Brevet FR2406272A1 — publié le 19790511

La présente invention concerne un dispositif pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage alphanumérique. Ce type de dispositif a déjà été décrit dans la revue allemande "Elektronik", 1976, pages 36 à 42 et plus particulièrement par la figure 5, page 38. D'autre part, la feuille d'information publiée en juin 1976 par la firme National Conductor sous le titre "MA 1010 LED Display Digital Electronic Clock Module" décrit un dispositif d'affichage par diodes électroluminescentes destiné à être utilisé dans les récepteurs radio et dans lequel les éléments d'affichage peuvent être individuellement commandés de manière directe sans utilisation de la méthode connue de multiplexage. D'après cette publication, il ressort que l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage dans un poste récepteur radio provoque des interférences à haute fréquence.Des recherches faites par l'inventeur ont montré que ces interférences sont dues aux pointes de courant et aux surtensions qui se produisent lors de a commutation des différents éléments d'affichage et des différentes matrices de ces éléments sous l'effet des signaux multiplex de connexion ou de déconnexion. Dans la deuxième des publications précitées, l'unité d'affichage était réalisée conformément à la technique dite "technique modulaire", du fait qu'une réalisation sous la forme d'un circuit intégré monolithique était rendue impossible en considération du grand nombre de connexions extérieures nécessaires et, aussi, de critères d'économie. Il existe toutefois une tendance à réaliser des circuits intégrés monolithiques de commande pour éléments d'affichage destinés à être utilisés en association avec des récepteurs radio. Ceci exige parallèlement de disposer pour les postes récepteurs radio d'un moyen perfectionné d'exploitation en multiplex de ces circuits intégrés monolithiques, exploitation jusqu'ici peu satisfaisante mais permettant seule de réduire considérablement le nombre de connexions extérieures. L'objet de la présente invention est donc de prévoir un moyen perfectionné pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage alphanumérique, de façon à permettre l'utilisation de ces derniers dans les récepteurs radio sans entrainer d'interférences à haute fréquence. L'invention réalise cet objet sous la forme d'un dispositif pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage alphanumérique, plus particulièrement de diodes électroluminescentes, affichant un nombre n)2 de caractères ou de chiffres situés à une certaine distance l'un de l'autre, un caractère ou un chiffre donné pouvant Entre affiché par au moins un élément d'affichage excité dans une matrice de ces éléments, par exemple une matrice à 7 segments pour les chiffres et une matrice à 5x7 points pour les caractères.Les éléments d'affichage de chacune des matrices de ce dispositif sont susceptibles d'être connectés par les signaux multiplex, par l'intermédiaire d'une borne commune et d'un premier amplificateur de commande individuel constituant le circuit de commande de chiffre, à un pôle de la source de tension d'alimentation. Par ailleurs, les éléments d'affichage de position correspondante dans toutes les matrices d'affichage sont susceptibles d'être connectés en parallèle, par l'intermédiaire de deuxièmes amplificateurs de commande individuels constituant les circuits de commande de segment, et par l'information d'élément associée au caractère ou au chiffre correspondant, à l'autre pôle de la source de tension d'alimentation.Selon l'invention, il est prévu des intervalles entre les impulsions des différents signaux multiplex, ces impulsions ne présentant pas de flancs raides et le changement d'information d'élément ayant lieu dans 1' intervalle entre impulsions. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, un dispositif de type classique pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage alphanumérique - la figure 2, le schéma de la partie essentielle d'un exemple de réalisation du dispositif de la présente invention - la figure 3, le diagramme des différentes courbes de tension et de courant obtenues dans l'exemple de réalisation décrit de la présente invention. La figure 1, qui peut être ramenée dans ses parties essentielles à la figure 5 précitée, donnée page 38 de la revue allemande "Elektronikn -édition 1976, représente quatre matrices 2 d'éléments d'affichage placées l'une à côté de l'autre et constituées chacune de sept éléments d'affichage 1 ayant la forme de segments pour l'affichage de chiffres, plus un élément d'affichage en forme de point. Dans chaque matrice 2, les bornes du même type des éléments d'affichage 1 et-de l'élément en forme de point sont sorties sur la liaison externe commune 3. Les autres bornes de raccordement des éléments d'affichage sont sorties individuellement au moyen de liaisons a à g et les bornes de même position dans les quatre matrices 2 sont toutes reliées entre elles, donc en parallèle. Les liaisons externes communes 3 des matrices 2 d'éléments d'affichage sont connectées par l'intermédiaire de premiers amplificateurs de commande V1, ou circuits de commande de chiffres, au pôle positif d'une source de tension d'alimentation UB chaque fois que des signaux sont appliqués à la base des transistors des amplificateurs V1 pour mettre ces derniers en fonctionnement. Ces signaux sont des signaux multiplex SM ayant la forme représentée dans la partie supérieure de la figure 3 annexée à la présente description. Les bornes correspondantes reliées en parallèle a à g des différents éléments d'affichage 1 sont connectées, par l'intermédiaire des transistors de deuxièmes amplificateurs de commande V2, ou circuits de commande de segments, au point zéro du circuit, lui-même relié au pôle négatif de la source de tension d'alimentation Ug. Pour réaliser cette connexion, l'information d'élément SE est appliquée à l'électrode de base des transistors des deuxièmes amplificateurs V2. Donc, pendant le fonctionnement de ce dispositif conventionnel, l'information d'élément SE est appliquée en permanence à toutes les matrices d'éléments d'affichage, mais, par le moyen des signaux multiplex SM, on obtient qu'une seule des quatre matrices d'éléments d'affichage 2 s'allume, indiquant l'information désirée. Dans les dispositifs classiques, le changement d'information d'élément SE s'effectue généralement en même temps que le changement de signaux multiplex, donc lors du passage d'une matrice d'affichage à la suivante. La figure 2 représente le circuit partiel d'un exemple de réalisation de l'invention. Dans ce circuit, on obtient à partir des signaux rectangulaires 5M utilisés comme signaux multiplex dans la technique connue, et à l'aide d'un signal rectangulaire auxiliaire H, des signaux multiplex S'M qui seront utilisés à la place des signaux multiples 5M pour commander l'unité d'affichage de la figure 1. De cette manière, les hautes fréquences parasites mentionnées précédemment ne se produisent plus. La partie gauche du circuit de la figure 2 est constituée par une source de courant constant 6 commandée par l'intermédiaire d'un transistor de commustation 7 pour charger ou décharger un condensateur C en fonction du signal rectangulaire auxiliaire H, qui a la forme représentée par la figure 3.A l'état passant du transistor 7, la moitié gauche de la source de courant constant 6, réalisée sous la forme d'un amplificateur différentiel, est bloquée, et le courant constant s'écoule exclusivement par le transistor d'amplification de droite, déchargeant ainsi le condensateur C qui est relié au collecteur de ce transistor. Par contre, si le transistor de commutation 7 est à l'état non passant, la moitié gauche de l'amplificateur différentiel conduit, provoquant de ce fait le blocage de la moitié droite. Gracie à deux transistors montés en miroir de courant dans les circuits collecteurs de l'amplificateur différentiel, on obtient que le courant circulant dans la moitié gauche de l'amplificateur apparaisse de méme dans le transistor de droite du circuit en miroir, et, le transitor amplificateur de droite étant bloqué, vienne charger le condensateur C. Ce dernier se charge jusqu'à ce que le transistor de droite du circuit en miroir se sature. Après cela, la tension aux bornes du condensateur C reste constante. On obtient donc aux bornes de ce condensateur une tension ayant la forme représentée en C sur la figure 3, soient des flancs en croissance linéaire avec un niveau maximum lisse. Après réception d'un signal de connexion 5M et par l'intermédiaire des amplificateurs opérationnels 4, 5, utilisés en suiveurs de tension, la tension présente aux bornes du condensateur C est appliquée, à l'aide du transistor correspondant 41, 51 du circuit émetteur aux sorties S' . D'une manière bien connue, Si M l'on connecte l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel à sa sortie, l'amplificateur devient un étage suiveur de tension. C'est ce que l'on a fait dans l'exemple de réalisation représenté par la figure 2, à l'aide de transistors de couplage 42, 52 dont la jonction base-émetteur est connectée en parallèle sur la jonction colleteur-base du transistor amplificateur différentiel droit correspondant, et dont le collecteur est relié au pOle positif de la source de tension d'alimentation UB. En conséquence, la tension appliquée au condensateur C n'est connectée à la sortie correspondante qu'après que le transistor intéressé du circuit émetteur, 41 ou 51 a été rendu passant par les signaux rectangulaires SM1 La figure 3 représente différentes formes de courbes susceptibles de faciliter la compréhension de l'invention. La partie supérieure de la figure 3 représente en premier lieu les signaux rectangulaires SM1...SM4 utilisés dans l'exemple de réalisation M4 représenté par la figure 1 et comportant quatre matrices d'éléments d'affichage, lesdits signaux jouant le rôle dans cette réalisation de signaux multiplex. La période de chacun de ces signaux multiplex est indiquée par la lette T, avec une durée d'impulsion de T/n, où n indique le nombre de matrices d'affichage 2 prévues dans le dispositif de la figure 1, soit dans le cas décrit ici n = 4. Quant à la fréquence du signal rectangulaire auxiliaire H déjà mentionné, on notera qu'elle doit être égale à n fois la fréquence des signaux rectangulaires SM1"" SM4 > soit une période (qui ne doit pas tre confondue avec la durée des impulsions) de T/n. Sa durée d'impulsion par contre est au moins égale à la somme du temps de montée T f des signaux multiplex S'M utilisés dans la réalisation de l'invention et de la durée des intervalles T prévus p entre ces signaux multiplex. Par conséquent, le rapport d'impulsions du signal rectangulaire auxiliaire H est de n (Tf + Tp) /T. En supposant que dans tous les cas où l'on utilise des dispositifs d'affichage conformes à l'invention, par exemple dans des horloges numériques, il est prévu un circuit oscillateur pour servir de base de temps, il est possible de réaliser le rapport d'impulsions requis pour le signal rectangulaire auxiliaire H par le moyen d'une division de la fréquence, et d'une combinaison logique correspondante des signaux de sortie des différents étages diviseurs de fréquence, selon la manière connue. Ceci s'applique surtout dans les cas où le circuit permettant l'exploitation multiplex et la connexion de l'information d'élément SE est réalisé ou bien destiné à être réalisé, seul ou en combinaison avec d'autres parties de circuit, sous la forme d'un circuit intégré monolithique. L'intérêt de l'invention devient alors particulièrement évident puisqu'elle permet de réaliser sous une forme intégrée également la source de courant contrôlée 6 et les suiveurs de tension 4 et 5, en prévoyant simplement une borne de raccordement extérieure supplémentaire pour le condensateur C. il reste bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage alphanumérique, particulièrement de diodes élec troluminescentes, affichant un nombre n > ,2 de caractères ou de chiffres situés à une certaine distance l'un de l'autre, un caractère ou un chiffre donné pouvant être affiché par au moins un élément d'affichage excité dans une matrice de ces éléments -telle qu'une matrice de 7 segments pour les chiffres ou de 5 x 7 points pour les caractères-, les éléments de chacune des matrices d'affichage pouvant être connectés par les signaux multiplex, respectivement par une borne commune et un premier amplificateur de commande de la matrice, ou circuit de commande de chiffre, à un polie de la source de tension d'alimentation, et les éléments d'affichage de même position dans toutes les matrices pouvant être connectés en parallèle par l'information d'élément associée au caractère ou chiffre correspondant, et respectivement par un deuxième amplificateur de commande, ou circuit de commande de segment, à l'autre pôle de la source de tension d'alimentation, ledit circuit d'exploitation en multiplex étant caractérisé par le fait que l'on prévit des intervalles entre les impulsions des différents signaux multiplex, que ces impulsions ne présentent pas de flancs raides et que le changement d'information d'élément a lieu dans l'intervalle entre impulsions (top). 2 - Circuit pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le temps de montée et le temps de descente (Tf) des signaux multiplex sont inférieurs à la moitié de la durée d'impulsion du signal. 3 - Circuit pour l'exploitation en multiplex d'éléments d'affichage conforme à la revendication 2, dans lequel un nombre n de signaux rectangulaires de même fréquence ayant une durée d'impulsion T/n, décalés l'un par rapport à l'autre de T/n, avec une période T, servent de signaux multiplex, caractérisé par le fait qu'à l'aide d'un signal rectangulaire auxiliaire ayant une période T/n et un rapport d'impulsions n (Tf + T p )/T, on contrôle la charge ou la décharge en-courant constant d'un condensateur connecté d'un côté à un pôle de la source de tension d'alimentation, la tension présente aux bornes dudit condensateur étant appliquée à l'entrée de commande du premier amplificateur de commande -ou circuit de commande de chiffre- intéressé, par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel correspondant qui est excité par le signal rectangulaire associé pendant sa durée d'impulsion, et connecté en suiveur de tension.