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

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может использоваться при по 1троении устройства для отображения информации на ЭЛТ. Известно устройство для отображекия информации на экране ЭЛТ, которое содержит генераторы вертикального и гориэонт€шьного отклонения луча, усилители отклонения луча, под- ключенные к отклоняющим катушкам ЭЛТ l . Недостатком устройства является то, что ОНОне позволяет формировать вращаивдую фигуру. . Наиболее близким к изобретению является устройство, которое содержит генэрато15Ы вертикального и горизонтального отклонения луча, подключен|1ые через соответствующие усилители отклонения луча к отклоняющим катуипсам ;ЭЛТ, к модулятору ко торой подключена через усилитель под света схема собирания, подключенная к формирователю модуляцио.нного сигнала , подключенному посредством бло ка регистрации ординаты к генератору вертикального отклонения луча и блоку сдвига по В1ёртикали, а пооредство блока регистрации абсциссы - к генератору горизонтального отклонения луча сдвига по горизонтали 2 . Недостатком этого устройства явля ется то, что оно не позволяет фо 1ировать на экране ЭЛТ вращающуюся jtлоскую фигуру, что сужает область применения устройства. I . . .. : / - : Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет возможности отображения вращагацейся плоской.фигуры. Поставленная цель достигается тем Уто в устройство для отображения информации на экране ЭЛТ, содержащее генераторы вертикального и горизонтального отклонения луча, которые подключены соответственно к усилителям отклонения луча по вертикали и горизонтали, соединенным с отклоняющей системой ЭЛТ, последовательно соединенные блок сдвига изображения по вертикали,блок сравнения Ьрдинаты,;. другие входы которого подключены , к генератору вертикальногоотклонения луча,, формирователь модуляционного сигнала, элемент ИЛИ и усилитель под света, подклнменный к модулятору ЭЛТ, и последовательно соединенные блок сдвига изображения по горизонта ли и блок сравнения абсциссы,другие входы которого подключены к генерато ру горизонтального отклонения луча, а вы..оды - к другим входам формирова теля модуляционного сигнала введены инвертор и последовательно соеди нённые функциональный преобразовател и блок умножения, один из выходов функционального преобразователя через инвертор подключен к соответствующему входу блока умножения, соответствующие выходы которого подключены к входам блоков сдвига изображения по вертикали и горизонтали соответственно. , . На фиг.1 представлена функцио- нальная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - принцип формирования на . ЭЛТ изображения плоской фигуры, вращающейся относительно це,нтра экрана ЭЛТ; на фиг.З -. временная диаграмма работы устройства. . . . ; Обозначения на фиг.2; ХОУ - прямоугольная система координат; Э - положение экрана ЭЛТ впрямоугольной системе координат; I исходное положение изобрал аемой фигуры; Л - положение изображаемой фигуры после поворота; а, Ь - точки, образующие контур формируемой фигуры; ОА, ОВ - положение описываемого электронным лучом радиуса при прохождении им точек, соответственно, 01 ,и Ъ фигуры, находящейся в полож нии I ; ОА , ОВ - положение описываемого электронным лучом радиуса при прохождении им точек, соответственно, а , в фигуры, нс1ходящейся в положении 11; (, ц - ординаты точек, соответственно, а ,в фигуры, находящейся в положении 1 ; УЙ -абсциссы точек , соответственно, 0,8 фигуры, находящейся в положении 1, i - Va ДУ ординаты точек, соответственно, Q ,В фигуры, находящейся в положен ИИ П; - абсциссы точек, соответст- . венно, Л , 8 фигуры, находящейся в положении II : . . Л---угол поворота фигуры из -положения Т в положен 1е11 . , . На фиг.З в координатах Ut|Оt и UjOt показаны изменения напряжений в соответственно вертикально и тор|взонтально отклоняющих , а в .координатах им 01: - временная последовательность модулящюнных сигналов. ..З обозначено: Ott.U - напряжения генераторов -со-, ответственно вертикального и горизонтального от клонения лучаТ ;l)(;i,Uif - напряжения, сшределяющие ор ординаты точек, сйответст. венно, а , В фигуры, находящейся в положенииП ;

Um - сигнал, поступающий на модулятор ЭЛТ в момент про. хождения электронный лучом

точки изображаемой фигуры; момент времени прохождения

электронным .лучом точек

a,6 контура фигуры, на; . ходятейся в,положении ;

i t - /моменты времени прохождени электронным луче точек

b,в контура фигуры, на.ходящейся в положенииП.

Устройство содержит генератор i вертикального отклонения луча и генратор 2 горизонтального отклонения луча, подключенные через соответственно усилители 3 и 4 отклонения луча по вертикали и горизонтали к отклоняющим системам ЭЛТ, к модулятору которой лодключен через усилитель 5.подсвета элемент ИЛИ 6, подключенный к формирователю 7 модуляционного сигнала,.подключенНому посредством блока 8 сравнения ординаты с генератором 1 вертикального отклонения луча и блоком 9 сдвига I изображения по вертикали, а посредством блока 10 сравнения абсциссы с генератором 2 горизонтального отклонения луча и блоксмл 11 сдвиги iизображения по горизонтали,блок 12 ({{{лножения одни из входов которого подключены к соответствующим выходам функционального преобразователя 13, другой вход через инвертор 14к однсму из выходов функционального преобразователя 13, а соответствующие выходы - к входс1М блока 9 сдвига изображения по вертикали и блока 11 сдвига изображения по горизонтали.

На фиг.1 обозначено: напряжения, определяющие ординаты точек , соответственно, а, в фигуры, м находящейся в положении

напряжения, определяющие абсциссы точек, соответственно, а, в фигуры, находящейся в положении -;

Ччср чпр напряжения управления, смещающие фигуры вдоль,

соответственно, оси У и

оси X. Ujj - напряжение управления поворотомл фигуры.

Функциональный преобразователь 13 состоит из нелинейных преобразова-. телей 15 и 16, которые предна значены для воспроизведения, соответственно, косинусоидальных и синусои-.. дальных зависимостей от аргумента Ос Инвертор 14 изменяет знак функции siniti поступающей на его вход с вы;Хода функционального преобразовате|ля 13. Блок 12 умножения состоит из

квадраторов 17-24. Квадраторы 17 и 19 умножают напряжения, определяющие ординаты точек, соответственно, а и b , на поступающий по первому входу блока 12 умножения с первого выхода функционального преобразователя 13 сигнал, пропорциональный

функции. Квадраторы 21 и 23 умножа ют напряжения, определяющие абсцисс |точёк, соответственно, а и Ъ , на поступающий по второму входу,блока 12 умножения с второго выхода функционального преобразователя 13 сигнал пропорциональный функции. Квадраторы 22 и 24 умножают напряжения, определяющие абсциссы точек, соот-ветственно,а иb , на поступающий по третьему входу блока 12. умножени с выхода инвертора 14 сигнал, пропорциональный функции.

Блок 9 сдвига изображения по вертикали служит для выработки сигналов, определяющих положение фигуры на оси ординат, и состоит из сумматоров 25 и 26. Блок 11 сдвига изображения по горизонтали служит для выработки сигналов определяющих положение фигуры на оси абсцисс, и состоит из сумматоров 27 и, 28. Каждая пара сумматоров, например 25 и 27, 26 и 28, определяет положение одной Точки фигуры. Таким образом, количество пар сумматоров определяется числом точек, представляющих формируемую фигуру. ,

При данномрассмотрении количество точек, представляющих формируемую фигуру, для определенности принято равные двум, поэтому количество сумматоров в блоках 9 1 11 сдвига изобржения по вертикали и по горизонтали принято.равным двум.

Блок 8 сравненгуя ординаты и блок

; 10 сравнения абсциссы определяют мо-. мент прохождения электронным лучом соответственно ординат и абсцисс точек изображаемой .фигуры. Одни входы блока 8 сравнения ординаты и блока 10 сравнения абсциссы подключены соответственно к блоку 9 сдвига изображения по вертикали и блоку 11 сдвига изображения по горизонтали, другие входы - соответственно к генератору 1 вертикального отклонения луча и генератору 2 горизонтального отклонения луча, а выходы - к формирователю 7 модуляционного сигнала.

: Блок 8 сравнения ординаты и блок 10 сравнения абсциссы состоят соответств енно из элементов 29, 30 и 31, 32 сравнения. Каждый элемент сравi нения определяет момент прохождения

I электронным лучом соответственно ординаты и абсциссы одной точки формируемой фигуры. Таким образом, количество элементов сравнения равно количеству точек, представляющих формируемую фигуру. Так как количество точек, представляющих формируемую фигуру, принято для определенности равным двум, то в блок 8 сравнения ординаты и &лок 10 сраяне ния абсциссы входит по два элемента схем сравнения. Формирователь 7 модуляционного сигнала служит для Формирования по сигналг1м, поступающим на его входы с блока 8 сразйения ординаты и блока 10 сравнения абсииссы, в. момент прохождения луча ЭЛТ. модуляционного сигнала ординаты и абсциссы точе Формируквдих на экране ЭЛТ изображёние плоской фигуры. Формирователь 7 модуляционного сигнала состоит и элементов 33 и 34. Работу устройства рассмотрим наследующем примере. Пусть необходимо формировать на йкране ЭЛТ изображение плоской фигуры заданной формы. Эта фигура имеет возможность вращатьсяi относительно центра экрана $ЛТ. Формирование изображения фигуры осуществляют высвечиванием точек, образующих контур этой фигуры. Как известно. Частота квантования, т.е. наименьшее расстояние . между соседними высвечиваемыми точ ками, образующими контур фигуры, определяется по заданной точности воспроизведения фигуры на экране ЭЛТ. Расположим экран ЭЛТ в прямоуго ной системе координатХОУ такям об разом, чтобы начало коощища1: совпало с центром экранаэлТ. (фиг.2) Пусть формируемая фигура находи ся в исходном положении - положении С целью упрощения рассмотрим рабог ту устройства при формировании нескольких точек из общего числаа точек, образующих контур заданной фигуры. Для определенности выделим две точки - точки а и b . При радиально-круговом растре электронддай луч под действием напряжений пилообразной формы, амплитуды кото рых изменяются по синусоидальному закону, описывает радиус фигуры, вращающейся с постоянной скоростью вокруг точки о - центра экрана ЭЛТ Напряжение /определяющее ординату точки oi. фигуры, находящей ся в положении Т, поступает на оди из входов квадратбров 19 и 20 блок 12 умножения. Надряжение Uqi, t определяющее .ординату точки. 6 фигуры, находящейс в 1 оложении Г, поступает на одни и входоз квадраторов 19 и 20 блока . 1 умножения Напряжение / определяющее абсциссы точки, а фигуры, находящейс в.положении I , поступает на одни, и входов квадраторов 21 и 22 блока 12 .умножения. . -Напряжение г определяющее абсциссу точки Bi. фигуры, находящейся, в положении 1, поступает на одни из) входов квадраторов 23 и 24 блока 12 умножения. Так как изображаемая фигура находится в- исходном положений - положений I , то равны нулю напряжение Ujt управления поворотом фигуры и Напряжения U(j,jnp H,U|.(jnp управления смещением фигуры вдоль соответственно оси У и оси X. В этом случае напряжения на выходах, входящих в состав функционально го преобразователя 13 и нелинейных преобразователей 15 и 16,из-за нулевого значения напряжения управления .поворотом, поступающего на их входы, равны соответственно единичному и нулевому значениям. Напряжение, -равное единичному значению, с первого выхода функционального преобразователя 13, поступает по первому входу блока 12 умножения на квадраторы 17, 19, 21 и 23, а напряжение, равное нулевому значению, поступает с второго выхода функционального преобразователя 13 по второму входу блока 12 умножения на квадраторы 18 и 20 и через инвер- . тор 14 по третьему входу блока 12 умножения - на квадраторы 22 и 24. Следовательно, напряжения- на выходах квс1драторов 17. и 19 равны напряжениям, соответственно, Uijot , определяющим ординаты точек q и b фигуры, находящейся в положении I. а напряже-j ния на выходах квадраторов 21 и 23 равны напряжениям, соответственно, Йхи и Ujb, определяющим абсциссы точек: а и В: фигуры, находящейся в положе-; нии I . .Напряжения на выход.&х квадраторов 18, :.20, 22 и 24 при этом нулю. ; Напряжении Uyо , Uyb , U.nd и Uxb .с выходов квадраторов 17, 19, 21 и 23 поступают через сумматоры 25 и 26 соответственно, блока 9 сдвига изображения по вертикали и сумматоры 27 и 28 блока 11 сдвига изоб)ажения по горизонтали ,ез изменения на первые входы элементов 29 и 30 сравнения блока 8 сравнения ординаты и.элементов 31 и 32 сравнения блока 10 сравнения абсциссы. Напряжения пилообразной формы поступают .на вторые входы элементов . 29 и 30 сравнения с генератора 1 вертикального отклонения и на вторые . входы элементов 31 и 32 сравнения с генератора 2 горизонтального отклонения луча. .Пусть в момент времени i « О описьшаемый электронным луном радиус находится в положении ОУ (фиг.2К В мсмент времени -to радиус находится в положении ОА (фиг.З) и проходит через точку А. В это время напр жеиие Ни генератора 1 вертикальног отклонения луча и напряжение U ;i генератора 2 горизо1нтальвого отклон ния луча равны напряжениям, соотйет ственно, Uuo, определяющим соответственно ординату и бсциссы точки U, т.е. в момент t la прохож дения электронным лучом точки выполняется следуюиее логическое произведение и.. 11иг,ли, и.,„. .(Аналогично в момент времени t.tg прохождения электронном лучом точк Ь выполняется логическое произведени Момент прохождения электронньм :лучом ординаты точки Q , т.е. равенс во U(j Utja г регистрируется схемой 29 сравнения блока 8 регистрации ордн;наты, а момент прохождения электронньм лучом абсциссы точки О, т.е. равенство Ux Uja регистрируется элементом 31 сравнения блока 11 сравнения абсциссы. . Момент прохождения электронньм лучом точки а f т.е. одновременное прохождение электронным лучом ордина ты и абсциссы точки а, как. видно из (1) регистрируется элементом И 33 формирователя 7 модуляционного сигнала с помощью сигналов, поступагацих на элемейтИ 33 с элементов 29 и 31 сравнения,. Сигналим с выхода элемента И 33 формирователя 7 модуляционного сигнала,, соответствующий моменту време ни t t(j прохождения электронньм лучом точки а, поступает через элемент ИЛИ б и усилитель 5 подсвета на модулятор ЭЛТ, формируя на ее экране точку о. . Момент прохождения электронным лучом ординаты точки Ъ, т.е. равенст во U.ij Utib / регистрируется элементом 30 сравнения блока 8 сравнения ординаты. Момент прохождения электронным лvчoм абсциссы точки В г т.е. равенство и,,, регистрируется эле I ментом 32 сравнения блока 10 сравне ния абсциссы. Момент прохождения электронным лучом точки в , как видно из(2),регистрируется элемен том И,34 формирователя 7 модуляционного сигнала с помошью сигналов,поступающих на элемент - И 34 с элементов 30 и 32 сравнения. Сигналы U« с выхода элемента и 34 формирователя 7 модуля1ДИОННОГО сигнала, соответствунадне мо менту времени прохождения электронным лучом точки ft, поступают через элемент ИЛИ б и усилитель 5 Подсвета на модулятор ЭЛТ, формируя на ее экране точку б Аналогично происходит формирование и других точек фигуры, в результате чего происходит формирование неподвижного изображения фигуры, находящейся в положении I . При вращении фигуры относительно центра экрана ЭЛТ изменяют напряжение управления поворотом (t. Пусть, например, требуется повернуть фигуру на угол « из исходного.положения положения Т в поло2::ение П . Для этого увеличивают напряжение управления поворотом U(t от его нулевого значения до значения, определяющего положе ние фигуры в положении П. -. В этом cjjy4ae напряжения, на выходах, входящих в состав функционального преобразователя 13, нелинейных преобразователей 15 и 16, примут значения, соответствующие новому значению поступающего наих выходы, напряжения .управления поворотом t(i.. Напряжения, сформирова-нные функциональным преобразователем 13, поступают на одни из входов блока 12 умножен ния, а через инвертор 14 - на другой вход блока 12 умножения. В результате этого.на выходах квадраторов 17-24 сформируются напряжения соответственнои ц-соэо:,,иудб1поЬ,и,. coSot,,U(j.5in№, 4xa-«So lxo(.. Напряжения.с выходов квадраторов 17 и 22 ,поступают на соответствующие входы сумматора 25 блока 12 умножения. Напряжения с Выходов квадраторов 19 и 24 поступают на сбответствукщие входы сумматора 26 блока 12 умножения. Напряжения с выходов квадраторов 18 и 21 поступают на соответстВующие входы сут матора 27 блока 12 умножения. Напряжения с выкодов квадраторов 20 и 23 поступают на; соответствующие входы сумматора 28 блока 12 умножения. С.помощью этих напряжений сумматоры 25, 26, 22 и 28 формируют напряжения соответственно UyQ-cosot-UxoSinfli; llyjjCOSo6-UxbS noc-, UygSinoc+и дС05о.-, U|j03 n(t+U ijCosoC. Таким образом,, на выходах блока 9 сдвига изображения по вертикали и блока 11 сдвига изображения по горизонтали сформируются Напряжения, определяющие новое положение фигуры, соответственно, на оси ординат и на оси абсцисс.Эти напряжения tJijQ и Uijg , определяющие ординаты | тичек, соответственно, а и В фигуры находящейся в. положении II, вычис яются из уравнений ,,: ,) la° чвcoэ - в3 , Напряжения UK, к UKU / определяющие абсциссы точек, соответственно, d яЪ фигуры, находящейся в положени II, вычисляются из уравнений , lJi|aS J Xb. + . Напряжёния Uua и U(JB с выходов сум маторов соответственно, 25 и 26 поступают на первые входы элементов 29 и 30 сравнения, соответственно, блока 8 сравнен1 я орд1}наты. Напряжения иОцв с выходов сумматоров 27 и 28 соответственно, поступают на первые входы элементов 31 и 32 сравнения, соответственно, блока сравнения абсциссы. Напряжения йилообразной формы поступают на вторые входы элементов 29 и 30 сравнения с генератора 1 вертикалБного отклонения луча, а на вторые входы элементов 31 и 32 сравнения - с генератора 2 горизонтального отклонения луча. В момент времени ia радиус, описываемый электронным лучом, находится в поло жении ОА и проходит через точку О. В это время напряжение Uij генератора 1 вертикального отклонения луча напряжение Их генератора 2 горизонтального отклонения луча иапряжениям, соответственно,- U уа и Л)Q t определяющим, соответственно ординату и абсциссы точки а, т.е. в момент времени t прохождения электронным лучом точки а выполняется логическое произведение . Ь иуоли,,и;„. (Т) Ансшогично в момент времени 1-1,, пррхождения электронным лучом точки в выполняется логическое произведение,, Момент прохождения электронным лучо ординаты точки а , т.е. равенство U UhQ , фиксируется элементом 29 сравнения блока 8 сравнения ординат а момент прохождения электронным лучом абсциссы точки о , т.е. раBeHCTBoU Uxd фиксируется элементр 31 сравнения блдка 10 сравнения абсциссы., момент прохождения элект ронншл лучом точки 4, т.е. одновре менное прохождение электронным лу.чом ординаты и абсциссы точки а, как. видно из (7) , фиксируется элементом И 33 фо ирователя модуляционного сигнала с помощью сигналов, поступанвд1|рс на элемент И 33 с элементов 29 и. 31 сравнения. Сигнал UM с выхода элемента И 33 формирователя 7 модуляционного сигнала, соответствующий моменту времени fc ij, прохождения электронньм лучом точки Ч, поступает через элемент ИЛИ 6 и усилитель 5 подсвета на модулятор ЭЛТ, формируя на ее экране точку q . Момент прохоязделия электронньм лучом орд41наты точкис-в , т.е. равенство Цц UuB , фиксируется элементом 30 сравнения блока 8 сравнения ординаты. Момент прохождения электронным лучом абсциссы точки в, т.е. равенство Их в , фиксируется элементом 30 блока 10. Момент првхождения электронным лучом точки , как видно из 8, фиксируется элементом И 34 формирователя 7 мoдyляциoннoгo cиг нала с помощькГ сигналов, поступаюпдах на элемент И 34 с элементов 30 и 32 сравнения. Сигнал lidA с выхода элемента И 34 формирователя 7 модуляционного сигнала, соответствующий моменту врв мени t 1 прохождения электронным лучом точки 9, поступает через элемент ИЛИ 6и усилитель 5 подсвета . на модулятор ЭЛТ, формируя на ее экране точку и . Аналогично происходит формирование и других точек фигуры, в резуль- тате чего происходит формирование неподвижного изображения фигуры, находящейся в положении11. Следовательно, при изменении напряжения управления поворотом фигуры Ujt плоская фигура имеет возможность вращаться относительно центра экрана ЭЛТ.. При Т1ЛОСКО-параллельном перемещении фигуры по экрану ЭЛТ изменяют напряжения управления U и U х «jof В этом случае напряжения, определяющие ординаты и абсциссы точек фигуры, смещенной параллельно относительно осей координат, находятся путем алгебраического суммирования соответственно ординат и абсцисс точек фигуры находящейся в исходном состоянии, с . соответствующим напряжением управления. Таким образом, предлагаемое устройств1О позволяет формировать на экране ЭЛТ плоскую фигуру, имеющую возможность вращаться относительно (.центра экрана.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИН.ФОРМАИИИ НА ЭКРАНЕ.ЭЛЕКТРОННОЛУ.ЧЕБОЙ ТРУБКИ (ЭЛТЗ, содержащее fsнераторы вертикального и горизонталь-. кого отклонения луча, которые подключены соответств енно к усилителям ртклрнения луча по вертикали и горизонтали/ соединенннм с ртклоняюадёй системой ЭЛТ, последовательно соединенные .блок сдвига изображения по вертикали, блок сравнения; ординаты, другие входы которого подключены -к -, / ;: f генератору вертикального отклонения луча, формирователь модуляционного сигнала, злемеВТ ИЛИ и усилитель подсвета/ подключенный к модулятору ЭЛТ, и последовательно соединенные блок сдвига изображения по горизонтали и блок сравнения абсциссы, другие входы которого подключены к генератору горизонтального отклонения луча а.выходы - к другим входам формирователя модуляционного сигнала,, о т;} и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности отображения вращакмдейся плоской фигуРЫ, оно содержит инвертор и последовательно соединенные функциональный преобразователь и блок умножения, один из функционального пре-. образователя пoдк tючeн через инвертор к соответствующему входу блока умножения, боответствующие выходы которого подключены к.входс1М блоков сдвига изображения по вертикали и горизонтали соответственно;