Устройство для отображения дугокружностей и эллипсов ha экранеэлектронно-лучевой трубки

 

О П И С А Н И Е ()807264

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнл

Социалистических

Ресттублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.09.78 (21) 2665230/1 8-24 с присоединением заявки Ле— (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.81. Бюллетень М

Дата опубликования описания 25.02.81 (51)М. Кл.

С 06 F 3/153

Гееударственньй квинтет

CCCP лв делан нзебретеннй н еткрытнй (53) УДК 681.327. . 1 1(088.8) (72) Автор изобретения

Ю. И. Лыков (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ДУГ

ОКРУЖНОСТЕЙ И ЭЛЛИПСОВ НА ЭКРАНЕ

ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в периферийных устройствах оперативного взаимодействия оператора с ЭВМ и отображения информации.

Известно устройство цля построения дуг окружностей и эллипсов на экране электроннолучевой трубки, содержащее нуль-органы, цешифраторы KoQoB начала и конца цуги, скемы совпацения и соби10 рательные схемы, причем схемы совпадения подключены соответственно к дешифраторам кодов начала и конца aye„ нуль-органам, попарно объединенным и связанным соответственно с входом и выхсн-, дом фазовращающей цепочки, и собирател ь-: ным схемам, связанным с блоком синхронизации (1I. Основным недостатком этих устройств является большое мертвое время, т. е. время, в течение которого 20 после окончания перекодных процессов в испогтнительных цепяк моцуляция не может быть еще включена. Оно опрецеляется фазой колебаний генератора синусои2 дальных колебаний в момент прихоца запускающего импульса и может дажей значительно превышать рабочее время, т. е. время, в течение которого отрабатывается зацанный участок дуги.

Наиболее близким по текнической сущности к прецлагаемому является устройство цля отображения цуг окружностей и эллипсов на экране электроннолучевой трубки, содержащее блок вычисления признаков перехода, блок элементов И-ИЛИ, элемент И и ждущий мультивибратор, вход которого соединен с триггером яркости, блоком синхронизации и выходом элемента И, а выхоц его - с первым входом элемента И, второй вход которого поцключен к выхоцу блока элементов И-ИЛИ, третий вхоп- к блоку синхронизации, входы блока вычисления признаков перекопа подключены к шинам начального и конечного углов цуги, а выходы его соединены с одним из axogoa блока элементов

И-ИЛИ, другие входы которого — с выходами нуль-органов

807264

Недостатком этого устройства являет ,ся то, что мертвое время при построении произвольных цуг может равняться време ни построения дуги с угловыми размерами равными четверти окружности, что соизмеримо и даже может превышать рабочее время, особенно при аппроксимацнн сложных кривых дугами с малыми угловыми размерами.

Цель изобретения - увелнчение быстро- 0 действия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство цля отображения цуг окружностей и эллипсов на экране элект.роннолучевой трубки (ЭЛТ), соцержашее триггер яркости, соециненный с шиной запускающего сигнала, вхоцом генератора импульсов и моцулятором ЭЛТ, регистр кода конца цуги, ахоп которого поц ключен к шине zona конца цуги, целителя напряжения, оцни из вхоцов которых соецинены с шиной коцов полуосей, а выходнс коорцинатными усилителями, поцключеинымн к цифроаналоговым преобразователям, входы которых подсоединены к шинам кодов коорцинат центра, элементы И и ИЯй, цва аналоговых ключа и бпок сравнейия, введены цва операционных усилителя, два цополнительных аналоговых .ключа, блок вычисления тригонометрических функций, ЗО третий цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и счетчик, причем входы счетчика поцсоецннены к шине коца начала цуги, а выходы - к цешифратору, блоку сравнения и оцним иэ вхоцов элементов И, вторые входы которых подсоецинены к одним нз выходов цешифратора, а выходы элементов И подключены ко вхоцам элеМВНТа ИЛИ Вы%Од которого поцсоецннен к цифровому вхоцу третьего цифроаналогоsoro преобразователя, выхоцы которого поцкл;чены ко вхоцам блока вычисления тригонометричемких функций, выхоцы которого подключены к информационным вхоцам аналоговых ключей, унравляющие вхоцы которь.х соецинены с цругими выхоцами цешнфратора, выхоцы аналоговых ключей гоцключены ко входам соответствую- . щих операционных усилителей, выхоцы которых - к цругнм вхоцам целителей напряження, выход регистра коца конца цуги 50 соединен с блоком сравнения. подключен-ным к триггеру яркости.

Блок вычисления тригонометрических функций соцержит шесть аналоговых умножителей и цва сумматора, причем первые вхоцы аналоговых умножителей соединены с оцним иэ входов блока и первым входом первого сумматора, выхоцы первого и второго аналоговых умножителей поцключены ко вторым вхоцам пятого и шестого аналоговых умножителей и третьему и четвертому вхоцам первого сумматора, выход третьего аналогового умножителя соединен со вторым входом первого сумматора, выхоцы четвертого, пятого и шестого аналоговых умножнтелей подключены соответ-. ственно ко вторым входам первого, второго и третьего аналоговых умножителей н второму, первому и третьему вхоцам второго сумматора, четвертый вход. которого соединен с цругим вхоцом блока, выхоцы сумматоров являются выходами блока.

На чертеже прецставлена блок-схема устройства.

Устройство содержит триггер 1 яркости, к одному нэ craBosoчных входов которого поцсоецинена шина 2 запускающего импульса, а выхоц поцсоецинен к шине 3, управляющей моцулятором, и запускающему вхоцу генераторе 4 импульсов., выхоц которого подсоецинен к счетчику 5 текущего угла, к входам двух старших раэряцов 6 и остальных младших разряцбв 7 которого поцсоецинена шина 8 коца начала цуги. Lha старших разряца 6 счетчика

5 текущего угла своими выходами поцсоецинены к цешифратору 9 четвертей окружности н блоку 10 сравнения кодов, к оставшимся разрядам этой группы сравнива- емых коцов которого подсоединены выхоцы прямого коца млацших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла, а к входам разряцов другой группы сравниваемых коцов поцсоецннены выкоцы регистра 11

zona конца дуги, вхоцы которого поцсое, цинены к шинам 12 zona конца цуги. Выходы прямого коца младших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла подсоединены также к оцним иэ входов первой группы цвухвхоцовых схем И13, ко вторым вхоцам которой поцсоецинен выход цешифратора 9 четвертей окружности, возцействующий при значения кода первой или третьей четверти окружности в цвух старших разрядах 6 счетчика 5 текущего угла. К одним иэ входов второй группы цвухвхоцовых схем И14 подсоединены выхоцы обратного коца млацших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла, а ко втовторым входам цоцсоецинен выхоц цешифратора 9 четвертей окружности, воэцействующий при значении коца второй или четвертой четверти окружности в цвух старших разряцах 6 счетчика 5 текущего угла. Выходы групп схем И13 и 14 поцсоецинены ко вхоцам группы цвухвхо5 фд довых схем ИЛИ15, выходы которой поа соеаинены к цифровым входам цифроанало» гового преобразователя 16. Выход цифроаналогового. преобразователя 16 подсоединен ко вхоцу блока 17 вычисления тригонометрических функций по значению аргументов, состоящего из аналоговых ум ножителей 18-23 напряжения и суммато« ров 24 и 25, причем выход цифроаналогового преобразователя 16 подсоединен., к одному из входов умножителей 18-20, . к двум входам умножктеля 21, к одному из вхоаов умножителей 22 и 23 и к одному иэ суммирующих входов сумматора

24. Выход умножителя 18 подсоединен ко второму входу умножителя 22 и к одному из вычитающих входов сумматора

24. Выход умножителя 19 подсоединен ко второму входу умножитепя 23 и ке второ, му суммирующему входу сумматора 24. .

Выход умножителя 20 подсоединен ко второму вычитающему входу сумматора

24. Выход умножителя 21 подсоединен ко второму входу умножителя 18 и к одному иэ. вычитающих входов сумматора

25, выход умноукителя 22 подсоединен ко второму входу умножителя 19 и к одному из. суммирующих вкодов сумматора 25, выхоц умножителя 23 поцсоеаи нен ко второму входу умножителя 20 и ко второму вычитающему вхоцу суммато ра 25, а ко второму суммирующему вке» цу сумматора 25 подсоединен выкец эталонного напряжения цифроаналогового преобразователя 16. Выход сумматора

24, являющийся одним из выходов блока вычисления. тригонометрических функцай по значению аргумента 17, подсоединен к информационным входам аяалогеаых ключей 26 и 27, а к управляющему входу аналогового ключа 26 подсоединен выход дешифратора 9 четвертей окруж» ности, воздействующий при значении кеда первой или второй четвертей в цвук старших разрядах 6 счетчика текущего

5 угла, к управляющему входу аналогового ключа 27 поцсоецпнен выход аешифратора 9 четвертей окружности, воздейст вующий при значении «ода третьей или четвертой четверти в двух старших разрядах 6 счетчика 5 текущего угла. Вы« ход аналогового ключа 26 подсоединен к суммирующему входу операционного усилителя 28, а выход аналогового ключа

27 - к вычитающему входу операционного усилителя 28. Выход операционного усилителя 28 поцсоединен к аналогово:му входу управляемого целителя 29 напряжения, цифровые входы которого «к

7264 6 шинам 30 кода полуоси координаты У.

Выход управляемого делителя 29 напряжения подсоединен к одному. из входов усилителя 31, а ко второму входу усили5 теля 31 — выхоа цифроаналогового пре-. образователя 32 координаты у центра окружности, к цифровым вхоалм которого подсоединены шины 33 кода центра коор» аинаты М .. Шина 34 является выходом аналогового значения координаты У

Выход сумматора 25, являющийся одним из выхоаов бло -.а вычисления тригонометрических функций по значению аргумента

16, подсоединен к информационным sroаам аналоговых ключей 35 и 36, а к уцравляючему вхоцу аналогового ключа

35 tIogcoeEIRHeH выхоц аешифратора 9 четвертей окружности, воздействующий при значении коца первой или четвертой четверти s авух старших оазрядах 6 счетчика 5 текущего угла, к управляюще му входу аналогового ключа 36 поасоеаинен выход дешифратора 9 четвертей окружности, воздействующий при значении кода второй или третьей четверти в . двух старших разрядах 6 счетчика 5 текущего угла. Выход аналогового ключа

35 цодсоеаинен к суммирующему вхоцу операционного усилителя 37, а выход

30 аналогового ключа 36 - к вычитающему входу операционного усилителя 37. Выход операционного усилителя 37 подсое» динан к аналоговому входу управляемого делителя 38 напряжения, цифровые входы которого - к шинам кода полуоси координаты Х 39. Выход управляемого де- лителя 38 напряжения подсоединен к одному из входов усилителя 40, а ко второму входу усетителя 40 — выход цифроаналогового преобразователя 41 коорди наты Х центра окружности, к цифровым входам которого подсоединены шины 42 кода центра координаты. Х. Шина 43 является выходом аналогового значения коораинаты Х.

45 Устройстso работает следующим образом.

В счетчике 5 текущего угла по шине

8 коца начала цуги записывается код начала ауги, а в регистр 11 кода конца

so цуги по шине 12 кода конца цуги записывается коц конца дуги. Ива старших разряда 6 счетчика 5 текущего угла определяют номер четверти окружности. Остальные младшие разряды 7 счетчика 5

ss текущего угла определяют текущее зна- чение конца цуги в пределах любой одной четверти окружности, причем аля дальнейшей обработки на цифроаналоговый пре807264 образователь 16 через группу схем И13 и группу схем ИЛИ 15 подается прямой код младших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла, а через группу схем И 14 и группу схем ИЛИ 15 Ha цифроаналоговый преобразователь 16 подается обрат.ный коц младших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла. На выхоце цифроаналогового преобразователя 16 образуется ана:логовый эквивалент цифрового кода млацших разрядов 7 счетчика 5 текушего угла. Выход цифроаналогового преобразователя 16 подсоединен к блоку 17 вычисления тригонометрических функций по значению аргумента, который вычисляет синус и косинус текущего угла в соответствии с разложением их в ряд по степеням аргумента где Я вЂ” значение угла в радианах.

Рациус сходимости рядов (1) и (2) равен бесконечности. Особенно быстро они сходятся при небольших значениях аргумента.

Так цля значение аргумента, взятых на отрезке (О, Т /2), четырех членов ря ца достаточно, чтобы обеспечить вычислеwe функций по формулам (1), (2) с точностью 0,5%. Блок 17 вычисления тригонометрических функций по значению аргумента состоит иэ шести умножителей

18-23 напряжения и цвух сумматоров

24 и 25. Этот состав оборудования необходим цля вычисления синуса и коси нуса по четырем членам ряда. Лри необходимости иметь большую точность число умножчтелей увеличивают. Выход цифроаналогового преобразователя подсоединен к одному из входов умножителей 18, 19, 20, 22 и 23, к одному из суммируюших входов сумматора 24 и к двум вхоцам умножителя 21. Напряжение на выходе- цифроаналогового преобразователя

16 эквивалентно первой степени аргумента, напряжение на выходе умножителя

21 эквивалентно второй степени аргумента. Выход умножителя 21 подсоединен ко второму входу умножителя 18. Напряжение на выходе умножителя 18 эквиван лентно третьей степени аргумента. Выход умножителя 18 подсоединен ко второму входу умножителя 22. Напряжение на выхоце умножителя 22 эквивалентно четвер.той степени аргумента. Выход умножите3S

2S

3S

$0

SS ля 22 подсоединен ко второму вхоцу умножителя 19. Напряжение на выхоце умножителя 19 эквивалентно пятой степени аргумента. Выход умножителя 19 подсоединен ко второму входу умножителя 23.

Напряжение на выхоце умножителя 23 эквивалентно шестой степени аргумента.

Выход умножителя 23 подсоединен ко . второму входу умножителя 20. Напряже ние на выходе умножителя 20 эквивалентно седьмой степени аргумента. Сумматор 25 предназначен для получения значения косинуса. Один из суммирующих вхоцов сумматора 25 поцсоединен к источнику эталонного напряжения цифроаналогового преобразователя 16. Величина напряжения на этом входе сумматора должна равняться выходному напряжению цифроаналогового преобразователя 16, при максимальном цифровом zone на его ахопах. К вычитающим входам сумматора

25 подсоединены выходы умножителей

21 и 23, а ко второму суммирующему входу сумматора 25 — выход умножителя

22. Выходные напряжения умножителей сумматор 25 суммирует и вычитает с весами, соответствующими знаменателям членов формулы (2). Таким образом, на выходе сумматора 25 напряжение эквивалентно значению косинуса угла, опрецеляемого кодом млацших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла.

Сумматор 24 предназначен для получения значения синуса. Один из суммирующих входов. сумматора 24 подсоединен к выхоцу цифроаналогового преобразователя 16, второй - к выходу умножителя

19. Вычитающие входы сумматора 24 подсоединены к выходам умножителей 18 и 20. Выходные напряжения умножителей сумматор 24 суммирует и вычитает с весами, соответствующими знаменателям членов формулы (1). Таким образом, на выходе сумматора 24 напряжение эквивалентно значению синуса угла, определяемого кодом млацших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла. Запускающий, импульс по шине 2 ставит триггер 1 яркости в состояние, при котором триггер 1 яркости своим выхоцом разрешает по шине 3 включение модулятора и запускает генератор 4 импульсов. Импульсы поступают в счетчик 5 текущего угла, в который по шине 8 был записан код начала дуги. Если код начала цуги определял первую четверть, то на цифроаналоговый преобразователь поступал прямой коц млацших разряцов 7 через групп. схем И 13.

Увеличение кода в младших разряца>; 7

807264

10 вызовет изменение напряжения на выходе аля быстрой схоаимости ряцов (1) и (2) сумматора 24 lIo закону изменения синуса энячеаия,аргумента только Hа отрезке в первой четверти, а на выхоце суммато- Р, Г/21, равномерное изменение аргура 2 напряжение будет меняться по о5 мента достигается подачей прямого коаа закону изменения косинуса в пределак младших разрядов 7 на цифроаналоговый первой четверти. Напряжение с выкода преобразователь 16 для значений аргусумматора 24 поцается на информацион- ..мента в первой и третьей че;верти и ные входы аналоговых ключей 26 и 27. обратного кода цля значений аргумента

Если значение текущего угла находится в во второй и четвертой четверти, а формипрецелах первой нли второй четверти, гае 0 рованием знаков функций, соответствующим синус положительный, то выход дешифрато- четвертям, управляет аешифратор 9 четра 9 четвертей окружности открывает àíà- верт - и окружно"ти, коммутируя выходы л оговый ключ 2 6 и на пря жение поца ется блока 17 через аналоговые ключи 26, на суммирующий вкоц операционного усили- 27, 35 и 36 на суммнрующне или вычителя 28, а с его выкода на аналоговый > тающие вхоаы операционных усилителей вкоц управляемого целителя напряжения 28 и 37, При достижении равенства ко29 Н

9. Напряжение на его выходе будет про- цов счетчика 5 текушего угла и.регистра порционально цифровому коду полуосн ко- 11 коаа конца дуги импульс с выхоца орцинаты 9 на шине 30. Напряжение с . блока 10 сравнения коцов возврашгет выхоца управляемого целителя напряже- триггер 1 яркости в исходное состояние. ния подается на выходной усилитель 31, При этом сигналом с выхоца триггера 1 где суммируется с напряжением с выкоаа яркости затормаживается генератор 4 цифроаналогового преобразователя 32 импульсов н по шине 3 модулятор возвра координаты Ч . центра окружностн. md%a щается в исходное состояние.

34 является вь1хоцом координаты Р вы- Предлагаемое устройство выгоцно отчерчиваемой цуги. Если значение текуше- личается от известного тем, что в нем

° ro угла находится в прецелах третьей отсутствует мертвое время, обусловлен» или четвертой четверти, гае синус отри- ное в известном фазой колебания генерацательный, то выход аешифратора 9 чет- тора синусоицальных колебаний в момент вертей окружности открывает аналогоЗ0 прикода запускающего импульса и кото1 вый ключ 27 и напряжение поцается на рое в шкроком классе зацач может превычнтающий exode операционного усилителя вышать рабочее время. Это дает воэ28, чтобы напряжение на его выкоце бы- можность значительно увеличить инфорло отрицательным. Дальнейшая отработка мационную емкость кацра на экране координаты Ч цуги аналогична выше электроннолучевой трубки. описанной. Координата, (дуги отрабатывается следующим образом. Напряжение с выхода сумматора 25 подается на нн- Формула изобретения формационные вхоцы аналоговых ключей

35 и 36. Если значение текушего угла 1. Устройство цля отображения дуг накоцится в пределах первой или четвер- окружностей и эллипсов на экране элект40 той четверти, гце косинус положительный. роннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее то выходом дешифратора 9 четвертей ок- трнггер яркости, соединенный с шиной ружности открывается аналоговый ключ запускающего сигнала, вкоцом генерато35 и напряжение с его выхода поаается ра импульсов и- модулятором ЭЛТ, рена суммирующий вход операциОнного уси- 45 гнстр коца конца дуги, вход которого лителя 37. Если значение текушего угла подключен к шине кода конца дуги, аелнтенахоцнтся в преаелах второй или третьей ли напряжения. одни из вхоцов которых четверти окружности, то выходом дешиф- соединены с шиной кодов полуосей, а выратора 9 четвертей окружности открыва- хоаы — с коораннатными усилителями, под.ется аналоговый ключ 36 и напряжение 50 ключенными к цифроаналоговым преобразос его выхода подается на вычитаюший вателям, вхоцы которых подсоединены к вход операционного усилителя 37. Даль шинам кодов координат центра, элементы нейшая атработка координаты Х цуга И и ИЛИ, два аналоговых ключа и блок блоками 38-43 аналогична отработке ко- сравнения, . о т л и ч а ю ш е е с я ординаты + блоками 29-34. Чтобы ss тем, что, с целью увеличения быстрообеспечить возможность построения дуги цействия устройства, оно содержит цва в любой четверти окружности, цругими операционных усилителя, цва дополнительсловами (полной окружности), используя ных аналоговых ключа, блок вычислення тригонометрических функциЯ, третий цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и счетчин, причем вхоаы счетчика подсоецинены х шине коца начала дуги, а выходы - х цешифратору, блоку сравнения и одним из входов элементов И, вторые входы которых подсоецинены к одним из выходов дешифрагора, а выхоаы элементов

И подключены хо входам элемента ИЛИ, выхоц которого подсоединен к цифровому входу третьего цифроаналогового преобразователя, выходы которого подключены ко входам блока вычисления тригонометрических функций, выходы которого подклю.чены к информационным входам аналоговых ключей, управляющие входы которых сое-. динены с другими выходами цешифрато» ра, выходы аналоговых ключей подключены ко входам соответствующих операционных усилителей, выходы которых - к другим входам делителей напряжения, выхоа регистра кода конца дуги соеаинен с блоком сравнения, подключенным к триггеру яркости.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что блок вычисления тригонометрических функций соцержит

264 12 шесть аналоговых умножителей и два сумматора, причем первые входы аналоговых умножителей соецинены с одним из вхоаов блока и первым вкоаом первого

В сумматора, выходы первого и второго аналоговых умножителей подключены ко вторым входам пягого и шестого аналоговых умножителей и третьему и четвер тому входам первого сумматора, выхоа

30 .третьего аналогового умножителя соединен со вгорым входом первого сумматора, выходы четвертого, пятого и шестого аналоговых умножителей подключены соответственно «о вторым входам первого, второго и третьего аналоговых умножителей и второму, первому и третьему вхоцам второго сумматора, четвертый вхоа которого соединен с другим входом блока, выходы сумматора являются выходаго ми блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 469984. an. С 06 К 15/20, 1973.

2, Авторское свидетельство СССР

М 555415, кл. Q 06 К 15/20, 1972 (прототип) .