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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для визуальной индикации данных, поступающих из электронной вычислительной машины. Известно устройство для отображения информации, содержащее регистр, соответствующие выходы которого соединены с входами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, генератора символов, соединенных с первым, вторым суммирующими усилителйми, выходы которых соединены с отклоняющими катушками по координатам X и У, выходы узла фиксации времени переходного процесса в .отклоняющих катушках соединены с первым и вторым формирователями, которые соединены с первым и вторым узлами выделе ния заднего фронта сигнала, соединен ных с узлом фиксации окончания переходного процесса, выход которого- сое динен с генератором символов l . Однако данное устройство имеет недостаточное быстродействие, так ка сумг ирующие усилители являются общими для координатного отклонения и отображения символов. . Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок управления, соответствующие выходы которого соединены с входами генератора подсвета, генераторов символов и векторов, цифро-аналоговых преобра зователей X и У и с блоком установки нуля. Координатный усилитель X по входам соединен с выходами цифро-ана логового преобразователя X и с блоком установки нуля. Координатный усилитель У по входам соединен с выходами цифро-ганалогового преобразова теля У и с блоком установки нуля.Выходы координатных усилителей по X и У соединены с соответствующими входами блока установки нуля не координатной отклоня«адей системой электроннолучевой трубки. Выходы генератора символов и генератора векто ров соединены с соответствующими входами каждого знакового усилителя выходы которых соединены с входами знаковой отклонякицей системы электроннолучевой трубки, соединенной с генератором подсвета 2 . В известном устройстве блоком установки нуля осуществляется уменьшениа дрейфа координатного тракта. Устройство рассчитано на максимальный постоянный ток в координатных, отклоняющих катушках, что вызывает уменьшение быстродействия координатного тракта и всего устройства в целом. . Целью 1 обретения является повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, генератор подсвета, генератор символов, цифро-аналоговые преобразователи пб координатам X и У, знаковые усилители по координатам X и У, координатные усилители, модулятор ЭЛТ подключен к генератору подсвета, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены с входами генератора символов и цифро-аналоговых преобразователей по координатам X и У, выходы которых подключены к входам координатных усилителей соответственно,. выходы которых связаны с координатной отклоняющей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, введены интеграторы и компараторы по координатам X и У, элемент и, элемент задержки, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входам генератора подсвета и координатных усилителей, а первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов подключены к входам |Элемента И, первые входы, компараторов соединены соответственно с выходс1ми интеграторов по координатам X и У, входы которых связаны соответственно с выходами цифро-аналоговых преобразователей по координатам X и У, вторые входы компараторов по координатам X и У являются входом опорного напряжения устройства. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для отображения информации; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления. Устройство содержит блок .1 управления, генератор 2 подсвета, генератор 3 символов, цифро-аналоговый преобразователь 4 по координате X, цифро-аналоговый преобразователь 5 по координате У, знаковые усилители 6 и 7, знаковую отклоняющую систему 8, электроннолучевую трубку 9, координатные усилители 10 и 11, координатную отклоняющую систему 12, интегратор 13 по координате X, компаратор 14 по координате X, элемент ИЛИ 15, интегратор 16 по координате У, компаратор 17 по координ.ате У, элемент И 18, элемент 19 задержки. Блок управления содержит ограничитель-формирователь 20 импульсов, выход которого соедине.н с входами первого триггера 21, элемент 22 задержки и первый элемент И 23. Выходы nefSBoro триггера 21 и элемента 22 задержки соединены с соответствующими входами второго элемента И 24.

Один выход второго триггера 25 соединен с входом первого элемента И 23 а другой выход - с-входом второго, элемента И 24, Выходы обеих элементов И 23 и 24 соединены с входами элемента ИЛИ 26, выход которого сОединен с входом хрониэатора 27, выходы которого соединены с соответствующими входами узла 28 управления приемом и выдачей информации, узла 29 приема информации, узла 30 и узла 31 выдачи информации. Выходы узла 28 управления приемом и вьщачей информации соединены с входами узла 28 приема информации, узла 30 памяти и узла 31 выдачи информации. Выходы узла 29 приема информации соединены ,с входами узла 28 управления приемом и выдачей информации, узла 30 памяти и. второго триггера; 25. Выход узла 30 памяти соединен с входом узла 31 выдачи информации. ВЫ ходы узла 31 выдачи информации служа выходами блока 1 управления и соединены они с генератором 2 подсвета генератором 3 символов, цифро-аналоговыми преобразователями по координатам X и У 4 и 5. Вход узла 29 приема информации служит входом блока 1 управления, соединенным с выходом внешнего устройства, ЭВМ (не показано). Второй вход второго триггера 25 служит также входом блока 1 управления и соединен с выходом элемента ИЛИ 15.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение сети 50 Гц поступает на ограничитель-формирователь 20, импульсы с частотой 50 Гц с/выхода которого поступают на триггер. 21, . элемент И 23 и элемент 22 задержки. Триггер 21 осуществляет частоты 50 Гц в два- раза. I ..

При поступлении информации от ЭВМ I(т.е. при смене информации) с узла 29 приема информации на триггер 25 поступает сигнал и устанавливает йа одном его выходе уровень напряжения, соответствующий логической 1, йа другом - логическому О.

Уровень напряжения логической поступает на элемент И 23 и разрешает прохождение импулБСОВ 50 Гц с элемента И 23 на элемент -. ИЛИ 26.

Уровень напряжения логического О с другого выхода триггера 25 запрещает прохождение импульсов с частотой следования 25 Гц с элемента И 24 на элемент ИЛИ 26.

Таким образом, на выходе эл «ента ИЛИ 26 имеются импульсы с частотой/следования 50 Гц. Каждый из этих импульсов является началом кадра. Следовательно, при смеие ни-. формации блок управления устанавливает частоту регистрации информации на ЭЛТ 50 Гц.

При максимальном объеме информации и расположения всей информации у края экрана ЭЛТ устройство вырабатывает сигнал, который с элемента ИЛИ 15 поступает в блок 1 управления на триггер 25.

По данному сигналу триггер 25 устанавливается в состояние логическогО О и запрещает прохождение импульсов 50 Гц через элемент И 23. Одновременно разрешается прохождение импульсов с частотой следования 25 Гц через элемент 24 И, т.е. устанавливается режим регенерации информации на ЭЛТ с Частотой 25 Гц.

С выхода элемента ИЛИ 26 импульсы частотой следования 50 Гц или 25 Гц поступают на хронизатор 27, который вырабатывает тактовые сигналы для временной диаграммы устройст.ва. Узел 28 управления приемом и выдачей информации управляет приемом информации на узел 29, записью и . считыванием информации узла 30 памяти, выдачей информации через узел 31 выдачи на -генератор 2 подсвета, генератор 3 символов и цифро-аналоговые преобразователи 4 и 5 устройства отображения. С выхода цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 информация Б виде аналоговых напряжений поступает на координатные усилители 10 и 11, которые формируют токи разверток в координатной отклоняющей системе 12.

Отклонение луча ЭЛТ осуществляется по полуосям 4-Х(-Х) , +У(-У) , результирующйй дрейф тока в каждой .оси отклонения (Х,У) равен разности дрейфа полуосей отклонения.

Функциональные напряжения символов с выхода генератора 3 символов поступсиот на знаковые усилители 6 и 7, кото{5ые работают на знаковую отклоняющую .систему 8. Знаковая отклоняющая система 8 содержит две оси отклонения (X и У). БлОк 1 управления соединен с генератором 2 подсвета, который связан с ЭЛТ 9, и формирует импульсы подсвета. Координатные напряжения с выхода цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 также поступают jKa интеграторы 13 и 16.

Постоянная времени интеграторов 13 и 16 составляет 40-50 мс в изготовленном нами устройстве.

Основная частота регенерации ин- . формации составляет 50 Гц. Максимальная амплитуда напряжения с выхода цифро-аналогового преобразователя 4 или 5 соответствует отображению информации на краю экрана ЭЛТ. При отображении информации в центре экрана ЭЛТ напряжение на выходе соответствующего цифро-аналогового преобра- зователя 4 или 5 равно нулю. Средние значения выходных напряжений с цифро-аналоговых преобразователей 4 и с выходов интеграторов 13 и 16 пост пают на коммутаторы 14 и 17. На вто рые входы компараторов 14 и ют опорное напряжение, величина которого соответствует среднему значению напряжения цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 при заданном максимгшьном объеме информации. l MaKc H -К - где Ощд.,-. - максимальная амплитуда I напряжения на выходе со ответствующего цифроаналогового преобразова теля 4 иди 5jL . - суммарное время информации рег - .период регенерации информации, который равен 20 мс; . К - коэффициент передачи ин тегратора, При кратковременной перегрузке и непланировайном увеличении объема ,информации с выхода компаратора 14 (17) выдают сигнал, который через. элемент ИЛИ 15 поступает на блок 1 управления. . По данному сигналу блок 1 управления осуществляет переход на регенерацию информации (с частотой 25 Гц) . .Сигнал с выхода элемента ИЛИ 15 подают на элемент19 задержк и иа элемент И 18. Элемент 19 згщерж ки выполнен на время Т 2004250 мс. Переход на регенирацию информации с -частотой 25 Гц блок 1 управления осуществляет за время ие более 40 м В результа1;е этого уменьшается сред нее значение напряжения на выходе интегратора 13 (16) и прекращается выдача- сигнала с. элемента 15 ИЛИ. Наличие на выходе элемента ИЛИ 1 сигнала длительностью более 200250 МО вызывает ВЕЛдачу сигнала с выхода элемента И 18, который посту пает на координатные усилители 10 и 12 и генератор 2 подсвета. По данному сигналу резко уменьшается коэффициент усиления координатных усилителей, а с генератора подсвета прекращается выдача сигналов на ЭЛТ Т.е. осуществляется защита устройст от выхода из строя. Техническая реализация осуществляется включением ключей, которые в открытом состоянии шунтируют вход ные цепи усилителей и переключают входные токи усилителей на себя. Данное решение широко используется при защите узлов от перегрузки. Быстродействие предлагаемого уст ройства, как и всех аналоговых усТ ройств, определяется быстродействие у координатных и знаковых усилителей, работающих на отклоняющие системы. Скорость вывода информации на экран ЭЛТ. определяется данными усилителями, так как другие узлы и блоки имеют быстродействие значительно выше. Наименьшее быстродействие имеют координатные усилители, так как они осуществляют отклонение пятна ЭЛТ.по всему полю экрана. В предлагаемом устройстве экран ЭЛТ надо рассматривать как карту или план местности, на которых отображается информация. Информация в виде знаков -или групп знаков (форму7 яров) может отображаться на любых участках (в любых точках) экрана ЭЛТ. Объем отображаемой информации может изменяться от минимальной до максимальной (заданной) величины. Рассмотрим работу предлагаемого устройства при различном расположении на экране ЭЛТ информации при макcи 4aльнoм объеме (-- 1, мс). Для интеграторов коеффициент переда иилкс чн к 1, тогда Eetiop 2-. а) Весь объем информации расположен равномерно около центра экрана ЭЛТ. При данном расположении информации напряжение на выходах интеграторов меньше 0,5 Ед . Сигнал элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления не поступает, и частота регенерации равна 50 Гц. б) Весь объем информации расположен по всему полю экрана равно 1ерно. При данном расположении инфбрмации напряжение на выходах интеграторов равно 0,5 Е Сигнал элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления не поступает, и частота регенерации равна 50 Гц. в)Весь объем информации расположен равномерно на одной половине экрана ЭЛТ симметрично одной полуоси отклонения X или У. При данном расположении информации напряжения на выходе интеграторов не превышает 0,9 ЕОПОР Сигнал с элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления не поступ ает, и частота регенерации равна 50 Гц. г)Весь овъем информации расположен симметрично полуоси отклонения X или У около края экрана ЭЛТ. При данном расположении информации напряг жение на выходе интегт аторов больше с элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления поступает сигнал, по которому блок управления начинает выдавать информацию на экран ЭЛТ с частотой регенерации 25 Гц. Основной частотой регенерации является частота 50 Гц. Вероятность перехода на частоту регенерации 25 Гц мала, так как необходимо совпадение следующих факторов: наличие на экране максимального объема информации, информация должна быть расположена симметрично полуоси X или У около края экрана ЭЛТ,а данное расположение информации должно иметь смысловое значение. Теоретически данное расположение информации возможно и переход на частоту регенерации 25 Гц исключает перегрузку устройства и сохраняет максимальный объем информации на экране ЭЛТ. В данном режиме отображаемая информация имеет мерцание. Таким образом, информация от ЭВМ поступает в блок управления, который бсуществляет выдачу информации на экран ЭЛТ с частотой регенерации 50 Гц, & при поступлении сигнала элемента ИЛИ 15 блок 1 управления переходит на регенерацию информации с частотой 25 Гц. При сравнений предлагаемого устройства с известным получим следующи количественные соотношения характеристик. Устройство, работающее с йдной частотой регенерации и распологжением информации у края экрана ЭЛТ, должно, иметь ток в координатном урилителеЗмаксВ предлагаемом устройстве средний рабочий ток Вкоординатном усилите ле равен. соответствует eon/,p f . Мощности координатных усилителей при прочих равных условиях пропорциональны токам. Отсюда видно, что координатные усилители предлагаемого iустройству имеют мощности в 2 раза меньше, чем в устройстве с одной частотой регенерации информации. В схемах координатных усилителей (в выходных каскадах) используются высокочастотные транзисторы большой мощности, колле торы транзисторов соединены с обмоткгми +Х{+У) отклоняющей системы (12). Так как мощность координатных усилителей в предлагаемом устройстве в два раза меньше, то и количество транзисторов в выходных каскадах усилителей в два раза меньше (или могут использоваться транзисторы на меньшую мощность с лучшими параметр ами) . Суммарная коллекторная емкость транзисторов подключается параллельно обмотке отклоняющей системы 12 и имеет величину также в два раза меньше. Емкость обмоток отклоняющей системы 12 на много меньше емкости транзисторов COBM 50f60 пФ, ). При критическом режиме постоянная времени установления тока в составляет величинуС -«1с, отношение постоянных времени имеет следующую величину постоянная времени усилите. ля, входящего в устройство, работающееС одной частотой регенерации информации; - постоянная времени усилителя входящего в предлагаемое устройство. Отношение постоянных времени показывает, что предлагаемое устройство имеет быстродействие на 40% выше, а следовательно, можетотображать информацию в большем объеме. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении быстродействия устройства.

9

//

12

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИН«ЮРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕЮЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содерж.ащее блок управления, генератор подсвета, генератор символов, цифро-аналоговые преобразователи по координатам X и У, знаковые усилители по координатам X и У, координатные усилители, модуля- : тор ЭЛТ подклнзчен к генератору подсвета, вход которого соединён с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены : с вхрдами генератора символови цифро-аналоговых преобразователей по :координатам X и У, выходы которых iподключены к входам координатных усилителей соответственно, выходы которых связаны с координатной отклонякнцей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через .знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 4to, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит интеграторы и компараторы по координатам X и У, элемент И, элемент задержки и элемент ИЛИ, выход которого подключен к входам генератора подсвета и координатных усилителей, в первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов, под(/) ключены к входам элемента И, первые входы компараторов соединены соответственно с выходами интеграторов по координатам X и У, входы которых связаны соответственно с выходами цифро-аналоговых преобразователей по координата X и У, вторые входы компараторов по координатам X и У О 4 являются входом опорного напряжения устройства. : ю

13

опор о

I

LJ L

1

фиг.1

IB

19

15

Сеть SO Гц

ЭВМ

фиг.2