Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

 

Изобретение относится к автоматике , радиолокации и вычислительной технике и может быть использова но в устройствах отображения и съема графической информации. Цель изобретения - повышениеточности устройства , которая достигается введением элемента И 22 и датчика 23 контрольных координат и соответствующих функциональных связей, что обеспечивает отображение контрольного изображения в зоне ЭЛТ 16, оптически связанной с датчиком 23, формирующим относительное смещение корректируе мого изображения, корректирующие коды с сумматоров 11 и 12 приращений суммируются в сумматорах 9 и 10, вследствие чего все изображение на экране ЭЛТ 16 смещается в требуемом направлении, ликвидируя имеющуюся погрешность изображения. 1 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (594 G 09 G 1 08

ЗСЕсдзлЗР 1l%

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4105735/24-24 (22) 27.05.86 (46) 15.02.88. Бюл. Р 6 (72) Г.К.Болотин, P.M.Áåëàíoâè÷ и N.À.Àïàíàñåâè÷ (53) 681.327.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1005169, кл. G 09 G 1/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1166170, кл. G 09 G 1/08, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (57) Изобретение относится к автоматике, радиолокации и вычислительной технике и может быть использоваI но в устройствах отображения и съема графической информации, Цель изобре- тения — повышение точности устройства, которая достигается введением элемента И 22 и датчика 23 контрольных координат и соответствующих функциональнь|х связей, что обеспечивает отображение контрольного изображения в зоне ЭЛТ 16, оптически связанной с датчиком 23, формирующим относительное смещение корректируеМ мого изображения, корректирующие коды с сумматоров 11 и 12 приращений суммируются в сумматорах 9 и 10, вследствие чего все изображение на экране ЭЛТ 16 смещается в требуемом направлении, ликвидируя имеющуюся погрешность изображения. 1 ил.

1374273

Изобретение относится к автоматике, радиолокации и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения и съема гра5 фической информации.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройсгва. 10

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 преобразователи код — напряжение, первый

5 и второй 6 генераторы пилообразного напряжения, первый 7 и второй 8 15 формирователи напряжения развертки, первый 9 и второй 10 сумматоры, первый 11 и второй 12 сумматоры приращений координат, первый 13 и второй

14 дешифраторы, формирователь 15 видеосигнала, ЭЛТ 16 с отклоняющей системой 17, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, элемент 20 запрета, формирователь 21 импульсов, элемент

И 22 и датчик 23 контрольных коор- 25 динат иэображения.

Позицией 24 обозначен управляющий вход устройства, а позициями 25-30— с первого по шестой информационные входы устройства. 30

Уровень напряжения на информационных входах генератора 5 и 6 определяет скорость изменения пилообразного напряжения на выходах (крутизну напряжения). Длительность сигнала на управляющих входах генераторов 5 и 6 определяет время, в течение которого формируется пилообразное напряжение (время разомкнутого состояния ключевого элемента определяет время 40 прямого хода пилообразного напряжения) .

-Формирователи 7 и 8 напряжения развертки обеспечивают преобразование входного напряжения в напряжение или

45 ток, воздействующий на отклоняющую систему 17 (электростатическую или электромагнитную) ЭЛТ 16 и управляющий перемещением пучка электронов по экрану.

Поступление сигнала на управляющий вход сумматора 9(10) запрещает суммирование кода, поступающего на

его второй информационный вход, т..е. на выход сумматора в этом случае . проходит сигнал, представляющий собой сумму кодов, поступающих на первый и третий информационные входы.

Сумматоры 11 и 12 приращений координат изображения контрольных точек — сумматоры накапливающего типа.

Первый вход сумматора приращений являются информационным, а второй— управляющим, т.е. разрешает запись информации в сумматор по заднему фронту управляющего сигнала.

Дешифраторы 13 и 14 — комбинационного типа. Сигнал на выходе дешифратора формируется только в том случае, если íà его входы поступают коды чисел, соответствующих координатам (по оси Х или по оси Y) контрольных точек.

Формирователь 15 видеосигнала осуществляет выделение из сигналов управления, поступающих на его вход, сигналов управления подсветом точки и сигналов управления подсветом векторов, так как длительность формируемых формирователей 15 по этим сигналам импульсов различна. В простейшем случае для различения этих сигналов сигналы управления подсветом точки могут передаваться, например, отрицательным уровнем напряжения — а сигналы управления подсВетом векторов — положительным уровнем напряжения (т.е. уровнем, который воспринимается элементом ИЛИ 19 как наличие сигнала).

Элемент 18 задержки обеспечивает задержку входного сигнала на время, учитывающее инертность формирования формирователем 15 видеосигналов векторов.

Элемент ИЛИ 19 совместно с элементом 18 задержки и связи между ними образуют формирователь импульса запрета, длительность которого перекрывает максимально возможную дли- тельность видеосигнала на выходе формирователя 15.

У элемента 20 запрета первый вход является запрещающим.

Формирователь 21 импульсов обеспечивает формирование импульса с задержкой относительно входного сигнала, учитывающей инерционность преобразования сигналов в сумматорах, (преобразователя код — напряжейие), формирователях напряжения развертки, отклоняющей системе ЭЛТ, а также инерционность формирователя 15 в процессе формирования видеосигнала точек.

1374273

Датчик 23 контрольных координат предназначен для формирования кодов относительных координат Х и Y контрольного изображения. В простейшем случае датчик 23 представляет собой координатную. матрицу, состоящую из светочувствительных элементов, выходы которых соединены с входами ком-. бинационных шифраторов координат по, осям Х и Y. Размеры светочувствительного элемента (точнее, шаг их расположения по осям Х и Y) определяют минимально достижимую величину (или шаг) коррекции смещения изображения (минимальную погрешность смещения).

Число светочувствительных элементов (точнее, произведение их числа на шаг расположения в строке или столбце) определяет максимально возможную в устройстве погрешность смещения изображения, которая может быть скомпенсирована. Число светочувствительных элементов в строке координатной матрицы (т.е. число столбцов), как и число строк в матрице, выбрано нечетным. Комбинационные шифраторы координат выполнены таким образом, что засветка центрального из светочувствительных элементов матрицы приводит к формированию шифратором координат нулевых кодов по координатам Х и Y. Засветка светочувствительного элемента, расположенного относительно центрального на один вьппе или ниже (по координате Y), приводит

;к формированию нулевых кодов по оси

Х и соответственно кодов - 11, или

"+1" по координате Y. Засветка светочувствительного элемента, расположенного относительно центрального на два элемента вверх и на три влево приводит к формированию кода по оси Х равного "+3", а по оси Y равного "-2" и т.д. Формирование кодов шифратоом координат производится по переднему фронту управляющего сигнала, поступающего на вход датчика 23 контрольных координат. Чувствительность светочувствительных элементов координатной матрицы подобрана таким образом, что они реагируют на отображаемую на экране ЗЛТ точку только в момент ее высветки (в момент действия видеосигнала на выходе формирователя 15) и не реагируют на ее отображения за счет послесвечения экрана ЗЛТ (этим достигается не реагирование датчика 23 на элементы изображения, не являющиеся контрольными, но оптически попадающие в зону,. контролируемую светочувствительными элементами координатной матрицы). Координатная матрица со светочувствительными элементами датчика 23 контрольных координат в простейшем случае размещается под экраном ЗЛТ 16 в одном месте (например, прямо на поверхности экрана с краю) таким образом, чтобы изображение контрольной точки (светящегося круга) на экране ЭЛТ ориентировочно совпадало с центральным светочувствительным элементом координатной матрицы, а оси ее координат Х и Y совпадали по направлению с осями координат Х и Y иэображения на экране

ЭЛТ. Для исключения погрешности в формировании датчиком 23 контрольных координат, когда изображение контрольной точки (в случае ее больших размеров) оказывается оптически связанным одновременно с несколькими лизлежащими светочувствительными лементами координатной матрицы, ифратор датчика 23 может содержать элемент выбора одной (например, минимальной) координаты из нескольких.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства, когда коды координат высвечиваемой

1 точки (или коды координат начала высвечиваемого вектора) не являются кодами координат контрольного изображения. В этом случае дешифраторы

13 и 14 не формируют одновременно выходные сигналы, вследствие чего на выходе элемента 22 не формируется

f5

40 импульс обнаружения кода координат

I динат Х и Y высвечиваемой точки (или коды координат начала высвечиваемого вектора), которые без изменения (считаем, что в начальный момент времени на выходах сумматоров 11 и

12 приращений присутствуют нулевые коды) проходят через сумматоры 9 и

10 и поступают на входы.преобразова

55 контрольного изображения, а следо-вательно, элемент 18 задержки, эле45 мент ИЛИ 19, элемент 20 запрета, формирователь 21 импульсов и датчик

23 контрольных координат на работу. устройства влияния не оказываю1;

От внешнего устройства, например

ЭВИ (не показаны), на входы 27 и 28 поступают соответственно коды коор 1374273 телей 3 и 4 код - напряжение, с выходов которых соответствующие вход-ным кодам величины аналоговых напряжений поступают на первые входы формирователей 7 и 8 напряжения раз5 вертки, выходные сигналы которых воздействуют на отклоняющую систему

17, вследствие чего электронный луч выводится в требуемую точку экрана

ЭЛТ 16 (или в начальную позицию высвечиваемого вектора). В случае высветки точки в следующий момент времени на управляющий вход 24 от внешнего источника поступает импульс от- i5 рицагельной полярности запуска формирователя 15, вследствие чего на его выходе формируется короткий импульс подсвета, воздействующий на модулятор ЭЛТ 16, и на ее экране высвечивается точка, В случае высветки вектора от внешнего устройства одновременно с кодами, поступающими на входы 27 и

28, на входы 25 и 26 поступают соответственно коды координат Х и Y конечных точек высвечиваемых векторов, вследствие чего на выходах преобразователей 1 и 2 код — напряжение формируются соответствующие кодам уровни напряжения. В следующий момент времени на управляющий вход 24 от внешнего устройства поступает сигнал положительной полярности, осуществляющий запуск генераторов 5 и 6 пилообразного напряжения и формирователя 15. Уровень напряжения на информационных входах генераторов 5 и 6 пилообразного напряжения определяет . скорость изменения выходного пилообразного напряжения, а длительность сигнала на входе 24 — время, в течение которого формируется пилообразное напряжение и время подсвета луча

ЭЛТ 16. С выходов генераторов 5 и 6 пилообразного напряжения линейно из45 меняющееся напряжение воздействует через формирователи 7 и 8 напряжения ,развертки на отклоняющую систему 17, вследствие чего на экране ЭЛТ 16 высвечивается вектор заданной длины и направления.

В случае необходимости сдвига отображаемой информации (сдвига центра отображения) по команде от внешнего устройства, например оператора, на входы 29 и 30 поступают соответственно коды координат Х и Y сдвига центра изображения, которые суммируются в сумматорах 9 и 10 с кодами координат высвечиваемой точки или с кодами координат начала отображаемого вектора, поступающими на входы 27 и 28, вследствие чего происходит соответствующий сдвиг отображаемой информации на экране ЭЛТ 16.

Рассмотрим процесс формирования корректирующего изображение напряжения.

На входы 27 и 28 периодически от внешнего устройства наРяду с кодами координат Х и Y отображаемых точек и кодами координат Х и Y начала векторов поступают коды координат

Х и Y контрольного изображения. Если при поступлении на входы 27 и 28 кодов координат Х и Y отображаемой точки или начало отображаемого вектора только один из кодов координат, например координаты Х (Y), совпадает с кодом контрольного изображения по данной координате, то на выходе соответствующего дешифратора 13 (14) координат формируется импульс, который, однако, не пройдет на выход элемента 22, так как последний закрыт по второму (первому) входу нулевым уровнем напряжения и выхода дешифратора 14 (13) координат.

Если на входы 27 и 28 поступают коды координат Х и Y являющиеся кодами координат контрольного изобра» жения, то выходные сигналы формируются одновременно как на выходе дешифратора 13 координат, так и на выходе дешифратора 14 координат. Вследствие этого на выходе элемента И 22 формируется импульс, поступающий на разрешающий вход элемента 20 запрета и свидетельствующий об обнаружении в составе входных сигналов кодов координат, совпадающих с кодами координат контрольного изображения. Если указанные коды координат не являются кодами координат контрольного. изображения, а являются лишь случайно совпавшйми с ними кодами координат начала высвечиваемого вектора, то в работу включаются элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19 и элемент

20 запрета. Так как поступление кодов координат начала высвечиваемого вектора всегда сопровождается поступлением на управляющий вход 24 импульса положительной полярности, обеспечивающего срабатывание по управляющим входам генераторов 5 и 6 пило1374273 8 образного напряжения, то этот импульс одновременно поступает на первый вход элемента ИЛИ 19 непосредственно и на его второй вход с выхода

5 элемента 18 задержки. В результате на выходе элемента ИЛИ 19 формируется импульс, поступающий на запрещающий вход элемента 20 запрета и запрещающий формирование импульсов на его выходе на все время высветки вектора на экране ЭЛТ 16.

Таким образом, сигнал на выходе элемента 20 запрета формируется толь. ко в том случае, если на входы 27 и 28 устройства поступили коды координат контрольного изображения, Сигнал с выхода элемента 20 поступает на вход формирователя 21 импульсов и на управляющие входы сумматоров 9 и 10. Поступление импульса на управляющие входы сумматоров

9 и 10 приводит к его перекоммутации таким образом,что на выходе сумматоров 9 и 10 формируются коды без учета кодов, присутствующих на входа

29 и 30 устройства (без учета внеш- них кодов сдвига изображения). Другими словами на выходы сумматоров

9 и 10 проходят соответственно неизменные коды координат Х и Y контрольного изображения (считаем, что на выходах сумматоров 11 и 12 присутствуют нулевые коды). Коды коор-, динат контрольного изображения с выходов сумматоров 9 и 10 поступают на входы преобразователей 3 и 4 коднапряжение, соответствующие аналоговые напряжения с выходов которых через формирователи 7 и 8 напряже40 ния развертки воздействуют на отклоняющую систему 17, выводя луч ЭЛТ 16 в заданную точку экрана. При этом формирователем 15 формируется импульс, поступающий на модулятор

ЭЛТ 16 и обеспечивающий высветку контрольного изображения на экране

ЭЛТ 16. Высветка контрольного изображенйя производится в месте экрана

ЭЛТ, которое оптически связано со светочувствительными элементами датчика 23 контрольных координат.

Формирователь 21 импульсов из выходного сигнала, поступающего с выхода элемента 20 запрета, формирует импульс, по переднему фронту которо- 55

ro на первом и втором выходах датчика 23 контрольных координат формируются соответственно относительные координаты Х и 1 (взятые со знаком минус) смещения контрольного изображения на экране ЭЛТ 16 относительного геометрического центра (центрального элемента) светочувствительной матрицы датчика 23. В случае отсутствия погрешности в тракте отображения коды относительных координат Х и Y контрольного изображения являются нулевыми и коды (в начальный момент времени коды корректирующего воздействия нулевые) на выходах сумматоров 11 и 12 не изменяются, При наличии погрешности в тракте отображения контрольное изображение на экране ЭЛТ 16 не совпадает с геометрическим центром светочувствительной матрицы датчика 23, вследствие чего на его первом и втором выходах соответственно формируются коды координат Х и Y (взятые со знаком минус) смещения контрольного иэображения относительно требуемого положения.

По заднему фронту импульса с выхода. формирователя 21 импульсов происходит алгебраическое суммирование этих кодов относительного смещения координат Х и Y соответственно в сумматорах 11 и 12 с предыдущими (в данном случае нулевыми) значениями кодов смещения изображения. Суммарный код корректирующего воздействия по координатам Х и 7 поступает с выходов сумматоров 11 и 12 соответственно на третьи информационные входы сумматоров 9 и 10, где постоянно суммируется с текущими кодами отображаемой информации (в том числе и контрольной), вследствие чего вся отображаемая информация сдвигается на экране ЭЛТ 16 по координатам Х и Y в нужную сторону, так как код корректирующего воздействия стремится свести к нулю имеющуюся погрешность отображения (т.е. совместить контрольное изображение с геометрическим центром светочувствительной матрицы датчика 23). Если величина корректирующего воздействия по какой-либо причине была определена не совсем точно, то по заднему фронту следующего импульса на выходе формирователя 21 импульсов (этот импульс будет сформирован в случае последующегопоступления на входы 27 и 28 кодов контрольного изображения) сумматоры

11 и 12 формируют новый уточненный код корректирующего воздействия по

74273

5 выходами первого и второго сумматосоответственно вторые информационные входы первого и второго сумматоров, третьи информационные входы которых соединены соответственно с ров приращений координат, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к входам третьего и четвертого преобразовате1О леи код — напряжение, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго

15 формирователей напряжения развертки, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами генераторов пилообразного напряжения, а выходы — с отклоняющей системой ЭЛТ, 20 модулятор которой соединен с выходом

Формула изобретения

Составитель И.Загинайко

Т ехред Л. Олийнык Корректор А.Тяско

Редактор M.Ïåòðoâà

Заказ 606/47

Тираж 459 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4. каждой из координат с новыми относительными кодами смещения координат контрольного изображения (сформированными датчиков 23). Уточнение кодов корректирующего воздействия на выходах сумматоров 11 и 12 приводит к более точному смещению изображения на экране ЭЛТ 16 в нужном направле." нии и т.д. Данный процесс продолжает. ся до тех пор, пока коды корректирующего воздействия на выходах сумматоров 11 и 12 не сведут к нулю имеющуюся погрешность тракта отображения информации. Аналогичным образом устраняется погрешность, обусловленная колебаниями напряжения сети, старением элементов, их температурной нестабильностью и т.д., что обеспечивает высокую точность отображения информации в предлагаемом устройстве.

Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый и второй преобразователи коднапряжение, входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, а выходы подключены соответственно к информационным входам первого и второго генераторов пилообразного напряжения, управляющие входы которых, вход формирователя видеосигнала, первый вход элемента ИЛИ и вход элемента задержки являются управляющим входом устройства, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, первый и второй сумматоры, первые информационные входы которых являются соответственно третьим и

45 формирователя видеосигнала, первый и второй дешифраторы и формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит элемент

И и датчик контрольных координат, оптически связанный с экраном ЭЛТ, выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого и второго сумматоров приращений координат, управляющие входы которых и вход датчика контрольных коор-, динат соединены с выходом формирователя импульсов, вход которого и управляющие входы первого и второго сумматоров соединены с выходом элемента запрета, разрешающий вход которого соединен с выходом элемента

И, первый и второй входы которого .соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов, входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами устройства.