Устройство для формирования вектора на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1983 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах считывания и отображения графической информации. .По основному авт. св. № 798964 известно устройство для формировани сигналов развертки, содержащее по каждому каналу управления последова тельно соединенные регистры и цифро аналоговые преобразователи, выходы которых соединены с одним входом дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя каждого канала соединен с отклоняющей системой электронно-лучевой Трубки, блок управления, выход которого соединен с регистрами, модулятором электронно-лучевой трубки и генера тором опорных импульсов, соединенным с цифроаналоговымй преобразователями, дифференцирующую цепочку в каждом канале управления, один выход которого соединен с выходами цифроаналоговых:преобразователей, а другой - с вторым входом дифферен циального усилителя. Известное устройство характеризуется относительной простотой формирования сигналов развертки. Однако заметного повышения качества пре образования здесь не достигнуто, так как не принято мер для устранен динамической погрешности, возникающей в тракте дифференциальный усилитель - отклоняющая система и приводящей к снижению точности работы всего устройства в целом. Кроме тог даже при наличии широкополосного дифференциального усилителя остаетс проблема стыковки векторов в точках излома графических линий, что особенно важно при использовании указанных устройств в прецизионных пре образователях измерительной и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение точ нОсти формирования сигналов разверт . Поставленная цель достигается те J4TO устройство для формирования век тора на экране электронно-лучевой трубки содержит первую и вторую схемы сравнения, ключ, триггер и функциональный преобразователь, вхо ды которого соединены с соответству 1ЦИМИ входами устройства, а первый . и второй выходы соединены с соответ ствующими входами дифференциальных усилителей по канашу X и Y и с входами первой схемы сравнения, выход которой соединен с входом генератор опорных импульсов и одним из входов ключа, выход которого соединен с одним из входов второй схемы сравне ния, другой вход которой соединен с третьим выходом функционального преобразователя, четвертый выход которого соединен с одним из входов триггера, другой вход триггера и его выход и выход второй схемы срав.-, нения соединены с соответствующим выходом и соответствующими входами блока управления. Функциональный преобразователь содержит элемент И, третью и четвертую схемы сравнения, пятый и шестой цифроаналоговые преобразователи, сумматоры по координатам X и Y, генератор пилообразного напряжения, элемент памяти и элемент ИЛИ, один из входов которого и входы сумматоров по координатам X и Y являются соответствующими входами функционального преобразователя, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы пятого и шестого цифроаналоговых преобразователей иодин из входов третьей и четвертой схем сравнения, выходы которых соединены с входами элемента И, выход которого является четвертым выходом функционального преобразователя и соединен с одним из входов генератора пилообразного напряжения и входом -элемента памяти, выход последнего соединен с другим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с другим входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с другими входами третьей и четвертой схем сравнения и является третьим выходом функционального преобразователя, выходы сумматора по координатам X и У соединены с входами пятого и шестого цифроаналоговых преобразователей соответственно. На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема функционального преобразователяf на фиг. 3 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства. Устройство содержит регистры i-4, два (1 и 2) из которых относятся к координатам X, а два других (3 и 4)к координате Y, цифроаналоговые преобразователи 5-8, которые также по два относятся к координатам X и Y, генератор 9 опорных импульсов, блок 10 управления, дифференциальные уси-. лители 11 и 12, электронно-лучевую трубку 13 с отклоняющей системой 14, дифференцирующие цепи 15 и 16, функциональный преобразователь 17, первую схему 18 сравнения, триггер 19, ключ 20 и -BTopiJ схему 21 сравнения. В состав функционального преобразователя 17 входят сумматоры 22 и. 23 по координатам X и Y, генератор 24 пилообразного напряжения, цифроаналоговые преобразователи 25 и 26 по координатам X и Y, третья и четвертая схемы 2.7 и 28 сравнения, элемент И 29, элемент ИЛИ 30 и элемент 31 памяти.

Первые входы регистров 1-4 связаны с входными шинами, по которым поступают коды начала и конца каждого элемента преобразования по обоим каналам управления, и соответствующими входами функционального преобразователя 17- Вторые входы всех регистров 1-4 соединены между собой и подключены к одному из выходов блока 10 управления, выходы регистров 1-4 соединены с цифровыми входами соответс твующих ЦАП 5-8, аналоговые входы которых присоединены к генератору 9 опорных импульсов, вход которого также связан с выходо блока 10 управления, другой выход которого подключен к выводу ЭЛТ 13. Выходы ЦАП 5 и- б соединены между собой и подключены к первому входу дифференциального усилителя 11, а BHxojffii ЦАП .7 и 8 также соединены между СО.6ОЙ и подключены к первому входу усилителя 12,

Выходы усилителей 11 и 12 соединены с отклоняющей системой 14, а между первым и вторым входами -каждого усилителя 11 и 12 подключены дифференцирующие цепи 15. и 16. Выход схемы 21 сравнения соединен с первым входом блока 10 управления, а ее входы - с ключом 20 и .выходом функционального преобразователя 17, другие выходы которого связаны со схемой .18 сравнения, вторым входом каждого из усилителей 11 и 12 по координатам X и Y и триггером 19, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока 10 управления, а выход 19 триггера связан с вторьам входом блока 10 управления и ключа 20, первым входом связанного со схемой 18 сравнения и входом генератора 9 опорных импульсов, третий выход которого объединен с одноимённБГМ входом блока 10 управлени Выход элемента 31 памяти соединен с ВЕлходом элемента И 29 и входом генератора 24 пилообразного напряжения, другой вход которого подключен к элемен у ИЛИ 30. Выход генератора 24 подключен к схемам 27 и 28 сравнения, другими входами соединенными с цифроаналоговыми преобразовате,лями 25 и 26 по координатам X и Y, входы которых, подключены к сумматорам 22 и 23, первые входы которых объединены и соединены с вторым входом элемента ИЛИ 30, связанным с входной шиной устройства, причем выходы схем 27 и 28 сравнения соединены с входом элемента И 29.

Устройство работает следующим образом. .

При формировании, сигнала развертки вектора , например, на экране ,ЭЛТ в регистры 1-4 и на входы сумматоров 22 и 23 функционального преобразователя 17 поступают коды координат X и Y узловызс точек элемента графического образа {отрезка). С приходом сигнала управления фиг.З, эпюра а) , определяющего начало работы устройства, через элемент ИЛИ 30запускается генератор 24 пилообраз- ного напрйжёния. Выходной сигнал генератора 24 ((фиг. 3, эпюра if/подается на первые входы схем 27 и 28 сравнения, на BTOixae входы которых поступают напряжения цифроаналоговых преобразователей 25 и 26 фиг.З, эпюры-в, г), связанных с сумматорами 22 и 23.

На выходах цифроанаггоговых преобразователей 25 и 26 образуются напряжения, пропорциональные коду отгрезка по Koopjp HaTaM X и Y. Эти напряжения также подаются на входы усилителей 11 и 12 по координатам

X и Y, сдвигая исходную точку на некоторую величину, причем направление сдвига - обратное направлению предстоящей развертки. В это же время с выходов схем 27 и 28 сравнения снимаются сигналы (фиг. 3,. эпюры ,е), определяюоще время, необходимое для установки каждого из усилителей .11 и 12 в ясходвую точку (время, необходимое .для окончания переходного процесса в отклсшяивдай

системе 14). Так как в общем случае время, необходимое для установки каждого из усилителей в исходную точку, может быть разное {оно зависит от величины состаапямщих кода

координат X и Y), для работы устройства выбирается наибольшее времяг определяемое элементом И 29 (фйг.З, эпюраэ(С) . Сигнал с выхода элемента И 29 используется для запуска тгриггера 19 управления и для сброса

генератора 24 (фиг. 3, эпюрёцУ). . Одновременно напряжения с выходов ЩШ 25 и 26 поступают на схему 18 сравнения, на выходе которой образуется сигнал напряжение , по величине равный наибольшему из вхЪдных (сравниваемых). Этот сигнал поступает на вход генератора 9 опорных импульсов для Формирования суммарного опорного уровня г необходимого для

получения опорных линейно из лениощихся сигналов, определяющих цифроаналоговых преобразователей 5 я 7.

Сигнал с выхода триггера 19 ;

(фиг. 3, эпйра Ц,) на первый

вход KJBOHa 20 ина первый вход блока 10 управления и далее на входы регистров 1-4 по координатам X и Y, обеспечивая синхронный ввод кодов во все регистры 1-4, поскольку параллельные многоразрядные коды концов вектора имеют временный сдвиг относительно друг друга,.что является одной из причин появления -помехи (выбросов) в выходны х сигналах

№П 5-8. Одновременно с записью кодов в регистры 1-4 запускается генератор 9, фop 4иpyюII ий линейно изменяющиеся напряжения. Эти напряжения поступают на аналоговые входы ЦДЛ 5 и 7, На аналоговые входы ЦДЛ 6 и 8 поступают опорные напряжения генератора 9 опорных импульсов. В результате на выходах ЦАП 6 и 8 образуются напряжения, соответствующи координатам начала формируемого отрезка, а на выходах ЦАП 5 и 7 - его конца. Таким образом, с помощью ЦАП 5-8 осуществляется преобразование кода проекции вектора на координатные оси в амплитуду переменного напряжения пилообразной формы, т.е. производится умножение кодов координат узловых точек отрезка на опорные напряжения, поступающие с генератора 9 опорных импульсов, в результате чего на выходах ЦАП 5-8 получают ся пилообразные сигналы, амплитуды которых соответствуют входному коду Ценным свойством таких умножителей является возможность перемножения чисел с учетом их знаков за один такт. Время выполнения операции не зависит от числа разрядов ромножителей. Точность умножения составляе 0,07-0,1%, что превышает точность аналоговых умножителей. Сигналы с выходов ЦАП 5 и 6 по координате X суммируются на первом входе усилителя 11, а сигналы с выходов ЦАП 7 и 8 по координате Y на первом входе усилителя 12. Выходные сигналы с этих усилителей 11 и 12 (фиг. 3, эпюрао) поступают на отклоняющую систему 14. На второ вход ключа 20 поступает аналоговое напряжение со схемы 18 сравнения. На выходе ключа 20 появляется напряжение (фиг. 3, эпюра К), пропор циональное наибольшему из значений входного кода координат X и Y уз ловых точек в момент, соответствующий началу работы основных узлов устройства. Это напряжение поступает на вход схемы 21 сравнения, на второй вход которой поступает сигнал с выхода генератора 24, сброс которого осуществлялся ранее еигналом с выхода элемента И 29 и запуск этим же сигналом через некоторое время, определяемое элементом 31 памяти и элементом ИЛИ 30 (фиг. 3, эпюра J-) . На выходе схемы 21 сравнения появляется сигнал (фиг. 3, эпюра А), определяющий начало подсвета формируемого вектора. Этот сигнал через блок 10 управления .поступает на вывод (управляющий электрод), в результате чего на экране ЭЛТ 13 наблюдается вектор, длина которого равна разности кодов координат X и Y снимаемых с входных шин устройства. По окончании формирования генератором 9 опорных импульсов линейно изменяющегося напряжения (фиг.З, эпюра /л)с его Ьыхода в блок 10 управления подается сигнал, запрещающий подсвет формируемого вектора. С выхода блока 10 управления снимается сигнал (фиг. 3, эпюра.), осуществляющий сброс триггера 19 управления и окончания процесса формирования сигнала развертки. I Предлагаемое устройство позволяет полностью устранить вредное влияние источника погрешности (индуктивности отклоняющей системы) и осуществить линейное и точное преобразование кода координат по составляющим X и Y в соответствующий графический образ. А это значит, что при сохранении прежних достоинств обеспечивается возможность воспроизведения за одни период большего числа графических элементов при высоком качестве изображейия, т.е. повышения разрешающей способности и, как следствие, информационной емкости устройства отображения считывания графической информации.

«V

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕКТОРА НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОНг НО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ ПО авт. св. IP 798964, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования вектору, оно содержит первую и вторую схемы сравнения, ключ, триггер и функциональный преобразователь, входы которого соединены с соответствующими входами устрюйства, а первый и второй выходы соединены с соответствующими входами дифференциальных усилителей по каналу X и Y и с входами первой схема сра;внения, выход которой соединен с входом генератора опорных импульсов и одним из входов ключа, выход последнего соединен с одним -из входов второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с третьим выходом функционального преобразователя, четвертый выход которого соединен с одним из входов триггера, другой вход триггера и его выход и выход второй схемы сравнения соединены с соответствующим выходом и соответствующими входами :блока управления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что функциональный преобразователь содержит элемент И, третью и .четвертую схемы сравнения, пятый и шестой цифроаналоговые преобразователи, сумчаторы по координатам X и Y, генератор пилообразного .напряжения, элемент памяти и элемент ИЛИ, один из вхо.дов которого и входы сумматоров .по координатам X и Y являются соответствующими входами функционального преобразователя, первым и вторым выходами которого являются соответ ственно выходы пятого и шестого цифроаналоговых .преобразователей и-один из входов третьей и четвертый схем сравнения, выходы которых соединены с входами элемента и, выход которого является четвертым выходом функционального преобразователя и соединен с одним из выходов генераторов пилообразного нгшряжения и входом элемента памяти, выход последнего соединен с Ьругим выходом элемента ИЛИ, выход которого соедиь нен с другим входом генератора пилообра 3 ного напряжения, выход которого 00 соединен с другими входами третьей и четвертой Схем сравнения и является третьим выходом функциональЬ ногд преобразователя, выходы сумма-, торов по координатам X и Y соединены с входами пятого и шестого цифроанало, говых- преобразователей соответственно.

tt

/«

a

HSfOtytt

ГЛю

a

w

Vffteyff