Устройство для формирования фигур конических сечений на экране электроннолучевой трубки

 

(и о43924

Союз Соввтсних

Социалистиивсеа

Рвспублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15,11.76 (21) 2420825/18-24 (51) M. Кл

G 06 К 15/20 с присоединением заявки И— (23) Приоритет

Гавудврвтвеииий иеиитат

СССР вв делам изебрвтвиий и итиритий

Опубликовано 25;01.79. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 25.01.79 (53) УДК 681.327.!! (088.8) )

Ф

Б. Г. Майоров и Н. П. Сергеев (72) Авторы изобретения

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФИГУР КОНИЧЕСКЙХ

СЕЧЕНИЙ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННΠ— ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ хе-2х х-b -(у -2у ц Р+М;. срорма-V-(Ь/а1;размер-2-b -x -(Ъ/а) -ц, 1

Изобретение относится к области отображе. ния информации и может быть использовано для отображения информации в виде фигур конических сечений на экране телевизионного приемника в реальном масштабе времени, а также для иолу. чения телевизионных спецэффектов.

Известно устройство для формирования фигур конических сечений, содержащее генераторы сигналов горизонтальной и вертикальной развер . ток, интеграторы, сумматоры, компараторы, электронно лучевую трубку (1) ..

Недостатками устройства являются: низкая точность устройства, причина которой заключена в зависимости размера фигуры от ее положения на экране, возможность формирования из фигур конических сечений только кругов и эллипсов.

Наиболее близким из известных устройств к данному изобретению является устройство для где х, у — горизонтальная и вертикальная координаты экрана;.2 формирования фигур конических сечений на экране электронно-лучевой трубки, содержащее сумматоры, генератор сигнала вертикального смещения, регулятор формы изображения, синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены соответственно через генератор сигнала вертикальной развертки и генератор сигнала горизонтальной развертки с первым и вторым входами электронно-лучевой трубки, третий вход которой через первый компаратор и второй сумt0. матор соединен с выходом регулятора размера изображения, блокй нормализации, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов, первый вход первого сумматора подключен к выходу генератора сигнат5 ла горизонтального смещения 12).

Изображение, формируемое устройством, ° опйсывается уравнением: хо, уо — горизонтальная и вертикальная координаты центра фигуры;

643924

Ь, а — величины горизонтальной и вертикальной полуосей эллипса или гиперболы.

Работа устройства описывается (1) совместно с уравнениями телевизионного растра (Майоров

Б.Г. и др. Оценка динамической пэгреш ости отображения окружности переменного радиуса. В сб.: Устройства и системы автоматизированной обработки информации. Пенза, 1975, вып. 1, с. 67-71): (3) 15

)2 2 2 ;2

1-е (- ) где d — параметр, определяющий размер фигуры конического сечени ;

e — эксцентриситет фигуры конического сечения, определяющий форму.

В (3) имеется сдвиг изображения по горизонтали пропорциональный de /(1-e ), компенсация которого в устройстве осуществляется при помощи первого сумматора, первого переключателя и блока деления. Передвижение фигуры коническогб сечения осуществляется путем задержки строчных и полевых синхроимпульсов при помощи второго и третьего компараторов.

В случае формирования изображения круга (e = О, d= ),êàê видно иэ (3), круг имеет неопределенный радиус. Устранение этой неопределенности осуществляется при помощи первого и второго переключателей.

В случае формирования изображения параболы (e = 1, d= ver), как видно из (3), парабола будет иметь неопределенное положение. Устранение эюй неопределенности осуществляется при

40 помощи первого переключателя.: .

На чертеже представлена блок-схема устрои-. ства для формирования фигур конических сече-ний на экране электронно-лучевой трубки.

Устройство содержит генератор 1 сигнала горизонтальной развертки, генератор 2 сигнала горизонтального смещения, енератор 3 сигнала вертикального смещения, генератор 4 сигнала вертикальной развертки, синхронизатор 5, третий и вюрой компараторы 6, 7, первый и второй интеграторы 8, 9, первый и второй блоки 10, 11 нормализации, регулятор 12 формы изображения, второй сумматор 13, регулятор 14 размера иэображения, первый компаратор 15, электроннолучевую трубку 16, третий интегратор 17, функциональный преобразователь 18, пятый и четвертый интеграторы 19, 20, блок 21 деления, первый сумматор 22, первый и второй переключатели 23, 24. Первый и второй выходы синхронизатора 5 соединены соответственно через генератор 4 и

xV„(t п1 с 05T„);g V (t 0, 7„„)1 где Чх, V> — скорости горизонтальной и вертикальной раэверток телевизионного растра;

Тпс, Тпп — величины прямых ходов разверток по строке и полю телевизионного растра; и —. номер строки растра, которую прочерчивает луч электронно-лучевой трубки в данный момент времени;

Тс — период строчной развертки.

Исследование процессов работы устройства (1), (2) и формируемого им изображения (1) по иивариантам указывает иа то, что. форма фигур конических сечений определяется только регулятором формы изображения, а размер, как регуляюрами формы и размера изображения, так и сигналами на выходах генераторов вертикального и горизонтального смещения. Такая зависимость размера изображения or нескольких регулировок. снижает точность устройства и удобство нолъзов анин.

Цель изобретения заключается в повып1ении точности устройства, Указанная цель достигается тем, чю в известное устройство для формирования фигур конических сечений введены третий, четвертый и пятый интеграторы, функциональный преобразователь, блок деления, второй и третий коьатараюры, первый и второй переключатели, второй вход в горого сумматора через третий интегратор соединен с выходом второго блока нормализации, сиихронизирующие входы вюрого и третьего интеграторов соединены с выходом второго компаратора, йервйй вход котброго соерннен с выходом генератора сигнала вертикального смещения, а вюрой вход соединен с вйходом генератора сигнала вертикальной развертки, второй вход первого комцаратора через четвертый интегратор соединен с выходом первого блока нормализации, вход первого интегратора через функциональный преобразователь соединен с первым выходом регулятора формы изображения, который через штый интегратор соединен со входом регулятора размера изображения, второй выход регуляюра формы изображения соединен с управляющими входами-nepaoro и второго переключателей, синхронизирующие входы первого и четвертого интеграторов соединеиьа с выходом третьего компаратора, который через второй переключатель соединен с синхронизирующим входом пятого интегратора, первый вход третьего компаратора через первый сумматор, первый переключатель и блок деления соединен соответственно с выходом первого интегратора и выходом регулятора размера изображения, второй вход третьего компаратора соединен с выходом генератора сигнала горизонтальной развертки, щ Устройство формирует изображения фигур

Конических сечений, описываемых выражением:

Д 2

9 Уо Х-1 О

643924

20

50 генератор 1 с первым и вторым входами электронно-лучевой трубки 16. Третий вход электронно-лучевой трубки 16 через компаратор 15, сумматор 13, интегратор 17, блок 11 соединен с выходом интегратора 9. Синхронизирующие входы интеграторов 9 и 17 соединены с выходом компаратора 7, первый вход которого соединен с выходом генератора 3, а второй вход с выходом генератора 4. Второй вход компаратора 15 соединен через интегратор 20, блок 10, интегратор 8, функциональный преобразователь 18 с первым выходом регулятора 12. Этот выход через интегратор 19, регулятор 14 соединен с первым входом сумматора 13. Второй выход регулятора 12 соединен с управляющими входами переключателей 23 и 24. Первый вход компаратора 6 через сумматор 22 соединен с интегратором 2. Второй вход сумматора 22 через переключатель 23, блок

21 соединен соответственно с выходом регулято ра 14 и выходом интегратора 8. Синхронизирующий вход интегратора 19 через переключатель

24 соединен с выходом компаратора 6. Этот выход соединен с йнхронизирующими входами интеграторов 8 и 20. Второй вход компаратора 6 соединен с выходом генера ора 1.

Ф

Генераторами 3 и 2, регуляторами 12 и 14 могут служить датчики аппаратуры, сопрягаемой с устройством для формирования фигур конических сечений на экране электронно-лучевой трубки, а в простейшем случае потенциометры или усилительные элементы, расположенные в устройстве.

Переключатель 24 может быть выполнен в виде последовательного соединения компаратора и схемы совпадения. Причем на один вход компаратора подается сигнал с выхода регулятора 12„а на другой вход — постоянный уровень, соответствующий e = О. На другой вход схемы совпаде- " ния подаются импульсы синхронизации с выхода 40 компаратора 6. В простейшем случае переключатель 24 может быть переключателем, расположенным на оси потенциометра, являющегося регулятором 12.

Переключатель 23 может быть выполнен в виде последовательного соединения комларатора и аналогового ключа. Причем на один вход компаратора подается сигнал с выхода регулятора 12, а на другой — постоянный уровень, соответствующийе = 1.

В случае такой реализации на управляющий вход аналогового ключа должен заводиться сигнал с выхода компаратора переключателя 24. Для развязки сигналы с выходов компараторов на управляющий вход аналогового ключа должны: подаваться через схему сборки. Вход аналогового ключа связан с выходом блока 21. В простейшем случае переключатель 23 может быть переключаб телем, расположенным на оси потенциометра, являющегося регулятором 12.

Блоки 10 и 11 выполнены в виде делителей напряжения на потенциометрах.

Устройство работает следующим образом.

Луч электронно-лучевой трубки 16 под действием пилообразных сигналов с выходов генераторов 1 и 4 вычерчивает на экране телевизионный растр, Одновременно эти сигналы поступают на компараторы 6 и 7, где сравниваются соответственно с сигналами, задающими положение фигуры конического сечения на экране по горизонтали и вертикали, поступающими с генератора 3 и сумматора 22. На выходах компараторов 6 и 7 образуются строчные и полевые импульсы сннхронизации, задержанные пропорционально величинам сигналов, задающих положение фигуры на экране, Задержанный синхроимпульс поля синхронизирует работу интеграторов 9 и 10, которые формируют параболический сигнал постоянной амплитуды. Задержанный сийхроимпульс строки синхронизирует работу интеграторов 8 и 20, которые формируют параболический сигнал с амплитудой пропорциональной (е — 1), под действием сйгнала с выхода функционального преобразователя 18, На вход преобразователя 18 с выхода регулятора 12 поступает сигнал, пропорциональный е . Интегратор 4 синхронизируется синхроимпульсами строк в том случае, если переключатель

24 открыт (c ФО), Этот интегратор формирует йилообразный сигнал, амплитуда которого пропорциональна е, поступающий в регулятор 14, В регуляторе 14 амплитуда пилообразного сигнала изменяется пропорционально d, С выходов регулятора 14 и интегратора 8 пилообразные сигналы постуйают в блок 21, где формируется сигнал пропорциональный de/(c -1), который проходит через переключатель 23 при е ФО и е Ф1, В сумматоре 22 этот сигнал складывается с сигналом на выходе генератора 2, пропорциональным величине горизонтального смещения н поступает на первый вход компаратора 6.

Параболический сигнал частоты полей и пилообразный сигнал частоты строк суммируется в сумматоре 13 и подается на первый вход компаратора 15, на второй вход которого пбдается параболический сигнал частоты строк. На выходе компаратора 15 образуется импульсный сигнал изображения фигур конических сечений, который модулирует луч электронно-лучевой трубки.

В случае e = О переключатель 24 обрывает синхронизацию интегратора 19, который под действием входного сигнала входит в насыщение и на

t:to выходе возникает постоянный сигнал. Этот сигнал, пройдя через регулятор 14, меняет свою величину пропорционально радиусу формируемого круга. Одновременно переключатель 23 отключает сигнал с выхода блока 21 от входа суммато7 64 ра 22, что устраняет неопределенность положения центра круга.

В случае e = 1 переключатель 23 отключает сигнал с выхода блока 21 от входа сумматора 22, чем устраняется неопределенность положения иэображения параболы, Построение устройства по уравнениям (2), (3), s которых явно выражены величины, определяющие форму, размер и положение фигур конических сечений, позволяет обеспечить независимость регулировки размера изображения фигуры конического сечения от регулировок формы и положения, что приводит к увеличению точности. устройства и улучшению условий работы оператора, так как отпадает необходимость взаимосвязанных подстроек органов управления.

Формула изобретения устройство для формирования фигур конических сечений sa экране электронно-лучевой трубки, содержащее сумматоры, генератор сигнала . вертикального смещения, регулятор формы изображения, аийхрониэатор, первый и второй выходы которого соединены соотнетственио через генератор сигнала вертикальной развертки и генератор сигйала горизонтальной развертки с первым и вторьм входами электронно-лучевой трубки, третий вход которой через первый ком паратор и второй сумматор соединен с выходом регулятора размера иэображении, блоки нормализации, входы которых соединены соответсяинно с выходами первого и второго интеграторов, первый вход первого сумматора подключен к выходу генератора сигнала горизонтального смещенйя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены

3924 8 третий, четвертый и пятый интеграторы, функциональный преобразователь, блок деления, второй и третий компараторы, первый и второй переключатели, второй вход второго сумматора через третий интегратор соединен с выходом второго блока нормализации, синхронизирующие входы второго и третьего интеграторов соединены с выходом второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом генератора сигнала т0 вертикального смещения, а второй вход соединен с выходом генератора сигнала вертикальной развертки, второй вход первого компаратора через четвертый интегратор соединен с выходом первого блока нормализации, вход первого интегратора

15 через функциональный преобразователь соединен с первым sblxogoM регулятора формы изображения, который через пятый интегратор соединен со входом регулятора размера изображения, второй выход регулятора формы изображения соединен с

20 управляющими входами первого и второго переключателей,. сщиронизирующие входы первого и четвертого интеграторов .соединены с выходом третьего камцараюра, который через второй лереключатель соединен с синхронизирующим вхо25 дом пятого интегратора, первый вход третьего компаратора через первый сумматор, первый переключатель и блок деления соединен соответся еино с выходом первого интегратора и выходом регулятора размера изображения, второй

30 вход третьего компаратора соединен с выходом

resepampa сигнала горизонтальной развертки.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

3i . l. Патент ФРГ И 1290957, кл. 21 a134/04, 1969.

2. Патент Великобритании N 1369011, кл, Н 4 Т, 1974.

ЦНИИПИ Заказ 8027 47

Тираж 779 Подлисиое

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