Устройство для отображения учебной информации Советский патент 1985 года по МПК G09B7/02 

Изобретение относится к техническим средствам обучения, в частноети к обучающим системам, и может быть использовано для отображения обучаемому медленно меняющихся продессов.

Известно устройство, предназначенное для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее блок управления, соединенный с блоком буферной памяти,два регистра, два преобразователя коднапряжение, выходы которых соединены с отклоняющей системой электроннолучевой трубки, а входы - с соответствующими регистрами, управляющие входы которых подключены к блоку управления, .а информационные - к блоку буферной памяти .flj.

Недостатками данного устройства являются невозможность демонстрации и отображения медленно меняющихся процессов и сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению является устройство для отображения учебной информаи;ии, содержащее генератор, блок синхронизации и последовательно включенные блок счетчиков блок памяти и формирователь изображе НИИ для управления предъявлением учебной информации на индикаторе, второй вход которого соединен с вторым выходом блока счетчиков j последовательно включенные первый триггер и элемент И-ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора, первый и второй выходы - соответственно с вторым входом блока памяти и первым входом блока счетчиков и третьим входом блока памяти, а также последовательно соединенные второй триггер, элемент И и счетчик, выходкоторого подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом блока счетчиков, первый выход - с третьими входами блока .счетчиков и блока предъявлет1я учебной информации, а второй выход - с четвертым входом блока счетчиков и третьим входом элемента И-ИЛИ, первый и второй входы первого триггера подключены к третьему и четвертому выходам блока счетчиков соответственно, второй вход элемента И соединен с выходом генератора, четвертый вход блока памяти является входом устройства 2,

Недостатками известного устройства являются низкая надежность вследствие малой эффективности использования блока предъявления учебной информации, низкая точность отображения эпюр изучаемого процесса из-за аналогового преобразования сигнала и сложность устройства.

Цель изобретения - повышение точности отображения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для отображения учебной информации, содержащее последовательно включенные блок синхронизации, блок счетчиков, блок памяти, формирователь изображений, и индикатор, второй и третий входы формирователя изображения соединены соответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенные к второму входу блока памяти, введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход и первьй выход С третьим выходом и вторым входом блока счетчиков соответственно,второй выход - с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход - с первым входом формирователя кодов,второй вход которого., подключен к первому выходу блока синхронизации, выход - с четвертым входом блока памяти, а третий вход является информационным входом уст ройства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй вход подключен к второму вых.оду блока счетчиков, а выход является выходом синхронизации устройства и соединен с четвертым входом блока счетчиков.

На фиг. 1 изображена структура предлагаемого устройства; на фиг. 2функциональная схема устройства.

Устройство для отображения учебной информации (фиг. 1) содержит блок 1 синхронизации, выходы которогЬ соединены с соответствующими входами ф.ормиро.вателя 2 кодов, служащего для сопряжения входной информации, блока 3 синхронизации записи, блока 4 счетчиков,, блока 5 памяти, формирователя 6 яркостного сигнала, соединенного выходом с одним входом j 3 формирователя 7 телевизионного сигнала, другие входы которого подключены соответственно к рыходу блока 8 синхронизации обратного ход кадров и выходу блока 4, выходы последнего также соединены с соответствующими входами блока 5, формирователя 6, блока 8 и блока 3, а входы подкдночены к выходам блока 8, блока 3 и генератора 9 одиночных импульсов, вьрсод которого является выходом внешней синхронизации устройства, один вход генера гора 9 является входом внешней синхронизации устройства и может быть подключен, например, к кнопке 10 Пуск, а дру гой вход соединен с выходом блока 4 счетчиков. Выход блока 9 подключен к одному входу формирователя 6, дру гой его вход соединен с выходом блока 5 памяти, входы которого соединены с выходом блока 3 и формирователя 2, вход последнего подключен к выходу блока 3, йходы которого соединены с делителем 11 частоты и переключателем 12 времени развертки Входы формирователя 2 являются входами устройства, причем один вход может быть подключен, например, к кнопке 13 Стирание - . Блок 4 содержит счетчики 14 записи, счетчики 15 развертки и коммутатор 16. Блок 1 содержит (фиг. 2) последовательно соединенные задающий генератор 17 и счетчик 18. Формирователь 2 содержит послед вательно соединенные сдвигающий регистр 19, буферньй регистр 20, элемент. ИЛИ 21 и преобразователь 22 аналог-код.. Блок 3 содержит, например, элементы 23 - 25 И. Счетчики 14 содержат, например, три соединенных последовательно узл 26суммирования, счетчики 15 - три последовательно соединенньвс узла 27суммирования. Коммутатор 16 содержит, например, три элемента И-ИЛ 28. Формирователь 6 содержит узел 2 сравнения, буферный регистр 30, сдв гающий регистр 31 и элемент И 32. Формирователь 7 содержит последо вательно соединенные генератор 33 высокой частоты и модулятор 34.Блок 8 содержит триггер 35, элемент И 36 дифференциальную цепь 37. Информация отображается на индикаторе 38. Формирователи 6 и 7 и блок 8 объединены в формирователь 3 74 1изображений, а блок 3, делитель 11 и переключатель 12 - в распределитель 40 импульсов. Устройство работает следующим образом. Информация одной точки амплитуды демонстрируемой кривой, например, в виде восьмиразрядного слова записывается в блок 5 при обратном ходе развертки, например, каждой 32-й строки или с пропуском 1,2,...,п обратных ходов строки. Во время прямого хода развертки кадра считываются все точки кривой, которые записаны ранее в блок 5. Для отображения информации в качестве генератора 38 используется промышленный телевизионный приемник. Для упрощения синхронизации работы устройства и телевизора используется распространенньй метод развертки. Число строк в кадре целесообразно выбрать кратно числу двоичного исчисления, например 512. При .этом для отображения эпюры физического процесса достаточно одной интегральной схемы емкостью 4096 бит. Импульсы с задающего генератора 17 с частотой следования, например, 256 fc (Сс - частота строчной развертки) поступают на счетчик 18, например, с модулем пересчета . Со счетчика 18 импульсов с частотой следования например,8 f поступают на каскады 27, например, с модулем пересчета каждый . Каскады 27 работают во время прямого и обратного хода кадра. Во время прямого хода счетчики 15 пересчитывают полный цикл, например (16x16x16), во время обратного хода пересчитывают, например, до 356(16x16) и обнуляются. Во время прямого хода строк выкоды каскадов 2 подключаются к адресным шинам блока 5. Подключение выходов каскадов 27 к адресным шинам обеспечивается элементами 28, которые управляются элементом И 23. Во время обратного хода, например, каждый 32-й строки шш каждой 64-й, 96-й и т.д. к адресным шинам блока 5 подключаются выходы каскадов 26. На каждом обратном ходе строки происходит запись восьмиразрядного слова (одна точка эпюры), что определяет козфф1циент деления делите.дя 11. На элемент И 23 блока 3 поступают им- пульсы, нанример, с частотой следования слел. - 3Z с. длительностью L -g- (где длительность стро ки 64 мкс) и разрешающие импульсы с делителя11. Генератор 9 необходим для синхронизации начала развертки кадра и начала эпюры отображаемого физического процесса. Запуск генератора 9 может осуществляться- кнопкой 10. Пр этом обнуляются каскады 26 синхронно с началом обратного хода разверт ки кадра и выдается импульс синхронизации на внешние устройства. При необходимости запуск генератора 9 может осуществляться с внешнего устройства. После пересчета полного цикла: каскадов 27 по заднему фронту например 4096-го импульса, переключается триггер 35 (конец прямого хода кадра), положительный потенциал с его инверсного выхода открывает элемент И 36 для прохождения импульса, сформированного дифференциальной цепью 37 по заднему фронту, например, 256-го импульса, снимаемого с второго каскада 27. Этот .импульс устанавливает каскады 27 в нулевое состояние, триггер 35 в единичное состояние. Таким образом формируется обратный ход развер ки, которьй по длительности равен, 256 импульсам, следующим с частото 8 fc. Каскады 27 работают полный цикл по время прямого хода кадров, затем второй раз просчитьшают до 256-ти и обнуляются, формируя обрат ный ход кадров. Каскады 26 работают ;в шаговом режиме, т.е. просчитыва ют, например, восемь импульсов во время обратного хода каждой, наприм 32-й, 64-й, 96-й.... строки. Причем пересчет осуществляется и во время обратного хода кадра. Это необходим для непрерьшной записи эпюры физиче кого процесса. Таким образом, после одного слова каскады 26 сохраняют свое состояние до следующег например, 32-го обратного хода стро или .состояние каскадов сохраняется, например, до 64-го, 96-го,... обрат ного хода в зависимости от коэффици ента деления делителя 11, который устанавливается переключателем 12. На элемент И 24 поступают импуль сы, например, с частотой .Зг fc и длительностью, равной обратному 76 ходу строки 8 Tj , (импульсы, еледующие, например, с частотой 64 f, и разрешающий импульс с делителя 11). Таким образом, формирзпотся пачки импульсов (например, по восемь), следующие на каскады 26. Одновременно пачки из восьми импульсов поступают в блок 5 для синхронизации режима записи и сдвига информации в регистре 19. По окончаНИИ записи информации из последнего в блок 5, в регистр 19 пархаллельно записывается новая инфомация с регистра 20, импульс синхронизации записи поступает с элемента И 23. Информация в регистр 20 может поступать как в переменном последовательном коде, так и в аналоговом виде. Преобразование аналоговой информации осуществляется преобразователем 22. Для синхронизации последнего к нему от счетчика 18 и первого каскада 27 подключены, например, восемь разрядных шин. Поскольку на счетчик 18 поступают импульсы, следующие с частотой, например, 256 ft, аналоговая информация может преобразовываться в 256 дискретных значений. Таким образом, разрешающая способность устройства по строке равна 256 точкам. При необходимости увеличения разрешающей способности необ- ходимо увеличить разрядность информационного слова и соответствующих узлов электронной схемы. Во время считывания информация из блока 5 поступает на регистр 31. Импульсы синхронизации сдвига поступают с элемента И 32, которьй открывается во время прямого хода развертки кадра положительными импульсами с триггера 35. После заполнения регистра 31, например, восьмиразрядным словом (информация об амплитуде одной точки отображаемой кривой) происходит параллельная перезапись этого слова в регистр 30 синхроимпульсом, следующим с частотой строк fc с первого счетчика. Выходы регистра 30 подключены к входам схемы 29 совпадения, входы которой подключены к выходам счетчика 18 (разряды 1,2,4,8,16 и 32) и счетчика 27 (разряды 1 и 2).-Зти счетчики за время длительности одной строки пересчитьшают, например, 256 импульсов блока 1. Следовательно, при COB-I 7 I падении кода в регистре 30 и кода состояния счетчиков 18 и 27 со схемы 29. совпадения вьщается импульс длительностью 1:256 длительности строки, соответствующий яркостному сигналу (Y) отображаемого процесса. Таким образом, на каждой телевизионной строке отображается одна точка эпюры сигнала. При этом ампли туда сигнала пропорциональна времени задержки импульса Y относительно импульса синхронизации строк. Время задержки представлено, например, восьмиразрядным кодом, при этом амплитуда может иметь, например, 236 дискретных значений. Поскольку регенерация телевизионного изображе ния должна быть не ниже 50 Гц,если записьйать одну точку эпюры при обратном ходе каждой, например, 32-й строки, время процесса, записанного на экран, равно 20 мс -тг 602 мс (17 - число точек, записанных за один KSKP 17; 20 мс время развертки одного кадра Jo rij 20 мс). Если при записи информации пропускать 1,2,...,п импульсов записи, то можно записьшать процесс длитель ностью 602 мс X 1, 602 мс X 2,..., 602 мс X п. Таким образом, предлагаемое обучающее устройство позволяет отображать процессы на большом экране группе обучаемых с неограниченным временем дискретной развертки. .Дискретность развертки равна 0,602 с. При необходимости плавного изменения частоты развертки можно изменять частоту генератора блока 1 Со схемы 29 информация в виде им пульсов, задержанных относительно 7 импульсов синхронизации строк, поступает на модулятор 34. Одновременно на него поступает частота синхронизации строк fc с первого каскада 27, частота синхронизации кадров к с триггера 35 и высокая частота с генератора 33. Высокочастотный генератор 33 работает на частоте, например, пятого телевизионного канала. Таким образом, устройство форми-рует полный телевизионный сигнал, который подается на антенный вход индикатора 38. При необходимости отображения на одном экране нескольких эпюр необходимо дополнить устройство формирователями 2 и 6 и,блоком 5 (число блоков соответствует числу отображаемых кривых). Смещение осей эпюр, отображаемых на экране, возможно перед коммутацией разрядных шин регистров 30, подключаемых к схеме 29. Предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью по сравнению с известным за счет замены блока предъявления учебной информации промьшшенным телевизионным приемником. Используя сравнение кодов при отображении эпюр изучаемого процесса, возникает возможность исключить ошибки,вносимые аналоговым преобразователем. При этом точность повьш1а- ется в 2 - 3 раза по отношению к аналоговому методу. Значительно упрощается конструкия предлагаемого устройства за счет исключения преобразователя налог-код после блока памяти и счетика формирования обратного хода илообразного напряжения.

Инсрормацир У -.-I W / Стирание

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ОТОБРАЖЕНИЯ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно включенные блок синхронизации, блок счетчиков, блок памяти, формирователь изображений и индикатор, второй и третий йходы формирователя изображений соединены соответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенным к второму входу блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отображения, в него введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель ш пульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход и первый выход с третьим выходом и вторым входом блока счетчиков соответственно, второй выход - с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход - с первым входом формирователя кодов, второй вход которого подключен к первому выходу блока синхронизагщи, выход - с четвертым входом блока памяти, а третий вход является информационным входом устрой(Л ства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй вход подключен к второму выходу блока счетчиков,- а вьосод является выходом синхронизации устройства и соединен с четвертьм входом блока счетчиков. О1 р1 ш