Устройство для формирования окружностей

 

Oll HCAHHK

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)1 005172 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.12.81 (21) 3362037/18-24 (51) М К 4

G 09 G 1/08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гасударственные кюмитет

СССР

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.83 (53) УДК 681.327 (088.8) пю люлям кзююретенкй к юткрытий

Д. С. Безрукою, 1О. А. Колесников, Н. А. Мухин, А. М. Онищенко и В. И. (72) Авторы изобретения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОКРУЖНОСТЕЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в электронных устройствах отображения графической информации.

Известно устройство для генерирования окружностей, содержащее генератор синусо- s идального напряжения, преобразователь двоичного кода в напряжение переменного тока, фазосдвигающий элемент, подключенный к усилителям по координатам Х и У (1 (.

Недостатком этого устройства является малое его быстродействие при построении окружностей малых и средних радиусов, так как время построения окружностей произвольного радиуса выбрано постоянным и равным времени построения окружности максимального радиуса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для создания на экране ЭЛТ изображения в форме кольца, которое содержит регистр, цифро-аналоговый преобразователь, распределитель импульсов триггер пуска, сумматор, интеграторы и ключи сброса интеграторов (21.

Недостатком известного устройства является малое быстродействие, так как время построения окружностей произвольного радиуса выбрано постоянным и равным времени построения окружности макси мального радиуса.

Цель изобретения — уменьшение времени формирования окружностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее регистр кода радиуса, выход которого подключен к одному из входов цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого интегратора, причем выход сумматора является первым выходом устройства, второй интегратор, выход которого является вторым выходом устройства, триггер, один из входов которого является входом устройства, а выход подключен к входу распредели.теля импульсов, второй выход которого подключен к входам ключей, выходы которых подключены к одним из входов интеграторов соответственно, третий выход распределителя импульсов является третьим выходом устройства, содержит два цифроуправляе1005172 мых резистора, компаратор, счетчик, один из входов которого подключен к выходу триггера, дешифратор, .выход которого подключен к другому входу триггера, а вход дешифратора подключен к выходу счетчика, другой вход которого подключен к выходу компаратора, вход которого подключен к выходу второго интегратора и к.одному из входов второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом первого интегратора, другой вход второго интегратора соединен с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, один вход которого соединен с выходом сумматора, а другой соединен с другим входом второго цифроаналогового преобразователя и с выходом регистра радиуса.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 радиуса, цифроаналоговый преобразователь 2, распределитель 3 импульсов, триггер 4, сумматор 5, интеграторы 6 и 7, ключи 8 и 9, цифроаналоговые преобразователи 10 и ll, компаратор 12, счетчик 13 и дешифратор

14. Вход компаратора 12 подключен к выходу интегратора 6, а его выход через счетчик

l3 и дешифратор 14 подключен к второму входу триггера 4 пуска. Цифроаналоговый преобразователь 10 включен между выходом сумматора 5 и входом интегратора 6, а другой цифроаналоговый преобразователь 11— между выходом интегратора 6 и входом интегратора 7. Вторые входы цифроаналоговых преобразователей 10 подключены к выходам регистра 1 радиуса.

Устройство работает следующим образом. .Код радиуса окружности посту пает из цифровой вычислительной (ЦВМ) машины и записывается в регистр 1 радиуса. По сигналу «Пуск» поступающему из внешней

ЦВМ, триггер 4 пуска устанавливается в положение, iipH котором распределитель 3 импульсов начинает вырабатывать сигналы, управляющие работой блоков 2, 7 и 9. Цифроаналоговый преобразователь 2 по коду радиуса и сигналу от распределителя 3 импульсов вырабатывает напряжение, пропорциональное коду радиуса окружности. Через интервал времени, достаточный для окончания переходного процесса при выводе луча из центра окружности в начальную точку ее построения, на втором выходе распределиз еля 3 импульса вырабатывается сигнал, управляющий размыканием ключей 8 и 9 сброса интеграторов.

При размыкании ключей 8 и 9, сброса интеграторов на выходах сумматора 5 и интегратора 6 формируются соответственно сигналы

Ux =- Uq-cos —.„—, 2.В.

Uy -- U 51п - где Тi — период гармонического колебания сигнала. |

Период гармонического колебания сигнала предлагаемого устройства определяется кодом радиуса и равен„, Т, = 2 х. CR (1 + a; 2 ), где СЯ -емкость и сопротивление интеграторов 6 и 7, определяющие период колебаний сигнала при построении окружности минимального радиуса; е а; 2 — двоичный код радиуса окружносИз приведенного выражения видно, что период колебаний сигнала изменяется прямо пропорционально коду радиуса окружности.

С выхода интегратора 6 синусоидаль i5 ный сигнал поступает на вход компаратора 12, определяющего моменты прохождения сигнала через ноль. Сигнал с выхода компаратора 12 подается на вход двухразрядного счетчика 13. 3а один период колебания счетчик 13 переходит в такое состояние, которое будет расшифровано дешифратором 14. Сигнал с выхода дешифратора 14 устанавливает триггер пуска 4 в нулевое состояние, при котором блокируется выдача распределителем 3 импульсов выходных

25 сигналов, а также осуществляется установка в нуль счетчика 13. С выходов сумматора

5 и интегратора 6, а также с третьего выхода распределителя 3 импульсов сигналы поступают соответственно на первый, второй и третий выходы устройства.

Для оценки по быстродействию прототипа и предлагаемого устройства необходимо определить затраты времени обоих устройств на формирование массива окружностей с произвольными радиусами. Устройство, ко55 торое на такое построение затрачивает меньшее время и будет иметь большее быстродействие.

Сравнительный анализ прототипа и предлагаемого устройства по математическрму ожида нию времени отображения массива

4О окружностей в случае равномерного распределения вероятностей радиусов в отображаемом массиве окружностей показывает, что если максимальному радиусу окружности соответствует п-разрядный двоичный код

1, а х и т„— текущие значения кода радиуса и соответствующего времени отображения при построении окружности, то выражение для математического ожидания непрерывной случайной величины определяется следующим образом:

Мт„=,г x P(x)dx.

При этом нормированная функция плотности вероятности имеет вид

P(х) = — jО, если Х(0 или х К,. !

Ко, если 0(x.

Для прототипа с переменной скоростью формирования, когда tx — — T(1 + Ко ) = Т =

1005172

= const., среднее время отображения набора окружностей равно„ м,t„= J т(1,.я ). R -T, (2) о 0 — тв +4

Для предлагаемого устройства с постоянной скоростью формирования, когда t =-Д-„—; среднее время отображения набора окруж ностей равно т с1» и tx«j (1x)

/ ! И Rð т„ Ro т„ г 10

R + (З)

R+Rq в

Из -выражений (2) и (3) видно, что среднее время отображения набора окружностей у предлагаемого устройства в два раза меньше, чем у прототипа, и тем самым быстродействие предлагаемого устройства выше в два раза.

Кроме того, яркость окружностей произвольного радиуса, воспроизводимых на экране ЭЛТ с помощью предлагаемого уст- 20 ройства остается постоянной величиной (а не переменной, которая изменяется обратно пропорционально коду радиуса, как в прототипе или базовом устройстве). Это улучшает качество изображения окружностей и не требует дополнительных аппаратурных затрат (как в прототипе) для уменьшения диапазона изменения яркостей окружностей, при котором различие в яркостях становится допустимым.

Формула изобретения

Устройство для формирования окружностей, содержащее регистр радиуса, выход которого подключен к одному из входов первого цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с первым

l выходом распределителя импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к одному из входов, сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого интегратора, причем выход сумматора является первым выходом устройства, второй интегратор, выход которого является вторым выходом устройства, триггер, один из входов которого является входом устройства, а выход подключен к входу распределИтеля импульсов, второй выход которого подключен к входам ключей, выходы которых подключены к одним из входов интеграторов соответственно, третий выход распределителя импульсов является третьим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй и третий цифроаналоговые преобразователи, компаратор, счетчик, один из входов которого подключен к выходу триггера, дешифратор, выход которого подключен к другому входу триггера, а вход дешифратора подключен к выходу счетчика, другой вход которого подключен к выходу компаратора, вход которого подключен к выходу второго интегратора и к одному из входов второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом первого интегратора, другой вход второго интегратора соединен с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, один вход которого соединен с выходом сумматора, а другой соединен с другим входом второго цифроаналогового преобразователя и с выходом регистра радиуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 469982, кл. G 06 К 15/20, 1975.

2. Патент Японии № 47 — 40664, кл. G 06 К 15/20, опублик. 1972 (прототип).

1005172 х()

Vg(t)

Составитель М. Немировский

Редактор Т. Веселова Техред И. Верес Корректор И. Шулла

Заказ 1909/70 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4