Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1991 года по МПК G06F3/153 

(Я

с

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, технике телевизионного приема и может быть использовано для реестрового управления лучом в устройствах для отображения информации и телеприемниках. Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия устройства. 27

®

ОЗ 05

с

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор 1 импульсов, первый счетчик-делитель 2, первый дешифратор 3, комму- . татор 4 адреса, генератор 5 строчкой развертки, генератор б кадровой развертки, пррвый усилитель 7, электронно-лучевую трубку 8, блок 9 вертикального отклонения луча ЭЛТ, блок 10 JQ памяти, коммутатор 11 чтения - записи, сдвиговый регистр 12 и формирователь 13 импульсов подсвета с их связями, введены второй 14, третий 15 и

Изобретение относится к автомати

ке, вычислительной технике, технике телевизионного приема и может быть использовано для растрового управления лучом электронно-лучевой трубки в Устройствах отображения информации и телеприемниках.

Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия устройстве.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - второй и третий усилители; на фиг.З - управляемый генератор; на фиг.4 - временная диаграмма функционирования устройства.

Устройство содержит генератор J импульсов, первый счетчик-делитель 2, первый дешифратор 3, коммутатор 4 адреса, генератор 5 строчной развертки, генератор 6 кадровой развертки, первый усилитель 7, электронно-лучевую трубку В (ЭЛТ), блок 9 вертикального отклонения луча ЭЛТ, выполненный в- виде отклоняьэщей по вертикали катушки ЭЛТ, блок 10 памяти, коммутатор 11 чтения - записи, сдвиговый регистр 2 формирователь 13 импульсов подсвета, второй 14 усилитель, третий усилитель 15, согласующий элемент 16, четвертый усилитель 17, фазовращатель 18 управляемый генератор 19 импульсов, второй счетчик-делитель 20, второй дешифратор 21 и элементы 22 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий усилитель 15 содержит блок 23 горизонтального отклонения луча ЭЛТ, выполненный в виде отклоняющей по горизонтали катушки ЭЛТ, и конденсатор 24.

Состав, топология и назначение связей устройства описаны в таблице.

четвертый 17 усилители, согласующий элемент 16, фазовращатель 18, управляемый генератор 19 импульсов, второй счетчик-делитель 20, второй дешифратор 21 и элементы ИСКЛЮЧАКЛПЕЕ ИЛИ 22 с их связями. Введенные элементы позволяют достигнуть поставленной цели, T.KI в отклоняющих катушках усилителя 15 протекает синусоидальный ток, что исключает переходные процессы в отклоняющей системе, и устранить холостой обратный ход луча. 4 ил,, 1 табл.

0

0

5 , 5

0

Дисплейный процессор, шины питания блоков, цепи, устанавливающие режимы блоков по постоянному току, цепи частотной коррекции, фильтрации питающих напряжений, времязадающие цепи, незадействованные входы блоков, подключенные к цепям логического нуля или логической единицы на &иг.1 и 3 не показаны.

Усилитель 14 (фиг.2) содержит разделительный конденсатор 74, режимный резистор 75, выходной транзистор 76, источник 77 коллекторного питания, шину 78 нулевого потенциала. Отклоняющие катушки блока 23 расположены на ферритовом сердечнике и надеты на горловину ЭЛТ 8 для управления лучом ЭЛТ 8 (связь 33). Катушки блока 23 связаны также с элементом 16 обратной связи, например, индуктивно (связь 59).

Генератор 19 (фиг.З) содержит элемент 79 с открытым коллектором, например типа К155ЛА8, линию 80 задержки, например, типа ЛЗТ-0,05-600,. согласующие резисторы 81 и 82, варикап 83, источник 84 напряжения +5В, шину 85 нулевого потенциала.

Устройство (фиг.1) функционирует следующим образом.

Генератор 1, например, типа К5 31ГГ1, сче тчик-д литель 2, например, типа К155ИЕ7 и дешифратор 3 образуют распределитель управляющих импульсных сигналов и формируют после- довательнос.ть управляющих импульсных сигналов в соответствии с временной диаграммой. Номера шин устройства и номера осциллограмм, изображающих форму сигнала на указанных шинах, одни и те же. Дешифратор 3 выполнен

на элементах И, ИЛИ, НЕ, например, К155 серии или на пассивном запоминающем устройстве, например, типа КР556РТ5, запрограммированном на программаторе в соответствии с временной диаграммой.

Генератор 6, запускаемый дешифратором 3, и последовательно включенные

баний усилителя 5 выбирается в два раза большим периода прямого хода развертки по строке. Тогда в тепрние одного полупериода развертки (четного) t луч по экрану 1ЛТ 8 дзтается слева нап| аво( в течение другого полупериода (нечетного) t справа

с генератором 6 усилитель 7 и катушка .Q налево, т.е. развертка экрана ЭЛТ 8

блока 9 формируют кадровое отклоняющее пилообразное импульсное магнитное поле для отклонения луча ЭЛТ 8 по кадру аналогично тому, как это делается в телевизионной кадровой развертке.

В блоке 10 памяти, выполненном, например, на элементах типа М132РУ10А, записывается информация о воспроизводимом на экране ЭЛТ 8 изображении,причем между адресами точек, записанных в блоке 10 памяти, и адресами этих же точек, воспроизводимых на экране ЭЛТ 8, существует взаимно-однозначное соответствие.

Запись информации в блоке 10 осуществляется с дисплейного процессора. По шинам 44 и 46 через коммутатор 4 устанавливается адрес записи и по шине 49 через коммутатор 11 устанавливается режим записи. Записываемые данные поступают на блок 10 с дисплейного процессора по шинам 38 и 39. признак выбора (активизация) микросхем - по шине 40. При чтении информации с блока 10 по шине 73 в дисплейный процессор адрес чтения устанавливается аналогично адресу записи, а по шине 49 через коммутатор II задается режим чтения.

вдоль строки осуществляется без обра ного хода, так как четный и нечетный прямые ходы луча полностью равнопра ны и воспроизведение изображения на

jj экране ЭЛТ 8 осуществляется во время четного и нечетного прямых ходов луча (временная диаграмма на Лиг.4). При резонансе амплитуда колебательного тока в усилителе 15, являю20 щегося одновременно развертывающим током, протекающим через катушки бло ка, 23 в Q раз (О - добротность кон тура 15) больше тока, протекающего через выходной каскад усилителя 14.

25 Регулярная синусоидальная форма тока в усилителе 15 и напряжение на усилителе 15 исключают возникновение перенапряжений на выходных зажимах выходного каскада усилителя 4. Форм

30 рование тока синусоидальной формы в усилителе 15 не вызывает каких-либо сложностей при более простой структу ре усилителя 14 по сравнению со стру турой усилителя для пилообразно-импульсного тока. Стабильность и надеж ность функционирования резонансных усилителей так же выше, чем для пилообразного импульсного тока.

Информация в процессе воспроизведения изображения на экране ЭЛТ 8 с выхода блока 10 через регистр 12 и формирователь 13 поступает на модулятор ЭЛТ 8, управляя интенсивностью луча ЭЛТ 8.

Генератор 5 запускается импульсами с выхода дешифратора 3. Выходной сигнал генератора 5 поступает на вход усилителя 14, нагруженного на усилитель 15, представляющего собой резонансный колебательный контур, в состав которого входят отклоняющие блок 23 в виде катушки индуктивности и конденсатор 24.

Катушки блока 23 и конденсатор 24 могут образовать как параллельный, так и последовательный резонансный контур. Дальнейшее описание относится к параллельному резонансному контуру.

tЈ собственных коле, Период Т

баний усилителя 5 выбирается в два раза большим периода прямого хода развертки по строке. Тогда в тепрние одного полупериода развертки (четного) t луч по экрану 1ЛТ 8 дзтается слева нап| аво( в течение другого полупериода (нечетного) t справа

налево, т.е. развертка экрана ЭЛТ 8

вдоль строки осуществляется без обратного хода, так как четный и нечетный прямые ходы луча полностью равноправны и воспроизведение изображения на

j экране ЭЛТ 8 осуществляется во время четного и нечетного прямых ходов луча (временная диаграмма на Лиг.4). При резонансе амплитуда колебательного тока в усилителе 15, являющегося одновременно развертывающим током, протекающим через катушки блока, 23 в Q раз (О - добротность контура 15) больше тока, протекающего через выходной каскад усилителя 14.

5 Регулярная синусоидальная форма тока в усилителе 15 и напряжение на усилителе 15 исключают возникновение перенапряжений на выходных зажимах выходного каскада усилителя 4. Форми0 рование тока синусоидальной формы в усилителе 15 не вызывает каких-либо сложностей при более простой структуре усилителя 14 по сравнению со структурой усилителя для пилообразно-импульсного тока. Стабильность и надежность функционирования резонансных усилителей так же выше, чем для пилообразного импульсного тока.

Но-самое главное заключается в том, что верхняя граничная частота синусоидального развертывающего тока в усилителе 5 при заданном значении отклоняющих ампервитков катушки блока 23 может быть получена значительно выше, чем для пилообразно-импульсного тока.

Однако при всех преимуществах сгшу- соидальной развертки воспроизводимое изображение на экране ЭЛТ 8 нелинейно по строке.

Таким образом, при синусоидальной развертке необходимо предпринять меру для воспроизведения линейного изображения.

Длина Д.1 элемента изображения вдоль строки равна di

Д1

3Tft

di где -- - скорость изменения тока в

строчных отклоняющих ка- тутпках 16;

t - время воспроизведения эле- мента изображения.

Если при изменении скорости перемещения луча ЭЛТ 8 время воспроизведения элемента меняется соответствующим образом (увеличение скорости - уменьшение времени, уменьшение скорости - увеличение времени), то при нелинейной (синусоидальной) развертке на экране ЭЛТ 8 формируется линейное изображение, т.е. длины всех элемен- тов оказываются одинаковыми.

Для этого с отклоняющих катушек блока 23 с помощью элемента 16 обратной связи снимается напряжение обратной связи величина которого пропор- циональна току в отклоняющих катушках блока 24. Элемент 16 может представлять собой, например, или виток (витки) обратной связи, индуктивно связанный с витками отклоняющих катушек, или резистор обратной связи, включенный последовательно с отклоняющими катушками блока 23, причем величина резистора не должна оказывать сколь-нибудь существенного влияния на величину тока в отклоняющих катушках блока 23 и добротность усилителя 15.

Напряжение обратной связи с выхода элемента 16, усиленное и при необхо- димости продетектировакное усилителем 17, поступает на фазовращатель 18 который представляет собой RC-цепочку

L

Частота генератора 19 должна изме- няться в так- с изменением скорости тока в катушкач блока 23 для формирования линейного изображения на экране ЭЛТ 8. Ток в катушках блока 23 изменяется по синусоидальному закону, CKO рость тока изменяется по косинусоидальному закону (--- sint cost). IIo dt

этому на выходе фазовращения 18,поворачивающего фазу входного сигнала на 90°, получаем напряжение, пропорциональное скорости изменения тока в катушках блока 23, и поступающее на генратор 19 для управления частотой на выходе генератора-19.

Усилитель 17 детектирует входное напряжение (штриховая линия на осциллограмме шины 63 временной диаграмы, фиг.4), если частота генератора 19

5

0 5

0 0

5

о J

5

зависит только от амплитуры сигнала требуемой полярности на шине 63.

Генератор 19 фазируется импульсом с выхода дешифратора 3. Фазирование генератора 19 обеспечивает согласованное положение элементов воспроизводимого изображения во всех строках растра. Одновременно импульс Фаэиров- ки устанавливает в ноль счетчик-делитель 20.

Генератор 19, счетчик-делитель 20, например, типа К155ИЕ7 и дешифратор 24 образуют распределитель управляющих импульсных сигналов и формируют последовательность управляющих импульсных сигналов в соответствии с временной диаграммой (фиг .4) , причем указанная последовательность сигналов изменяется в такт с изменением скорости тока в катушках блока 23. Дешифратор 24 выполнен на элементах И, ИЛИ, НЕ например, К155 серии или на пассивном запоминающем устройстве, например, типа КР556РТ5.

Элементы 22 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выполненные, например, на элементах типа К155ЛП5, передают код адреса X с выхода счетчика-делителя 20 через коммутатор 4 на блок 10 памяти в прямом коде во время четного прямого хода по строке или в обратном коде во время нечетного прямого хода по строке. Переключение элементов 22 осуществляется сигналом с выхода дешифратора 24.

Дешифратор 24 формирует также сигналы, по которым в регистр 12 осуществляется занесение с выхода блока 10 информации о группе точек строки растра, воспроизводимых на экране ЭЛТ 8 до очередного момента считывания информации из блока 10 в регистр 24 г сигналы, по которым сдвигается информация в регистре 12, сигналы, по которым на выход коммутаторов 4 и 11 с их входов на вход блока 10 поступает информация либо с дисплейного процессора, либо с блоков местного управления (адрес Y с выхода счетчика-делителя 2, адрес X с выхода элементов 22 для коммутатора 4, сигнал чтения при выводе на экран ЭЛТ 8 с выхода дешифратора 24 для коммутатора 11). Обращения к блоку 10 с выхода дисплейного процессора осуществляется в те моменты времени, когда воспроизводимая на экране ЭЛТ 8 информация сдвигается в регистре 12, т.е. обращение дисплейного процессора к блоку 10 не вызывает прерывания воспроизведения изображения на экране ЭЛТ 8.

С выходов дешифраторов 3 и 24 в дисплейный процессор передается информация о состоянии устройства для взаимной увязки функционирования дисплейного процессора и устройства

Элементы 22 можно исключить, если записывать в блок I0 информацию для четного и нечетного прямых ходов.

Функционирование усилителя 14 (фиг.2) не имеет каких-либо особенностей по сравнению с другими усилителями с резонансными контурами в цепи коллектора. Усилитель 14 может функционировать в любом из режимов A,B,C,D, хотя режимы С и D с точки зрения рассеиваемой мощности более предпочтительны. Режим задается резистором 75.

Генератор 19 (биг.З) представляет собой генератор с задержанной обратной связью. Включение - выключение элемента И 79 по тине 62 позволяет жестко привязать функционирование генератора 19 к импульсу на шине 62. При изменении емкости варикапа 83 по шине 63 измеряется величина задержки линией 80 задержки и, соответствен но, частота генератора 19. Величины резисторов 81 и 82 равны волновому сопротивлению линию 80 задержки, благодаря чему в последней обеспечивается режим бегущей волны.

Использование введенных элементов с их связями позволяет увеличить скорость отклонения луча ЭЛТ по горизонтали (вертикали) при уменьшении индуктивности отклоняющих катупек и/или увеличении амплитуды развертывающего тока так как в колебательном контуре, образованном отклоняющими катушками, протекает синусоидальный ток - ток установившегося режима, т.е. в контуре отсутствуют переходные процессы, приводящие к скачкам напряжения и/или тока. Кроме того, поскольку величина тока в контуре в Q (Q - добротность контура) раз больше тока, протекающего через выходной каскад генератора развертки, а напряжение на зажимах выходного каскада генератора развертки меньше или равно ЭДС источника питания выходного каскада, то мощность выходного каскада и мощность возбуждения выходного каскада

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

почти не зависят от частоты тока в контуре (предполагаем, что эквивалентное сопротивление контура остается неизменным). Поэтому к ключам выходных каскадов генератора развертки не предъявляются с точки зрения тока через ключ, напряжения на ключе и мощности, рассеиваемой крючок, каких-либо серьезных требований, что повышает надежность выходных каскадов; указанные требования существенно уменьшены по сравнению с выходкь - ми каскадами для пилообразно-импульсных токов.

Отсутствует инерционность переключения выходного каскада генератора развертки при переключении с прямого хода на обратный, поскольку в контуре исключены какие-либо переключения, четный прямой ход плавно по синусоиде переходит в нечетный прямой ход, нечетный прямой ход плавно по синусоиде переходит в четный прямой ход, т.е. обратного хода в общепринятом смысле вообще нет.

Увеличивается быстродействие, т.е. исключено время обратного хода, являющегося холостым временем, в течение которого не воспроизводится изображение на -экране ЭЛТ.

Упрощается формирование отклоняющего тока, так клк получить синусоидальный ток существенно проще, чем S-образный пилообразно-импульсный с учетом геометрических искажений.

Генератор развертки не требует индивидуальной регулировки, так как высокая добротность колебательного контура обеспечивает стабильные параметры тока в контуре, к тому же мало зависящие от температуры.

Ключ выходного каскада может пропускать ток в одном направлении, так как ток в контуре симметричен относительно нулевого уровня, т.е. луч ЭЛТ отклоняется влево и вправо относительно центра.

Предложенное устройство помимо применения в дисплейной технике можно использовать для телеприемников с повышенной разрешающей способностью, используемых в телевидении с высокой четкостью.

Формула изобретения

Устройство для отображения информации на экране электронпо-лучевой

трубки, содержащее генератор импуль-- сов, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика-делителя и стробирующему входу первого дешифратора, информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика-делителя, соединенному с первым информационным входом коммутатора адреса, выход первого дешифратора является управляющим выходом устройства, подключенным к установочному входу первого счетчика-делителя, к входу запуска генератора строчной развертки и к входу запуска генератора кадровой развертки, выход которого подключен к информационному входу первого усилителя, выход которого подключен к входу блока вертикального отклог

нения луча ЭЛТ, выход которого является выходом сигнала управления вертикальным отклонением луча устройства, первый выход коммутатора адреса подключен к первому адресному входу блока памяти, второй адресный вход которого подключен к второму выходу коммутатора адреса, первый управляющий вход блока памяти подключен к выходу коммутатора чтения/записи, информационный вход которого является первым управляющим входом устройства, информационный вход блока памяти является первым информационным входом устройства, второй управляющий вход блока памяти является вторым управляющим входом устройства, выход блока памяти является первым управляющим выходом устройства, соединенным с информационным входом сдвигового регистра, выход которого подключен к информационному входу формирователя импульсов подсвета, выход которого подключен к модулятору ЭЛТ, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия

5

0

5

0

5

0

устройства, оно содержит второй и третий усилители, согласующий элемент, четвертый усилитель, фазовращатель, управляемый генератор импульсов, второй счетчик-делитель, второй дешифратор и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход генератора строчной развертки подключен к входу второго усилителя, выход которого подключен к входу третьего усилителя, первый выход которого является выходом сигнала управления горизонтальным отклонением луча ЭЛТ, устройства, второй выход третье- , го усилителя подключен через согласующий элемент к входу четвертого усилителя, выход которого подключен к входу -фазовращателя, выход которого подключен к первому управляющему входу генератора импульсов, второй управляющий вход которого подключен к выходу первого дешифратора, соединенному с установочным входом второго счетчика-делителя, счетный вход которого подключен.к выходу управляемого генератора импульсов, соединенному со стробирующим входом второго дешифратора, информационный вход которого подключен к выходу второго счетчика- делителя , соединенному с информационными входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющие входы которых подключены к выходу второго дешифратора, который является вторым информационным выходом устройства, соединенным с входами сдвига и записи сдвигового регистра, к управляющим входам коммутатора чтения-записи и коммутатора адреса, второй и третий информационные входы которого являются соответственно вторым и третьим информационными входами устройства, четвертый информационный вход коммутатора адреса подключен к выходу второго дешифратора.

Продолжение таблицы

Дисплейный68 процессор

2269

2270

271

272

Дисплейный73 процессор

5

Продолжение таблицы

ш-разрядная, где m - число разрядов счетчика-делителя 2

Шина кода признаков Y-pазрядная, где Y - число признаков, передаваемых в процессор

Шина четного - нечетного прямого хода по строке одноразрядная Шина кода адреса X Х-разрядная Шина установки в нуль одноразрядная Шина счетных плюс единиц одноразрядная Шина данных к дисплейному процессору. n-разрядная

Фиг. I

Фиг.3