Устройство для отображения учебной информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ОТОБРАЖЕНИЯ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно включенные блок синхронизации , блок счетчиков, блок памяти, формирователь изображений и индикатор, второй и третий йходы формирователя изображений соединены соответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенным к второму входу блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отображения, в него введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель ш пульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации , второй вход и первый выход с третьим выходом и вторым входом блока счетчиков соответственно, второй выход - с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход - с первым входом формирователя кодов, второй вход которого подключен к первому выходу блока синхронизагщи , выход - с четвертым входом блока памяти, а третий вход является информационным входом устрой (Л ства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй вход подключен к второму выходу блока счетчиков,- а вьосод является выходом синхронизации устройства и соединен с четвертьм входом блока счетчиков. О1 р1 ш

00О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G 09 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ГЮ ДКЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОВФУ СЕВЩЕТЕЛЬСТВУ (21) 3660147/24-24 (22) 10. 11.83 (46) 23.05.85, Бюл. У 19 (72) А.В. Марков (71) Всесоюзное специализированное научно"производственное объединение

"Союзвузприбор" (53) 681.3.071(088.8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР

Н 700870, кл. G 06 К 15/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР .В 983737, кл. С 09 В 7/02, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ОТОБРАЖЕНИЯ

УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержацее последовательно включенные блок синхронизации, блок счетчиков, блок памяти, формирователь изображений и индикатор, второй и третий входы формирователя изображений соединены соответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенным к второму входу блока памяти, о т л и ч а ю„„SU„„1157557 Д щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отображения, s него введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель и пульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход и первый выходс третьим выходом и вторым входом блока счетчиков соответственно, второй выход. — с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход — с первым входом формирователя кодов, второй вход которого под- ключен к первому выходу блока синхронизации, выход — с четвертым входом блока памяти, а третий вход является информационным входом устройства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй вход

I подключен к второму выходу блока счетчиков; а выход является выходом синхронизации устройства и соединен, с четвертым входом блока счетчиков °

1157557 г

Изобретение относится к техническим средствам обучения, в частности к обучающим системам, и может быть использовано для отображения обучаемому медленно меняющихся про. цессов.

Известно устройство, предназначенное для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее блок управления, соеди- 10 ненный с блоком буферной памяти,два регистра, два преобразователя коднапряжение, выходы которых соединены с отклоняющей системой электроннолучевой трубки, а входы — с соответ- 1 ствующими регистрами, управляющие входы которых подключены к блоку управления, а информационные — к блоку буферной памяти PJ.

Недостатками данного устройства 20 являются невозможность демонстрации и отображения медленно меняющихся процессов и сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению является устройство для отображения учебной информации, содержащее генератор, блок синхронизации и последовательно включенные блок счетчиков, блок памяти и формирователь изображе-30 ний для управления предъявлением учебной информации на индикаторе, второй вход которого соединен с вторым выходом блока счетчиков, последовательно включенные первый триггер и элемент И-ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора, первый и второй выходы — соответственно с вторым входом блока памяти и первым входом блока счетчиков и,щ третьим входом блока памяти, а также последовательно соединенные второй триггер, элемент И и счетчик, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом блока счетчиков, первый выход — с третьими входами блока .счетчиков и блока предъявления учебной информации, а второй выход — с четвертым входом ур блока счетчиков и третьим входом элемента И-ИЛИ, первый и второй входы первого триггера подключены к третьему и четвертому выходам блока счетчиков соответственно, второй вход у элемента И соединен с выходом генератора, четвертый вход блока памяти является входом устройства { 2).

Недостатками известного устройст ва являются низкая надежность вследствие малой эффективности использования блока предъявления учебной информации, низкая точность отобра- . жения эпюр изучаемого процесса из-за аналогового преобразования сигнала и сложность устройства.

Цель изобретения — повышение точности отображения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для отображения учебной информации, содержащее последовательно включенные блок синхронизации, блок счетчиков, блок памяти, формирователь изображений, и индикатор, второй и третий входы формирователя изображения соединены соответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенные к второму входу блока памяти, введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход и первый выход— с третьим выходом и вторым входом блока счетчиков соответственно,втоФ рой выход — с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход — с первым входом формирователя кодов, второй вход которого., подключен к первому выходу блока синхронизации, выход — с четвертым входом блока памяти, а третий вход является информационным входом устройства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй вход подключен к второму выходу блока счетчиков, а выход является вы ходом синхронизации устройства и соединен с четвертым входом блока счетчиков. !

На фиг. I изображена структура предлагаемого устройства; на фиг. 2— функциональная схема устройства.

Устройство для отображения учебной информации (фиг. 1) содержит блок 1 синхронизации, выходы которого соединены с соответствующими входами формирователя 2 кодов, служащего для сопряжения входной информации, блока 3 синхронизации записи, блока 4 счетчиков, блока 5 памяти, формирователя 6 яркостного сигнала, соединенного выходом с одним входом, 115?557 4

1О

Блок 4 содержит счетчики 14 записи, счетчики 15 развертки и коммутатор 16. Блок 1 содержит (фиг. 2) последовательно соединенные задающий генератор 17 и счетчик

18. Формирователь 2 содержит последовательно соединенные сдвигающий регистр 19, буферный регистр 20, элемент. ИЛИ 21 и преобразователь 22 аналог-код. Блок 3 содержит, например, элементы 23 — 25 И.

Счетчики 14 содержат, например, три соединенных последовательно узла

26 суммирования, счетчики 15 — три последовательно соединенных узла

27 суммирования. Коммутатор 16 содержит, например, три элемента И-ИЛИ

28. Формирователь 6 содержит узел 29 сравнения, буферный регистр 30, сдвигающий регистр. 31 и элемент И 32 °

Формирователь 7 содержит последовательно соединенные генератор 33 высокой частоты и модулятор 34.Блок

8 содержит триггер 35, элемент И 36 дифференциальную цепь 37.

Информация отображается на индикаторе 38. Формирователи 6 и 7 и блок 8 объединены в формиронатель 39

36

5$ формирователя 7 телевизионного сигнала, другие входы которого подключены соответственно к выходу блока 8 синхронизации обратного хода кадров и выходу блока 4, выходы последнего также соединены с соответствующими входами блока 5, формирователя 6, блока 8 и блока 3, а входы подключены к выходам блока 8, блока 3 и генератора 9 одиночных импульсов, выход которого является выходом внешней синхронизации уст- ройства, один вход генератора 9 является входом внешней сйнхронизации устройства и может быть подключен, например, к кнопке 10 "Пуск", а другой вход соединен с выходом блока 4 счетчиков. Выход блока 9 подключен к одному входу формирователя 6, другой его вход соединен с выходом блока 5 памяти, входы которого соединены с выходом блока 3 и формирователя 2, вход последнего подключен к выходу блока 3, Входы которого соединены с делителем 11 частоты и переключателем 12 времени развертки.

Входы формирователя 2 являются входами устройства, причем один вход может быть подключен, например, к кнопке 13 "Стирание".

2S

35 изображений, а блок 3, делитель 11 и переключатель 12 — в распределитель

40 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Информация одной точки амплитуды демонстрируемой кривой, например, в виде восьмиразрядного слова записывается в блок 5 при обратном ходе развертки, например, каждой 32-й строки или с пропуском 1,2,...,п обратных ходов строки.

Во время прямого хода развертки кадра считываются все точки кривой, которые записаны ранее в блок 5.

Для отображения информации в качестве генератора 38 используется промышленный телевизионный приемник.

Для упрощения синхронизации работы устройства и телевизора используется распространенный метод развертки.

Число строк в кадре целесообразно выбрать кратно числу двоичного исчисления, например 512. При .этом для отображения эпюры физического процесса достаточно одной интегральной схемы емкостью 4096 бит.

Импульсы с задающего генератора

17 с частотой следования, например, 256 fc (fe — частота строчной развертки) поступают на счетчик 18, например, с модулем пересчета M=64.

Со счетчика 18 импульсов с частотой следования напРимеР,8 fz, поступают

Ф на каскады 27, например, с модулем пересчета каждый М=16. Каскады 27 работают во время прямого и обратного хода кадра. Во время прямого хода счетчики 15 пересчитывают полный цикл, например И=4096 (16х16х16), во время обратного хода пересчитывают, например, до 356(16х16) и обнуляются.

Во время прямого хода строк выхо" ды каскадов 27 подключаются к адресным шинам блока 5.. Подключение выходов каскадов 27 к адресным шинам обеспечивается элементами 28, которые управляются элементом И 23. Во время обратного хода, например, каждый 32-й строки или каждой 64-й, 96-й и т.д. к адресным шинам блока

5 подключаются выходы каскадов 26.

На каждом обратном ходе строки происходит запись восьмиразрядного слова (одиа точка эпюры), что определяет коэффициент деления делителя 11. На элемент И 23 блока 3 поступают им1157557 пульсы, например, с частотой следования Хсле = 4 йс и длительностью

5 Т, (где С<- длительность строки 64 мкс) и разрешающие импульсы с делителя 11. 5

Генератор 9 необходим для синхронизации начала развертки кадра и начала зпюры отображаемого физического процесса. Запуск генератора 9 может осуществляться кнопкой 10. При 16 этом обнуляются каскады 26 синхронно с началом обратного хода развертки кадра и выдается импульс синхронизации на внешние устройства. При необходимости запуск генератора 9 1$ может осуществляться с внешнего устройства.

После пересчета полного цикла каскадов 27 по заднему фронту„ например 4096-го импульса, переклю" фр чается триггер 35 (конец прямого хода кадра), положительный потенциал с его инверсного. выхода открывает элемент И 36 для прохождения импульса, сформированного дифферен- ф циальной цепью 37 по заднему фронту, например, 256-го импульса, снимаемого с второго каскада 27. Этот ,импульс устанавливает каскады 27 в нулевое состояние, триггер 35 — @ в единичное состояние. Таким образом формируется обратный ход развертки, который по длительности равен, 256 импульсам, следующим с частотой

8 f . Каскады 27 работают полный цикл по время прямого хода кадров. затем второй раз просчитывают до

256-ти и обнуляются, формируя обратный ход кадров. Каскады 26 работают ,в "шаговом" режиме, т.е. просчитывают, например, восемь импульсов во время обратного хода каждой, например, 32-й, 64-й, 96-й.... строки. Причем пересчет осуществляется и во время обратного хода кадра. Это необходимо „ для непрерывной записи эпюры физического процесса. Таким образом, после записи одного слова каскады 26 сохраняют свое состояние до следующего, . например, 32-ro обратного хода строки или состояние каскадов сохраняется, например, до 64-го, 96-го,... обратного хода в зависимости от коэффициента деления делителя 11, который устанавливается переключателем 12.

На элемент И 24 поступают импульс сы, например, с частотой 32 йс и длительностью, равной обратному

) а ходу строки 8 1,, (импульсы, следующие, например, с частотой 64 f, и разрешающий импульс с делителя 11).

Таким образом, формируются пачки импульсов (например, по восемь), следующие на каскады 26.

Одновременно пачки из восьми импульсов поступают в блок 5 для синхронизации режима записи и сдвига информации в регистре 19. По окончаний записи информации из последнего в блок 5, в регистр 19 параллельно записывается новая инфомация с регистра 20, импульс синхронизации записи поступает с элемента И 23.

Информация в регистр 20 может поступать как в переменном последовательном коде, так и в аналоговом виде.

Преобразование аналоговой информации осуществляется преобразователем 22. Для синхронизации последнего к нему от счетчика 18 и первого каскада 27 подключены, например, восемь разрядных шин. Поскольку на счетчик 18 поступают импульсы, следующие с частотой, например, 256 f<, аналоговая информация может преобразовываться в 256 дискретных значений. Таким образом, разрешающая способность устройства по строке равна

256 точкам. При необходимости увеличения разрешающей способности необходимо увеличить разрядность информационного слова и соответствующих узлов электронной схемы.

Во время считывания информация .из блока 5 поступает на регистр 31.

Импульсы синхронизации сдвига поступают с элемента И 32, который открывается во время прямого хода развертки кадра положительными импульсами с трнггера 35. После заполнения регистра 31, например, восьмиразрядным словом (информация об амплитуде одной точки отображаемой кривой) происходит параллельная перезапись это1 го слова в регистр 30 синхроимпульсом, следующим с частотой строк Йс с первого счетчика. Выходы регистра

30 подключены к входам схемы 29 совпадения, входы которой подключены к выходам счетчика 18 (разряды

1,2,4, 8, 16 и 32) и счетчика 27 (разряды 1 и 2). Эти счетчики за время длительности одной строки пересчитывают, например, 256 импульсов блока 1. Следовательно, при сов-, 1157557 падении кода в регистре 30 и кода состояния счетчиков 18 и 27 со схемы 29 совпадения выдается импульс длительностью 1:256 длительности строки, соответствующий яркостному $ сигналу (7) отображаемого процесса.

Таким образом, на каждой телевизионной строке отображается одна точка эпюры сигнала, При этом амплитуда сигнала пропорциональна време- 16 ни задержки импульса 7 относительно импульса синхронизации строк. Время задержки представлено, например, восьмиразрядным кодом, при этом амплитуда может иметь, например, 15

256 дискретных значений. Поскольку регенерация телевизионного изображения должна быть не ниже 50 Гц,если залистать одну точку эпюры при обратном ходе каждой, например, 32-й фф строки, время процесса, записанного

5 12. на экран, равно 20 мс „ =602 мс (17 — число точек, записанных за один кадр — у = 17; 20 мс—

5 12+@ время развертки одного кадра о rs = И

20 мс).

Если при записи информации пропускать 1,2,...,n импульсов записи, то можно записывать процесс длительностью 602 мс х 1, 602 мс х 2,..., 602 мс х и.

Таким образом, предлагаемое обучающее устройство позволяет отображать процессы на большом экране группе обучаемых с неограни33

:ченным временем дискретной развертки. Дискретность развертки равна

0,602 с. При необходимости плавного изменения частоты развертки можно изменять частоту генератора блока 1.

Со схемы 29 информация в виде импульсов, задержанных относительно импульсов синхронизации строк, поступает на модулятор 34. Одновременно на него поступает частота синхронизации строк fq с первого каскада 27, частота синхронизации кадров f с триггера 35 и высокая частота с генератора ЗЗ. Высокочастотный генератор 33 работает на частоте,например, пятого телевизионного канала.

Таким образом, устройство форми.рует полный телевизионный сигнал, который подается на антенный вход индикатора 38.

При необходимости отображения на одном экране нескольких эпюр необходимо дополнить устройство формирователями 2 и 6 и блоком 5 (число блоков соответствует числу отображаемых кривых) ° Смещение осей эпюр, отображаемых на экране, возможно перед коммутацией разрядных шин регистров 30, подключаемых к схеме 29.

Предлагаемое устройство обладает

I более высокой надежностью по сравнению с известным за счет замены блока предъявления учебной информации промышленным телевизионным приемником. Используя сравнение кодов при отображении эпюр изучаемого процесса, возникает возможность исключить ошибки, вносимые аналоговым преобразователем. При этом точность повыша-ется в 2 -- 3 раза по отношению к аналоговому методу.

Значительно упрощается конструкция предлагаемого устройства за счет исключения преобразователя аналог-код после блока памяти и счетчика формирования обратного хода пилообразного напряжения.

И

3 > « Ф э

1157557

Фиг.1! 157557

Составитель А. Карлов

Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Максимишинец

Редактор Н. Бобкова филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3376/48 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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