Устройство для отображения окружностей и эллипсов на экране электронно-лучевой трубки /ЭЛТ/ Советский патент 1985 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к устройствам вывода цифровых данных на индикаторные приборы, в частности на электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), и предназначено для использования в электронных устройствах отображения графической информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит триггер пуска 1, распределитель импульсов 2, цифроаналоговые преобразователи координат радиуса 3 и 4, цифроаналоговые преобразователи координат центра 5 и 6, усилители отклонения луча 7 и 8, ЭЛТ 9, ждущий генератор синусоидальных и косинусоидальных напряжений 10, первый 11 и второй 12 регистры, умножители 13-16, коммутаторы 17-20, сумматоры 21 и 22, инвертор 23.

Ждущий генератор синусоидальных и косинусоидальных напряжений 10 содержит коммутатор 24, сумматор 25, цифроуправляемые сопротивления 26 и 27, интеграторы 28 и 29, ключи сброса интеграторов 30 и 31, компаратор 32, двухразрядный счетчик 33, дешифратор 34.

Устройство работает следующим образом.

При построении окружностей коды cosp и sinp записываются в регистры косинуса и синуса И и 12. При этом код sinp должен быть равным нулю, а код cosp должен быть равным единице. Коды координат центра окружности поступают на вход цифроаналоговых преобразователей координат центра 5 и 6, а код радиуса поступает на первые входы цифроаналоговых преобразователей координат радиуса 3 и 4, а также на первый вход ждущего генератора синусоидальных и косинусоидальных колебаний 10. Через определенное время, достаточное для выхода электронного луча в центр окружности, по сигналам с выхода цифроаналоговых преобразователей координат центра 5 и б, которые через усилители отклонения 7 и 8 воздействуют на ЭЛТ 9, подается сигнал «Пуск, по которому выходной сигнал триггера пуска 1 запускает распределитель импульсов 2 и поступает на вход коммутатора 24. Эталонное напряжение через коммутатор 24 подается на вход сумматора 25. С выхода сумматора 25 сигнал, проходя через цифроаналоговый преобразователь 3, умножитель 13, коммутатор 17, сумматор 21, усилитель отклонения 7, воздействует на первый вход ЭЛТ 9 и вызывает перемещение луча (без подсвета) по оси X относительно центра окружности на величину радиуса. Через интервал времени, достаточный для окончания переходного процесса при выводе из центра окружности в начальную точку ее построения, на выходе распределителя импульсов 2 вырабатывается сигнал, управляющий размыканием ключей сброса интеграторов 30

и 31. Этот же сигнал, проходя через инвертор 23, воздействует на третий вход ЭЛТ 9 и вызывает подсвет луча при построении окружности. При размыкании ключей сброса интеграторов 30 и 31 на выходах сумматора 25 и интегратора 28 формируются сигналы

X25 U3-r-cos t; 11

(1)

Y28 Uw-Sin| t,

где TI - период гармонического колебания

сигнала;

Uji- эталонное напряжение. Период гармонического колебания сигнала определяется кодом радиуса и равен

Т, 2nCR(l +Да/2),(2)

где CR - емкость и сопротивление интеграторов 28 и 29, определяющие период колебаний сигнала при построении окружности минимально„.1го радиуса;

2gai2 - двоичный код радиуса окружности. Из приведенного выражения (2) видно, что период колебаний сигнала изменяется прямо пропорционально коду радиуса окружности.

С выходов сумматора 25 и интегратора 28 сигналы (1) поступают соответственно на входы цифроаналоговых преобразователей 3 и 4. На выходах этих преобразователей формируются сигналы

X3 Rcos$ t; 11

, TI

где R - амплитудное значение гармонического колебания, пропорциональное окружности.

С выходов цифроаналоговых преобразователей сигналы поступают на умножители 13-16. При этом на выходах умножителей 13 и 14 появляется входной сигнал без ослабления его амплитуды, так как cosp 1 задан заранее при построении окружности.

На выходах умножителей 15 и 16 выходной сигнал равен нулю, так как sinp О также задан заранее. Коммутаторы 17-20 под действием знакового разряда (прямое или инверсное значение регистров 11 и 12) меняют

полярность выходного напряжения). В результате на выходах сумматоров 21 и 22 формируются сигналы

Х21 Хзсо8р ,

11

Y22 4 cos р R sin |Ь t.

Эти сигналы поступают на входы усилителей отклонения 7 и 8, на выходах которых

вырабатываются сигналы, управляющие лучом ЭЛТ 9 и обеспечивающие построение окружностей, время формирования которых изменяется пропорционально коду их радиусов

X7 X4+Rcos t,

Yg Yi -t- R .

С выхода интегратора 28 синусоидальный сигнал поступает на вход компаратора 32, определяющего моменты прохождения сигнала через нуль. Сигнал с выхода компаратора 32 подается на вход двух разрядного счетчика 33. За один период колебаний счетчик 33 переходит в такое состояние, которое будет расщифровано дещифратором 34. Сигнал с выхода дещифратора 34 устанавливает триггер пуска 1 в нулевое (исходное) состояние, при котором блокируется выдача распределителем импульсов б сигналов.

При построении эллипсов предлагаемое устройство работает следующим образом.

Коды cosp и sinp записываются в регистры 11 и 12. Коды большей (А) и малой (В) полуосей эллипса подаются на входы цифроаналоговых преобразователей 3 и 4, а коды координат центра эллипса - на цифроаналоговые преобразователи координат центра 5 и 6. Через время, достаточное для выхода электронного луча в точку координат центра эллипса под действием сигналов с выходов цифроаналоговых преобразователей координат центра 5 и 6, подается сигнал «Пуск, по которому выходной сигнал триггера пуска 1 запускает распределитель импульсов 2 и поступает на вход коммутатора 24. Эталонное напряжение через коммутатор 24 подается на вход сумматора 25. С выхода сумматора 25 сигнал, проходя через цифроаналоговый преобразователь 3, умножители 13 и 16, коммутаторы 17 и 20, сумматоры 21 и 22, усилители отклонения 7 и 8, воздействует на первый и второй входы ЭЛТ 9 и вызывает перемещение луча (без подсвета) в начальную точку контура эллипса, расположенную под углом относительно координаты X экрана ЭЛТ.

На выходах сумматоров 21 и 22 в момент выхода луча ЭЛТ в начальную точку контура эллипса формируются сигналы X2I А cosp; Y22 -А sinp,

где А - амплитудное значение, пропорциональное больщей полуоси эллипса.

Через интервал времени,- достаточный для окончания переходного процесса по выводу луча из центра эллипса в начальную точку контура эллипса, на выходе распределителя импульсов 2 вырабатывается сигнал, управляющий размыканием ключей сброса интеграторов 30 и 31. Этот же сигнал через

инвертор 23 воздействует на третий вход ЭЛТ 9 и обеспечивает подсвет электронного луча. При размыкании ключей сброса интеграторов 30 и 31 на выходах цифроаналоговых преобразователей 3 и 4 формируются сигналы

Хз А ,

4 В .

Напряжения на выходах усилителей отклонения 7 и 8 при формировании контура эллипса равно

Х Хц+ cosp + sinp Yg Уц sinp + В cosp

Из приведенного выражения видно, что эти сигналы, подаваемые на ЭЛТ 9, обеспечивают построение эллипсов, ориентированных относительно оси X координат экрана на произвольные углы р. При этом период гармонического сигнала Т; определяется кодом больщей полуоси эллипса

Т, 2nCR(I -f 2ai2),

где С, R - емкость и сопротивление интеграторов 28 и 29, определяющие период колебаний сигнала при построении эллипса, имеющего наил.-/меньшие полуоси;

2ai2 - двоичный код большей полуоси

°эллипса.

С выхода интегратора 28 синусоидальный сигнал поступает на вход компаратора 32, определяющего моменты прохождения сигнала через нуль. Сигнал с выхода компаратора 32 подается на вход счетчика 33. За один

период колебаний Ti счетчик 33 переходит в такое состояние, которое расшифровывается дешифратором 34. Сигнал с выхода дешифратора 34 устанавливает триггер пуска 1 в нулевое (исходное) состояние, при котором блокируется выдача распределителем импульсов 2 сигналов.

Таким образом, устройство обеспечивает при построении окружностей и эллипсов изменение периода генератора гармонических синусоидальных и косинусоидальных колебаний TI прямо пропорционально коду радиуса окружности или коду большей полуоси эллипса. Это дает возможность изменять время формирования окружностей пропорционально кодам их радиусов, а эллипсов - кодам больших полуосей. Быстродействие

предлагаемого устройства повышается, так как оно определяется величиной, обратно пропорциональной суммарному времени формирования набора окружностей с различными радиусами или набора эллипсов с различными полуосями на экрале ЭЛТ в одном цикле отображения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ОКРУЖНОСТЕЙ и эллипсов НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содержащее первый и второй цифроаналоговые преобразователи координат центра, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы через усилители отклонения луча соединены с отклоняющими системами ЭЛТ, первый и второй цифроаналоговые преобразователи координат радиуса, первые входы которых являются соответственно третьим и четвертым входами устройства, триггер пуска, первый вход которого является пятым входом устройства, а выход соединен с распределителем импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит ждущий генератор синусоидальных и косинусоидальных напряжений, первый и второй регистры, четыре коммутатора, четыре умножителя, два сумматора и инвертор, причем первый вход ждущего генератора синусоидальных и косинусоидальных напряжений соединен с первым входом первого цифроаналогового преобразователя координат радиуса, второй вход соединен с выходом триггера пуска, третий вход соединен с выходом распределителя импульсов, первый выход соединен с вторым входом первого цифроаналогового преобразователя координат радиуса, второй выход соединен с вторым входом второго цифроаналогового преобразователя координат радиуса, третий выход соединен с вторым входом триггера пуска, входы первого и второго регистров являются соответственно шестым и седьмым входами устройства, первые входы первого и второго умножителей соединены с выходом первого регистра, первые входы третьего и четвертого умножителей соединены с выходом второго регистра, вторые входы первого и четвертого умножителей соединены с выходом I первого цифроаналогового преобразователя координат радиуса, вторые входы второго (Л и третьего умножителей соединены с выходом второго цифроаналогового преобразователя координат радиуса, первый вход каждого коммутатора соединен с выходом соответствующего умножителя, вторые входы первого и второго коммутаторов соединены с выходом первого регистра, вторые входы третьего и четвертого коммутаторов соединены с выходом второго регистра, первый и второй ОС 00 входы первого сумматора соединены соответственно с выходами первого и третьего коммутаторов, первый и второй входы второ го сумматора соединены соответственно с выходами второго и четвертого коммутатооо ров, выходы сумматоров соединены с первыми входами усилителей отклонения луча, вход инвертора соединен с выходом распределителя импульсов, а выход соединен с модулятором ЭЛТ.