Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()920820 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3asaneHo 030480 (21) 2903370/18-24

Я1)М Кд 3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 09 G 1/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150482 Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 150482 (53) УДЯ 681 327. 11 (088. 8) 3 1

1 (72) Автор изобретения

A.Ñ. Тофанюк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано при построении устройств ввода-вывода и отоб-. ражения графической информации на электронно-лучевЫх трубках (ЭЛТ).

Известно устройство для отображения графической информации на экране ЭЛТ путем генерации векторов с постоянной. скоростью перемещения луча. Это обеспечивается за счет выработки напряжения, пропорционального. длине вектора преобразования его в соответствующий временной интервал, нормализации кодов ортогональных составляющих и модуляции напряжений интегрирукщих элементов пропорциональными длине вектора временными интервалами (1).

Одним из недостатков этого устройства является невысокая точность

Известно устройство для отображения графической информации, где формирование векторов осуществляется путем выработки пилообразного напряжения скрутизной нарастанияобратно пропорциональной сумме ортогональных составляющих и использования

его в качестве опорного для цифроаналоговых преобразователей (2) .

Недостатки устройства — громоздкость и недостаточная точность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство. которое содержит блок управления, блоки вычитания, блоки деления, блок определения длины вектора, ключи, интегрирующие элементы, блок выработки сигнала готовности, причем первые входы блоков вычитания подключены к источнику напряжений координат Х и У, а выходы подключены к блокам деления и блоку определения длины вектора, выход последнего соединен через ключи со вторыми входами блоков деления и входом блока выработки сигнала готовности, выходы блоков деления подключены ко вхоцам интегрирующих элементов, выходы которых подключены ко вторым входам блоков вычитанияГЯ.

Недостатком этого устройства, как и всех устройств с постоянной скоростью перемещения луча по экрану ЭЛТ, является неполная реализация быстродействия используемой отклоняющей системы ЭЛТ. Это обусловлено тем, что результирующая скорость

3() движения луча по любой наклонной

920820 линии не должна превышать максимальную скорость, допускаемую отклоняющей системой, так как с этой же скоростью строятся и ортогональные линии. Следовательно, при построении наклонных линий скорость изменений 5 токов в катушках отклоняюцей системы всегда меньше допустимой. Это снижает быстродействие устройства, в худшем случае в )Т раз (для линий с наклоном в 45 ). Кроме этого, уст- 10 ройство сложно ввиду необходимости определения длины вектора по точной формуле.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упроцение устройства. 15 Эта цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок управления, связанный с блоком модуляции и регистрами кодов координат Х и У, выходы которых через пре- 20 образователи код — напряжение соединены с одним из входов блоков вычитания выходы которых соединены с первымй входамн первого и второго блоков деления, ннтегрируюцие элементы, выходы которых соединены с первыми входами блоков вычитания и с выходами усилителей отклонения, связанными с отклоняющей системой ЭЛТ, и блок выработки сигнала готовности, подключенный к блоку управления, введены два компаратора, два ключа,,два блока умножения, два блока огра-. ничителей. напряжения и два блока выделения; модуля, причем первые входы компараторов подключены к преобра-35 зователям код — напряжение, вторые входы соединены с выходами интегри" рующих элементов, а выходы через ключи соединены с входами интегрирующих элементов, первый вход первого40 блока деления подключен через первый блок выделения модуля ко второ-. му входу второго блока деления, а первый вход второго блока делеиия через второй .блок вьщеления модуля 45 подключен ко второму входу первого блока деления, выходы. блоков деления соединены с первымИ входами блоков умножения, вторые входы которых подключены к источнику постоянного напряжения, входы ограничителей. напряжения соединены с выходами блоков умножения, а выходы.подключены к управляющим входам ключей и к блоку выработки сигнала готовности. 55

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, регистры 2 и 3 кодов координат Х, и У, преобразователи коднапряжение 4 и 5, компараторы б ff 7, ключи 8 и 9 интегрирукщие элементы

10 и 11, блоки вычитания 12 и 13, блоки деленйя 14 и 15, блоки выделения модуля 1б и 17, блоки умноженин 18 и 19, блоки ограничителей напряжений 20 и 21, усилители отклонения 22 и 23, отклоняющую систему

24, ЭЛТ 25, блок модуляции яркости луча 26, блок выработки сигнала готовности 27, операционные усилители 28, конденсатор 29 и резистор 30.

Компараторы б и 7 с ключами 8 и 9 и интегрирующими элементами 10 и 11 образуют управляемые интеграторы 31 и 32 соответственно по каналам Х и У.

Устройство работает следунщим образом.

Коды координат Х и У начальных и конечных точек Формируемых отрезков линий с блока управления 1 (фиг.1) поступают через регистры кодов координат 2 и 3 на преобразователи код— напряжение 4 и 5. Пропорциональные кодам координат Х и У напряжения поступают на первые входы компараторов б и 7 управляемых интеграторов 31 и 32.

Рассмотрим работу такого интегратора (фиг.2а,б и в) по каналу Х.

При появлении на инверсном входе компаратора б ступеньки напряжения

U> x на его выходе появляется сигнал

UK npH Ux18x7UKCsxB+Uv l npH Uxeex(Ux Вх где 0„ — напряжение насыщения операционного усилителя б. Проходя через линейный ключ 8, этот..сигнал ограничивается до величины напряжения на затворе, полевого транзистора Up (фиг.2в) и вызывает перезаряд конденсатора 29 интегрирующего элемента

10 током

const, (1)

U где и - входное сопротивление интегрирующего элемента, равное сопротивлению резистора 30.

Напряжение интегрирующего элемента U„ „при этом линейно изменяется э и до .значения U - При достижении

Uy< »Ä U gq сигйал на выходе компаратора становится равным нулю, перезаряд конденсатора прекрацается и на выходе ийтегрирующего элемента 10 автоматически поддерживается достигнутый уровень напряжения за счет отрицательной обратной связи с выхода блока 10 на второй вход компаратора б ° Применяя известные математические зависимости определяем время Де перезаряда конденсатора 29 интегрирующего элемента 11.

920820

55 где С вЂ” величина к емкости конденсатора 31.

От уда х Вьа ОxÄaln

Up

В конце интегрирования ьОх @,|х а ЬОх х поэтому окончательно

5 "х y . И» Rc. (2)

Up . Из формулы 2 следует, что время перезаряда конденсатора интегрирующего . элемента до нового значения прямо пропорционально величине приращения координаты 60х ь„и обратно пропорционально уровню напряжения ограничения

Up на затворе ключа 8. При фиксированном Up крутизна линейно-изменяюще- 15 гося напряжения интегратора остается постоянной и с измененим дОху меняется только его длительность. Изменение же уровня Up при одном и том же значении ьОхзх приводит к измене" 20 нию как крутизны, так и длительности напряжения интегратора (рис.2б, в).

Возможность регулирования крутизны и длительности напряжений интеграторов используется в предлагаемом устройстве с целью получения максимального быстродействия. Для этого согласование двух линейно изменяющихся напряжений по координатам Х и У осуществляется таким образом, что для канала с большим приращением координаты регулирующее напряжение на затворе ключа 8 или 9 устанавливается равным максимальному значению Up,è интегратор этого канала генерирует напряжение максимального допустимой крутизны. По другому каналу регулирующее напряжение Up рассчитывается таким образом, чтобы конец интегрирования сов- 40 пал по времени с первым. Для этого напряжения координат Х и У поступа7 ют также на первые входы блоков вычитания 12 и 13. На вторые входы поступают линейно изменяющиеся напря- 45 жения с элементов 10 и 11. На выходах их в процессе интегрирования получаются два пилообразные напряжения (фиг.3).

d" = Ох эх Ux is = + а 50

Оу1вх Оу вь1х = (3) которые используются для расчета управляющих напряжений блоками 14-21..

Формулы для расчета получаются следующим образом.

Допустим. 1а! 1 Ь!. В этом случае на затвор ключа канала Х необходимо подать напряжение Ор Up и время перезаряда конденсатора по формуле (2) будет равно

60 а

bt х= RC

Оа

Для канала У время перезаряда

Ь 65 ру

Условием согласования напряжений является поэтому а

RC = —. RC

Орт Ору откуда а

Рх lbl (5) В знаменателях формул (4) и (5) взяты модули величин а и Ь для однозначного определения знака управлявщего напряжен 1я в соответствии со знаком приращения координаты.

Схемы расчета управляющих напряжений по формулам (4) и l5) содержат соответственно для кажцого канала: блоки деления 14 и 15, блоки выделения модуля 16 и 17, блоки умножения

18 и 19 (Ьиг.1).

На выходах блоков 18 и 19 получаются рассчитанные напряжения Ор .

Причем, для канала с большим приращением координаты 0 Ор„„ а для канала с меньшим — Ор g Up Так как управляющее напряжение для канала с большим приращением должно быть равно Ор„,, то рассчитанные напряже- ния Оа пропускаются через блоки ограничителей напряжений 20 и 21 с уровнем ограничения 1 Ор„, и поступают эа затворы ключей 8 и 9 интеграторов, осуществляя, таким образом, необходимое регулирование крутизны изменения линейного напряжения (фиг.3).

Выработанные два согласованных напряжения с выходов интегрирующих элементов 10 и 11 поступают на усилители отклонения 22 и 23, возбуждая соответствующие токи в отклоняющей системе 24 ЭЛТ 25, перемещающие луч- по экрану ЭЛТ по прямой линии. Одновременно на блок модуляции яркости луча 26 с блока управления 1 могут поступать импульсы подсвета.

По окончании интегрирования аЬО.

По этому признаку блоком выработки сигнала готовности 27 вырабатывается импульс готовности к приему кодов координат Х и У следующей точки.

Результирующая скорость перемещения луча по экрану изменяется от

V yx для ортогональных векторов, до

12 Ч,д„для векторов с наклоном 45 о

Вызываемое этим изменением яркости линий незначительное и не оказывает влияния на их восприятие. В то же время обеспечивается возможность полного использования быстродействия отклоняющей системы, работающей при построении любых векторов с максимальными токами.

Ь

Ору 1а Оа и (4)

Аналогично, если lal

920820

Выигрыш в быстродействии ства в целом по сравнению с ным устройством составляет: тора с наклоном в 45 о

К - "" " - 1,41

V ax устройизвестдля векдля ортогональных векторов

Ч ча.

V ax

Преимуществом предлагаемого Устройства является также его более простая конструкция, так как в нем отсутствует блок извлечения квадратного корня, а функция генерации линейно изменяющихся напряжений, их согласования, а также автоматического удержания луча в точках экрана ЭЛТ, заданных их полными координатами, совмещены и выполняются одной и той .же схемой. Используемые в устройстве блоки, в том числе умно 20 жения и деления, при использовании интегральных операционных усилителей (Оу) весьма просты и содержат по

1-2 ОУ.

Формула изобретения

Устройсэво для отображения графической информации на экране электрон- З но-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок управления, связанный с блоком модуляции ЭЛТ и регистрами кодов координат Х и У, выходы которых через преобразователи код — напряжение соединены с одними из входов блоков вычитания, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго блоков деления, интегрирующие элементы, выходы которых соединены с первыми входами блоков вычй- 4 ) тания и с выходами усилителей отклонения, соединенными с отклоняющей системой ЭЛТ, и блок выработки сигнала готовности, подключенный к блоку управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит два компаратора, два ключа, два блока умножения, два блока ограничителей напряжений, два блока выделения модуля, причем первые входы компараторов подключены к преобразователям код - напряжение, вторые входы соединены с выходами интегрирующих элементов, а выходы через ключи соединены с входами интегрирующих элементов, первый вход первого блока деления подключен че.рез первый блок выделения модуля к второму входу второго блока деления, а первый вход второго блока деления подключен через второй блок выделения модуля к второму входу первого блока деления, выходы блоков деления соединены соответственно с первыми входами блоков умножения, вторые входы которых подключены к источнику постоянного напряжения, выходы блоков умножения соединены с входами ограничителей напряжений, выходы которых подключены к управляющим входам ключей и к блоку вы.работки сигнала готовности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 562841, кл. G 06 К 15/20, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 643923 кл. G 06 К 15/20, 1976.

3. Патент США Р 4032768, кл. 235-197, опублик. 1977 (прототип).

О и

/а!

Рх

Составитель В. Фокина ..Ф

Редактор Т. Парфенова Техред И. Гайду Корректор О. Билак

Заказ 2353/61 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4