьего по т-й сегменты первой группы индикатора 6. Начиная с .т-го, средняя мощность за полупериод, подаваемая на каждый сегмент, снижается по закону арифметияеской прогрессии с разностью 1/tn. Диаграмма распределения мощностей, подаваемых на сегменты метки, в рассматриваемом примере , представлена на фиг. 6. Соответственно снижается и яркость свечения сегментов. Таким образом, на индикаторе сформирована метка типа хвост кометы, Ьостоящая из tn сегментов, причем сегмент, соответствующий индицируемой величине, имеет максимальную яркость, а яркость остальных сегментов убывает по направлению к противоположному концу метки. Благодаря этому глаз оператора как бы наводится на нужный сегмент метки. Приняв мощность, потребляемую самым ярким сегментом, за единицу, определяем; мощность 5т потребляемую всей меткой; (. (1 Дополнительный выигрыш по сравнению с первым вариантом устройства сосоставляет , uP ) . (3) 3 Данное преимущество дает максимальный эффект при использовании светодиодного дискретно-аналогового индикатора со значительными токами, протекающими через каждый элемент, так как благодаря снижению потребляемой мощности все управляющие элементы устройства, в том числе согласующие, могут быть реализованы в составе одной интегральной микросхемы.

Ж.

Фиг.г

А

10

« .-I

a Iл,1

V,o

Hn

,4

ЛГ

,0

V.

ЛГ

що77 /

дг;

1

.11 % г

Of ВТ и

«гГ

л f-i

5 7

|I

ФигЗ