182339. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezls fényemittáló diódákkal kialakított mátrix szervezésű kijelző egységek vezérlésére
3 182339 4 — az energiatakarékos üzem. Találmányunkat ábrák segítségével ismertetjük, melyek közül az 1. és a 2. ábra a technika állása szerinti megoldásokat mutat: LED-mátrixokkal épített fénytájékoztató tábla vezérlésére ismert módon kialakított kapcsolási elrendezéseket; a 3. ábra a találmány általános jellemzőinek szemléltetésére alkalmas tömbvázlat, a 4. és 5. ábra előnyös kiviteli alakokat szemléltető tömbvázlatok és a 6. ábra idődiagram. A technika állása szerint a LED-mátrixok multiplex vezérlését — különösen integrált áramkörök alkalmazása esetén —úgy oldják meg, hogy a kivezetések számának korlátozása céljából előnyben részesítik az egy sor mentén elrendezett LED-mátrixok felé a soros jelátvitelt, mimellett a soronkénti azonos sorrendű LED-mátrixokból álló oszlopokat időmultiplex üzemmódban vezérlik, s a karaktermezőként szolgáló LED-mátrix méretét is megkötik, az általában 5x7 fénypontból áll, vagyis 35 LED-elemet tartalmaz. Az 1. ábrán mutatott elrendezés — melyet pl. a Hewlett —Packard cég egyik gyártmányában alkalmaznak — egy sorban tartalmaz N darab (N természetes egész szám) LM1... LMn LED-mátrixot, melyekre a multiplex vezérlő MC áramkör egyfelől az oszlop meghajtó CB sínen át, másfelől sor meghajtó RL vonalon át ad vezérlőjeleket. A sor meghajtó RL vonal és az LM1,..., LMn LED-mátrixok sorvezérlő bemenetei közé soros-párhuzamos SP átalakító van kapcsolva. Az ábrán nem mutatott részletesebb felépítésből kitűnik, hogy ilyen vezérlési mechanizmus esetén minden LM1,..., LMn LED-mátrixhoz egy-egy 35 bites léptető regiszter is szükséges, ami tetemes költségtöbbletet okoz. Ha a kijelző sor sok LMl,...,LMn LED-mátrixból áll, vagyis N viszonylag nagy szám, akkor a léptető regisztereket igen nagy sebességgel (MHz nagyságrend) kell léptetni vagy pedig a kis kitöltési tényező folytán romlanak a LED-elemek üzemi feltételei. A 2. ábrán mutatott ismert megoldásnál az LM1,.. .,LMn LED-mátrixok oszlopvezérlésére hasonló bekötést alkalmaznak, de a sorvezérlés más módon történik. A multiplex vezérlő MC áramkörről a sorvezérlőjel sormeghajtó RB sínre jut, s az RB sín és az egyes LM1,.. ,,LMn LED-mátrixok közé egy-egy RM sortár van kapcsolva, s mindegyik RM sortár vezérlőbemenetére a multiplex vezérlő MC áramkör más-más kimenetére kötött egy-egy sortár-kijelölő RME vezeték csatlakozik. Az egyes RM sortáraknak a sor meghajtó RB sínről való feltöltését a sortár kijelölő RME vezetéken át érkező engedélyezőjel indítja. Hosszabb karaktersor esetén így nagyon sok független RME vezeték szükséges, ami egyéb hátrányok mellett nagy mértékben rontja a rendszer kiépíthetőségi feltételeit, csökkenti annak rugalmasságát, s különösen az utólagos módosítások lehetőségét. Ez a felépítés az időviszonyokra is kihat: a LED-mátrixok egy oszlopának kivezérlésére rendelkezésre álló időtartamot csökkenti a LED-mátrixok alkotta sorhoz tartozó N darab RM sortár feltöltéséhez szükséges időtartam, melyet ezért minimális értékre kellene leszorítani. A találmány alapja az a felismerés, hogy az időmultiplex üzemű vezérlés feltételei lényegesen javulnak és a kapcsolási elrendezés felépítése is kedvezőbb lesz, ha oszloptárakat is alkalmazunk és a sortárakat és oszloptárakat közös léptetőregiszterről vezéreljük. Ha egy sor nagyon hosszú, N értéke nagy, a sort két vagy több szomszédos LED-mátrix alkotta kaszkádokra oszthatjuk fel és a meghajtó sínek és a kijelölő vonal jeleit a soros haladás közben szakaszosan erősíthetjük. Az alapvető felismerés továbbfejlesztése a kaszkádok ikerkaszkádonkénti kialakítása: csak az egyik koordináta szerinti tárakból (tehát vagy a sortárakból vagy az oszloptárakból) szükséges N darabot alkalmazni, míg a másik koordináta szerinti vezérlésre ikerkaszkádonként csak egy közös tár szükséges, melynek vezérlőbemenetére a léptető regiszter azon párhuzamos kimenete csatlakozik, mely az ikerkaszkád alacsonyabb sorrendű LED-mátrixának üzemét időzíti. A 3. ábrán látható az alapvető felismerést realizáló példaként kiviteli alak tömbvázlata. Hasonlóan a 2. ábrán mutatott ismert megoldáshoz, a multiplex vezérlő MC áramkörrel csatolt sor meghajtó RB sín és az egymást sorrendben követő egyes LMl,...,LMn LED-mátrixok közé RM sortárak vannak kapcsolva és az oszlop szerinti időmultiplex vezérlés az MC áramkörrel csatolt oszlop meghajtó CB sínről történik. A találmány szerint az oszlop meghajtó CB sín és az egyes LMl,...,LMn LED-mátrixok közé CM oszloptárak vannak kapcsolva és az egyező sorrendű RM sortár és CM oszloptár CMa, RMa vezérlőbemeneté(i)re léptető ESR regiszter megfelelő sorrendű párhuzamos ESRa,b,c kimenete csatlakozik, mely léptető ESR regiszter soros ESRq bemenetére a multiplex vezérlő MC áramkör kijelölő MCa kimenete csatlakozik. Az egyes LMl,...,LMn LED-mátrixokhoz rendelt összesen N darab CM oszloptárat és N darab RM sortárat a vezérlő MC áramkörről egymás után feltöltjük úgy hogy — vagy valamennyi RM sortár kap egyező adatkészletet és az egyes CM oszloptárak kapnak a kívánt képtől függően eltérő adatkészletet, vagy — valamennyi CM oszloptár kap egyező adatkészletet és az egyes RM sortárak kapnak a kívánt képtől függően eltérő adatkészletet. Az első változatnál a soijelek végzik az előkészítést és az oszlopjelek a működtető kijelölést, a másik változatnál az oszlopjelek végzik az előkészítést és a soijelek a működtető kijelölést. A példakénti kiviteli alaknál a teljes karaktersor megjelenítésének keretideje 10 ms. Ezt a keretidőt annyi periódusra bontjuk, ahány sorból áll az LMl,...,LMn LED-mátrix. Az egy sorban elrendezett LED-elemek kivezérlésére így TI periódusidő áll rendelkezésre (lásd a 6. ábrát). Ezen belül egymás után fel kell tölteni összesen N darab RM sortárat. Ha a léptető alapütem tartama T3 idő (T3 pl. 20 ps), akkor a TI periódusidő kezdeti szakaszában az N darab RM sortár feltöltésére fordított időtartam, a feltöltési T2 idő: T2 = N.T3. A feltöltési T2 idő eltelte után az N darab karakter mindegyikében az adott sorban aktiválandó LED-elemek világítanak és a TI periódusidő végéig folyamatosan fenntartott geijesztés a LED-elemek működési mechanizmusánál fogva biztosítja azok utánvilágítását a keretidő végéig, ha a tényleges gerjesztési TI' idő nem sokkal kisebb, mint a teljes TI periódusidő. Ha képezzük a tényleges gerjesztési TT idő és a keretidő hányadosát, akkor megkapjuk a geijesztési kitöltési FD tényezőt, képletben kifejezve: T1' = T1—T3; FD = T1':10 ms=(Tl—T3):10. Maximális kitöltési FD tényezőt tehát akkor kapunk, ha a T3 idő minimális, minek folytán a T1-T3 különbség, a gerjesztési TI' idő maximális. A leírt mechanizmus biztosítja, hogy az N darab LM1,..., LMn LED-mátrix egyező sorában elrendezett valamennyi LED-elem elhelyezkedésétől függetlenül olyan gerjesztést kap, mintha a multiplex vezérlő MC áramkörről a vezérlést minden egyes LM 1,...,LMn LED-mátrix felé függetlenül végeznénk. Ilyen időviszonyok mellett nagyméretű fénytájékoztató táblák vezérlésénél sem lesz szükség a bevezetőben említett nagysebességű kivezérlésre; a megfelelően kis működtető frekvenciák folytán nincs szükség speciális áramköri megoldásokra és nem merül fel az a költségtöbblet sem, mely 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
