Устройство для индикации (его варианты)

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11).

3(59 0 09 0 3 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

1 (21) 3535265/18-24 (22) 10.01.83 (46) 23.08.84. Бюл. 9 31 (72) Б.Н.Иванов (53) 681.327(088.8) (56) 1. Патент СИА 9 4173593, кл. 340-753, опублик. 1979 °

2. Патент СНА Р 4232312, кл. 340753, опублик. 1980.

2. Патент СИА Р 4224616, кл. 340753, опублик. 1980 (прототип).. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАПИИ (ЕГО

BAPHAHTbl ) (57).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 первйми 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 информационными электродами индикатора, генератор. импульсов, прелой и инверсный выходы которого соединены с вто.рыми входами нечетных и четных элементов И соответственно, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с.целью снижения потребляемой мощности, в него введены элементы ИСКЛЮЧИОЩЕЕ

ИЛИ, первые входы которых соединены .с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходы — с входами элементов согласования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛИЧАИЦЕЕ ИЛИ соЕдинены с прямым выходом генератора импульсов, каждый выход первого дешибратора соединен с вторым входом предыдущего элемента ИЛИ первой группы.

2. Устройство для индикации, содержащее первый дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И первой группы,,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 входом предыдущего, элементы согласования второй группы, выходы которых соеди« нены с информационными электродами g индикатора, первый генератор импуль сов, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторими входами нечетных и четных элементов И первой руппы соответственно, о т л и ч а ю е е с я тем, что в него введены Ф элементы ИСКЛЮЧИТЕ ИЛИ, (лементы

ЗАПРЕТ, вторая группа элементов И, третья группа элементов ИЛИ, последовательно соединенные второй генератор импульсов и счетчик, третий дешифратор, первые входы элементов ИСКЛВЧАЮЦЕЕ ИЛИ соединены с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходи — с первыми входами элементов И второй группы, выходи которых соединени с входами элементов согла" сования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛ)0ЧАИщЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом первого генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора соединен с вторым входом предыдущего элемента ИЛИ первой груп пы, выходы третьего дешифратора соеди-1нени с,выходами счетчика, а виходыс первыми входами элементов ЗАПРЕТ, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ третьей группы, вторые входы которых соединены с вы- эдами второго дешифратора, выходи

1109789

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к средствам визуального представления цифровой информации,и может быть использовано для пос рое- 5 ния линейно-дискретных приборов без подвижных частей.

Известны устройства для индикации, в которых цифровая величина отображается в виде столбика, состоя- о щего из множества светящихся элементов Е13.

Недостатками таких устройств являются 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 20, различимость сочетается с малой и постоянной потребляемой мощностью, независимой от амплитуды индицируемой величины Р 23.

Недостатком данного устройства яв- 2 ляется большое число выводов управле- ния индикатором, равное числу светоизлучающих элементов последнего.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст,- 3О, ройство, содержащее дискретно-анало- говый индикатор, состоящий из свето- излучающих элементов, которые объединены в ь-группы по ю -элементов в каждой с II -управляющими и в-информационными электродами, первый и второй дешифраторы, генератор противофазных импульсов, первую и вторую группы сог ласующих элементов 333.

Недостатком известного устройства является пропорциональная зависимость потребляемой индикатором мощности от индицируемой величины, что затрудняет реализацию схемы управления в микроэлектронном исполнении из-эа значительной рассеиваемой ею мошно- 45 сти 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 55

Согласно второму варианту в устройство для индикации введены элемен ты ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 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 соединен 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 дешийратора, выходы элементов ИЛИ третьей группы соединены с вторыми входами элементов И второй группы, второй вход каждого элемента ЗАПРЕТ 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. 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 информационными электродами индикатора, генератор импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами нечетных и четных элементов И соответственно, согласно первому варианту введены элементы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы кото рых соединены с выходами элементов

ИЛИ второй группы, а выходы — c входами элементов согласования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛЮ-.

ЧМЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора соединен с вторым входом предыдущего элемента

ИЛИ первой группы.

1109 189 соединен с выходом последующего элемента ИЛИ третьей группы.

На фиг. 1 представлена функциональая схема первого варианта устройства я индикации; на фиг. 2 — функциональная схема второго варианта; на 5 фиг. 3 и 4 — временные диаграммы работы первого и второго вариантов устройства; на фиг. 5 — метка, фор- мируемая устройством; на фиг. 6 диаГрамма распределения мощностей, подаваемых на элементы метки в соот-. ветствии с вторым вариантом устройства.

Устройство содержит первый дешиф- 15 ратор 1, первую группу элементов

ИЛИ 2, первую группу элементов И 3, первую группу элементов 4. согласования, управляющие электроды 5 индикатора, индикатор 6, второй дешифратор 7, вторую группу элементов ИЛИ 8, вторую. группу элементов 9 согласования, информационные электроды 10 индикатора, первый генератор 11 импульсов, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, 25 элементы ЗАПРЕТ 13,вторую группу элементов И 14, третью группу элементов ИЛИ 15, второй генератор 16 .импульсов, счетчик 17, третий дешйфратор 18.

Устройство работает следующим образом.

Пусть ij -отображаемое устройством число, в котором i. — — старшая цифра в системе счисления с основанием и, а

j — младшая цифра в системе счисления с основанием m . .Значения i u j могут изменяться от О до q --1 и от

0 до -1 соответственно.

В качестве примера на фиг. 3 и 4 40 изображены диаграммы напряжений, со-., ответствующие отображаемому числу 11..

Пифровой код, соответствующий стар .. шей цифре отображаемого числа, поступает на первый дешифратор 1. В рас- 45 .сматриваемом примере на выходе D дешифратора 1. будет высокий уровень, а на всех остальных выходах — низкий (фиг. 3, точки П„ .... 2,). На выходах элементОв ИЛИ 2.первой групПы код "1 из ь будет преобразован в код "2 из ь", поскольку высокий уровень с каждого i-того выхода дешифратора 1 попадает и на (l -1) -й выход, т.е. высокий уровеиь будет на выходах В„ и 9 . Противдфазные импульсы

0 и 6, вйрабатываемые генератором

11, определяют первый и второй полупериоды индикации Т, и Т . Во время первого полупериода нечетные элементы И 3 заперты, а четнь1е — открыты. 60

Во время второго полупериода - наоборот., Таким образом, во время первого полупериода высокий уровень будет только на выходе 2", а во время второго полупериода — только на выходе 65

Данные сигналы через элементы 4 управляют индикатором таким образом, что во время первого полупериода Т

1 разрешена индикация второй группы сегментов иядикатора, а во время Т— первой.

Пифровой код, соответствующий младшей цифре отображаемого числа, поступает на второй дешифратор 7. В ра"сматриваемом примере высокий уровень будет на его выходе В, а на, остальных выходах — низкий (фиг. 3, очки В„...В 1. На выходах элементов ИЛИ 8 код "1 из .rn " будет преобразован в код " 1 из rn ", поскольку высокий уровень на выходе любого из. элементов ИЛИ 8 вызывает появление высокого уровня на всех. младших выходах. В рассматриваемом примере высокие уровни будут на выходах В, и В, на остальных выходах — низкие (фиг. 3, точки В„ ... В ) . Во время первого полупериода индйкации Т на вторые входы всех элементов ИСКЛЮЧАЮ1ЯЕЕ 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 В1 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 выходах В," и

В2 уровень будет низким, а на остальнйх выходах элементов 12 - высоким.

Таким образом,. разрешена индикация всех сегментов, кроме первого и второго. Поскольку во время Т разрешена индикация только первой группы сегментов, то светиться будут все сегменты, 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 в светящихся сегментов, из которых наиболее удаленный от нуля указывает отобра) жаемую величину.

На фиг. 5 изображена метка для рассматриваемого примера при =5.

В случае отображения величины меньшей, чем m., метка располагается только в первой группе сегментов, и число светящихся меток соответствует отображаемой величине, как в извест.1109789

Дополнительным преимуществом также является постоянство потребляемой мо! .(Ности при iI ) (((что упрощает тре 1 5 бования к источнику питания индикатора.

5щ-.— (2-.(-(n 1() (g(Дополнительный выигрыш по сравнению с первым вариантом устройства сосоставляет

0P =m- — (2- — (r - (). ((з

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. ном устройстве, однако в.случае отображения большей величины, наблюдается выигрыш в потребляемой индикатором мощности и тем больший, чем больше отображаемая величина. Приняв мощность P потребляемую одним светящимся сегментом индикатора за едини. цу, получим выигрыш B случае ij)m равный

QP= ij-(и (

Во втором варианте устройства для индикации первый генератор 11 импульсов 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 rn "". .Таким образом, период импульсов FÄ ... F на выкодах дЕшифратора 18 оказывается равным полупериодам индикации Т, и Т . Выходы третьего дешифратора 18 F, ...Fm под30 ключены к запрещающим входам соответствующих элементов ЗАПРЕТ; 13. Выходы второго дешифратора 7 B„... подключены к вторым входам элементов

ИЛИ 15. Таким образом, высокий уро- 35 вень с выхода В дешифратора 7 пройдет на выход соответствующего элемента ИЛИ 15. Далее этот сигнал поступает на второй вход () -1)-го элемента

ЗАПРЕТ 13. На выходе данного элемен- 40 та из постоянного сигнала F импульсом F будет "вырезан" участок, равный длительности последнего, т.е.

1/ в (Аиг. 4, точка F Ä ). Полученный таким образом сигнал поступает на второй вход tn --го элемента ЗАПРЕТ 13, на выходе которого "вырезается" еще одна 1/rn часть полупериода. Этот сигнал через (((-ый элемент ИЛИ 15 поступает на выход 1",„ и т.д. На выходе элемента ЗАПРЕТ 13 F (будет "верезана последняя 1/rn часть полупериода индикации, но высокий уровень на выходе

F" подцерживается сигналом с выхода В2 °

Выходы элементов ИЛИ 15 F „ подключены к вторым входам соответствукщих элементов И 14, к первым входам которых подключены выходы элементов ИСКЛ(.(ЧАЮТ ЕЕ ИЛИ 12 B „(...B". 60

Во время первого полупериода Т) открыты первый и второй элементы И 14 высокими уровнями с выходами В ., и В" и сигналы F „ и F" через элементы 9 согласования зажйгают первый и второй сегменты второй группы индикатора 6. Однако, средняя мощность за полупериод индикации, подаваемая напервый сегмент, на. 1/((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 F3

ОЪ через элементы 9 зажигают с третьего по ((-й сегменты первой группы индикатора 6. Начиная с,m-ro, средняя мощность за полупериод, подаваемая на каждый сегмент, снижается по закону арифметической прогрессии с разностью 1/(и. Диаграмма распределения мощностей, подаваемых на сегменты метки, в рассматриваемом примере при m=5, представлена на фиг. 6.

Соответственно снижается и яркость свечения сегментов.

Таким образом, на индикаторе сфор" мирована метка типа "хвост кометы", состоящая из в 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 5m потребляемую всей меткой:

1109789

1109789

1109789

1109789

Cg

Е Ср б ГФ Сх юг.

ЯЯИИПИ абакар Qp9p/36 - Тираж 447 . ПОднконое

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4