Устройство для отображения информации на экране электронно- лучевой трубки

 

Изобретение относится к автоматике , вычислительной технике, технике телевизионного приема и может быть использовано для реестрового управления лучом в устройствах для отображения информации и телеприемниках. Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия устройства. 27

(У1)5 С 06 Р 3/153. НФюааЬЯ

ЮИ ОФП СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втмснам свидатваствм (2l) 4624296/24 (22) 19.09.88 (46) 23.03.91. Бюл. Р 11 (71) Институт кибернетики им. В.И.Глушкова (72) В.Я.Голубчик (53) 681.327.11(088.8) (56) Патент США У 4500879, кл. G 06 F 3/14, опублик. 1985.

Шерр С. Электронные дисплеи. М.:

11ир, 1982, с.361, рис.4.2.7.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ

ТРУБКИ (57) Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, технике телевизионного приема и может быть использовано для реестрового управления лучом в устройствах для отображения информации и телеприемниках.

Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается темф что в устройство, содержащее генератор 1 импульсов, первый счетчик"делитель 2 ° первый дешифратор 3 ° комму татор 4 адреса, генератор 5 строчной

5 развертки,, генератор б кадровой развертки, первый усилитель 7, электронно лучевую трубку 8, блок 9 вертикального отклонения луча ЭЛТ, блок 10 10 памяти, коммутатор 11 чтения - записи, сдвиговый регистр 12 и формирователь 13 импульсов подсвета с их связямн, введены второй 14, третий 15 и четвертый 17 усилители, согласующий элемент 16, Фазовращатедь 18, управ" ляеиый генератор 19 импульсов, второй счетчик"делитель 20, второй дешифратор 21 и элементы ИСКЛЮЧАВШЕЕ

ИЛИ 22 с их связями. Введенные элементы позволяют постигнуть поставленной цели, т.к, в отклоняющих катушках усилителя 15 протекает сннусоидальный ток, что исключает переходные процес", сы s отклоняющей системе, и устранить холостой обратный ход луча. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к автомати«е вычислительиой технике, технике телевизионного приема и может быть использовано для растрового управления лучом электронно-лучевой трубки в устройствах отображения информации и телеприемниках.

Целью изобретения является упроще. ние и повышение быстродействия устройства °

На фиг.l изображена блок-схема О устройства; на фиг.2 — второй н третий 0 усилители на фнг. 3 - управляемый ге нератор; на фиг.4 — временная диаграм с ма функционирования устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый счетчик-делитель 2, 35 первый дешифратор 3, коммутатор 4 адреса, генератор 5 строчной развертки, генератор 6 кадровой развертки, первый усилитель 7, электронно-лучевую трубку 8 (ЭЛТ), блок 9 вертикаль- 40 ного отклонения луча ЭЛТ, выполненный

° в.внде отклоняющей по вертикали катушки ЭЛТ, блок 10 памяти, коммутатор ll чтения †.запи и, сдвиговый регистр 12,45 формирователь 13 иипульсов подсвета, второй 14 усилитель, третий усилитель )5, согласующий элемент 16, четвертый усилитель 17, фаэовращатель 18, управляеиый генератор )9 импульсов, второй счетчик-делитель 20, второй дешифратор 21 и элементы 22 ИСКЛЮЧАК6%Е ИЛИ, третий усилитель 15 содержит блок 23 горизонтального отклонения луча ЭЛТ, выполненный в виде отклоняющей по горизонтали катушки

ЭЛТ, и конденсатор 24.

Состав, топология и назначение связей устройства описаны в таблице.

Дисплейный процессор, шины питания блоков, цепи, устанавливающие режимы блоков по постоянному току, цепи частотной коррекции, фильтрации питающих напряжений, времяэадающне цепи, неэадействсванные входы блоков, подключенные к цепям логического нуля нли логической единицы на Фиг. 1 и 3 не показаны.

Усилитель 14 (фиг.2) содержит разделительный конденсатор 74, режимный резистор 75, выходной транзистор 76, источник 77 коллекторного питания, шину 78 нулевого потенциала. Отклоняющие катушки блока 23 расположены на ферритовом сердечнике н надеты на горловину ЭЛТ 8 для управления лучом

ЭЛТ 8 (связь 33). Катушки блока 23 связаны также с элементом 16 обратной связи, например, индуктивно (связь 59).

Генератор 19 (фнг.3) содержит элемент 79 с открытым коллектором, например типа К155ЛА8, линию 80 задержки, например, типа ЛЗТ-0,05-600,, согласующие резисторы 81 н 82, варикап 83, источник 84 напряжения +5B шину 85 нулевого потенциала.

Устройство (фнг.l) функционирует следующим образом.

Генератор 1, например, типа

К53)ГГ), счетчик-делитель 2, например, типа К)55ИЕ7 н дешифратор 3 образуют распределитель управляющих импульсных сигналов и формируют последовательность управляющих импульсных сигналов в соответствии с временной диаграммой. Номера шин устройства и номера осциллограмм, изображающих

1 форму сигнала на указанных шинах, одни и те же. Дешифратор 3 выполнен

1636841

5 на элементах И, ИЛИ, НЕ, например, KI55 серии или на пассивном запоминающем устройстве, например, типа

КР556РТ5, запрограммированном на программаторе в соответствии с временной диаграммой.

Генератор 6, запускаемый дешифратором 3, и последовательно включенные с генератором 6 усилитель 7 и катушка блока 9 формируют кадровое отклоняющее пилообразное импульсное магнитное поле для отклонения луча ЭЛТ 8 по кадру аналогично тому, как это делается в телевизионной кадровой развертке.

В блоке !О памяти, выполненном, на" пример, на элементах типа М132РУ1ОА, записывается информация о воспроизводимом на экране ЭЛТ 8 изображении,причем между адресами точек, записанных 20 в блоке 10 памяти, и адресами этих же точек, воспроизводимых на экране

ЭЛТ 8, существует взаимно-однозначное соответствие.

Запись информации в блоке 10 осу- 25 ществляется с дисплейного процессора.

По шинам 44 и 46 через коммутатор 4 устанавливается адрес записи и по шине 49 через коммутатор 11 устанавливается режим записи. Записываемые 30 данные поступают на блок 10 с дисплейного процессора по шинам 38 н 39. признак выбора (активизация) микросхем — по шине 40. При чтении информации с блока 10 по шине 73 в дисплейный процессор адрес чтения устанавли35 вается аналогично адресу записи, а по шине 49 через коммутатор I I задается режим чтения.

Информация в процессе воспроизведения изображения на экране ЭЛТ 8 с вы" хода блока 10 через регистр 12 и формирователь 13 поступает на модулятор .ЭЛТ 8, управляя интенсивностью луча

ЭЛТ 8.

Генератор 5 запускается импульсами с выхода дешифратора .3. Выходной сигнал генератора 5 поступает на вход усилителя 14, нагруженного на усилитель 15, представляющего собой резонансный колебательный контур, в состав которого входят отклоняющие блок 23 в виде катушки индуктивности и конденсатор 24.

Катушки блока 23 и конденсатор 24 могут образовать как параллельный, так и последовательный резонансный контур. Дальнейшее описание относится к параллельному резонансному контуру.

Период T = tI + собственных колебаний усилителя 15 выбирает< я в два раза большим периода прямсго хода. развертки по строке. Тогда в те; .ние одного полупериода развертки (четного) t< луч по экрану ЗЛТ 8 движется слева направо, в течение другого полупериода (нечетного) t< - справа налево, т.е, развертка экрана ЗЛТ 8 вдоль строки осуществляется без обратного хода, так как четный и нечетный прямые ходы луча полностью равноправны н воспроизведение изображения на экране ЗЛТ 8 осуществляется по время четного и нечетного прямых ходов лу.— ча (временная диаграмма на фиг.4).

При резонансе амплитуда колебательного тока в усилителе 15, являющегося одновременно развертывающим током, протекающим через катушки блока, 23 в Q раз (Π— добротность контура 15) больше тока, протекающего через выходной каскад усилителя 14.

Регулярная синусоидальная форма тока в усилителе 15 и напряжение на усилителе 15 исключают возникновение перенапряжений на выходных зажимах ! выходного каскада усилителя 14. Формирование тока синусоидальной формы в усилителе 15 не вызывает каких-либо сложностей при более простой структуре усилителя 14 по сравнению со структурой усилителя для пилообразно-импульсного тока. Стабильность и надежность функционирования резонансных усилителей так же выше, чем для пилообразного импульсного тока.

Но- самое главное заключается в том, что верхняя граничная частота синусоидального развертывающего тока в усилителе !5 прй заданном значении отклоняющих ампервитков катушки блока 23 может быть получена значительно выше, чем для пилообразно-импульсного тока.

Однако при всех преимуществах с п1;— соидальной развертки воспроизводимое иэображение на экране ЗЛТ 8 нелинейно по строке.

Таким образом, при синусоидальной развертке необходимо предпринять меру для воспроизведения линейного изображения..

Длина 1 элемента иэображения вдоль строки равна

di

Ь1 = ° т, 1636841

Éi где — — — скорость изменения тока в

dt строчных отклоняющих катушках 16; — время воспроизведения эле- 5 мента иэображения.

Если при изменении скорости перемещения луча ЭЛТ 8 время воспроизведения элемента меняется соответствую" щим образом (увеличение скорости " 10 уменьшение времени, уменьшение скорости — увеличение времени), то при нелинейной (синусоидальной) развертке на экране ЭЛТ 8 формируется линейное изображение, т.е ° длины всех элемен- 15 тав оказываются одинаковыми.

Для этого с отклоняющих катушек блока 23 с помощью элемента 16 обратной связи снимается напряжение обратной связи, величина которого прапор- 20 циональна току в отклоняющих катушках блока 24. Элемент 16 может представлять собой, например, или виток (витки) обратной связи, индуктивно связанный с витками отклоняющих катушек, или резистор обратной связи, включенный последовательно с отклоняющими катушками блока 23, причем величина резистора не должна оказывать сколь-нибудь существенного влияния 30 на величину тока в отклоняющих катушках блока 23 и добротность усилителя 15.

Напряжение обратной связи с выхода элемента 16, усиленное и при необходимости продетектированное усилителем 17, поступает на фазовращатель 18, который представляет собой RC-цепочку.

1.

Частота генератора 19 должна изме- 40 няться в так- с изменением скорости тока в катушках блока 23 для формирования линейного изображения на экране

ЭЛТ 8. Ток в катушках блока 23 изменяется по си*:усоидальному закону, ско-15 рость тока изменяется по косинусоий дальному закону (sint = cost). Поdt этому на выходе фазовращения 18,поворачивающего фазу входного сигнала на 50

900, получаем напряжение, пропорциональное скорости изменения тока в ка" тушках блока 23, и поступающее на генератор 19 для управления частотой на выходе генератора -19.

Усилитель 17 детектирует входное напряжение (штриховая линия на осциллограмме шины 63 временной диаграммы, фиг.4), если частота генератора 19 зависит только от амплитуры сигнала требуемой полярности на шине 63.

Генератор 19 фазируется импульсам с выхода дешифратора 3. Фазировяние генератора 19 обеспечивает согласованное положение элементов воспроизводимого изображения во всех строках растра. Одновременно импульс фаэировки устанавливает в ноль счетчик-делитель 20.

Генератор 19, счетчик-делитель 20, например, типа К155ИЕ7 и дешифратор 24 образуют распределитель управляющих импульсных сигналов и формируют после" довательность управляюших импульсных сигналов в соответствии с временной диаграммой (фиг.4), причем укаэанная последовательность сигналов изменяется в такт с изменением скорости тока в катушках блока 23. Дешифратор 24 выполнен на элементах И, ИЛИ, НЕ, например, KI55 серии или на пассивном запоминающем устройстве, например, типа KP556PT5..

Элементы 22 ИСКЛ1СЧА100ЯЕ ИЛИ, выполненные, например, на элементах типа К155ЛП5, передают код адреса Х с выхода счетчика-делителя 20 через коммутатор 4 на блок 10 памяти в прямом коде во время четного прямого хода по строке или в обратном коде во время нечетного прямого хода по строке. Переключение элементов 22 осуществляется сигналом.с выхода дешифратора 24.

Дешифратор 24 формирует также сигналы, по которым в регистр 12 осуществляется занесение с выхода блока IO информации о группе тачек строки растра, воспроизводимых на экране ЭЛТ 8 до очередного момента считывания информации из блока 10 в регистр 24: сигналы, но которым сдвнI гается информация в. регистре 12, сигналы, по которым на выход коммутаторов 4. и 11 с их .входов на вход блока 10 поступает информация либо с дисплейного процессора, либо с блоков местного управления (адрес Y с выхода счетчика-делителя 2, адрес X с выхода элементов 22 для коммутатора 4, сигнал чтения при выводе на экран ЭЛТ 8 с выхода дешифратора 24 для коммутатора 11). Обращения к блоку 10 с выхода дисплейного процессора осуществляется в те моменты времени, когда воспроизводимая на экране

ЭЛТ 8 информация сдвигается в регист1636841

10 ре 12, т. е. обращение дисплейного процессора к блоку 10 не вызывает прерывания воспроизведения изображения на экране ЭЛТ 8.

С выходов дешифраторов 3 и 24 в

5 дисплейный процессор передается информация о состоянии устройства для взаимной увязки функционирования дисплейного процессора и устройства

Элементы 22 можно исключить, если записывать в блок 10 информацию для четного и нечетного прямых ходов, Функционирование усилителя 14 . (фиг.2) не имеет каких-либо особенностей по сравнению с другими усилителями с резонансными контурами в цепи коллектора, Усилитель 14 может функционировать в любом из режимов

А,В,С,D, хотя режимы С и D с точки зрения рассеиваемой мощности более предпочтительны. Режим задается резистором 75.

Генератор 19 (фиг.3) представляет собой генератор с задержанной обрат- 25 ной связью. Включение — выключение элемента И 79 по шине . 62 нозноляет жестко привязать функционирование генератора 19 к импульсу ка шине 62, При изменении емкости нарикапа 83 по шине 63 измеряется величина задержки линией 80 задержки и, соответственно, частота генератора 19. Величины резисторов 81 и 82 равны волновому сопротивлению линию 80 задержки, благодаря чему в последней обеспечивается режим бегущей волны.

Использование введенных элементов с их связями позволяет увеличить скорость отклонения луча ЭЛТ по горизон- О тали (вертикали) при уменьшении индуктивности отклоняющих катушек и/или увеличении амплитуды развертывающего тока, так как в колебательном контуре, образованном отклоняющими катуш- 45 ками, протекает синусоидальный ток— ток установившегося режима, т.е. в контуре отсутствуют переходные процессы, приводящие к скачкам напряжения и/или тока. Кроме того, поскольку величина тока в контуре в Q (0— добротность контура) раз больше тока, протекающего через выходной каскад генератора развертки, а напряжение на зажимах выходного каскада генератора развертки меньше или равно ЭДС источника питания выходного каскада, то мощность выходного каскада и мощность возбуждения выходного каскада почти не зависят от частоты тока в контуре (предполагаем, что эквивалентное сопротивление контура остается неизменным). Поэтому к ключам выходных каскадов генератора разнергки не предъявляются с точки зрения тока через ключ, напряжс:шл на ключе и мощности, рассеиваемой ключом„ каких-либо серьезных требонаний, что повышает чадежность выходных каскадов; указанные требования существенно уменьшены по сравнению с выходными каскадами для пилообразно-импульсных токов °

Отсутствует инерционность переключения выходного каскада генератора развертки при переключении с прямого хода на обратный, поскольку в контуре исключены какие-либо переключения, четный прямой ход плавно по синусоиде переходит н нечетный прямой ход, нечетный прямой хсд плавно по синусоиде переходит в четный прямой ход., т.е. обратного хода н общепринятом смысле вообще нет.

Увеличивается быстродействие, т.е. исключено время обратного хода, лвляющегосл холостым временем, н течение которого не воспроизводится изображение на экране ЭЛТ.

Упрощаетсл формирование отклоняющего тока, так как получить синусоидальный ток существенно проще, чем

S-образный пилообразно-импульсный с учетом геометрических искажений.

Генератор развертки не требует индивидуальной регулировки, так как высокая добротность колебательного контура обеспечивает стабильные параметры тока в контуре, к тому же мало зависящие от температуры.

Ключ выходного каскада может пропускать ток в одном направлении, так как ток в контуре .симметричен относительно нулевого уровня, т.е. луч

ЭЛТ отклоняется влево и вправо относительно центра.

Предложенное устройство помимо применения н дисплейной техчике можно использовать для телеприемникон с повышенной разрешающей способностью, используемых в телевидении с высокой четкостью.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой

) б3684 I

Шина кода состояния счетчика-делителя 2 i-разрядная, где i - число разрядов счетчика-делителя 2

Шина кода признаков К-разрядная, где К вЂ” число признаков, передаваемых в процессор

Шина кадрового синхроимпульса одноразрядная

Дисплейный 27 процессор

28 трубки, содержащее генератор импуль-. сов, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика-делителя и стробирующему входу первого дешифратора, информационный вход кото5 рого подключен к выходу первого счетчика-делителя, соединенному с первым информационным входом коммутатора адреса, выход первого деаифратора явля- 1О ется управляющим выходом устройства, подключенным к установочному входу первого счетчика-делителя, к входу запуска генератора строчной развертки и к входу запуска генератора кадроной развертки, выход которого подключен.к информационному входу первого усилителя, выход которого подключен к входу блока вертикального откло-.. кения луча ЭЛТ, выход которого является выходом сигнала управления вертикальным отклонением луча устройства, первый выход коммутатора адреса подключен к первому адресному входу блока памяти, второй адресный вход д которого подключен к второму выходу коммутатора адреса, первый управляющий вход блока. памяти подключен к выходу коммутатора чтения/записи, информационный вход которого является первым управляющим входом устройства; информационный вход блока памяти является первым информационным входоМ устройства, второй управляющий вход блока памяти является вторым управляющим входом устройства, выход блока памяти является первым управля" ющим выходом устройства, соединенным с информационным входом сдвигового регистра, выход котоРого подключен к 4О информационному входу формирователя импульсов пс.. света, выход которого подключен к мсдулятору ЭЛТ, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ,,«упрощения и гэвышеиия быстродействия. устройства, оно содержит второй и третий усилители, согласующий элемент, четвертый усилитель, фазовращатель, управляемый генератор импульсов, второй счетчик-делитель, второй дешиф" ратор и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вы" ход генератора строчной развертки подключен к входу второго усилителя, выход которого подключен к входу третьего усилителя, первый выход которого является выходом сигнала управления горизонтальным отклонением луча

ЭЛТ, устройства, второй выход третье-, го усилителя подключен через согла" сующий элемент к входу четвертого усилителя, выход которого подключен к входу .фазовращателя, выход которого подключен к первому управляющему входу генератора импульсов, второй управляющий вход которого подключен к выходу первого дешифратора, соединен" ному с установочным входом второго счетчика-делителя, счетный вход кото" рого подключен.к:выходу управляемого генератора импульсов, соединенному со стробирующим входом второго дешифратора, информационный вход которого подключен к выходу второго счетчикаделителя, соединенному с информационными входами элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ

ИЛИ, управляющие входы которых подключены к выходу второго дешифратора, который является вторым информационным выходом устройства, соединенным с входами сдвига и записи сдвигового регистра, к управляющим входам коммутатора чтения"записи и коммутатора ад; реса, второй и третий информационные входы которого являются соответственно вторым и третьим информационными входами устройства, четвертый информационный вход коммутатора адреса подключен к выходу второго дешифратора.

13!

636841

Продолжение таблиць!

Шина кадрового отклоняющего пилообразного напряжения

Шина кадрового отклоняющеro пилообразного тока

Шина напряжений питания ЗЛТ

Шина напря- 8 жений питания ЭЛТ

9 8

32

Связь кадрового отклоняющего пилообразного магнитного поля

Связь строчного отклоняющего пилообразного магнитного поля

Шина видеоимпульсов однораэрядная

Шина строчного синхроимпульса одноразрядная

Шина адреса Х Х-разрядная, где

Х вЂ” число воспроизводимых на экране ЭЛТ в одной строке развертки.

Шина адреса Y Y-разрядная, где

Y — число строк, воспроизводимых на экране ЭЛТ в одном кадре

Шина данных п-разрядная, где n— число разрядов в коде данных

Р!ина выбора микросхем блока памяти одноразрядная !!!ина управления записью-чтением одноразрядная

Б!ина импульсов модуляции одноразрядняа

Шина управления коммутатором одноразрядная

Ф

Шина адреса Х X-разрядная

33

34

13

36

37

38, 39

Дисплейный процессор

То же

40!

l0

13

24

43!

Дисплейный пРоне ссор

22

Дисплейный процессор

24

Шина адреса Х Х-разрядная

Шина адреса Y+ Y-разрядная

Шина адреса Y Y-разрядная

Шина управления коммутатором одноразрядная

4 47

I 1 48

Дисплейный про це ссор

24

24

24

l4

24

49

5!

52

53

54

56

57

11

ll !

12

12

14

l5

23

23

23

16

l759

16

17

И!ина записи-чтения одноразрядная

Шина строба чтения одноразрядная

Шина импульсов сдвига одноразрядная

Шина признака занесения одноразрядная

Шина данных и-разрядная

Шина строчно ro отклоняюще го напряжения

Шина строчного отклоняющего тока

Шина контурного конденсатора

Шина строчного отклоняющего тока

Связь контурной индуктивности отклоняющих катушек

П!нна напряжения обратной связи

Шина напряжений обратной связи

Шина усиленного напряжения обратной связи (при необходимости продетектированного) 15

1636841

Продолжение таблицы

19

62

3

64

66

24

3

19

19

Дисплейный 68 процессор

22 69

22

2

Дисплейный процессор

71

72

1

Шина импульса фаэирования одноразрядная

Шина управляющего частотой генератора 21 напряжения

Шина установки в нуль одноразрядная

Шина "счетных плюс единиц" одноразрядная

Шина строб-импульсов одноразрядная

Шина кода состояния счетчика=делителя 22

m-разрядная, где m - число разрядов счетчика-делителя 2

Шина кода признаков Y-разрядная, где

Y " число признаков, передаваеиих в процессор

Шина четного - нечетного прямого хода по строке одноразрядная

Шина кода адреса Х Х-разрядная

Шина установки в нуль одноразрядная

Шина "счетных плюс единиц" одноразрядная

Шина данных к дисплейному процессору. и-разрядная

Составитель Л.Абросимов

Техред А.Кравчук †. Корректор C.Øåêìàð

Редактор Л.Гратилло

Заказ )966 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101