NL7903515A

NL7903515A - Modulatorschakeling voor een matrixweergeefinrichting.

Info

Publication number: NL7903515A
Application number: NL7903515A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1980-11-06
Also published as: GB2047453A; JPS55156994A; US4353062A; DE3017134C2; GB2047453B; IT1142161B; FR2455828A1; FR2455828B1; DE3017134A1; IT8021719A0

Description

N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven 4.5.79 1 phn 9449

Modulatorschakeling voor een matrixweergeefinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een modulators chakeling voor een matrixweergeefinrichting met k kolommen en r rijen, voorzien van een rijselectieschake-ling voor het achtereenvolgens electrisch bekrachtigen van 5 de r rijen en van k kolombekraehtigingsschakelingen voor het bekrachtigen van k corresponderende kolomgeleiders, waarbij elke kolombekrachtigingsschakeling een teller-schakeling met N telelementen en een stroombronschakeling bevat, welke tellerschakelingen steeds kort voor voor het 10 selecteren van een volgende rij in beginstanden worden gesteld die corresponderen met voor de corresponderende elementen van deze rij aan de modulatorschakeling toegevoerde beeldinformatie, waarbij gedurende een rijselectietijd aan alle telschakelingen een aantal telimpulsen wordt toege-

N

15 voerd, welk aantal hoogstens gelijk is aan 2 , met behulp van welke telimpulsen elk der telschakelingen vanaf de ingestelde beginstand telt tot dat een vaste eindstand is bereikt, voor het bepalen van de impulsbreedte van de aan een met die telschakeling corresponderend beeldelement, 20 toegevoerde bekrachtigingsimpuls en waarbij de stroombron-schakeling de hoogte van de amplitude van deze bekrachtigingsimpuls bepaalt.

Dergelijke modulatorschakeling worden onder meer toegepast voor de aansturing van platte weergeefschermen voor televisieontvangers en voor digitale uitvoerappa- 7903515 V' 4.5.79 2 PHN 9449 ratuur voorzien van gasontladingsweergeefcellen, licht e-mitterende diodes en dergelijke. Voor het aftasten van de rijen wordt daarbij in het algemeen het zelfaftastprincipe (self-scan) toegepast hetgeen een zekere minimum stroom 5 door alle elementen van een geselecteerde rij vooronderstelt. Tevens is deze stroom gewenst voor het instellen van het zogenaamde zwartniveau.

Tevens zijn de elementen gebonden aan een zekere maximumwaarde van de stroom door één enkel element.

10 De verhouding van minimumstroom en maximumstroom is daarbij te gering, om met amplitudemodulatie alleen, een voldoend kontrastrijke weergave te bereiken, zodat een combinatie van amplitudemodulatie en impulsbreedtemodulatie noodzakelijk is.

15 Voorts is het veelal gewenst, dat de beeld- helderheid niet lineair afhankelijk is van de toegevoerde beeldinformatie, bijvoorbeeld in verband met het decorri-geren van een aan de zenderzijde toegepast ^-correctie.

Een modulatorschakeling van de bovenge-20 noemde soort is bekend uit de Nederlandse Octrooiaanvrage nr. 7702395.

Met deze modulatorschakeling wordt een kwadratische helderheidsmodulatie verkregen, door de beeldinformatie afkomstig van een analoog-digitaalomzetter 25 toe te voeren aan een telschakeling en aan een stroombron-schakeling.

Hierbij wordt de telschakeling geladen in een met de digitale beeldinformatie corresponderende begins tand en telt van die stand uit gedurende rijselectie-30 tijd tot een vaste eindstand, bijvoorbeeld door af te tellen tot de nulstand, waarna de telschakeling automatisch stopt. De hiervoor benodigde teltijd bepaalt de impulsbreedte van het aan een beeldelement toegevoerde bekrachtigings-signaal.

35 Tevens wordt de digitale beeldinformatie toegevoerd aan een aantal ingangen van een stroomschake-ling, die een stroom levert gedurende de impulsduur welke evenredig is met de waarde van de toegevoerde beeldinfor- 7903515

. «V

* 4.5.79 3 PHN 9449 matie.

Hierbij is het nodig, dat de beeldinformatie ten minste gedurende de impulsduur onveranderd blijft, hetgeen in verband met de gewenste uniforme bestnrings-g electronica in de praktijk betekent, dat de beeldinformatie gedurende de gehele rijselectietijd constant moet blijven.

Dit betekent ofwel, dat er een analoog-digitaalomzetter per kolom wordt vereist, welke omzetter 10 na de bemonstering van het videosignaal zijn stand behoudt, ofwel, dat per kolom een kolomregister wordt vereist.

De uitvinding beoogt een modulatorschake-ling te verschaffen waarbij deze geheugenfunctie niet be-15 hoeft te worden verkregen door toepassing van een N-bits geheugen per kolom.

Een modulatorschakeling van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat 20 elke stroombronschakeling van een kolom gedurende de duur van de bekrachtigingsimpuls een eindige in de tijd variërende, stroom levert aan het in de kolom geselecteerde beeldelement, welke stroom steeds correspondeert met het aantal gebruikte achtereenvolgende standen 25 van de tel schakeling.

Hiermede wordt bereikt, dat de telschake-ling in feite de geheugenfunctie overneemt, terwijl door een passende besturing van de stroombronschakeling door de telschakeling een willekeurige kiesbare kromme voor de 30 helderheidsmodulatie kan worden ingesteld. Zo kan men bijvoorbeeld de amplitude van de door de stroombron geleverde stroom voor één beeldelement, gedurende de teltijd van de telschakeling lineair laten toenemen van nul af, of laten afnemen tot nul, zodat een kwadratische modulatie wordt 35 bereikt. De gehele impuls wordt immers driehoekig van vorm, en het oppervlak van deze driehoek neemt bij vergroting van de impulsbreedte kwadratisch toe, evenals de daardoor veroorzaakte gemiddelde helderheid van het beeldelement.

79035 i5 4.5*79 4 ΡΗΝ 944-9 ’ «- τ

Daar bij televisieweergeefschermen en daarmee vergelijkbare schermen in het algemeen enige honderden kolommen vereist worden, worden hiermede bij bijvoorbeeld toepassing van 8-bits beeldinformatie enige duizenden flip-5 flops bespaard. Dit is een zeer ingrijpende besparing, te meer, daar deze flipflops niet als zogenaamde large-scale-integration schakeling (LSI-circuit) kunnen worden uitgevoerde ten gevolge van het zeer grote aantal benodigde aansluitingen.

10 Een gunstige uitvoeringsvorm van een modu- latorschakeling volgens de uitvinding, heeft tot kenmerk, dat elke stroombronschakeling is voorzien van N stroombronnen met elk een stroomuitgang, en van N be-15 krachtigingsschakelaars waarbij elke stroombronuitgang is verbonden met een ingang van de corresponderende bekrach-tigingsschakelaar en alle uitgangen van deze bekrachtigings-schakelaars gezamenlijk met de bij de stroombronschakeling behorende kolomgeleider zijn verbonden, en de stand van 20 de N schakelaars wordt bepaald door de stand van de tel- elementen van de bij dezelfde stroombronschakeling behorende tellerschakeling, bijvoorbeeld zodanig, dat voor de stroombronschakeling van een kolom-bekrachtigingsschakeling de stand van de bekrachtigings-25 schakelaar i (i=0, 1, .*..., N-1) voor de stroombron i bepaald wordt door de stand van telelement i van de tellerschakeling van diezelfde kolombekrachtigingsschakeling.

In het bijzonder kan hiermede een goede benadering van een kwadratische helderheidsmodulatie wor-30 den verkregen, indien de i. stroombronnen van een stroombronschakeling ingericht zijn voor het leveren van i van elkaar verschillende stromen die zich verhouden als 1s3 s 8 .......: 2"*" j.....:2^~\ waarin i=3> 4, ....... N-2.

35 Deze benadering kan verder worden ver beterd, doordat de eerste stroomschakelaar (i=0) van een stroombronschakeling, de eerste stroombron bovendien in- 7903515 s * 4.5.79 5 PHN 9449 schakelt indien gedurende de tweede aan de telschakeling toegevoerde telimpuls, de stand van het tweede telelement (±=1) met de waarde "1” overeenkomt, voor liet toevoeren van een correctiestroom.

5 Deze uitvoeringsvormen hebben met elkaar gemeen, dat de stroombronschakeling steeds direct bestuurd wordt door middel van met de telschakeling gekoppelde schakelaars .

In de schakeling volgens de geciteerde 10 Nederlandse Octrooiaanvrage wordt de ruststroom iQ voor de bepaling van het zwartniveau bepaald door een toegevoegde stroombron, waarvoor een extra referentiespanning is vereist .

Deze ruststroom kan op een eenvoudiger 15 wijze worden bereikt,- indien in elke kolombekrachtigingsschakeling ten minste een van de stroombronnen wordt aangeschakeld gedurende een laadimpuls voor de telschakeling, waarbij de pulsbreedte van de laadimpuls zodanig is gekozen, dat een 20 gewenst zwartniveau voor de beeldelementen wordt verkregen.

Een tweede groep van uitvoeringsvormen van een modulatorschakeling volgens de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de modulatorschakeling is voorzien van een 25 centrale stroombron voor het leveren van een gedurende een rijselectietijd in de tijd variërende stroom, en de stroom-bronschakeling van elke kolombekrachtigingsschakeling is gevormd met een stroomspiegel voor het leveren van een stroom aan de met de stroombronschakeling corresponderende 30 kolomgeleider gedurende de door de telschakeling van de kolombekrachtigingsschakeling bepaalde tijdsduur, die in hoofdzaak gelijk is aan de stroom door de centrale stroombron.

Deze uitvoeringsvormen berusten op het in— 35 zicht, dat het gewenste stroomverloop in alle gevallen eenzelfde vorm heeft, afgezien van de afknotting die het gevolg is van de ingestelde impulsbreedte. Daardoor is het mogelijk deze vorm eenmaal centraal vast te stellen met een 79 0 35 1 5 * t 4.5.79 6 PHN 9449 centrale stroombron, en met behulp van k stroomspiegels k onderling gelijke stromen die alle dezelfde vorm hebben als de door de centrale stroombron gevoerde stroom, aan de k kolomgeleiders toe te voeren gedurende de voor de res-5 pectievelijke kolommen geldende impulsduur.

Hierdoor wordt een verdere besparing verkregen doordat per kolom nu N stroombronnen en N schakelaars worden vervangen door respectievelijk één stroomspiegel en één schakelaar.

10 De daarvoor benodigde centrale stroombron is daartegenover maar eenmaal nodig, zodat het aantal benodigde stroombronnen (inclusief stroomspiegels) afneemt met k (N-1)-1.

De vorm van het stroomverloop van de cen-15 trale stroombron, heeft tot kenmerk, dat de centrale stroombron gedurende de achtereenvolgende telimpulsenin een rijselectietijd steeds één van een aantal waarden van de stroomamplitude vertoont, 20 die gedurende de duur van de telimpuls in hoofdzaak constant is, waardoor met een digitale besturing van de centrale' stroombron een trapjeskromme ontstaat, of, dat de centrale stroombron gedurende een rij-selectietijd een continu variërende stroom levert, waarbij 25 de centrale stroombron met een monotoon verlopende kromme werkt, van bijvoorbeeld een zaagtandachtige vorm.

In beide gevallen kan een kwadratische hel-derheidsmodulatie worden verkregen, indien de stroom van de centrale stroombron ge-30 durende een rijselectietijd in hoofdzaak lineair met de tijd variëert.

Ook in deze groep van uitvoeringsvormen kan i op soortgelijke wijze als tevoren worden verkregen, indien 35 elke kolombekrachtigingsschakeling is voor zien van een poortschakeling welke de uitgang van de stroomspiegel koppelt met de kolomgeleider indien of de telscha-keling een stand heeft die van de vaste eindstand verschilt 7903515 » <* 4.5.79 7 PHN 9449 of een laadimpuls voor de telschakeling aanwezig is, -waarbij de pulsbreedte van de laadimpuls zodanig is gekozen, dat een gewenst zwartniveau voor de beeldelementen wordt verkregen.

5 In bet volgende worden van beide groepen een aantal uitvoeringsvormen meer in detail besproken aan de hand van de tekening,

In de tekening toont:

Fig. 1 een vereenvoudigde modulatorschake-10 ling voor het verkrijgen van een kwadratische helderheids-modulatie met door de telschakelingen bestuurde stroombrons chakelingen;

Fig. 2 eenzelfde modulatorschakeling, echter uitgebreid met een poortschakeling voor het verkrijgen van 15 een correctiestroom;

Fig. 3 de met een schakeling waarin N=4 verkregen stroomvormen voor de 16 mogelijke helderheids-niveaus, zoals verkregen met schakelingen volgens Fig. 1 of 2; 20 Fig. 4 een vereenvoudigd blokschema van een modulatorschakeling voorzien van een centrale stroombron met digitale sturing;

Fig. 5 bet verloop van de stroom in de centrale stroombron; en 25 Fig. 6 een geschikte uitvoeringsvorm voor het toevoegen van de ruststroom i ;

Fig. 7 een tijddiagram voor de schakeling volgen Fig. 6.

In fig. 1 is een deel van de modulator-30 schakeling voor het aansturen van één kolomgeleider n(n=0, 1....... k-1), 1, gevormd met een telschakeling 2, een stroombronschakeling 3 en een aantal s tro ombrons chake-laars 4 tot en met 9· In dit voorbeeld is Ν=6 gekozen.

Het einde van de teltijd wordt verkregen 35 door middel van een poortschakeling bestaande uit een OF—poort 10 en een EN-poort 11. Voor de telschakeling kan bijvoorbeeld een synchrone binaire teller van het type Signetics 54193 worden toegepast, zoals beschreven in het 7903515 « 3 4·5·79 8 PHN 9449

Philips Data Handbook 1978, deel: Signetics integrated circuits, pagina's 340-343·

Hoewel de poortschakeling 10, 11 in het algemeen bij telschakelingen van dit type reeds in de ge-5 integreerde schakeling is opgenomen, zijn de poorfceilO en 11 vanwege de overzichtelijkheid afzonderlijk getekend.

De telschakeling heeft een aantal ingangen 12 tot en met 17 voor het instellen van een beginstand, aan welke ingangen een..meervoudig digitaal signaal aQ tot 10 en met a^ kan worden toegevoerd. Voorts heeft de telscha-keling een ingang voor een laadsignaal PL geleverd door een niet getekende tijdschakeling, of zoals voor vele tel-lertypen gewenst is een ingang voor het geïnverteerde laadsignaal PL, 18.

15 De telschakeling bevat N niet-getekende tel-flipflops met uitgangen 22 tot en met respectievelijk 27 welke enerzijds zijn verbonden met de schakelingangen van de schakelaars 4 tot en met respectievelijk 9 en anderzijds de ingangen vormen van de OF-poort 10. Hiermede ont-20 staat aan de uitgang 28 van de OF-poort 10 een overdrachts-signaal, meestal bekend onder de Engelse naam "Borrow output» (bw) .

Dit signaal verschilt enigszins van de uitgang TCjj van de 54193· Voorts heeft de telschakeling 2 25 een telingang 29 voor een telsignaal, waarvoor in dit voorbeeld is gekozen een aftelingang CP^ ("Count Down"), welke is verbonden met een uitgang 30 van de EN-poort 11, waarvan een ingang 31 klokpulsm CP voor het aftellen ontvangt van de tijdschakeling, en een ingang 32 is verbonden met 30 de BW-uitgang 28.

Indien de telschakeling tengevolge van een ingangscombinatie waarbij alle a^=0 op het laadcommando in de nulstand is gebracht, subsidiair gebleven, zijn alle teluitgangen 22 tot en met 27 "0", de BW-uitgang 28 is 35 eveneens "0", waardoor de EN-poort 11 is geblokkeerd, zodat geen telimpulsen aan de telingang 29 worden toegevoerd. De telschakeling blijft nu in de "0"-stand staan, totdat tijdens de volgende of een van de daaropvolgende rijselec- 7903515 4.5-79 9 PHN 9^9 tietijden op een volgend laadcommando de telschakeling in een van "0" verschillende stand wordt gezet.

Xndien de a^ niet allen "O" zijn, wordt de telschakeling in een corresponderende binaire beginstand 5 gezet. Xs bijvoorbeeld a^="1", dan wordt uitgang 25 ook een "1n enzovoort.

Daar nu ten minste één uitgang "1” is, wordt de BW-uitgang 28 eveneens ”1" zodat een of meer telimpulsen aan de aftelingang kunnen worden toegevoerd. Indien de 10 beeldinformatie een binaire representatie vormde van het getal 29, wordt de telschakeling geladen in de stand "29"» en zal door het toevoeren van 28 aftelimpulsen achtereenvolgens aftellen tot 1. Gedurende deze tijd is steeds ten minste één uitgang Q.an1n, zodat uitgang 28 ook steeds een s t e 15 ”1" vertoont. Als ten slotte de 29 telimpuls komt, wordt de telschakeling in de "0"-stand gebracht, uitgang 28 wordt ”0", er kunnen geen verdere aftelimpulsen worden toegevoerd zodat de teller in de n0n-stand blijft, ten minste gedurende de rest van de rijselectietijd.

20 Voor het aftellen van de maximale stand

N N

2-1 zijn evenzo 2-1 telimpulsen nodig, zodat het gunstig N

is om 2 klokperioden gelijkmatig over een rijselectietijd of iets korter te verdelen.

De telschakeling 3 bevat N stroombronnen 25 met uitgangen 34 tot en met 39 voor in dit voorbeeld stromen van 1^, 81^, l6l^, 321^ respectievelijk 641^, welke uitgangen jk tot en met 39 zijn. verbonden met ingangen van de stroombronschakelaars 4 tot en met respectievelijk 9· De uitgangen van deze schakelaars zijn alle verbonden met de 30 kolomgeleider 1.

Voorts heeft de stroombronschakeling een ingang 40 voor een referentiestroom I^=pl^ waarin p een constante voorstelt. In het geval dat p=1 komt I_ meteen X\ in plaats van de eerste stroombron en dient als referentie-35 stroom voor de overige stroombronnen. De stroombronnen zijn niet getekend, hiervoor zijn verschillende uitvoeringsvormen bekend. Keuze en uitwerking hiervan maken geen deel uit van de uitvinding.

7903515 4.5*79 10 PHN 9449 * *

Het zal duidelijk zijn, dat als de begin-stand van de telschakeling ”0" was, gedurende de rijselec-tietijd alleen de stroom I aan de kolomgeleider wordt toegevoerd via de verbinding 41, daar alle teluitgangen 22 5 tot en met 27 "O" zijn, en dus alle schakelaars 4 tot en met 9 in de niet geleidende teestand verkeren.

Indien de beginstand "1" was is alleen de teluitgang 22 op de waarde "1” zodra het laden is voltooid, en via de stroombronschakelaar 4 wordt gedurende één klok-10 periode een stroom I aan de kolomgeleider toegevoerd. Na één telimpuls komt de telschakeling reeds in de stand "0”. Was de beginstand n2n, dan is in de eerste klokperiode alleen teluitgang 23 een "1", zodat gedurende de eerste klokperiode een stroom 31^ wordt toegevoerd, in de tweede klok-15 periode is weer alleen teluitgang 22 een "1” en wordt 1^ toegevoerd, zodat in totaal 4 eenheden 1^ aan het corresponderende beeldelement worden geleverd, afgezien steeds van de stroom I . Was de beginstand ,,3" dan wordt in de eerste klokperiode (3+l)l^ geleverd en in de tweede en 20 derde klokperiode gebeurt hetzelfde als bij beginstand ”2” in eerste en tweede klokperiode gebeurde (4l^ totaal), zodat in de eerste drie klokperioden nu 8 stroomeeiiheden worden geleverd en in de rest van de rijselectietijd niets meer. In tabel I is getoond hoeveel eenheden worden geleverd 25 in de gevallen met de eerste 15 van de mogelijke 2 =64 begins tanden.

30 35 7903515 4.5.79 11 PHN 9449

Tabel I

N begin CPQ CP^ CP2 CP«^ CP^ CP,» ~ 5 T 000001 '000001 ~ 1x1

A

2 000010 000010 000001 1+3=4l 3 000011 000011 000010 000001 4+4=8 4 000100 000100 000011 000010 000001 8+8*16 5 000101 000101 000100 000011 000010 000001 16+9*25 10 6 000110 000110 000101 000100 000011 000010 000001 25+11*36 7 000111 000111 000110 000101 000100 000011 000010 36+12=48 8 001000 001000 000111 etc. 48+16=64 9 001001 001001 001000 etc. 64+17*81 10 001010 001010 etc. 81+19=100 1511 001011 001011 100+20*120 12 001100 001100 120+24*144 |13 001101 001101 144+25=169 Π 4 001110 001110 169+27=196 j15| 001111 001111 I 196+28*224 20 224+32=256 etc.

De binaire getallen 000001 etc. representeren de toestanden van de teluitgangen 22 tot en met 27 in die volgorde, een 25 "1" aan liet begin correspondeert daarbij in de met CPq enzovoort aangeduide klokperioden 64 IA gedurende de klok-periode waarin deze "1" geldt, het laatste bit geeft met "1" een stroom 1^ aan, achtereenvolgens dus respectievelijk 64lA, 32Xa, 16Ia, 8Ia, 3Ia en 1XA· 30 Het stroomverloop gedurende het begin van een rijselectietijd is in Tig. 3 voorgesteld door de getrokken lijnen.

Hoewel een redelijke benadering van de gewenste kwadratische helderheidsmodulatie wordt verkregen 35 is de reeksi 0, 1, 4, 8, 16, 25, 36, 48, 64 enz. niet geheel kwadrati sch ï 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64 enz.

7 9 0 3 5 1 5 Om de vier mogelijke beginstanden is er één 4.5.79 12 PHN 9449 eenheid te weinig. Door een correctiestroom 1^ in te voeren gedurende de tweede klokperiode CP^ zoals in Fig. 3 gearceerd is aangegeven, ontstaan de gestippelde lijnen, waarbij de lijnen achtereenvolgens oppervlakken insluiten 5 die wel exact kwadratisch toenemen.

In Tabel I onder CP^ is te zien, dat het tekort steeds optreedt bij een binair getal xxxxlO. Door nu schakelaar 4 eveneens te openen als gedurende CP^ de teluitgang 23 een "1" is, wordt gedurende deze tweede 10 klokperiode xxx10 vertaald tot xxxxl1. De standen met xxxx11 blijven gewoon xxxxl1.

De hiervoor benodigde correctieschakeling is getoond in Fig. 2. Hierin dragen de met Fig. 1 overeenkomende elementen dezelfde verwijzingsgetallen als in Fig.

15 1 .

Een signaal CP^ van de tijdschakeling wordt toegevoerd aan een ingang 42 van een EN-poort 43 waarvan een verdere ingang 44 is verbonden met de teluit— gang 23» waardoor aan de uitgang 45 van de EN-poort 43 een 20 signaal Q^.CP^ wordt gevormd. Deze uitgang 45 is verbonden met een eerste ingang 46 van een OF-poort 47 waarvan een tweede ingang 48 is verbonden met de teluitgang 22, zodat aan de uitgang 49 van de OF-poort 47 tenslotte een signaal Q +Q...CP.. ontstaat. Deze uitgang 49 vormt tevens de scha-o I 1 25 kelaar 4, die dus een stroom 1^ zal toevoeren aan de kolom-geleider 1 als de teluitgang 22 een ”1” is OF als de teluitgang 23 een 111 *' is gedurende de klokperiode CP^ (OF beide). Hierdoor komt de gewenste stroomcorrectie tot stand.

Op de getoonde uitvoeringsvoorbeelden zijn 30 een groot aantal variaties mogelijk, die door een deskundige eenvoudig kunnen worden aangebracht. Zo kan bijvoorbeeld de BW-uitgang ook worden gerealiseerd met een NIET-EN-poortschakeling (NAND) waarvan de ingangen zijn gekoppeld met de accentuitgangen van de telflipflops. De 35 B¥-uitgang wordt nu "O" als alle accentuitgangen van de telflipflops "1” zijn, dus alle telflipflops in de flip-flopstand nOH.

7 9 0 3 5 1 5 Ook bunnen voor de N stroombronnen van de # ♦ 4.5.79 13 PHN 9^9 stroombronschakeling andere stroomwaarden worden gekozen, waardoor de helderheidsmodulatiekromme aan een andere gewenste kromme kan worden aangepast, zoals bijvoorbeeld nodig kan zijn voor andere -waarden dan 2, zoals =1,8 of 5 ,2 .

Ook kunnen telschakelingen met separate optel- en aftelingangen en een vrijgaveingang CE (count enable) worden toegepast. In dat geval wordt de BW-uitgang verbonden met de CE-ingang. De functie van de EN-poort 11 is 10 dan reeds in de telschakeling zelf gerealiseerd. Evenzeer is het mogelijk om evenals in Fig. 2 reeds voor de eerste stroombronschakelaar geschiedde, voor diverse schakelaars meer of minder ingewikkelde uitcoderingen van de teluit-gangen toe te passen om tot een ander verloop van de hel-15 derheidskromme te komen. Dergelijke variaties vallen geheel binnen het kader van de uitvinding.

Ook kan bijvoorbeeld de teller in juist de inverse stand van alle flipflops worden gezet om vervolgens op te tellen tot de maximumstand, indien verder tel-20 len dan geblokkeerd wordt met behulp van een zogenaamde ucarry"-uitgang die "O” wordt als alle telflipflops een 111" bevatten.

Fig. 4 toont een uitvoeringsvorm voor wederom één kolombekrachtigingsschakeling waarbij een cen-25 trale stroombron 50 wordt toegepast. Overeenkomstige elementen hebben ook hier weer dezelfde verwijzingsgetallen als Fig. 1 en 2, evenals ook die van Fig. 6.

De centrale stroombron 50 bevat een tel-schakeling 51 en een stroombronschakeling 52 welke door 30 de klokschakeling 51 wordt bestuurd op overeenkomstige wijze als in Fig. 1 of 2 de stroombronschakeling 3 door de telschakeling 2 en de stroombronschakelaars wordt bestuurd, zodanig, dat een trapvormig verloop van de door de centrale stroombron aan een uitgang 53 geleverde stroom ontstaat 35 zoals aangegeven met de getrokken lijn 54 in Fig. 5> bijvoorbeeld voor N=3.

De telschakeling heeeft een optelingang 55 waaraan hetzelfde telsignaal wordt toegevoerd als aan alle 7903515 4.5.79 14 PHN 9449 k telschakelingen 2, en een terugstelingang 56, aangegeven met MR (RESET), welke is verbonden met het laadsignaal voor de telschakelingen 2.

Het laadsignaal brengt aan het begin van 5 een rijselectietijd de teller 51 de "0"-stand, waarna op

N

de laadimpuls volgende 2-1 klokpulsen de teller 51 optelt

totdat aan het einde van de rijselectietijd de maximale tel-N

leristand ”2 -1" wordt bereikt. Desgewenst kan ook hier de "carry”-uitgang van de teller 51 met diens CE-ingang wor-10 den verbonden ter beveiliging tegen eventueel doortellen indien de rijselectietijd langer is dan met 2 klokperioden overeenkomt.

De stroombronschakeling 52 bevat hier wederom N stroombronnen met uitgangen 60 tot en met 65» 15 welke alle zijn verbonden met de uitgang 53 van de centrale stroombron 50, welke uitgang 53 voorts is verbonden met een ingang 70 van een stroomspiegelschakeling 71 met k afzonderlijke stroomspiegels met k uitgangen 72 steeds één voor elk der k kolommen. Elk der stroomspiegels kan 20 een stroom leveren waarvan de vorm gelijk is aan die van de centrale stroombron 50» zoals de lijn 5^· in Fig· 5 reeds toont.

Stroombronnen en stroomspiegels kunnen op zichzelf bekende wijze worden gerealiseerd.

25 Elke uitgang 72 is verbonden met een ingang 73 van een met een met de stroomspiegel corresponderende schakelaar, waarvan een schakelingang 75 is verbonden met de BW-uitgang 28 van de telschakeling en waarvan een uitgang 76 is verbonden met de corresponderende kolomgeleider 30 1.

Op dezelfde wijze als bij Fig. 1 beschreven is de BW-uitgang gedurende kortere of langere tijd "1", afhankelijk van de beginstand van de telschakeling 2, en "0" gedurende de rest van de rijselectietijd. Gedurende 35 de zo bepaalde impulsbreedte wordt de stroom van de stroom-spiegeluitgang 72 toegevoerd aan de kolomgeleider 1, zodat afhankelijk van de beginstand van de telschakeling steeds een groter gedeelte van de lijn in Fig. 3 wordt door- 7903515 4.5.79 15 phn 9449 lopen. Bij een verloop van de lijn 54 zoals in Fig. 5 getoond, onstaat wederom een van de beginstand kwadratisch afhankelijke helderheidsmodulatie van dat beeldelement van de beschouwde kolom dat tijdens een rijselectietijd 5 geselecteerd is.

Ook hier zijn wederom tal van variaties mogelijk in de uitcoderingen van de uitgangen van de teller 51 mogelijk, evenals andere waarden voor de stromen van N stroombronnen van de stroombronschakeling 52.

10 De stroomspiegelschakeling 71 kan naar keuze worden opgenomen bij de centrale stroombron 50» of worden verdeeld over de kolombekrachtigingsschakelingen.

In dit laatste geval wordt de bedrading eenvoudiger hetgeen voordelig kan zijn. Deze twee keuzemogelijkheden zijn 15 met streeplijnen in fig. 4 aangegeven.

Het is ook mogelijk de lijn 54 van fig. 5 glad te strijken tot een continu verlopende kromme zoals aangeduid met de stippellijn 80 in fig. 5·

In dit geval kan de centrale stroombron 20 50 worden vervangen door een monotoon verlopende stroom bron van op zichzelf bekende aard, welke stroombron steeds gestart wordt op een lage waarde (of op nul) door de laad-impuls aan een ingang 81 van de centrale stroombron en vervolgens monotoon oploopt tot aan het einde van de rij-25 selectietijd een maximale amplitude wordt bereikt.

In het in fig. 5 getekende voorbeeld verloopt de zaagtand lineair voor het verkrijgen van een kwadratische helderheidsmodulatie, maar evenals in de voorgaande voorbeelden kan de stroom van deze centrale stroom-30 generator elk gewenst verloop tonen gedurende de rijselectietijd, zonder dat dit het wezen van de uitvinding wijzigt.

Deze en soortgelijke variaties liggen ook hier weer gemakkelijk binnen het bereik van de normale deskundige op het vakgebied.

35 In fig. 4 is de toevoeging van een rust- stroom I niet getoond, dit kan onder meer gebeuren op soortgelijke wijze als getoond in de geciteerde Nederlandse Octrooiaanvrage, zoals in fig. 1 en 2 schematisch is aan- 7903515 2+.5.79 16 phn 9449 gegeven.

Een goedkope mogelijkheid waarbij geen extra stroombron en geen extra referentiestroom benodigd zijn, wordt verkregen door een of meer van de reeds aan-5 wezige stroombronnen voor dit doel te gebruiken. Fig. 6 toont een mogelijke uitvoeringsvorm die toegepast kan worden in combinatie met de schakeling volgens fig. 4.

Elke kolombekrachtigingsschakeling is hiertoe voorzien van een EN-poort 90 met N+1 ingangen 91 tot 10 en met 97 en een uitgang 98 welke is verbonden met de schakelingang 75 van de stroombronschakelaar 74.

Voorts zijn van de telschakeling 2 nu de flipflopaccentuitgangen 102 tot en met 107 voor tot en met respectievelijk uitgevoerd en verbonden met de N 15 ingangen 92 tot en met respectievelijk 97 van de EN-poort 90. De eerste ingang 91 van deze poort is verbonden met de laadingang 18 van de telschakeling 2.

De werking van de schakeling kan worden gevolgd aan de hand van het tijddiagram fig. 7» hier is 20 omwille van de overzichtelijkheid uitgegaan van een telschakeling met slechts twee bits Qq en , terwijl als voorbeeld voor de centrale stroombron de uitvoering is gekozen, waarin de door deze stroombron geleverde stroom verloopt volgens een lineaire zaagtand.

25 Als voorbeeld is aangenomen, dat gedurende 8 achtereenvolgende rijselecties, de daarmede corresponderende aansluitende beeldelementen van een kolom respectievelijk de helderheden 3^> 2^, 1^, O, O, 0, 2^ en 0 moeten weergegeven worden, waartoe de telschakeling 2 op 30 de laadpulsen PL wordt gezet in de standen ^311, ”2”, ”1”, ”0", "O”, M0M, ,,2” respectievelijk "O".

Zolang de telschakeling niet in de nulstand staat is ten minste één Q^=”1" en dus ten minste één Q^=nO" en de ..uitgang 98 van de EN-poort 90 is dus "O", 35 de stroombronschakelaar 74 is gesloten en de centrale stroombronuitgang 72 kan de stroom Xcg leveren aan de kolomgeleider 1. De stroom 1^^ door het geselecteerde beeldelement is gedurende die tijd gelijk aan Iqq· 7903515 4.5.79 17 PHN 9449

Komt de telschakeling voor het einde van de rijselectietijd in de "0"-stand dan zijn alle Q^as'O” en dus alle Q^="1" terwijl PL=”1n, de uitgang 98 is nu dus "1” en de stroombronschakelaar 74 opent, waarna daardoor I^) = 5 0 is.

Indien voor een volgende rijselectietijd de telschakeling in de "0”-stand wordt gezet, dan wel blijft, zijn weliswaar alle Q_j=n1" maar doordat gedurende de impulsduur van de laadimpuls PL ook geldt PL=!,0", wordt 10 de uitgang 98 gedurende deze impulsduur kortstondig "O”, zodat steeds gedurende ten minste een korte tijd I^^=I^g, ook als de tellerstand gedurende de gehele rijselectietijd "O” is.

De breedte van de laadimpuls kan binnen 15 wijde grenzen vrij worden gekozen, waardoor de gemiddelde waarde van 1^) 0 -^an worden ingesteld op het gewenste zwartniveau. In fig. 7 is dit getoond door enige van elkaar verschillende impulsduren van de laadimpuls PL te kiezen.

In het algemeen zal de gemiddelde 1^^ q ^aSer worden ge-20 kozen dan de gemiddelde waarde van 1^^ 1» dus als de telschakeling 2 geladen wordt met de stand "1".

Daar deionisatietijd bij gasontladings-weergeefinrichtingen in het algemeen langer is dan een normale televisierijselectietijd van 63,5 of 64 microseconde 25 is de I^j q bij dergelijke beeldschermen voldoende om het zelfaftastprincipe op gang te houden.

De gegeven uitvoeringsvormen tonen bij dergelijke weergeefschermen nog een verder voordeel.

Door de bij televisie noodzakelijke korte 30 rijselectietijden is voorafl bij beeldelementen die een hoge stroom voeren de deïonisatietijd zo lang, dat voor het zelfaftastprincipe meer dan de theoretisch noodzakelijke 3 selectiefasen moet worden toegepast, veelal zelfs 5 of 6 selectiefasen.

35 Voor een voldoende aantal van elkaar ver schillende grijswaarden acht men in het algemeen N=7 of N=8 noodzakelijk, zodat 2^=128 of 2^=256 helderheids-niveaux kunnen worden toegepast.

7903515 4.5.79 18 PHN 9449 r *

De maximale waarde komt daarbij statistisch gezien hoogst zelden voor, zodat de beeldelementen nagenoeg altijd eindigen met een stroom 1^^=0, vóórdat het einde van de rijselectietijd is gekomen. Het blijkt nu mo-5 gelijk met één selectiefase minder te kunnen volstaan, dus bijvoorbeeld 4 of 5 fasen in vergelijking met systemen die gedurende de gehele rijselectietijd ten minste een donker-stroom Iq voeren. Uiteraard blijven 3 fasen wel het theoretische minimum.

10 De logische functie voor het stroombron- schakelsignaal kan op vele op zichzelf bekende wijzen worden uitgevoerd. Wanneer de telschakeling analoog aan de Signetics 5^-193 LSI is uitgevoerd, kan men daarbij natuurlijk verbindingen leggen met de Q_i uitgangen van de flip-15 flops. Wanneer echter de 54193 als discrete IC wordt toegepast zijn alleen de Q^-uitgangen beschikbaar. De gewenste uitcodering: U= (Q^.Q»................Q,_1 .PL) 1 is echter identiek met bijvoorbeeld: 20 u (q0+q.,+.....+q±+.....+Qn_.,+PL) zodat een omkering van PL nodig is, en voorts de NIET—EN-poort moet worden verangen door een OF-poort met N+1 ingangen, waarbij de uitgang van deze OF-poort wederom de schakelaaringang 75 aanstuurt.

25

Soortgelijke schakelingen kunnen ook worden gecombineerd met de schakelingen volgens fig. 1 of 2, bijvoorbeeld door de OF-poort kj van fig. 2 uit te breiden met een derde ingang waaraan het signaal PL wordt toegevoerd. Dit signaal kan ook hier weer met een omkeerschake-^ ling uit PL worden verkregen daar immers (PL)'=PL.

Analoog hiermede kunnen in een of meer van de verbindingen van de telschakeling 2 naar de stroombron-schakelaars 4-9, soortgelijke OF-poorten worden ingevoegd, waarbij één ingang wordt verbonden met de corresponderende 35 teluitgang en een tweede PL.

Voor beeldschermen met bijvoorbeeld LED's blijft de instelbare Iq voor het gewenste zwartniveau van- 7903515 4.5.79 19 PHN 9449 zelfsprekend nuttig. De in verband met het zelfaftastprin-cipe bij gasontladingsweergeefschermen genoemde extra voordelen spelen bij LED-schermen geen rol.

5 10 15 20 25 30 35 79 0 35 1 5

Claims

1. Modulatorschakeling voor een matrixweer- geefinrichting met k kolommen en r rijen, voorzien van een rijselectieschakeling voor het achtereenvolgens elec-trisch bekrachtigen van de r rijen en van k kolombekrach-5 tigingsschakelingen voor het bekrachtigen van k corresponderende kolomgeleiders, waarbij elke kolombekrachtigings-schakeling een tellerschakeling met N telelementen en een stroombronschakeling bevat, welke tellerschakelingen steeds kort voor voor het selecteren van een volgende rij in be-10 ginstanden worden gesteld die corresponderen met voor de corresponderende elementen van deze rij aan de modulator-schakeling toegevoerde beeldinformatie, waarbij gedurende een rijselectietijd aan alle telschakelingen een aantal telimpulsen wordt toegevoerd, welk aantal hoogstens gelijk 15 is aan 2^, met behulp van welke telimpulsen elk der tel-schakelingen van af de ingestelde beginstand telt tot dat een vaste eindstand is bereikt, voor het bepalen van de impulsbreedte van de aan een met die telschakeling corresponderend beeldelement, toegevoerde bekrachtigingsimpuls 20 en waarbij de stroombronschakeling de hoogte van de amplitude van deze bekrachtigingsimpuls bepaalt, met het kenmerk, dat elke stroombronschakeling van een kolom gedurende de duur van de bekrachtigingsimpuls een eindige in de tijd variërende, stroom levert aan het in de kolom ge- 7903515 4.5·79 2/ PHN 9449 * selecteerde beeldelement, welke stroom steeds correspondeert met het aantal gebruikte achtereenvolgende standen van de telschakeling.

2. Modulatorschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke stroombronschakeling is voorzien van N stroombronnen met elk een stroomuitgang, en van N bekrach-tigingsschakelaars waarbij elke stroombronuitgang is ver-10 bonden met een ingang van de corresponderende bekrachtigings-schakelaar en alle uitgangen van deze bekrachtigingsschake-laars gezamenlijk met de bij de stroombronschakeling behorende kolomgeleider zijn verbonden, en de stand van de N schakelaars wordt bepaald door de stand van de telele-15 menten van de bij dezelfde stroombronschakeling behorende tellerschakeling.

3. Modulatorschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat 20 voor de stroombronschakeling van een kolombe- krachtigingsschakeling de stand van de bekrachtigingsschakelaar i (i=0, 1, ....... N-1) voor de stroombron i bepaald wordt door de stand van telelement i van de tellerschakeling van diezelfde kolombekrachtigingsschakeling. 25

4. Modulatorschakeling volgens conclusie 2 of 3> met het kenmerk, dat de i stroombronnen van een stroombronschakeling ingericht zijn voor het leveren van i van elkaar verschil- 30 lende stromen die zich verhouden als 1 «3*8*.....:21¾......: N-1 1 2. waarin 1=3» 4, ...... N-2.

5. Modulatorschakeling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat 35 de eerste stroomschakelaar (i=0) van een stroom bronschakeling, de eerste stroombron bovendien inschakelt indien gedurende de tweede aan de telschakeling toegevoerde telimpuls, de stand van het tweede telelement (i=l) met 7903515 4.5*79 PHN 9449 '* * de waarde M1” overeenkomt, voor het toevoeren van een cor-rectiestroom.

6. Modulatorschakeling volgens conclusie 2, 3, 4 5 of 5, met het kenmerk, dat in elke kolombekrachtigingsschakeling ten minste een van de stroombronnen wordt aangeschakeld gedurende een laadimpuls voor de telschakeling, waarbij de pulsbreedte 10 van de laadimpuls zodanig is gekozen, dat een gewenst zwartniveau voor de beeldelementen wordt verkregen.

7. Modulatorschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de modulatorschakeling is voorzien van een cen- 15 trale stroombron voor het leveren van een gedurende een rij selectietijd in de tijd variërende stroom, en de stroom- is bronschakeling van elke kolombekrachtigingsschakeling/ge-vormd met een stroamspiegel voor het leveren van een stroom aan de met de stroombronschakeling corresponderende kolom-20 geleider gedurende de door de telschakeling van de kolombekrachtigingsschakeling bepaalde tijdsduur, die in hoofdzaak gelijk is aan de stroom door de centrale stroombron.

8. Modulatorschakeling volgens conclusie 7, 25 met het kenmerk, dat de centrale stroombron gedurende de achtereenvolgende telimpulsen in een rijselectietijd steeds één van een aantal waarden van de stroomamplitude vertoont, die gedurende de duur van de telimpuls in hoofdzaak constant 30 is*

9* Modulatorschakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de centrale stroombron gedurende een rijselectie- een 35 tijd/continu variërende stroom levert.

10. Modulatorschakeling volgens conclusie 7 of 8, voor het leveren van een kwadratische helderheidsmodulatie, 7903515 4.5-79 /f PHN 9449 met het kenmerk, dat de stroom van de centrale stroombron gedurende een rijselectietijd in hoofdzaak lineair met de tijd varieert. 5

11. Modulatorscliakeling volgens conclusie <?, 7> 8 of 9, met het kenmerk, dat elke kolombekrachtigingsschakeling is voorzien 10 van een poortsdhakeling welke de uitgang van de stroom- spiegel koppelt met de kolomgeleider indien of de telscha-keling een stand heeft die van de vaste eindstand verschilt of een laadimpuls voor de telschakeling aanwezig is, waarbij de pulsbreedte van de laadimpuls zodanig is gekozen, 15 dat een gewenst zwartniveau voor de beeldelementen wordt verkregen. 20 25 30 35 7903515