Устройство для индикации (его варианты)

(56) 1. Патент СИАкл. 340-753, опубл2, Патент СНА Р753, опублик. 19802, Патент СЩА Р753, опублик. 1980 Р 31 Р 4173593,к. 19794232312, кл. 340224616, кл. 340прототип).,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 03 ЯРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(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, прямой 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 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены .с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходы - с входами элементов согласования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛИЧАЮЦЕЕ ИЛИ соЕ- динены с прямым выходом генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора 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 группывыходы 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 электродамииндикатора, первый генератор импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами нечетных и четных элементов И первой руппы соответственно, о т л и ч а юе е с я тем, что в него введены Ф элементы ИСКЛЮЧИЩЕЕ ИЛИ, лементы ЗАПРЕТ, вторая группа элементов Я, 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 выходи - с первыми входами элементов И второй группы, выходи которых соединены с входами элементов согла" сования второй группы, вторые входы элементов ИСКЛ)0 ЧАИщЕЕ 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- нени с,выходами счетчика, а выходы" с первь 1 ми входами элементов ЗАПРЕТ, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ третьей группы, вторые входы которых соединены с вы-эдами второго дешифратора, выходи1109789 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к средствам визуального представления цифровой информации,и может быть использовано для посроения линейно-дискретных приборов безподвижных частей.Известны устройства для индикации, в которых цифровая величинаотображается в виде столбика, состоя- ощего из множества светящихся элементов Е 13.Недостатками таких устройств являются значительная потребляемая мощность а также изменение обшей яркости индикатора, линейно зависящееот амплитуды индицируемой величины.Известно устройство для индикации,в котором указателем индицируемойвеличины служат несколько светящихсяэлементов индикатора и хорошая 20,различимость сочетается с малой ипостоянной потребляемой мощностью,независимой от амплитуды индицируемой величины Е 23.Недостатком данного устройства является большое число выводов управле-ния индикатором, равное числу светоизлучающих элементов последнего.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является уст,-3 О,ройство, содержащее дискретно-анало-говый индикатор, состоящий из свето-излучающих элементов, которые объединены в ь-группы по е -элементов вкаждой с ь -управляющими и в-информационными электродами, первый и второйдешифраторы, генератор противофазныхимпульсов, первую и вторую группы согласующих элементов Е 31.Недостатком известного устройстваявляется пропорциональная зависимостьпотребляемой индикатором мощности отиндицируемой величины, что затрудняет реализацию схемы управления вмикроэлектронном исполнении из-эазначительной рассеиваемой ею мошности при максимальных значениях отображаемой величины,Цель изобретения - снижение потребляемой индикатором мощности.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для индикации,содержащее первый дешифратор, выходыкоторого соединены с первыми входамиэлементов ИЛИ первой группы, выходыкоторых 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 Ивторой группы, второй вход каждого элемента ЗАПРЕТ соединен с выходомпоследующего элемента ИЛИ третьейгруппы. элементов И, выходы которых соединены с входами элементов согласованияпервой группы, выходы которых соединены с управляющими электродами индикатора, второй дешифратор, выходыкоторого соединены с первыми входамиэлементов ИЛИ второй группы, второйвход каждого элемента ИЛИ второйгруппы соединен с выходом последующего, элементы согласования второйгруппы, выходы которых соединены синформационными электродами индикатора, генератор импульсов, прямой иинверсный выходы которого соединеныс вторыми входами нечетных ичетныхэлементов И соответственно, согласно первому варианту введены элементыИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами элементовИЛИ второй группы, а выходы - с входами элементов согласования второйгруппы, вторые входы элементов ИСКЛЮ-.ЧМЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом генератора импульсов, каждый выход первого дешифратора соединен свторым входом предыдущего элементаИЛИ первой группы.соединен с выходом последующего элемента ИЛИ третьей группы.На фиг. 1 представлена функциональая схема первого варианта устройствая 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 дешифратор 1, первую группу элементовИЛИ 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 10индикатора, первый генератор 11 импульсов, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, 25элементы ЗАПРЕТ 13,вторую группуэлементов И 14, третью группу элементов ИЛИ 15, второй генератор 16.импульсов,счетчик 17, третий дешйфратор 18,Устройство работает следующим образом.Пусть 1) -отображаемое устройством число, в котором- старшая цифра в системе счисления с основанием я, а 1 - младшая цифра в системе счисления с основанием в . Значения 1 и 1 могут изменяться от О до-1 и от 0 до в -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 ,сматриваемом примере на выходе 3 дешифратора 1. будет высокий уровень, а на всех остальных выходах - низкийФиг. 3, точки П , 2,). На выходах элементав ИЛИ 2.первой групПы код "1 из о будет преобразован в код ф 2 из ь", поскольку высокий уровень с каждого 1-того выхода дешифратора 1 попадает и на (1 -1) -й выход, т.е. высокий уровеиь будет на выходах В и Э . ПротивдФазные импульсы О и О, вйрабатываемые генератором 11, определяют первый и второй полу- периоды индикации Т, и Т . Во время первого полупериода нечетные элементы И 3 заперты, а четнь 1 е - 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 Э . Данные сигналы через элементы 4 управляют индикатором таким образом, что во время первого полупериода Т разрешенаиндикация 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 ВВ ) . На выходах элементов ИЛИ 8 код "1 из в " будет преобразован в код "из в ", 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 ВВ ) . Во время первого полупериода индйкации Т на вторые входы всех элементов ИСКЛЮЧАЮ 1 ЯЕЕ 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 В 1 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 В 2 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 в =5. В случае отображения величины меньшей, чем в, метка располагается только в первой группе сегментов, и число светящихся меток соответствует отображаемой величине, как в известв 2 (щ.111 . (2) 55 ном устройстве, однако в.случае отображения большей величины, наблюдается выигрыш в потребляемой индикатором мощности и тем больший, чем больше отображаемая величина. Приняв мощность Р, потребляемую одним светящимся сегментом индикатора за единицу, получим выигрыш в случаеравный Дополнительным преимуществом так- же является постоянство потребляемой мокНости при 1 Вчто упрощает тре 15 бования к источнику питания индикатора. 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 16импульсов. Показания счетчика 17 дешифрируются третьим дешифратором 18 в код "1 из в ". Таким образом, период импульсов Ге. на выходах дешифратора 18 оказывается равным полу- периодам индикации Т, и Тг, Выходы третьего дешифратора 18 Г, Г, под 30 ключены к запрещающим входам соответствующих элементов ЗАПРЕТ 13. Выходы второго дешифратора 7 ВВ подключены к вторым входам элементов ИЛИ 15. Таким образом, высокий уро вень с выхода Вг 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 та из постоянного сигнала Рг импульсом Г, будет "вырезан" участок, рав" ный длительности последнего, т.е, 1/ в Аиг. 4, точка г). Полученный таким образом сигнал поступает на второй вход ю -го элемента ЗАПРЕТ 13, на выходе которого "вырезается" еще одна 1/в часть полупериода. Этот сигнал через в-ый элемент ИЛИ 15 поступает на выход 1", и т.д. На выходе элемента ЗАПРЕТ 13 Гг будеФ "верезана последняя 1/ю часть полупериода индикации, но высокий уровень на выходе Г" подцерживается сигналом с выхода Вг . Выходы элементов ИЛИ 15 Р подключены к вторым входам соответствующих элементов И 14, к первым входам которых подключены выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 ВВ" . 60 Во время первого полупериода Т открыты первый и второй элементы И 14 высокими уровнями с выходами В., и В"и сигналы Р и г" через элементы 9согласования зажйгают первый и второй сегменты второй группы индикатора 6. Однако, средняя мощность заполупериод индикации подаваемая на .первый сегмент, на. 1/в 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 Вц В", и сигналы Г" через элементы 9 зажигают с третьего по -й сегменты первой группы индикатора 6. Начиная с уп-го, средняя мощность за полупериод, подаваемая на каждый сегмент, снижается по закону арифметической прогрессии с разностью 1/гп. Диаграмма распределения мощностей, подаваемых на сегменты метки, в рассматриваемом примере при Ф=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 5, потребляемую всей меткой:2 Дополнительный выигрыш по сравнению с первым вариантом устройства сосоставляетР=щ- - 2.1( -1)1 (и 3Данное 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.