Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{ii)955 1 83

// (61) Дополнительное к авт, свид-вуР 890435 (22) Заявлено 071279 (21) 2847602/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30,0882. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882

Р )М К з

G 09 G 1/08

Государственный комитет

СССР по делан изобретений и открытий (Я3) УДК 681. 327. . ll (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. Скороделов и С.И. Червонный (7t) 3aявитель

Харьковский ордена Ленина по литехниче им. В.И. Ленина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ HA ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ

ТРУБКИ

15

25

Изобретение относится к автомати-. ке и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах электроннолучевой индикации данных, выводимых из ЭВМ, в частности для воспроизведения прямых линий и парабол на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ).

По основному авт.св ° 9 890435 известно устройство, которое содержит преобразователь однофазных (прямых) кодов в парафазные (прямые и инверсные), блок управления, блоки формирования линейно изменяющихся напряжений, формирователи, блок электроннолучевой трубки.

Блоки формирования линейно изменяющихся напряжений содержат, например, последовательно соединенные регистры кодов координат, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) и формирователи на линиях задержки.

В данном устройстве, как и в большинстве современных устройств отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, используется ЭЛТ с электромагHHTHhM отклонением луча.- При этом получается сравнительно узкая полоса пропускання усилителей отклонения, что приводит к сужению полосы пропускания всего тракта отклонения луча. Это вызывает погрешности геометрии вычерчиваемых на экране элементов и фрагментов изображения либо требует снижения быстродействия используемых генераторов линий.

В данном устройстве влияние узкой полосы пропускания (инерционности) усилителей отклонения ЭЛТ приводит к искажению формы требуемой переходной характеристики тракта отклонения луча, а значит и к искажению геометрии вычерчиваемых элементов и фрагментев изображения. При построении отрезков прямых это возможно устранить за счет увеличения времени их построения, т.е. за счет уменьшения быстродействия устройства. При этом время построения отрезка прямой должно быть больше 2Т, где Т вЂ” время установления сигнала на выходах каждого из формирователей. Изменение яркости линии, возникающее при этом нз-за неравномерной скорости движения луча, может быть устранено с помощью автоматического управления яркостью ЭЛТ. Для достаточно точного, построения отрезков парабол искаже955183

20

65 ния требуемых переходных и импульсных характеристик трактов отклонения луча недопустимы. Устранить эти искажения, возникающие,как указывалось выше, из-за узкой полосы пропускания (инерционности) усилителей отклонения, за счет увеличения времени построения отрезка параболы, как в предыдущем случае, нельзя, Это возможно осуществить с помощью коррекции влияния узкой полосы пропускания усилителей отклонения путем придания соответствующих свойств участкам трактов отклонения, содержащих формирующие фильтры. Таким образом, можно повысить качество вычерчиваемых отрезков парабол и прямых без снижения быстродействия устройства.

Цель изобретения — повышение качества иэображения эа счет коррекции искажений, возникающих при переходных процессах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блоки управления яркостью луча,отклоняющие систему и координатные усилители, подключенные к блоку управления и координатным каналам Х и Y„ .каждый иэ которых содержит последовательно соединенные формирователь и блок формирования линейно изменяющихся напряжений, входы которого подключены к выходам преобразователя однофаэного кода в парафаэный и блока управления, введены по каждому каналу управления первый и второй сумматоры аналоговых сигналов и инвертор, причем входы инверторов цодключены к вторыми выходам блоков

Формирования линейно изменяющихся напряжений, а выходы — к входам первых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с первыми входами блоков формирования линейно изменяющихся напряжений и первыми входами вторых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с выходами. соответствующих Формирователей, входы которых соединены с выходами первых сумматоров аналоговых сигналов, а вЫходы — c входами блока индикации.

На фиг.1 показана блок-схема устойства; на фиг.2 — переходные и пульсные характеристики формирователей и трактов отклонения луча.

Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки содержит преоб- разователь 1 однофазных (прямых) кодов в парафазные (прямые и инверсные), блок 2 управления, блоки 3 и

4 формирования линейно изменяющихся напряжений, формирователи 5 и 6, блок индикации (электроннолучевую трубку) 7, инверторы 8 и 9, суммато-;

60 ры аналоговых сигналов 10, 11 и 12, 13.

Блоки 3 (4) формирования линейно. изменяющихся напряжений содержат, например, последовательно соединенные регистры 14 (15) кодов координат, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 16 и 17 и формирователи

18 и 19 на линиях задержки.

Электроннолучевая трубка 7 по шинам 20 и 21 подключена к координатным каналам X и У, каждый иэ которых содержит блок 3 (4) формирования линейно изменяющихся движений напряжений, первый выход которого по шине 22 (23) соединен с вторыми входами сумматоров. 10 и 12 (11 и 13) аналоговых сигналов, второй выход по шине 24 (25) — с входом инвертора

8 (9), выход которого по шинам

26 (27) соединен с первым входом сумматора 10 (11) аналоговых сигналов, формирователь 5 (6), вход которого по шине 28 (29) подключен к выходу сумматора 10 (11) аналоговых сигналов, а выход по шине

30 (31) — к первому входу сумматора

12 (13) аналоговых сигналов. Входы блоков 3 (4) формирования линейно изменяющихся напряжений по шинам

32 (33) подсоединены к выходам преобразователя 1 однофаэных кодов в парафазные) а по шине 34 — к выходу блока 2 управления. Блок управления по шине 35 соединен также с блоком 7 индикации.

Устройство работает следующим образом.

В ответ на сигналы готовности, вырабатываемые в блоке 2, иэ буферного запоминающего устройства (БЗУ) или ЭВМ (не показаны) в устройство в сопровождении сигналов синхронизации поступают слова массива иэображения, содержащие цифровые коды координат концевых точек линий, код операции — построение прямой линии или параболы, признак подсветки луча (светить или не светить) .

Код операции и признак подсветки луча в сопровождении сигналов синхронизации поступают в блок 2, управляющий работой устройства и приемом слов массива изображения. Коды координат в сопровождении сигналов синхронизации поступают в преобразователь 1, где осуществляется их преобразование в соответствующие парафаэные коды, которые по шинам

32 и 33 поступают в блоки 3 и 4 формирования линейно изменяющихся напряжений. Коды координат записываются в регистры 14 и 15 по сигналам записи, поступающим из блока 2 управления по шине 34. Запись кодов координат парафазным способом позволяет избежать предварительного сброса в 0 регистров 14 и 15, 955183

55 что необходимо для сохранения до начала следующей операции предыдущих значений кодов координат и, следовательно, обойтись без дополнительных буферных регистров, существенно уменьшить искажения 5 формы сигналов отклонения луча, которые возникают из-за процессов коммутации в ЦАП 16 и 17 при предварительном сбросе в 0 регистров

14 и 15 перед записью в них новых 10 кодов координат, что особенно важно для точного построения парабол.

Коды координат, заполненные в регистрах 14 и 15, поступают соответственно на ЦАП 16 и 17, где осуществляется их преобразование в аналоговые сигналы ступенчатой формы. При этом амплитуды аналоговых сигналов на выходах ЦАП пропорциональны соответствующим цифров ко 20 дам координат. Сигналы ступенчатой формы с выходов ЦАП 16 и 17 поступают на соответствующие Формирователи 18 и 19, построенные на основе линий задержки. Эти формирователи обладают свойствами нулевого порядка и имеют передаточные функции (вход-выход 1) вида

l — е

-рт

w(p) рт где Т вЂ” время установления фронта переходной характеристики, равное суммарному времени задержки линий.

Переходная характеристика такого формирователя имеет линейно нарастающий фронт. Таким образом, гни по- 35 даче на его вход ступенчатого напряжения с выхода ЦАП, на выходе формирователя появляется линейно нарастающее напряжение, время нарастания которого постоянно независимо от 40 амплитуды входных сигналов и равно Т.

Линейно изменяющиеся напряжения с первых выходов этих формирователей поступают по шинам 22 и 23 на вторые входы сумматоров аналоговых 45 сигналов 10 и ll, которые в самом простейшем случае могут быть выполнены на резисторах. Выходные сигналы сумматоров 10 и 11 аналоговых сигналов поступают по шинам 28 и

29 на входы формирователей 5 и б, которые аналогичны как по структуре, так и по параметрам формирователей

18 и 19. Таким образом, в каждом координатном канале формирователи

18 и 19 через сумматоры 10 и 11 оказываются последовательно включенныки с формирователями 5 и б.

При этом фронт переходной характеристики ht(t) такого последователь- ного соединения является кусочно- 60 параболическим (фиг. 2 ), т.е. состоит из отрезков парабол, плавно переходящих друг в друга (импульсная характеристика q>(t), Фиг. 2 ) .

Благодаря этому на вйходах формирователей б и 5 создаются сигналы развертки луча ЭЛТ по координатам Х и У, изменяющиеся во времени попараболическому закону. При таком параметрическом задании координат линия на плоскости является параболой, Если сигналы отклонения по координатам Х и Y идентичны во времени по Форме, то луч будет двигаться на экране ЭЛТ по прямой линии.

Это обеспечивается сменой кодов координат в регистрах 8 и 9 с периодом

2Т, равным сумме времени установления фронта переходной характеристики формирователей 5 и 18 и 6 и 19. Эти времена одинаковы и равны Т. Если сигналы отклонения по координатам Х и Y не идентичны во времени по форме, то луч будет двигаться на-экране

ЭЛТ по параболе. Это обеспечивается сменой кодов координат по координатам

Х и Y в регистрах 14 и 15 с периодом, равными Т.

Смена кодов координат в регистрах

l4 и 15 осуществляется по сигналам записи так же, как и сигналов готовности устройства. Время построения как отрезка прямой, так и параболы равно 2Т.

Сигналы с первых выходов (выход 1) формирователей 5 и б по шинам 30 и 31 поступают на первые входы сумматоров 12 и 13, аналогичных по структуре сумматорам 10 и 11. С вы-. ходов сумматоров 12 и 13 сигналы отклонения луча по шинам 20 и 21 поступают на блок 7 индикации, состоящий из ЭЛТ, схемы управления яркостью луча, отклоняющей системы и координатных усилителей по координатам X u Y. Под воздействием двух параметрических сигналов отклонения координат по Х и У, идентичных или не идентичных во времени по форме, в зависимости от кода операции,луч на экране ЭЛТ в первом случае будет двигаться по прямой линии, а во втором - no параболе.

Для обеспечения построения отрезков прямых и особенно парабол за время, равное 2Т, с минимальными геометрическими искажениями необходимо, чтобы переходные и импульсные характеристики hg(t) и ц,1(с) описанных выл. трактов отклонения луча, начиная с выходов gAII 16 и 17, и до выходов усилителей отклонения, соответствовали приведенным на фиг. 20,5. Из-за узкой полосы пропускания (инерционности) усилителей отклонения эти характеристики искажаются (фиг. 2Ь), что и приводит к геометрическим искажениям изображения. Коррекция влияния узкой полосы пропускаиия усилителей отклонения будет осуществлена если импульсные характеристики трактов, начиная с выходов ЦАПов 14 и 15, до

955183 входов в блок 7 (шины 20 и 21), будут иметь вид, показанный на фиг.2

Эта коррекция осуществляется следующим образом. Линейно изменяющиеся напряжения с первых выходов формирователей 18 и 19 поступают на вто- 5 рые входы сумматоров 12 и 13., а задержанные на время Т сигналы ступенчатой формы вторых выходов через инверторы 8 и 9 — на первые входы сумматоров 10 и 11. Так как импульсные характеристики каждого из формирователей 5,6,18 и 19 (вход — выход 2) соответствуют приведенным на фиг. 2 1, то импульсные характеристики описанных трактов коррекции (трактов отклонения) с учетом приведенных связей и беэ отклоняющих усилителей соответствуют приведенным на фиг. 2 ). На основании принципа суперпозиции импульсные характеристики скорректированных трактов, начиная с выходов ЦАПов 14 и

15 и до входов в блок 7 (шины 20 и 21) получаются при суммировании характеристик, изображенных на фиг. 25,g, и приведены на фиг.2е.

Формирователи 5,6,18 и 19 используются, таким образом, не только для целей формирования сигналов отклонения луча, но и для выработки сигналов коррекции влияния инерционности усилителей отклонения. В сумматорах 10-13 осуществляется суммирование сигналов отклонения и коррекции с определенными коэфФициентами пропорциональности в зависимости 35 от времени T.

Управление подсветкой луча осуществляется IIQ модифицированным сигналам, поступающим в блок 7 по шине

32 иэ блока 2, где они вырабатываются в соответствии с признаком подсветки и кодом операции.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно уменьшить геометрические искажения вычерчиваемых отрезков и тем самьм повысить качество иэображения.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) по авт.

cs. Р 890435, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, .с целью повышения качества изображения за счет коррекции искажений, возникающих при переходных процессах, в него введены по каждому каналу управления первый и второй сумматоры аналоговых сигналов и инвертор, причем входы инверторов подключены к вторым входам блоков формирования линейно изменяющихся напряжений, а выходы — к входам первых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с первыми выходами блоков формирования линейно изменяющихся напряжений и первыми входами вторых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей, входы которых соединены с выходами первых сумматоров аналоговых сигналов, а выходы - с входами блока индикации, 955183

bg (Е

Редактор Н. Гришанова

Заказ 6446/60 Тирам 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

° по делам изобретений и открытий

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

l филиал ППП Патент, r. Уигород, ул. Проектная, 4

93(у)

Составитель С. Гришин

Техред Т.фанта Корре ктор Е. Рошк о