Устройство для отображения информации на экране электронно- лучевой трубки

 

(t(>930357

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (6t ) Дополннтельное к авт. санд-ву (22)Заявлено 06.02.80 (2I) 2880778/18-24 с прнсоеднненнеи заявки М(23) Прнорнтет(5I)M. Кл.

G 09 G 1/08

Гоеударстеенный квинтет

CCCP

IIp делам нзебретеннй. н аткрытнй

Опубликовано 23 05 ° 82. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 23.05.82 (53) УДК 681. 327.,11(088.8) » - ;.»

А.П.Наугольных, М.П. Сибирская, M.Ý.Че ашикам,С.В.Чирков - ..Ъ.,с, ".

С .ъ (72) Авторы нзобрете пня (Пермский политехнический институт (7I) Заявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться при построении устройств для отображения информации на электроннолучевая трубке.

Известны устройства для отображения информации на экране электроннолучевой трубки (11 и 21

Эти устройства не предназначены для формирования подвижной относительно экрана электроннолучевой трубки плоской фигуры, что является их недостатком.

Наиболее близким по техническому решению является устройство, содержащее счетчик, подключенный к первому входу дешифратора, и усилитель подсвета, соединенный с модулятором электроннолучевой трубки, к отклоняющим катушкам которой подключены через соответствующие усилители отклонения луча генераторы строчной и кадровой. разверток (3).

Указанное устройство не позволяет формировать на экране электроннолучевой трубки плоскую фигуру, изменяющую свое положение относительно экрана электроннолучевой трубки, что сужает область применения этого устройства.

Цель изобретения - расширение области применения за счет формирования на экране ЭЛТ плоской фигуры, изменяющей свое положение относительно экрана.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены Формирователь эталонного напряжения, две схемы сравнения и два блока элементов И, причем вход первого блока элементов И подключен к первому выходу дешифратора, а выход — к формирователю эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения, выход которой подключен к генератору строчной оазвертки, выход которого подключен

3 93035 к второй схеме сравнения, выход которой подключен к второму входу дешифратора, второй выход которого подключен к второму блоку элементов

И, выход которого подключен к усилителю подсвета, а третий выход дешифратора подключен к генератору кадровой развертки.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема дешифратора; на фиг.3 временная диаграмма работы устройства; на фиг.4 - принцип формирования на экране ЭЛТ изображения плоской . фигуры, изменяющей свое положение от- 1 носительно экрана ЭЛТ; на фиг.5 временная диаграмма работы устройст1ва и принцип формирования на экране

ЭЛТ иэображения фигуры при развертке одной строки иэображения.

Устройство содержит сче,чик 1, дешифратор 2, усилитель 3 подсвета, усилители 4 и 5 отклонения луча, генератор 6 строчной развертки и генератор 7 кадровой развертки, первый блок 8 элементов И, формирователь 9 эталонного напряжения, первая схема

10 сравнения, вторая схема 11 сравнения, второй < пок 12 элементов И.

На вход счетчика 1 подключено опор- З© ное напряжение U» на второй вход первой схемы 10 сравнение-напряжение, задания Uyq.

Дешифратор 2 предназначен для з преобразования кода числа в сигнал на одном из его выходов. Дешифратор

2 построен на базе схем совпадения.

На фиг.2 приведена структурная схема дешифратора 2. Дешифратор 2 состоит из элементов И .13-21.

Входы первого блока 8 элементов И

1Щ подключены к первому выходу дешифра" тора 2, а выход - к формирователю 9 эталонного напряжения. Первый блок 8 элементов И служит для собирания и передачи на формирователь 9 эталон4Я ного напряжения выбранных элементов И

13-16 кодов сигналов, запускающих формирователь 9 эталонного напряжения.

Входы второго блока 12 элементов

И подключены к второму выходу дешифратора 2, а выход - к усилителю 3 подсвета. Второй блок 12 элементов И служит для собирания и передачи на усилитель 3. подсвета выбранных элементов И 17-20 кодов числа высвечиваемых точек. Блоки 8 и 12 элементов

И могут быть реализованы с помощью полупроводниковых диодов.

7 4 формирователь 9 эталонного напряжения, вход которого подключен к выходу первого блока 8 элементов И, а выход - к первой схеме 1О сравнения, предназначен для формирования эталонного линейно изменяющегося во времени напряжения. В качестве формирователя 9 эталонного напряжения может быть принята схема генератора пилообразного напряжения.

Схема 10 сравнения, на один вход которой подается эталонное напряжение с формирователя 9 эталонного напряжения, на другой вход - напряжение задания, а выход которой подключен к генератору 6 строчной развертки, предназначена для сравнения эталонного напряжения и напряжения задания. Ъ. момент равенства эталонного напряжения и напряжения задания схема 1О сравнения вырабатывает сигнал для запуска генератора 6 строчной

1развертки. В качестве схемы 10 сравнения может быть принята схема сравнения с положительной обратной связью и усилителем.

Вторая схема 11 сравнения, вход которой подключен к выходу генератора 6 строчной развертки, а выходк второму входу дешифратора 2, предназначена для преобразования линейно изменяющегося напряжения генератора 6 строчной развертки в напряжение прямоугольной формы. В качестве второй схемы 11 сравнения может быть принята схема сравнения с триггером .Шмидта.

На фиг.3 представлена временная диаграмма работы устройства, где Uq — опорное напряжение;

Т - время заполнения счетчика;

Uyy - напряжение задания;

U3 " эталонное напряжение;

Т - длительность прямого хода эталонного напряжения;

0„ - напряжение строчной разве рт ки;

Оч - напряжение кадровой развертки;

Т вЂ” длительность прямого хода напряжения строчной развертки;

Т - длительность прямого хода напряжения кадровой развертки; текущее значение времени.

На фиг.ч представлен принцип формирования на экране ЭЛТ изображения плоской фигуры, изменяющей свое по930357

5 ложение относительно экрана ЭЛТ, где XOY — прямоугольная система координат;

Э вЂ”.положение экрана ЭЛТ в прямоугольной системе координат;

1, I+1>1+2 - порядковые номера произвольно выбранных соседних строк; ! - первоначальное положение 10 формируемой плоской фигуРыф

II - смещенное вдоль оси Х положение формируемой плоской фигуры; 15 а,Ъ с е 1 - высвечиваемые точки, образующие контур формируемой фигуры;

1 - длина строки, fq- расстояние по оси Х между 20 наиболее удаленными точка- . ми фигуры.. На фиг.5 представлены временная диаграмма работы устройства и принцип формирования на экране ЭЛТ изображения фигуры при развертке одной строки изображения, где T1, - длительность прямого хода эталонного напряжения на Зо

1-ой строке;

Т ;+1 - длительность прямого хода эталонного напряжения на

1+1-ой строке;

T; - длительность прямого хода эталонного напряжения на с 1+2-ой строке. ю

U - напряжение задания, соответствующее первоначальному положению формируе40 мой плоской фигуры;

U s - напряжение задания,. соответствующее смещенному вдоль оси Х положению формируемой плоской фигуры

43

r

- начало формирования направления строчной развертки на строке при первоначальном положении фи гуры, начало формирования напряжения строчной развертки на строке при смещенном вдоль оси Х поло- . жении фигуры.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо сформировать на экране ЭЛТ изображение плоской фигуры заданной формы.

Располагаем экран ЭЛТ в прямоугольной системе координат XOY таким образом, чтобы направление строчной развертки совпадало с направлением оси Х, а направление кадровой развертки — с направлением оси 1 (фиг.4).

Плоская фигура заданной формы имеет возможность в любом направлении перемещаться вдоль оси. Х, причем размер фигуры по оси Х превышает размер экрана. Необходимо формировать изображение той части фигуры, кото-. рая в данный момент времени находится в пределах экрана. формирование изображения контура фигуры осуществляем при последовательном обегании лучом ЭЛТ всех строк кадра высвечиванием точек, образующих контур фигуры.

Как известно, частота квантования, т.е. наименьшее расстояние между соседними высвечиваемыми точками, образующими изображение фигуры, определяется по заданной точности воспроизведения фигуры на экране электроннолучевой трубки. 8 свою очередь, при заданной скорости строчной развертки расстояние по оси X между соседними точками определить частоту опорного напряжения l4 > а размер строки развертки - длительность прямого хода напряжения строчной развертки — Т„ (фиг.3).. В момент пересечения очередной строки с контуром изображаемой фигуры под действием импульса опорного напряжения Uai поступающего на усилитель 3 подсвета (фиг.1)» происходит отпирание ЭЛТ, в результате чего на экране ЭЛТ происходит высвечивание данной точкиконтура. Таким образом, последовательность высвечиваемых точек, обра.зующую контур изображаемой фигуры, можно представить в виде точек .пересечения строк развертки с контуром этой фигуры. Так, например, точки а и Ъ (фиг.4) образованы пересечением (-ой строки развертки с контуром фигуры, а точки с и с, t u f - пересечением соответственно I+1-, I+

+2-ой строк с контуром фигуры. Так как развертка всех строк одного кад" ра, т.е. формирование всей фигуры, происходит в течение времени Т заполнения счетчика 1 (фиг.3) импульсами -опорного напряжения Un, то мож9303 но каждой высвечиваемой точке контура фигуры поставить в соответствие определенный код чи сла счет чи ка

Код числа одной высвечиваемой точки го периода опорного напряжения Од и положение во времени этого кода неизменно относительно начала заполнения счетчика 1 (момента времени t=0).

Точно также коды чисел всех других высвечиваемых точек. контура фигуры занимают неизменные положения на временной оси заполнения счетчика Т .

Пусть устройство находится в исходном состоянии. При этом (фиг.1) счетчик 1 обнулен, а на выходах гене" ратора 6 строчной развертки, генератора 7 кадровой развертки, формирователя 9 эталонного напряжения и усилителя 3 подсвета отсутствуют напряжения. Поэтому луч электроннолучевой трубки находится в исходном крайнем положении, а электроннолучевая трубка " в запертом состоянии. Положение фигуры относительно экрана электроннолучевой трубки задано величиной напряжения задания Uyy (фиг.3). 6 момент времени 4=0 первый импульс опорного напряжения Uy заносится (фиг.l) в счетчик 1. Элемент И. 13 дешифратора 2 иэ поступивших в этот момент времени на его входи со счетчика I множества сигналов выбирает код сигнала, запускающего формирователь 9 эталонного напряжения нри

36

3$ развертке на экране ЗЛТ 1-.ой строки.

Код сигнала при этом в двоичной системе счисления представляется в виде

0000001. Этот сигнал с выхода элемента И 13 через первый блок элементов И поступает на вход Формирователя

9 эталонного напряжения, который формирует эталонное линейно изменяющееся во времени напряжение при развертке 1-ой строки. Появившееся на выходе формирователя 9 эталонное напряжение

U . поступает (фиг.!) на один иэ входов схемы 10, сравнения, на другой вход которой поступает напряжение эадания Opy B момент равенства эталонного напряжения U> и напряжения э дания Uy$ первая схема 10 сравнения вырабатывает сигнал, который запускает генератор 6 строчной. Развертки. Сформированное генератором 6 строчной развертки и усиленное усилителем 4 отклонения луча напряжения строчной развертки О„ поступает Hà хранится в счетчике 1 в течение одно- 5

57 . 8 отклоняющие катушки. Кроме того, напряжение строчной развертки 0 .с выхода генератора 6 строчной развертки поступает также на первый вход вто" рой схемы 11 сравнения, второй вход которой "заземлен", поэтому напряжение на этом входе всегда равно нулю, Вторая схема 11 сравнения при появлении на ее первом входе напряжения строчной развертки Ux вырабатывает напряжение прямоугольной формы длительностью,.равной длительности Т» прямого хода напряжения строчной развертки U ° Напряжение прямоугольной формы с выхода второй схемы 11 сравнения поступает по второму входу дешифратора. 2 на первый вход элемента

И 21. При поступлении на второй вход элемента И 21 со счетчика 1 первого, после появления на ее первом входе напряжения с выхода второй схемы 11 сравнения, импульса опорного напряжения Од. схема 21 совпадения на третьем выходе деаифратора 2 вырабатывает сигнал, запускающий генератор 7 кадровой раэвертки. Сформированное генераторои 7 кадровой развертки и усиленное усилителем 5 отклонения луча иапряженйе кадровой развертки Uq поступает . нв отклоняющяе катушки. 3 реэультвФе действия напряжений строчной Ц» и..кадзовой Ut разверток луч электраййолуцевой трубки равномерно пвремещмтся ао экрану. Формируя первую строку развертки. Так как в принятом примере первая строка развертки не пересекает контур фигуры, то npii развертке первой. строки не происходит отпирание ЗЛТ и.высвечивание точек.

По окончании прямого хода эталонного напряжения Uq при развертке первой строки запускается формирователь

9 эталонного напряжения при раэвертке на экране ЭЛТ 2"ой строки и т.д.

flo окончании развертки последней строки генератор 7 кадровой развертки возвращается в исходное состояние, а по окончании прямого хода эталонного напряжения обнуляется и счетчик 1.

Таким образом, все устройство оказывается в исходном состоянии.

При этом на выходах генератора 6 строчной развертки, генератора 7 кадровой развертки, генератора 9 эталонного напряжения и усилителя 3 подсвета отсутствуют напряжения, в результате чего луч электроннолучевой труб9303 ки возвращается s исходное крайнее положение, а электроннолучевая трубка переходит в запертое состояние.

Повторное формирование напряжений строчной U> и кадровой U разверток происходит аналогично предыдущему. В счетчик 1 заносится первый импульс опорного напряжения Va. Дешифратор 2 под действием этой единицы, занесенной в счетчик 1, выра- 10 батывает сигнал для запуска формирователя 9 эталонного напряжения и т.д.

По окончании развертки последней строки устройство вновь переходит в исходное состояние, а при занесении t5 первого импульса опорного напряжения.

Оо в счетчик 1 начинается новое формирование напряжений разверток. Таким образом, работа -устройства много.кратно повторяется. ° 20

Рассмотрим подробнее последовательность выработки сигналов для высвечивания точек при развертке l+

+1-ой произвольно выбранной строки (фиг.5) ° Элементы И 13, 14, 15 и 16 (фиг.2) дешифратора 2 из поступающих на их входы со счетчика 1 множества. сигналов выбирают коды сигналов, запускающих через первый блок 8 элементов И формирователь 9 эталонного напряжения при развертке на экране ЭЛТ соответственно .на 1-ой, i-ой, i+1-ой и т.д. строк. Пусть фигура находится в первоначальном положении - положении 1 (фиг.4). По окончании времени прямого хода Т, эталонного напряжения U» íà i-ой строке развертки, строке, предшествующей рассматриваемой, элемент И 14 дешифратора 2 (фиг.1) из поступающих на ее входы со счетчика 1 множества сигналов выбирает код сигнала, запускающего. через первый блок 8 элементов И формирователь 9 эталонного напряжения при развертке на экране ЭЛТ !+1-ой

45 строки Т, =Т,, =Т,;+, Этот сигнал с выхода элемента И 14 дешифратора

2 через первый блок 8 элементов И поступает на вход формирователя 9 эталонного напряжения, который формирует эталонное напряжение при развертке i+1-ой строки. С выхода формирователя 9 эталонное напряжение

U поступает на один из входов первой схемы 10 сравнения, на другой вход которой поступает напряжение

1 задания V> ° В момент времени

1 наступает равенство эталонного напряжения U з и напряжения задания

57 10, Vp (фиг.g) и первая схема 10 сравнения вырабатывает сигнал, .который запускает генератор 6 строчной развертки. В результате действия напряжения строчной развертки U» i сформированного генератором 6 строчной развертки, на экране ЭЛТ происходит развертка i+1"ой строки. На рассматриваемой i+1-ой строке раз" вертки находятся точки с и, принадлежащие контуру плоской фигуры.

Каждой из этих точек соответствует определенный код числа, который занимает неизменное положение на временной оси заполнения счетчика.Т (фиг.5), Примем, что точка с среди всех высвечиваемых точек имеет второй порядковый номер, а точка d третий. После поступления на первый вход элемента И 18 дешифратора 2 с генератора 6 строчной развертки напряжения. строчной развертки Vy элемента И 18, выбирающая код второй высвечиваемой точки, вырабатывает сигнал при появлении на ее других входах со счетчика 1 кода числа точки с. Необходимым условием формирования сигнала схемой совпадения является одновремениое присутствие сигналов на всех ее входах. Поэтому во время прямого хода íà 1+1-ой строке напряжения строчной развертки О на выходах элементов И 17, 19 и 20 сигналы не формируются, так как временное расположение выбираемых элементами И 17, 19 и 20 кодов чисел высвечиваемых точек и напряжения- строчной развертки U» . различно. Сигнал с выхода элемента

И 18, являющегося вторым выходом де- шифратора 2, через второй блок 12 элемента И и усилитель 3 подсвета поступает на модулятор ЭЛТ, формируя на экране ЭЛТ точку с. Следует отметить, что кЬд числа точки с находится в конце прямого хода напряжения .строчнои развертки U», поэтому высве- . чиваемая точка с находится в конце

i+1-ой строки, т.е. на правом краю экрана ЭЛТ. Аналогично происходит высвечивание точек на других строках .развертки, в результате чего происходит формирование неподвижного изображения той части фигуры, которая в данный момент времени нахбдится в пределах экрана ЭЛТ.

Для смещения фигуры по оси Х влево (положение I!) увеличивают величину" напряжения задания до значения U+ .

При этом формирование напряжения

11 9303 строчной развер .ки 0„ относительно начала заполнения счетчика 1 (момент .времени t=0) начинается позднее, в момент времени С= - (фиг.5), так как из-за большей величины напряжения

il задания U позднее наступит равенство между эталонным напряжением и напряжением задания. При смещении относительно начала заполнения счетчика

1 напряжения строчной развертки 0 1î изменяется временное расположение

;между этим напряжением и кодами чисел высвечиваемых точек. Теперь при поступлении на первые входы элементов

И 18 и 19 дешифратора 2 с генератора 15

Ь строчнои развертки напряжения строчной развертки U элементов И 18 и 19 вырабатывают сигналы .при появле" нии на их других входах со счетчика

1 кодов чисел соответственн точек 2в с и d элементов И 1 и 20 дешифратора 2 не формирует. сигналы, так как во время действия на их первых входах напряжения строчной развертки U„ на их других входах отсутствуют вйбира- 25 емые этими схемами коды чисел. Сигнаl лы с выходов элементов Ц 18 и 1Я че,рез второй блок 12 элементов И и уси:литель 3 подсвета поступают на модулятор ЭЛТ, формируя на экране ЭЛТ о точки с и d . Следует отметить, что при увеличении напряжения задания до значения U êîä числа точки с находится в набале, а код числа точки dв середине прямого хода напряжения строчной развертки U» Поэтому высве-. чиваемая. точка с находится е начале, а точка.д - в середине 1+1-ой строки.

Таким образом, при увеличении напряжения задания 0у высвечиваемые точ" ки с и d смещаются. вдоль оси Х справа налево. Аналогично происходит смещение высвечиваемых точек и на других строках развертки. В результате этого происходит формирование неподвижного. изображения фигуры, смещенной влево, в положение 11> относительно ее первоначального положения, положения

Следовательно, при увеличении величины напряжения задания 01а фигура смещается влево вдоль оси Х относительно экрана .ЭЛТ. Аналогично, при уменьшении величины напряжения задания Uù фигура смещается вправо вдоль оси М относительно экрана ЭЛТ.

Таким образом, при изменении величины напряжения задания U на зк57 12 ране ЭЛТ формируется изображение плоской фигуры, перемещающейся вдоль оси Х относительно экрана ЭЛТ.

Следует отметить, что при больших смещениях фигуры относительно экрана

ЭЛТ коды .чисел наиболее удаленных точек находятся за пределами напряжения строчной развертки U > .и эти точки не будут формироваться на экране ЭЛТ. Следовательно, при больших размерах по оси Х фигуры и при больших ее смещениях по оси Х на. экране

ЭЛТ формируется та часть фигуры, которая находится в зоне экрана ЭЛТ (фиг.4 и 5). Для этого период эталонного напряжения Т должен всегда выбираться с учетом расстояния по .оси Х между наиболее удаленными точками фйгуры. В рассматриваемом примере длительность прямого хода эталон ного напряжения Тз находится из соотношения

f +2 Ф

Т Т э х 1з

В этом случае изображения крайних точек фигурЫ по оси X могут быть сформированы на. обоих краях экрана

ЗЛТ.

Эталонное напряжение U, формируемое формирователем g эталонного напряжения,. изменяется линейно во времени. Это позволяет иметь при сравнении на первой схеме 10 сравнения . напряжения заданйя U величина которого определяет положение. фигуры на экране.3ЛТ, с эталонным напряжением Ug линейную зависимость между напряжением задания U являющимся сигналом управления положением фигуры и положением фигуры на экране ЭЛТ.

В общем случае форма эталонного напряжения Оз, формируемого формирователем Я эталонного напряжения, отличается от линейной.

Время заполнения счетчика 1 Т находимся из уравнения

Т =Та и, где и " число строк развертки.

Длительность прямого хода напряжения кадровой развертки определяется из уравнения.

T>=(r -1 )Т +Т„.

Использование изображения позволит расширить область применения устройства.

13

Формула изобретения

Устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее .счетчи к, подключенный к первому входу дешифратора, и усилитель подсвета, соединенный с Ъюдулятором ЭЛТ, к отклоняющим катушкам которой подключены через соответствующие усилители отклонения луча генераторы строчной и кадровой разверток, о т л и ч à. ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счзт формирования на экране ЭЛТ плоской фигуры, изменяющей свое положение относительно экрана, в устройство введены формирователь эталонного напряжения, две схемы сравнения и два блока элементов

И, причем вход первого блока элемен- 2В тов И подключен к первому выходу дешифратора, а выход - к формироваК аткломеюарфм ютуюкюм злектраииелучеВей ярубю тору злекаронкотрудки

930357 14 телю эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения, выход которой подключен к генератору строчной развертки, выход которого подключен к второй схеме сравнения, вы-,ход которой подключен к второму вхо-. ду дешифратора, второй выход которого подключен к второму блоку элемен:тов И, выход которого подключен к усилителю подсвета, а третий выход дешифратора подключен к генератору кадровой развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

И 483690, кл. 6 06 K 15/20, 1973..

2. Авторское свидетельство СССР

И 484540, кл. 6 06 K 15/20, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР и 600585, кл. G 06 К 15/20, 1976 (прототип}.

930357 м 3С

3 б

C ч т*

З ав

QФ

° е

Ф

l3 б с т

4r ео

Ф I.

ВНИИПИ Заказ 3478/67 Тираж 474 Подписное

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