Устройство для отображения графи-ческой информации ha экране электро-hho-лучевой трубки

 

Союз Советских

Социалмстическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (u>834739

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свмд-ву (22) Заявлено 280б79 Д1) 2785770/l8-24 с присоединением заявки HP (23) Приоритет (51)М. Кл.з

G 09 G 1/10

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 3005,81. Бюллетень Н9 20 (53) УДК, 681. 327. 11 (088.8) Дате опубликования описания 303581 (72) Авторы изобретения

Э.Г.Митрейтер, В.Р.Берман и А.В.Фридл (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ

ТРУБКИ

Изобретение относится к вычисли-" тельнойтехнике и может быть использовано при проектировании устройств отображения графической информации.

Известно устройство для отображения графической информации, содержащее умножители, счетчики, цифроаналоговые преобразователи и т.д. Щ

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее но каждой из координат последовательно соединенные реверсивный счетчик, пер- 15 вый цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного тока, подключенный к отклоняющей системе электроннолучевой трубки, блок управления, соединенный с одним из входов реверсивных счетчиков и кодовой шиной, подключенной к одному из входов синхронизатора, адресную шину t2).

Основным недостатком известных устройств является низкая точность устройства .за счет малой дискретности при формировании элементов изображения.

Цель изобретения — повышение точности устройства .

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит цифровой дифференциальный анализатор, два элемента ИЛИ, два двоичных умножителя и блок деления частоты, соединенный с другим входом синхронизатора, подключенного к одному из входов цифрового дифференциального анализатора, другой вход которого соединен с кодовой шиной, выходы цифрового. дифференциального анализатора.подключены к одним из входов элементов ИЛИ, другие входы которых соединены с другим выходом синхронизатора, выходы элементов ИЛИ подключены к одним из входов двоичных умножителей, другие входы которых соединены с кодовой шиной, выходы двоичных умножителей подключены к другим входам реверсивиых счетчиков.

На чертеже представлена структурная схема устройства, которая содержит блок 1 управления, блок 2 деления частоты, синхронизатор 3, цифровой дифференциальный анализатор ШДА)

4, элементы 5 и б ИЛИ, двоичные умножители 7 и 8, реверсивные счетчики 9 и. 10, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 11 и 12, усилители постоянного тока 13 и 14, 834,739 (6) Взяв интеграл и записав результат в дискретной форме, получим

Х Х, + RQ cosp> аР {8) ко- — К4с 8 де

Аналогично

Y * Y0 - RQ sing аЯ„

20 ко — К 9

10тображение векторов и линий разверт ки в устройстве путем формирования сигналов (3) и (4) осуществляется методом, аналогичным описанному в(1) .

ЗО

46. Учитывая, что Y = L cos p где

- текущая длина вектора линии развертки), после дифференцирования получим

dx dL

«1п»Ь--d t d t

Интегрируя по времени и переходя к дискретной Форме записи в.виде суммы, получим и

Х X + ь1ЩьБ — К д,Ф,(3)

0 k«o h+ где. — — элементарные приращения длиФ. ны вектора .(линии разверт » Ъ ки);

n - количество элементарных приращений, необходимых для написания вектора (линии развертки) заданной длины.

Аналогично

У Уо +cos P K — k a»t (i»)

« .о ьс подключенные к отклоняющей системе

15 ЭЛТ 16, адресную 17 и кодовую 18 шины.

Шина 17 предназначена для подачи кодов адресов, определяющих кони ретный приемник кодовой информации..

»Шина 18 предназначена для подачи кодов данных, необходимых для отобра-»

mews графической информации,(командных слов, .кодов s in/, cos9 нак. лона, вектора, кода AL длины вектора, кода К масштабного коэффициента для деления частоты в соответствии с выбираемой скоростью отображения первичной развертки, кодов позиции

Х н У, кодовз»и фо и cosy начальных фаз -отображаемой окружности или дуги, кода R отображаемой окружности, кода д углового размера отображаемой дуги) .

На вход блока 2 подается синхросерия частотой f, При отображении векторов и линий развертки в каждый момент времени должно выполняться соотношение между сигналами отклонения по ортогональным осям и соответствующими им цифровыми кодами

Х - Х

О е (1)

sin P где Xo Yo - координаты начальной

Р» 0 точки вектора (линии развертки);

Х У - координаты текущей.точки вектора (линии развертки); — угол наклона вектора относительно оси Y.

При отображении дуг и окружностей между сигналами отклонения по ортогональным осям и соответствующими циф ровыми кодами должно выполняться соотношение

Х+ Y - К, (5) гдЕ Х и Y - координаты текущей точки дуги (окружности) j

% - ее радиус.

Учитывая, что Y Rcosp,ãäå P — угол между направлением на текущую точку и осью V и перехода к дифференциальной форме, получим дх R d

dt М - dt — -cosP sin5

Подставляя Х R s i np, имеем

dx 0Р

dt

R СО 8 »

Отображение дуг и окружностей в устройстве осуществляется путем Формирования с помощью ЦДА 4 двухсинхронных время-импульсных сигналов

sin u cos с последующим их умно,жением на код радиуса. Выбором соответствующей разрядности можно добиться того, чтобы величина изменения сигнала на входе отклоняющей системы ЭЛТ при элементарном изменении цифровой решетчатой функции (8) и (9) вызывала перемещение луча по экрану ЭЛТ, не превышающее ее элемент разрешения. В этом случае на экране будет отображаться непрерывная, гладкая окружность или дуга с высоким качеством воспроизведения.

Управление работой всего устройства осуществляется единым блоком 1 управления по адресным кодам, пос. тупающим на шину 18 и по командным словам, подаваемым по шине 17.

Командные слова содержат данные о типе отображаемой информации (линия развертки 1 вектор, дуга, окружность), о необходимой рабочей разрядности устройства, о направлении отображения дуги (по или против ча,совой стрелке) . Блок 1 управления выдает всем блокам и элементам устройства необходимые импульсы записи, и сигналы управляющие разрядностями н режнмамй счета н коммутирующие сигналы. Блок 1 управления может включать в себя дешифратор кодов адреса, выдающий импульс записи соответствующему приемнику информации в соответствующий момент времени, регистр записи командного слова со. схемами дешифрации кода типа информации, триггерные и логические схе834739 мы запоминания кодов знака функции

sin u cos и кода направления отображения дуги и формирования соответствующих сигналов управления режимами счета счетчиков 9 и 10 и внутренних счетчиков ЦДА 4, на которых производится формирование функций

siп и cos .Кроме того, в состав . блока 1 управления могут входить регистр памяти й(радиус дуги, окружности) с элементами формирования сигналов управления разрядностью устройства. Блок 2 деления частоты производит необходимое деление входной частоты fg . При отображении векторов коэффициент деления равен единице. При отоб- ражении линий развертки частота на выходе блока 2 определяется в соответствии с величиной масштабного коэффициента К, записанного во внутренний регистр .памяти блока 2 через шину 17. При отображении дуг и окружностей блок 2 деления частоты должен выдавать две серии f и f связанных зависимостью

=Л/з f< для выполнения соотношения

Е = Л/2.R, где R - радиус окружности1 8 в длина дуги 90О, соответствующая одному циклу работы блоха 4. Умножение на Л/2 затруднительно. Поэтому исходная частота f делится в блоке на два и рассматривается как f„ = f/2. Та же частота f умножается на TI /4 (так как

7Г/4 — число, меньшее единицы, то эта операция может быть осуществлена в специальном двоичном умножителе, входящем в состав блока 2 деления частоты). В этом случае обеспечивается указанное выше соотношение между f< и

Синхронизатор 3 в режиме отображения дуг и окружностей формирует пачку импульсов, частота импульсов в которой равна 1„, а длительность пачки определяется временем списывания кода длины дуги 6Р импульсами частотой

f<.В режиме отображения векторов и линий развертки длительность пачки определяется временем списывания кода длины линии д импульсами с выхода блока 2 деления частоты. Синхронизатор 3 может быть построен на основе структуры, состоящей из регистра длины кодового вычитающего элемента со схемами перезаписи и триггера ворот, либо (и это предпочтительнее в нашем случае для достижения большего быстродействия) на основе параллельного реверсивного счетчика, в который через общую кодовую шину — второй вход устройства — заносится код размера ве тора или дуги (Ь или h,p), дешифратора нулевого кода счетчика и триггера ворот, запрещающего прохождение пачки при выдаче соответствующего сигнал с дешифратора, ЦДА 4 используется только для отображения окружностей и дуг. Он формирует две последователь- ности, временная расстановка которых соответствует характеру изменения функций,s in Р и cosp ° .

Два элемента 5 и 6 ИЛИ используются для выбора- нужной временной последовательности. В зависимости от управляющих сигналов от блока 1 управления через элементы 5 и 6 ИЛИ проходят пачки импульсов либо с выходов ЦДА, либо со второго выхода синхронизатора

3. B двоичных умножителях 7 и. 8 производится временное умножение пачек импульсов,.подаваемых на вторые входы этих элементов, на двоичные коды, соответствующие .sing u cos 9 в режиме отображения векторов и линий развертки и R в

15 режиме отображения дуг и окружностей. В реверсивных счетчиках 9 и

10 образуются двоичные коды функций, определяемых выражениями (3) (4) или (3), (9). Коды начальных щ положений Х и У0 устанавливаются в счетчиках через их первые входы; подключенные к общей кодовой шине.

Режимом счета управляет блок 1 управления, В преобразователях 11 и

12 осуществляется преобразование цифровых кодов Х и Y в соответствующие аналоговые сигналы. Усилители постоянного тока 13 и 14 усиливают сигналы с выхода преобразователей 11 и 12 до величин, достаточных для управления отклоняющей системой

15 ЭЛТ 16.

Отклоняющая система ЭЛТ осуществляет отклонение луча в заданную точку поля экрана. Перед началом

З5. отображения вектора в устройство отображения графической информации по шине 17 поступают следующие коды, которые в соответствии с адресами, синхронно приходящими на шину 18, 40 записываются в следующие блоки и элементы:. командное слово — в блок 1 управления;+ код начального положения

Хо — в реверсйвный счетчик 9; код

4 начального положения Yo s реаерсивный счетчик 10. Коды начальных положений приходят в начале массива исходной информации с тем, чтобы заполнение устройства всей остальной информацией производилось параллель"

50 но во времени с протеканием переходных процессов в усилителях 13 и 14, код sin P наклона вектора — в двоичный умножитель 7, код cosj3 наклона . вектора — в двоичный умножитель 8;код д длины вектора — в синхронизатор 3. к- 1ри отображении линии развертки в блок 2 деления частоты записывается код масштабного коэффициента К.

Одновременно блоком 1 управления а о согласно информации в командном слове производится подключение вторых входов элементов 5 и б ИЛИ к второму выходу синхронизатора 3 и выдача сигналов управления режимами счета на

834739 соответствующие реверсивные счетчики

9 и 10.

Импульс начала отображения серии импульсов после блока 2 деления.частоты попадает и синхронизатор 3, где по записанному коду hL образуется пачка, число импульсов s которой равно коду ЬД. Проходя через двоичные умножители 7 и 8 она умножается на имеющиеся там коды з(п Р и cosA

Снимаемые с выходов умножителей время-импульсные последовательности образуют в реверсивных счетчиках

9 и 10 коды, изменяющиеся по закону (3) и (4), которые„ будучи преобразованы в аналоговые сигналы в преобразователях 11 и 12, усилены в 35 усилителях 13 и 14 с помощью системы отклонения 15, управляют ходом луча по экрану, воспроизводящему прямую линии.

Аналогично случаю воспроизведения векторов перед началом отображения дуг и окружностей производится выдача исходной информации следующего вида: командное слово — в блок

1 управления; код начального положения Х вЂ” в реверсивный счетчик 9; о код начального положения Yp — в реверсивный счетчик 10; код ь1р о и начальной фазы отображаемой дуги (окружности) — в ЦДА 4; KoN cosfbp начальной фазы отображаемой дуги (окружности) — в ЦДА 4; код к - в дво ичные умножители 7 и 8; код 5Р углового размера окружности — в синхронизатор 3.

В соответствии с информацией о направлении отображения дуги (окружности) и о ее начальной фазе а(блоком l управления на реверсивные счетчики 9 и 10, а также на ЦДА 4 выдаются сигналы режима, счета соответству-40 ющих счетчиков. После прихода импульса начала отображения по сериям, выдаваемым блоком 2 деления частоты, синхронизатор 3 формирует пачку импульсов длительностью, равной A(s lpga и с заполнением. Эта пачка поступает

gp на преобразователь 4 как приращение независимой переменной -- -. С выхода преобразователя 4 снймаются две время-импульсные функции

f (t): = РОБЯ и f (t)=s!ПР

<р 50 ь1 1

Блок 1 управления разрешает прохождение этих сигналов на двоичные умножители 7 и 8, где производится их умножение на радиус окружности R.

Интегрирование результирующих время-импульсных последовательностей образует на выходах реверсивных счетчиков 9 и 10 функции в соответст- ® вии с выражениями (8) и (9) . Эти цифровые функции, преобразуются в аналоговые сигналы, которые затем усиливаются и, будучи поданными на систему отклонения 15 ЭЛТ 16, уп- 65 равляют отклонением луча ЭЛТ по дуге (окружности). В процессе отображения дуг (окружностей) блоком 1 управления производится оперативная оценка величин функций, Формируемых

ЦДА 4, и соответствующее изменение режимов счета внутренних счетчиков

ЦДА 4 и реверсивных счетчиков 9 и

10 при переходе функций sin u cos через максимум и ноль ° Кроме того, для выравнивания угла всех скоростей луча при отображении дуг (окружностей) разного радиуса в устройстве отображения графической информации

I на экране ЭЛТ предусмотрено изменение разрядности цифровых блоков и элементов, которое осуществляется блоком 1 управления после оценки величины R радиуса дуги (окружности).

Благодаря этому производится выравнивание яркостей отображаемых дуг (окружностей) различного радиуса.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность отображаемых на экране ЭЛТ дуг и окружностей, что в сочетании с возможностью отображения векторов и линий развертки в той же структуре отвечает требованиям, предьявляемым к устройствам отображения информации радиотехнических информа-ционных систем. Современные ЭЛТ обеспечивают 2 — элементов разрешения на диаметр трубки (= 2 на радиус). Исходя из этого, количество разрядов на длину окружности максимального радиуса составляет 27R =

=27.2 = 2",При выборе Е„,поступающей на третий вход устройства, равной 612 мГц общее время отображения окружности максимального радиуса составит

T - =2/f 2 = 1340 — 760 мкс (10)

В формуле (10) указана величина 2/f, так как частота, поступающая на синхронизатор 3, fl=f/2. При уменьшении радиуса пропорционально уменьшается время отображения °

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевои трубки, содержащее по каждои из координат последовательно соединенные реверсивный счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного тока, подключенный к отклоняющей системе электроннолучевой трубки, блок управления, соединенный с одними из входов реверсивных счетчиков и кодовой шиной, подключенной к одному из входов синхронизатора и адресную шину, о т л ич а,ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства,оно содер" жит цифровой дифФеренциальнйй анализатор, два элемента ИЛИ, два двоич834739

Составитель . В. Сметанин

Техред;A Савка, Корректорс. tlleNMap

Редактор Н.Кешеля

Эаказ 4106/77. Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород,, ул. Проектная, 4 ных умножителя и блок деления частоты, соединенйый с другим входом синхронизатора, подключенного к одному из входов цифрового дифференциального анализатора, другой вход которого соединен с кодовой шиной, выходы цифрового дифференциального анализатора подключены к одним as входов элементов ИЛИ, другие. входы которых соединены с другим выходом синхронизатора, выходы элементов

ИЛИ подключены к одним as входов двоичных умножителей, другие входы которых соединены с кодовой шиной, выходы двоичных умножителей подключены к другим входам реверсивных счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИ% Р 3789200, кл. 235 — 198 опублик. 1976. 2. Патент США Ð 4115863, кл. 364 - 521, опублик. 1977I(прото тип) .