Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1988 года по МПК G09G1/08 

11374273

относится к автоматиоч л и

ке, радиолокации и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения и съема графической информации.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 преобразователи код - напряжение, первый 5 и второй 6 генераторы пилообразного напряжения, первый 7 и второй 8 формирователи напряжения развертки, первьй 9 и второй 10 сумматоры, первый 11 и второй 12 сумматоры приращений, координат, первый 13 и второй 14 дешифраторы, формирователь 15 видеосигнала, ЭЛТ 16 с отклоняющей системой 17, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, элемент 20 запрета, формирователь 21 импульсов, элемент И 22 и датчик 23 контрольных координат изображения.

Позицией 24 обозначен управляющий вход устройства, а позициями 25-30 - с первого по шестой информационные входы устройства.

Уровень напряжения на информационных входах генератора 5 и 6 определяет скорость изменения пилообразного напряжения на выходах (крутизну напряжения). Длительность сигнала на управляющих входах генераторов 5 и 6 определяет время, в течение которого формируется пилообразное напряжение (время разомкнутого состояни ключевого элемента определяет время црямого хода пилообразного напряжения) .

-Формирователи 7 и 8 напряжения развертки обеспечивают преобразовани входного напряжения в напряжение ил ток, воздействующий на отклоняющую систему 17 (электростатическую или электромагнитную) ЭЛТ 16 и управляю щий перемещением пучка электронов по экрану.

Поступление сигнала на управляющий вход сз мматора 9(10) запрещает суммирование кода, поступающего на его второй информационный вход, т..е на выход сумматора в этом случае . проходит сигнал, представляющий собой сумму кодов, поступа ющих на первьй и третий информационные входы.

5

Сумматоры 11 и 12 приращений координат изображения контрольных точек - сумматоры накапливающего типа. Первьй вход сумматора приращений являются информационным, а второй - управляющим, т.е. разрешает запись информации в сумматор по заднему фронту управляющего сигнала.

Дешифраторы 13 и 14 - комбинационного типа. Сигнал на выходе дешифратора формируется только в том случае, если на его входы поступают коды чисел, соответствующих координатам (по оси X или по оси Y) контрольных точек.

Формирователь 15 видеосигнала осуществляет выделение из сигналов управления, поступающих на его вход, сигналов управления подсветом точки и сигналов управления подсветом векторов, так как длительность формируемых формирователей 15 по этим сигналам импульсов различна. В прос- . тейшем случае для различения этих сигналов сигналы управления подсветом точки могут передаваться, например, отрицательным уровнем напряжения - а сигналы управления подсчетом векто- 0 ров - положительным уровнем напряжения (т.е. уровнем, которьй воспринимается элементом ИЛИ 19 как наличие сигнала).

Элемент 18 задержки обеспечивает задержку входного сигнала на время, учитывающее инертность формирования формирователем 15 видеосигналов векторов.

0

5

5

Элемент совместно с элементом 18 задержки и связи между ними образуют формирователь импульса запрета, длительность которого перекрывает максимально возможную длительность видеосигнала на выходе формирователя 15.

У элемента 20 запрета первьй вход является запрещающим.

Формирователь 21 импульсов обеспечивает формирование импульса с задержкой относительно входного сигнала, учитывающей инерционность преобразования сигналов в сумматорах, (преобразователя код - напряжение), формирователях напряжения развертки, отклоняющей системе ЭЛТ, а также инерционность формирователя 15 в процессе формирования видеосигнала точек.

Датчик 23 контрольных координат предназначен для формирования кодов относительных координат X и Y контрольного изображения. В простейшем случае датчик 23 представляет собой координатную.матрицу, состоящую из светочувствительных элементов, выходы которых соединены с входами комбинационных шифраторов координат по осям X и Y. Размеры светочувствительного элемента (точнее, шаг их расположения по осям X и Y) определяют минимально достижимую величину (или шаг) коррекции смещения изображения (минимальную погрешность смещения). Число светочувствительных элементов (точнее, произведение их числа на шаг расположения в строке или столбце) определяет максимально возможную в устройстве погрешность смещения изображения, которая может быть скомпенсирована. Число светочувствительных элементов в строке коорди

менты изображения, не являющиеся контрольными, но оптически попадающие в зону, контролируемую светочув- ствительньпии элементами координатной матрицы). Координатная матрица со светочувствительными элементами датчика 23 контрольных координат в простейшем случае размещается под экраном ЭЛТ 16 в одном месте (напрiSiep, прямо на поверхности экрана с краю) таким образом, чтобы изображение контрольной точки (светящегося круга) на экране ЭЛТ ориентировочно совпадало с центральным светочувствительным элементом координатной матрицы, а оси ее координат X и У совпадали по направлению с осями координат X и Y изображения на экране ЭЛТ, Для исключения погрешности в формировании датчиком 23 контрольных координат, когда изображение контрольной точки (в случае ее больших размеров) оказывается оптически свя

Изобретение относится к автоматике, радиолокации и вычислительной технике и может быть использова но в устройствах отображения и съема графической информации. Цель изобретения - повышение- точности устройства, которая достигается введением элемента И 22 и датчика 23 контрольных координат и соответствующих функциональных связей, что обеспечивает отображение контрольного изображения в зоне ЭЛТ 16, оптически связанной с датчиком 23, формирующим относительное смещение корректируе мого изображения, корректирующие коды с сумматоров 11 и 12 приращений суммируются в сумматорах 9 и 10, вследствие чего все изображение на экране ЭЛТ 16 смещается в требуемом направлении, ликвидируя имеющуюся погрешность изображения. 1 ил. (/)

как и число строк в матрице, выбрано нечетным. Комбинационные шифраторы координат выполнены таким образом, что засветка центрального из светочувствительных элементов матрицы приводит к формированию шифратором координат нулевых кодов по координатам X и Y. Засветка светочувствительного элемента, расположенного относительно центрального на один вьш1е

натной матрицы (т.е. число столбцов), 25 |занным одновременно с несколькими

близлежащими светочувствительными элементами координатной матрицы, шифратор датчика 23 может содержать- элемент выбора одной (например, минимальной) координаты из нескольких.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства, когда коды координат высвечиваемой точки (или коды координат начала

или ниже (по координате Y), приводит высвечиваемого вектора) не являются

30

I к формированию нулевых кодов по оси X и соответственно кодов -1, или . +1 по координате Y. Засветка светочувствительного элемента, расположенного относительно центрального .на два элемента вверх и на три.влево приводит к формированию кода по оси X равного +3, а по оси Y равного -2 и т.д. Формирование кодов шифратоом координат производится по переднему фронту управляющего сигнала, поступающего на вход датчика 23 контрольных координат. Чувствительность светочувствительных элементов координатной матрицы подобрана таким образом, что они реагируют на отображаемую на экране ЭЛТ точку только в момент ее высветки (в момент действия видеосигнала на выходе формирователя 15) и не реагируют на ее отображения за счет послесвечения экрана ЭЛТ (этим достигается не реагирование датчика 23 на эле30

0

5

0

5

координат контрольного изображения. В этом случае дешифраторы . 13 и 14 не формируют одновременно выходные сигналы, вследствие чего на выходе элемента 22 не формируется импульс обнаружения кода координат контрольного изображения, а следовательно, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, элемент 20 запрета, формирователь 21 импульсов и датчик 23 контрольных координат на работу, устройства влияния не оказьтаю. От внешнего устройства, например ЭВМ (не показаны), на входы 27 и 28 поступают соответственно коды координат X и Y высвечиваемой точки (или коды координат начала высвечиваемого вектора), которые без изменения (считаем, что в начальный момент ; времени на выходах сумматоров 11 и 12 приращений присутствуют нулевые коды) проходят через сумматоры 9 и 10 и поступают на входы, преобразователей 3 и 4 код - напряжение, с выходов которых соответствующие вход- ным кодам величины аналоговых напряжений поступают на первые входы формирователей 7 и 8 напряжения развертки, выходные сигналы которых воздействуют на отклоняющую систему 17, вследствие чего электронный луч выводится в требуемую-точку экрана ЭЛТ 16 (или в начальную позицию высвечиваемого вектора). В случае выс- ветки точки в следующий момент времени на-управляющий вход 24 от внешнего источника поступает импульс отрицательной полярности запуска формирователя 15, вследствие чего на его выходе формируется короткий импульс подсвета, воздействующий на модулятор ЭЛТ 16, и на ее экране высвечивается точка.

В случае высветки вектора от внешнего устройства одновременно с кодами, поступающими на входы 27 и 28, на входы 25 и 26 поступают соответственно коды координат X и Y конечных точек высвечиваемых векторов, вследствие чего на выходах преобразователей 1 и 2 код - напряжение формируются соответствующие кодам уровни . напряжения , В следующий момент времени на управляющий вход 24 от внешнего устройства поступает сигнал положительной полярности, осуществляющий запуск генераторов 5 и 6 пилообразного напряжения и формирователя 15. Уровень напряжения на информационных входах генераторов 5 и 6 пилообразного напряжения определяет

. скорость изменения выходного пилообразного напряжения, а длительность сигнала на входе 24 - время, в течение которого формируется пилообраз ное напряжение и время подсвета луча ЭЛТ 16. С выходов генераторов 5 и 6 пилообразного напряжения линейно изменяющееся напряжение воздействует через формирователи 7 и 8 напряжения развертки на отклоняющую систему 17, вследствие чего на экране ЭЛТ 16 высвечивается вектор заданной длины и направления. .

В случае необходимости сдвига отображаемой информации (сдвига центра отображения) по команде от внешнего устройства, например оператора, на входы 29 и 30 поступают соответственно коды координат X и Y сдвига центра изображения, которые

суммируются в сумматорах 9 и 10 с кодами координат высвечиваемой точки или с кодами координат начала отображаемого вектора, поступающими на входы 27 и 28, вследствие чего происходит соответствующий сдвиг отображаемой информации на экране ЭЛТ 16. Рассмотрим процесс формирования

корректирующего изображение напряжения .

На входы 27 и 28 периодически от, внешнего устройства наряду с кодами координат X и Y отображаемых точек

с и кодами координат X и Y начала векторов поступают коды координат X и Y контрольног о изображения. Если при поступлении на входы 27 и 28 кодов координат X и Y отображаемой

0 точки или начало отображаемого вектора только один из кодов координат, например координаты .X (Y), совпадает с кодом контрольного изображения по данной координате, то на выходе

5 соответствующего дешифратора 13 (14) координат формируется импульс, который, однако, не пройдет на выход элемента 22, так как последний закрыт по второму (первому) входу нулевым

Q уровнем напряжения и выхода дешифратора 14 (13) координат.

Если на входы 27 и 28 поступают коды координат X и Y, являющиеся кодами координат контрольного изобра - жения, то выходные сигналы формируются одновременно как на выходе дешифратора 13 координат, так и на выходе дешифратора 14 координат. Вследствие этого на выходе элемента И 22 формируется импульс, поступающий на разрешающий вход элемента 20 запрета и свидетельствующий об обнаружении в составе входных сигналов кодов координат, совпадающих с кодами координат контрольного изображения. Ее- . ли указанные коды координат не являются кодами координат контрольного, изображения, а являются лишь случайно совпавшими с ними кодами координат начала высвечиваемого вектора,

0 то в работу включаются элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19 и элемент 20 запрета. Так как поступление кодов координат начала высвечиваемого вектора всегда сопровождается поступ5 лением на управляющий вход 24 импульса положительной полярности, обеспечивающего срабатывание по управляющим входам генераторов 5 и 6 пило5

5

образного напряжения, то этот импульс одновременно поступает на первый вкод элемента ИЛИ 19 непосредственно и на его второй вход с выхода элемента 18 задержки. В результате на выходе элемента 1ШИ 19 формируется импульс, поступающий на запрещающий вход элемента 20 запрета и запрещающий формирование импульсов на его выходе на все время высветки вектора на экране ЭЛТ 16.

Таким образом, сигнал на выходе элемента 20. запрета формируется только в том случае, если на входы 27 и 28 устройства поступили коды координат контрольного изображения.

Сигнал с выхода элемента 20 поступает на вход формирователя 21 им- пульсоз и на управляющие входы сумматоров 9 и 10. Поступление импульса на управляющие входы сумматоров 9 и 10 приводит к его перекоммутации таким образом,что на выходе сумматоров 9 и 10 формируются коды без учета кодов, присутствующих на входа 29 и 30 устройства (без учета внешних кодов сдвига изображения). Другими словами на выходы сумматоров 9 и 10 проходят соответственно неизменные коды координат X и Y контрольного, изображения (считаем, чтю на выходах сумматоров 11 и 12 присутствуют нулевые коды). Коды коор-. динат контрольного изображения с выходов сумматоров 9 и 10 поступают на входы преобразователей 3 и 4 код напряжение, соответствующие анало-. говые напряжения с выходов которых через формирователи 7 и 8 напряжения развертки воздействуют на отклоняющую систему i 1 7 , выводя луч ЭЛТ 16 в заданную точку экрана. При этом формирователем 15 формируется импульс, поступающий на модулятор ЭЛТ 16 и обеспечивающий высветку контрольного изображения на экране ЭЛТ 16. Высветка контрольного изображения производится в месте экрана ЭЛТ, которое оптически связано со светочувствительными элементами датчика 23 контрольных координат.

Формирователь 21 импульсов из вы- ходкого сигнала, поступающего с выхода элемента 20 запрета, формирует импульс, по переднему фронту которо- го на первом и втором выходах датчика 23 контрольных координат формируются соответственно относительные

8

X и Y (взятые со знаком

5

0

5

д

0

5

0

5

0

5

минус) смещения контрольного изобра- ,жения на экране ЭЛТ 16 относительного геометрического центра (центрального .элемента) светочувствительной матрицы датчика 23. В случае отсутствия погрещности в тракте отображения коды относительных координат X и Y контрольного изображения являются нулевыми и коды (в начальный момент времени коды корректирующего воздействия нулевые) на выходах сумматоров 11 и 12 не изменяются. При наличии погрешности в тракте отображения контрольное изображение на экране ЭЛТ 16 не совпадает с геометрическим центром светочувствительной матрицы датчика 23, вследствие чего на его первом и втором выходах соответственно формируются коды координат X и Y (взятые со знаком минус) смещения контрольного изображения относительно требуемого положения. По заднему фронту импульса с выхода, формирователя 21 импульсов происходит алгебраическое суммирование этих кодов относительного смещения координат X и Y соответственно в сумматорах 11 и 12 с предыдущими (в данном случае нулевыми) значениями кодов смещения изображения. Суммарный код корректирующего воздействия по координатам X и Y поступает с выходов сумматоров 11 и 12 соответственно на третьи информационные входы сумматоров 9 и 10, где постоянно суммируется с текущими кодами отображаемой информации (в том числе и контрольной) , вследствие чего вся отображаемая информация сдвигается на экране ЭЛТ 16 по координатам X и Y в нужную сторону, так как код корректирующего воздействия стремится свести к нулю имеющуюся погрешность отображения (т.е. совместить контрольное изображение с геометрическим центром светочувствительной матрицы датчика 23). Если величина корректирующего воздействия по какой-либо причине была определена не совсем точно, то по заднему фронту следующего импульса на выходе формировате ля 21 импульсов (этот импульс будет сформирован в случае последующего- . поступления на входы 27 и 28 кодов контрольного изображения) сумматоры 11 и 12 формируют новый уточненный код корректирующего воздействия по

каждой из координат с новыми относительными кодами смещения координат контрольного изображения (сформированными датчиков 23). Уточнение кодов корректирующего воздействия на выходах сумматоров 11 и 12 приводит к более точному смещению изображения на экране ЭЛТ 16 в нужном направле.- НИИ и т.д. Данный процесс продолжается до тех пор, пока коды корректирующего воздействия на выходах сумматоров 11 и 12 не сведут к нулю имеющуюся погрешность тракта отображения информации. Аналогичным образом устраняется погрешность, обусловленная колебаниями напряжения сети, старением элемен гов, их температурной нестабильностью и т.д., что обеспечивает высокую точность отображения информации в предлагаемом устройстве.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый и второй преобразователи код напряжение, входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, а выходы подключены соответственно к информационным входам первого и второго генераторов пилообразного напряжения, управляющие входы которых, вход формирователя видеосигнала, первьй вход элемента ИЛИ и вход элемента задержки являются управляющим входом устройства, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, первый и второй сумматоры, первые информационные входы которых являются соответственно третьим и

5

четвертым информационными входами устройства, пятым и шестым информационными входами которого являются соответственно вторые информационные входы первого и второго сумматоров, третьи информационные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров приращений координат, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к входам третьего и четвертого преобразователей код - напряжение, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго формирователей напряжения развертки, управляющие вкоды которых соединены соответственно с выходами генерато0 ров пилообразного напряжения, а выходы - с отклоняющей системой ЭЛТ, модулятор которой соединен с выходом формирователя видеосигнала, первый и второй дешифраторы и формирователь .

5 импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности устройства, оно содержит элемент И и датчик контрольных координат, оптически связанный с экраном ЭЛТ, выходы которого соединены соответственно .с информационными входами первого и второго сумматоров приращейий координат, управляющие входы которых и вход датчика контрольных коор-: динат соединены с выходом формирователя импульсов, вход которого и управляющие входы первого и второго сумматоров соединены с выходом элемента запрета, разрешающий- вход которого соединен с выходом элемента И, первьш и второй входы которого .соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов, входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами устройства.

0

5

0

5