Устройство для отображения информации на экране электронно- лучевой трубки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИН«ЮРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕЮЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содерж.ащее блок управления, генератор подсвета, генератор символов, цифро-аналоговые преобразователи по координатам X и У, знаковые усилители по координатам X и У, координатные усилители, модуля- : тор ЭЛТ подклнзчен к генератору подсвета , вход которого соединён с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены : с вхрдами генератора символови цифро-аналоговых преобразователей по :координатам X и У, выходы которых iподключены к входам координатных усилителей соответственно, выходы которых связаны с координатной отклонякнцей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через .знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 4to, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит интеграторы и компараторы по координатам X и У, элемент И, элемент задержки и элемент ИЛИ, выход которого подключен к входам генератора подсвета и координатных усилителей, в первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов, под (/) ключены к входам элемента И, первые входы компараторов соединены соответственно с выходами интеграторов по координатам X и У, входы которых связаны соответственно с выходами цифро-аналоговых преобразователей по координата X и У, вторые входы компараторов по координатам X и У О 4 являются входом опорного напряжения устройства. : ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1ф (51) G 09 G 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ к двто сном свидетельству (21) 3426705/18-24 (22) 21.04.82. (46) 23.09.83. Бюл. 9. 35 (72) Г.T. Шубин и М.В. Шубина (53) 681.327.11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 720433, кл. G 09 C 1/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 466525, кл, О 09 G 1/08, 1973 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (3JIT), содержащее блок управления, генератор подсвета, генератор символов, цифро-аналоговые преобразователи по координатам Х и У, знаковые усилители по координатам Х и У, координатные усилители, модуля- тор ЭЛТ подключен к генератору подсвета, вход которого соединен с пер- вым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены с входами генератора символов. и цифро-аналоговых преобразователей по

:координатам Х и У, выходы которых ,подключены к входам координатных усилителей соответственно, выходы которых связаны с координатной отклоняющей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через .знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит интеграторы и компараторы по координатам Х и У, элемент И, элемент задержки и элемент ИЛИ, выход кото" рого подключен к входам генератора подсвета н координатных усилителей, в первый и второй входы элемента

ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов подключены к входам элемента И, первые входы компараторов соединенй сооТ ветотвенно о выходами интеграторов по координатам Х и У, входы которых связаны соответственно с выходами Я цифро-аналоговых преобразователей по координатам Х и У, вторые входы компараторов по координатам Х и У являются входом опорного напряжения устройства.

l043729

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для визуальной индикации данных, поступающих из электронной вычислительной машины.

Известно устройство для ото6ражения информации, содержащее регистр, соответствующие выходы которого соединены с входами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, генератора символов, соединенных с первым, вторым суммирующими усилителями, выходы которых соединены с отклоняющими катушками по координатам

Х и У, выходы узла фиксации времени переходного процесса в,отклоняющих 15 катушках соединены с первьм и вторым формирователями, которые соединены с первым и вторым узлами выделения заднего фронта .сигнала, соединенных с узлом фиксации окончания пере- 2О ходного процесса, выход которого соединен с генератором символов fl) .

Однако данное устройство имеет недостаточное быстродействие, так как суммирующие усилители являются общими для координатного отклонения и отображения символов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок управления, соответствующие выходы которого соединены с входами генератора подсвета, генераторов символов и векторов, цифро-аналоговых преобразователей Х и У и с блоком установки нуля. Координатный усилитель Х но входам соединен с выходами цифро-аналогового преобразователя Х и с блоком установки нуля. Координатный усилитель У по входам соединен с вы- 40 ходами цифро-.аналогового преобразователя У и с блоком установки нуля.

Выходы координатных усилителей по Х и У соединены с соответствующими входами блока установки нуля и с координатной отклоняющей системой электроннолучевой трубки. Выходы ге« нератора символов и генератора векторов соединены с соответствующими входами каждого знакового усилителя, 5О выходы которых соединены с входами знаковой отклоняющей системы электроннолучевой трубки, соединенной с генератором подсвета (2) . I

В известном устройстве блоком Ус55 тановки нуля осуществляется уменьшение дрейфа координатного тракта.

Устройство рассчитано на максимальный постоянный ток в координатных отклоняющих катушках, что вызывает 60 уменьшение быстродействия координатного тракта и всего устройства в целом.

Целью Изобретения является повышение быстродействия. 65

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, генератор подсвета, генератор символов, цифро-аналоговые преобразователи пб координатам Х и У, знаковые усилители по координатам Х и У, координатные усилители, модулятор ЭЛТ подключен к генератору подсвета, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены с входами генератора символов и цифро-аналоговых преобразователей по координатам Х и У., выходы которых подключены к входам координатных усилителей соответственно,. выходы которых связаны с координатной отклоняющей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, введены интеграторы и компараторы по координатам

Х и У, элемент И, элемент задержки, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входам генератора подсвета и координатных усилителей, а первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов подключены к входам;элемента И, первые входы.компараторов соединены соответственно с выходами интеграторов по координатам Х и У, входы которых связаны соответственно с выходами цифро-аналоговых преобразователей по координатам Х и У, вторые входы компараторов по координатам Х и У являются входом опорного напряжения устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для отображения информации; на фиг. 2 — функциональная схема блока управл ния.

Устройство содержит блок 1 управ- . ления, генератор 2 подсвета, генератор 3 символов, цифро-аналоговый преобразователь 4 по координате Х, цифро-аналоговый преобразователь 5 по координате У, знаковые усилители б и 7, знаковую отклоняющую систему

8, электроннолучевую трубку 9, координатные усилители 10 и 11, координатную отклоняющую систему 12, интегратор 13 по координате Х, компаратор 14 по координате Х, элемент

ИЛИ 1 5, интегратор 16 по координате

У, компаратор 17 по координате У, элемент И 18, элемент 19 задержки.

Блок управления содержит ограничитель-формирователь 20 импульсов, выход которого соединен с входами первого триггера 21, элемент 22 задержки и первый элемент И 23. Выходы первого триггера 21 и элемента 22 задержки соединены с соответствующими входами второго элемента И 24.

1043729

Один выход второго триггера 25 соединен с входом первого элемента И 23, а другой выход - с входом второго, элемента И 24. Выходы обеих элементов И 23 и 24 соединены с входами элемента ИЛИ 26, выход которого соединен с входом хронизатора 27, выходы которого соединены с соответствующими входами узла 28 управления приемом и выдачей информации, узла

29 приема информации, узла 30 памяти )О и узла 31 выдачи информации. Выходы узла 28 .управления приемом и выдачей информации соединены с входами узла 28 приема информации, узла 30. памяти я узла 31 выдачи информации. .)5

Выходы узла 29 приема информации соединены,с входами узла 28 управления приемом и выдачей информацйи, узла 30 памяти и второго триггера

25. Выход узла 30 памяти соединен..с . входом узла 31 выдачи информации. Вы ходы узла 31 выдачи информации служат выходами блока 1 управления и соединены они с генератором 2 подсвета генератором 3 символов, цифро-анало- 25 говыми преобразователями по коорди- натам Х и У 4 и .5. Вход узла 29 приема информации служит входом блока 1 управления, соединенньм с выходом . внешнего устройства, ЭВМ (не показано). Второй вход второго триггера 25 служит также входом блока 1 управления и соединен с выходом элемента

ИЛИ 15.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение сети 50 Гц поступает на ограничитель-формирователь 20, импульсы с частотой 50 Гц c,âûõoäà которого поступают на триггер; 21, элемент И 23 и элемент 22 задержки. 40

Триггер 21 осуществляет деление частоты 50 Гц в два- раза. !

При поступлении информации от .ЭВМ (т.е. при смене информации) с узла

29 приема информации на триггер 25 поступает сигнал и устанавливает иа одном его выходе уровень напряжений, соответствующий логической l, Йа другом - логическому 0 .

Уровень. напряжения логической

50 1 поступает на элемент И 23 и разрешает прохождение импульсов

50 Гц с элемента И 23 на элемент

ИЛИ 26 °

Уровень напряжения логического 0 с другого выхода триггера 25 запрещает прохождение импульсов с частотой следования 25 Гц с элемента

И 24 на элемент ИЛИ 26.

Таким образом, на выходе элемеи- 60 та ИЛИ 26 имеются импульсы с часто той следования 50 Гц. Каждый из . этих импульсов является началом кадра.-Следовательно, при смене ин-. формации блок управления устанавливает частоту регистрации информацйи на ЭЛТ 50 Гц.

При максимальном объеме информации и расположения всей информации у края экрана ЭЛТ устройство вырабатывает сигнал, который с элемента

ИЛИ 15 поступает в блок 1 управления на триггер 25.

По данному сигналу триггер 25 устанавливается в состояние логическо-i го 0 и .запрещает прохождение импульсов 50 Гц.через элемент И 23.

Одновременно разрешается прохождение импульсов с частотой следования

25 Гц через элемент 24 И, т.е. устанавливается режим регенерации информации на ЭЛТ с частотой 25 Гц.

С выхода элемента ИЛИ 26 импульсы частотой следования 50 Гц или:

25 Гц поступают на хронизатор 27, который вырабатывает тактовые сигналы для временной диаграммы устройст,ва. Узел 28 управления приемом и выдачей информации управляет приемом информации на узел 29, записью и считыванием информации узла 30 памяти, выдачей информации через узел 31 выдачи на .генератор 2 подсвета, генератор 3 символов и цифро-аналоговые преобразователи 4 и 5 устройства отображения. С выхода цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 информация в виде аналоговых напряжений поступает на координатные усилители 10 и ll которые формируют токи разверток в координатной отклоняющей системе 12.

Отклонение луча ЭЛТ осуществляется по полуосям +Х(-Х), +У(-У), результирующий дрейф тока в каждой,оси отклонения (Х,У) равен разности дрейфа полуосей отклонения.

Функциональные напряжения символов с выхода генератора 3 символов поступают на знаковые усилители 6 и. 7, которые работают на знаковую отклоняющую .систему 8. Знаковая отклоняющая система 8 содержит две оси отклонения (Х и У). Блок 1 управления соединен с генератором 2 подсвета, который связан с ЭЛТ 9, и формирует импульсы подсвета. Координатные напряжения с выхода цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 также. поступают на интеграторы 13 и 16.

Постоянная времени интеграторов

l3 и 16 составляет 40-50 мс в изготовленном нами устройстве.

Основная частота регенерации информации составляет 50 Гц. Максимальная амплитуда напряжения с выхода цифро-аналогового преобразователя 4 или 5 соответствует отображению информации на краю экрана ЭЛТ. При отображении информации в центре экрана ЭЛТ напряжение на выходе соответствующего цифро-анаЛогового преобра зователя 4 или 5 равно нулю. Средние

1043729 значения выходных напряжений с цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 с выходов интеграторов 13 и 16 поступают на коммутаторы 14 и 17. На вторые входы компараторов 14 и 17 подают опорное напряжение, величина которого соответствует среднему значению напряжения цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 при заданном максимальном объеме информации.

"м Tg -k P где 0 кокс — максимальная амплитуда напряжения на выходе со- 15 ответствующего цифроаналогового преобразователя 4 илн 5;.

"ину — суммарное время информацииу

20 p8r - период регенерации инФормации, который равен

20 мсу

К вЂ” коэффициент передачи интегратора.

При кратковременной перегрузке и непланированном увеличении объема информации с выхода компаратора 14

t (17) выдают сигнал, который через. элемент ИЛИ 15 поступает на блок 1 управления.

По данному сигналу блок. 1 управления осуществляет переход на регенерацию информации (с частотой

25 Гц). Сигнал с выхода элемента

ИЛИ 15 подают на элемент 19 задержки З5 и на элемент И 18. Элемент 19 задержки выполнен на время Т = 200-:250 мс.

Переход на регенирацию информации с .частотой 25 Гц блок 1 управления осуществляет за время не более 40 мс.40

В результате этого уменьшается среднее значение напряжения на выходе интегратора 13 (lб) и прекращается выдача. сигнала с элемента 15 ИЛИ.

Наличие на выходе элемента ИЛИ 15 45 сигнала длительностью более 200250 мс. вызывает выдачу сигнала с выхода элемента И 18, который поступает на координатные усилители 10 и 12 и генератор 2 подсвета. По данному сигналу резко уменьшается коэффициент усиления координатных усилителей, а с генератора подсвета прекращается выдача сигналов на ЭЛТ, т.е. осуществляется защита устройства от выхода из строя.

Техническая реализация осущест.вляется включением ключей, которые в открытом состоянии шунтируют входные цепи усилителей и переключают входные токи усилителей на себя. 60

Данное решение широко используется .при защите узлов от перегрузки.

Быстродействие предлагаемого устройства, как и всех аналоговых уст ройств, определяется быстродействием g5 у координатных и знаковых усилителей, работающих на отклоняющие системы.

Скорость вывода информации на экран ЭЛТ.определяется данными усилителями, так как другие узлы и блоки имеют быстродействие значительно выше. Наименьшее быстродействие имеют координатные усилители, так как они осуществляют отклонение пятна ЭЛТ,по всему полю экрана.

В предлагаемом устройстве экран

ЭЛТ надо рассматривать как карту или план местности, на которых отображается информация. Информация в виде знаков или групп знаков (формуЛяров) может отображаться на любых участках (в любых точках) экрана ЭЛТ. Объем отображаемой информации может изменяться от минимальной до максимальной (заданной) ве4 личины.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства при различном расположении. на экране ЭЛТ информации при максимальном объеме (†- = 1, Тр =20 мс), Тине

T рег Р

Для интеграторов коеффициент передаU мсiкс чи K = 1 Torда Еопор а) Весь объем информации расположен равномерно около центра экрана

ЭЛТ. При данном расположении информации напряжение на выходах интеграторов меньше 0,5 Ео„ р . Сигнал элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления не поступает, и частота регенерации равна 50 Гц. б) Весь объем информации расположен по всему полю экрана равномерно.

При данном расположении информации напряжение на выходах интеграторов равно 0,5 Е . Сигнал элемента

ИЛИ. 15 на блок 1 управления не поступает, и частота регенерации равна

50 Гц. в) Весь объем информации расположен равномерно на одной половине экрана ЭЛТ симметрично одной полуоси отклонения Х или У. При данном расположении информации напряжения на выходе интеграторов не превышает

ОР9 Еббр Сигнал с эл мента ИЛИ 15 на блок 1 управления не поступает, и частота регенерации равна 50 Гц. г) Весь объем информации расположен симметрично полуоси отклонения

Х или У около края экрана ЭЛТ. При данном расположении информации напря-. жение на выходе интеграторов больше

E ù p. С элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления поступает сигнал, по ко" торому блок 1 управления начинает выдавать информацию на экран ЭЛТ с частотой регенерации 25 Гц.

Основной частотой регенерации является частота 50 Гц. Вероятность перехода на частоту регенерации

25 Гц мала, так как необходимо сов1043729 падение следующих факторов: наличие на экране максимального объема информации, информация должна быть расположена симметрично полуоси Х или У около края экрана ЭЛТ,а данное расположение информации должно иметь смысловое значение.

Теоретически данное расположение информации возможно,и переход.на частоту регенерации 25 Гц исключает перегрузку устройства и сохраняет 10 максимальный объем информации на экране ЭЛТ. В данном режиме отображаемая информация имеет мерцанйе. Таким образом, информация от ЭВМ поступает в блок управления, который Осущест» 15 вляет выдачу информации на экран

ЭЛТ с частотой регенерации 50 Гц, а при поступлении сигнала элемента

ИЛИ 15 блок 1 управления переходит на регенерацию информации с частотой 20

25 Гц.

При сравнений предлагаемого устройства с известным получим следующие количественные соотношения характеристик.

Устройство, работающее с Одной частотой регенерации и расположением информации у края экрана ЭЛТ, должно, иметь ток в координатном усилителе макс °

В предлагаемом устройстве средний рабочий ток в координатном .усилите ле равен, м„«/2, что соответствует

Е пор = Ом

ОПР 2

Мощности координатных усилителей при прочих равных условиях пропорциональны токам. Отсюда видно, что координатные усилители предлагаемого устройства имеют мощности в 2 раза меньше, чем в устройстве с одной . 40 частотой регенерации информации.

В схемах координатных усилителей (B выходных каскадах) используются высокочастотные транзисторы большой мощности, колле".торы транзисторов соединены с обмотками +Х(+У) отклоняющей системы (12). Так как мощность координатных усилителей в предлагаемом устройстве в два раза меньше, то и количество транзисторов в выходных каскадах усилителей в два раза меньше (или могут использоваться транзисторы на меньшую мощность с лучшими параметрами) . Суммарная коллекторная емкость транзисторов подключается параллельно обмотке отклоняющей системы 12 и имеет величину также в два раза меньше. Емкость обмоток отклоняющей системы 12 на много меньше емкости транзисторов

Соим 504 60 nC>i Rose 0; Ом) °

При критическом режиме постоянная времени установления тока в обмотке составляет величинуа=Дс, отношение постоянных времени имеет следующую величину гж

- 3,44, 2 и где - постоянная времени усилите. ля, входящего в устройство, работающее.с одной частотой регенерации информации;

cg -.постоянная времени усилителя, входящего в предлагаемое устройство.

Отношение постоянных времени о казывает, что предлагаемое устройст-во имеет быстродействие íà k 40% выше, а следовательно, может отображать информацию в большем объеме.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении быстродействия устройства.

1043729

Фиг./

10437?Э

erne 50Гц

Составитель А. Ильин

Техред, М Мост ик Корректор„ A. Тяско Редактор Н. Лазаренко

Заказ 7345/56

Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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