Устройство для отображения радиолокационной информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1991 года по МПК G09G1/16 

О

ю

00 00

о

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения радиолокационной информации на экране телевизионного индикатора.

Целью изобретения является повышение достоверности отображаемой радиолокационной информации.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема формирователя азимутальных меток; на фиг. 3 - функциональная схема преобразователя угол-код; на фиг. 4 - функциональная схема формирователя кода точек развертки; на фиг. 5 - функциональная схема блока временной привязки видеосигнала.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП), синхронизатор 2, блок 3 буферной памяти, формирователь 4 адреса, формирователь 5 управляющих сигналов, блок 6 растровой памяти, распределитель 7 импульсов, циф- роаналоговый преобразователь 8 (ЦАП), ви- деоусилитель 9, формирователь 10 напряжений разверток, отклоняющую систему 11 (ОС), электронно-лучевую трубку 12 (ЭЛТ), формирователь 13 азимутальных меток (ФАМ), преобразователь 14 угол-код, формирователь 15 кода точек разверток, блок 16 временной привязки видеосигнала.

Формирователь 13 азимутальных меток содержит счетчик-делитель 17 на двенадцать, формирователь 18 одиночного импульса, формирователь 19 меток тридцати градусов, элементы НЕ 20 и 21.

Преобразователь 14 угол-код содержит двоичный счетчик 22, элементы НЕ 23 и 24, регистр 25, формирователь 26 знака, блок 27 сравнения, блок 28 постоянной памяти значений синуса (косинуса), регистры 29 и 30.

Формирователь 15 кода точек разверток содержит умножитель 31 дальности на синус текущего угла, умножитель 32 дальности на косинус текущего угла, регистр 33. смещения центра по координате X, регистр 34 смещения центра по координате У, делители 35, 36 на четыре, формирователь 37 кода X, формирователь 38 кода У, формирователь 39 импульса конца развертки.

Блок 16 временной привязки содержит элемент И 40, элементы НЕ 41 и 42, D-триг- геры 43, 44, блок 45 сравнения, элементы НЕ 46 и 47.

Позициями 48-51 обозначены информационные входы соответственно с первого по четвертый, а позицией 52-управляющий вход устройства.

Устройство работает следующим образом.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1 преобразует аналоговую информацию, поступающую на его информационный вход ЭХО, в цифровой код яркости.

Код яркости с выхода АЦП 1 поступает на информационный вход блока 16 привязки видеосигнала к импульсам дистанции.

0 Через элементы НЕ 41, 42 код яркости поступает на D-входы D-триггеров 43 и 44, на вход С которых через элемент И 40 поступают с синхронизатора 2 импульсы дистанции учетверенной частоты повторения. При сов5 падении кода яркости с импульсами код яркости записывается на D-триггеры 43 и 44. На установочный вход D-триггеров 43 и 44 синхронизатора 2 поступают импульсы дистанции, сбрасывая D-триггеры 43 и 44 в ну0 левое состояние. Таким образом, за период повторения импульсов дистанции видеосигнал на D-триггеры 43, 44 записывается четырежды. Выходы D-триггеров 43 и 44 подключены к выходу В блока 45 сравне5 ния, а также через элементы1 НЕ 46 и 47 выведены на выход блока 16. На вход блока 45 сравнения через элементы НЕ 41. 42 поступает код яркости. Если код на входе А больше кода на выходе В, то на

0 выходе А В появится уровень лог. 1, который поступает на второй вход элемента И 40. При наличии на втором входе элемента И 40 лог. 1 импульсы дистанции учетверенной частоты проходят для записи кода

5 яркости на D-триггеры.

Код яркости с выходов блоков 16 привязки видеосигнала к импульсам дистанции поступает на информационные входы блока 3 буферной памяти.

0 Синхронизатор 2 синхронизируется импульсом Запуск, поступающим на его вход из РЛС, На второй (установочный) вход синхронизатора 2 с первого выхода формирователя 15 кода точек развертки поступает

5 сигнал Конец развертки. Синхронизатор 2 вырабатывает сигналы, управляющие работой устройства, и содержит кварцевый генератор, счетчики-делители, дешифраторы, формирователь дистанционных меток, фор0 мирователь импульсов управления, формирователь импульсов дальности, формирователь строчных импульсов, формирователь кадровых импульсов, формирователь гасящих импульсов, формирователь

5 импульсов записи-считывания (не показаны). В синхронизаторе 2 кварцевый генератор формирует опорные импульсы, частота которых равна частоте импульсов разложения телевизионного растра и кратна частоте импульсов дальности. Опорные импульсы

подаются на счетчики-делители, а также на управляющий вход распределителя 7 импульсов. С выходов счетчиков-делителей коды поступают на дешифраторы, формирующие последовательности сдвину- тых импульсов, и на формирователь управляющих импульсов, представляющий собой постоянную программируемую память. Из импульсов, снимаемых с дешифраторов, и из импульсов постоянной программируе- мой памяти формируются импульсы, которыми управляется устройство. Строчные, кадровые и гасящие импульсы с синхронизатора 2 поступают на формирователь 10 напряжений разверток. Формирователь 10 содержит генератор строчной развертки, генератор кадровой развертки и усилители напряжений строчной и кадровой разверток (не показано); напряжения строчной и кадровой разверток с усилителей поступают на отклоняющую систему 11 ЭЛТ 12. Малые азимутальные импульсы (МАИ) и признак Север от датчика вращения антенны РЛС поступают на формирователь 13 азимутальных меток по входам 48 и 49. Сигналы МАИ и Север через элементы НЕ 20 и 21 поступают на формирователь 14 угол-код.

Признаком Север счетчик-делитель 17 на двенадцать устанавливается в нулевое состояние. Сигналы МАИ поступают на счетный вход счетчика-делителя на двенадцать, с выхода которого каждый двенадцатый импульс поступает на первый вход формирователя 18 одиночного импульса, на второй вход которого с синхронизатора 2 поступают импульсы дальности. Первый; импульс дальности пришедший после двенадцатого импульса МАИ, поступает на формирователь 19 тридцатиградусных меток. Последний содержит схему привязки к импульсу Запуск и триггер. Импульсом Запуск, совпадающим с двенадцатым импульсом МАИ, триггер перебрасывается, а импульсом Срыв, поступающим с синхронизатора 2, переключается в исходное со- стояние. Таким образом, на выход; триггера формируется импульс, который соответствует тридцатиградусной метке. Импульсы тридцатиградусных меток поступают на АЦП 1. Через элементы НЕ 20 и 21 импульсы МАИ и Север поступают на-два первых входа преобразователя 14.

Преобразователь 14 угол-код преобразует линейные угловые метки в код синуса- косинуса текущего угла.

Импульсом Север, поступающим на установочный вход двоичного счетчика 22, двоичный счетчик 22 устанавливается в нулевое состояние. Двоичный счетчик 22 считает импульсы МАИ, поступающие на его

счетный вход За воемя поворота антенны РЛС на 360° поступают, например 4096 импульсов, при этом каждый импульс поступает через время, за которое антенна повернется на угол 5°27 .

Таким образом, количеством МАИ, поступивших после прихода импульса Север, определяется угол поворота антенны. Код, получаемый на выходах двоичного счетчика 22, является кодом угла. Код с двух старших разрядов двоичного счетчика 22 через первый регистр 25 подается на формирователь 26 знака, где формируются знаки синуса и косинуса. Остальные разряды двоичного счетчика 22 через первый регистр 25 подключены к блоку 27 постоянной памяти значений синуса-косинуса, причем предпоследний разряд подается через схему 27 сравнения. Блок 28 постоянной памяти значений синуса-косинуса текущего угла запрограммирован так, что каждому коду угла на его входе соответствует синус или косинус угла на его выходе.

Коды синуса и косинуса угла записываются в регистры 29 и 30, с выходов которых поступают на формирователь 15 кода точек разверток.

В формирователе 15 кода точек разверток код синуса поступает на вход умножителя 31 дальности на синус текущего угла, код косинуса - на вход умножителя 32 дальности на косинус текущего угла. Импульсом Запуск умножители 31 и 32 устанавливаются в нулевое состояние. На счетные входы умножителей 31 и 32 подаются импульсы дистанции. Чтобы увеличить точность умножения на дальность, частота повторения импульсов дистанции должна быть в четыре раза больше частоты дискретов дальности. Количество импульсов дистанции М должно быть

к, D -4

М , а

где D - дальность действия РЛС, км;

d - дискрет дальности, км.

Умножители построены на счетчиках- умножителях частоты и могут быть выполнены на микросхемах 133ИЕ8. Коды синуса и косинуса угла поступают на входы Коэффициент умножения микросхем 133ИЕ8.

Количество импульсов Ki, Ka на выходах умножителей 31 и 32 равно:

sin о;

cosа, где а - текущий угол;

М - количество импульсов дистанции.

Для соответствия периода повторения импульсов Ki и Ка точкам разложения телевизионного растра период повторения вы

ходных импульсов умножителей 31 и 32 делится на четыре на делителях 35, 36. Код смещения центра по координатам X, У импульсом управления, поступающим от синхронизатора 2, записывается в регистры 33 и 34 смещения центра по координатам X, У и поступает на входы формирователей 37 кода X и 38 кода У. На счетные входы формирователей 37 кода X и 38 кода У поступают импульсы Ki и К2, частота повторения кото- рых поделена на четыре. Формирователь 37 кода X и формирователь 38 кода У построены на двоичных счетчиках с предварительной записью кода. Код смещения центра импульсом управления записывается в счет- чики. При поступлении на счетный вход импульсов на выходах счетчиков образуется суммарный код.

Таким образом, с учетом кода смещения центра формирователями 37 кода X и 38 кода У формируется код X и код У. Количество разрядов кодов X, У определяется количеством точек в строке растра и количеством строк. При превышении значениями кода количества точек в строке и количества строк в растре формирователя 37 кода X и 38 кода У вырабатывают импульсы переполнения, которые поступают на формирователь 39 конца развертки. Формирователь 39 конца развертки формирует сигнал Конец развертки, который поступает на синхронизатор 2. Коды X и У поступают на блок 3 буферной памяти.

Блок 3 буферной памяти предназначен для записи информации двух радиолокационных разверток (двух зондирований) и содержит первую матрицу памяти для первой развертки, вторую матрицу памяти для второй раэвеотки, формирователь адреса пер- вой матрицы памяти, формирователь адреса второй матрицы памяти, коммутатор выходной информации и счетчик разверток (не показаны). В момент зондирования РЛС код X, код У и код яркости одной радиолока- ционной развертки записывают в первую матрицу памяти. С второй матрицы памяти в это время информация считывается. Адрес для записи информации формируется из импульсов дальности, поступающих с выхода синхронизатора 2. Адрес для считывания информации формируется из импульсов, синхронных импульсам разложения растра. При этом период повторения импульсов считывания соответствует шестнадцати пе- риодам импульсов разложения растра. Если формирователь адреса первой матрицы памяти формирует адрес для записи, то формирователь адреса второй матрицы памяти формирует адрес дня считывания

Коммутатор управляется сигналами счетчика разверток, поэтому на выход коммутатора подключается та матрица памяти, с которой происходит считывание информации.

Четыре младших разряда кода X из блока 3 поступают на блок 6 растровой памяти, остальные разряды кода X и все разряды кода У поступают на формирователь 4 адреса. Код яркости поступает на формирователь 5 управляющих сигналов.

Формирователь 4 предназначен для формирования адреса для записи и считывания информации блока 6 и содержит двоичный счетчик импульсов разложения растра по строке, двоичный счетчик строк, коммутатор (не показаны). Адресом для записи в блок 6 являются коды X и У, которые поступают на формирователь 4 с блока 3. Адресом для считывания с блока 6 является код, поступающий с выходов двоичного счетчика импульсов разложения растра по стрелке и выходов двоичного счетчика строк. Адрес для записи поступает на один вход коммутатора, а адрес для считывания - на другой. Коммутатор управляется сигналом, поступающим на формирователь 4 адреса с синхронизатора 2. Данные для записи в блок 6 по адресу, формируемому формирователем 4, поступают с выходов формирователя 5 управляющих сигналов. Формирователь 5 предназначен для сравнения кода яркости, поступающего с блока 3 буферной памяти. Если код яркости блока 3 буферной памяти меньше кода яркости блока 6 растровой памяти, то код яркости блока 6 растровой памяти понижается на единицу и вновь переписывается в блок 6 растровой памяти по тому же адресу.

Формирователь 5 управляющих сигналов содержит регистр, сумматор, блок сравнения и коммутатор (не показаны).

Прежде чем записать по какому-либо адресу код яркости в блок 6 растровой памяти, по этому адресу происходит считывание информации из блока 6. Считываемая информация записывается в регистр, с регистра поступает на входы сумматора и блока сравнения. Во время записи кода яркости в блок б на блоке сравнения сравниваются код яркости, поступающий с регистра, и код яркости, считываемый с блока 3 буферной памяти. Если код яркости, считываемый с блока 3, больше кода яркости, считываемого по данному адресу с блока б, то сигнал, подаваемый с блока сравнения на коммутатор, разрешает прохождение кода яркости блока 3 буферной памяти через коммутатор на выход. Если код яркости блока 3 буферной памяти меньше кода яркости блока 6

растровой памяти, то сигнал с блока сравнения переключает коммутатор на трансляцию кода на выход с сумматора, на котором код яркости уменьшен на одну градацию яркости,

Блок 6 растровой памяти содержит дешифратор, матрицу памяти для каждого разряда яркости, матрицу памяти для формирования следа отображаемой точки (не показана). Каждая матрица имеет объем памяти, равный количеству точек разложения растра. Запись информации в каждую матрицу осуществляется побитно, считывание - по столбцам (в столбце 16 точек). При записи выбор микросхем памяти в блоке осуществляет дешифратор. На входы дешифратора поступают четыре младших разряда кода X. Адресные входы всех матриц объединены.

Информация с каждой матрицы памяти параллельно поступает на распределитель 7, который содержит счетчик-делитель на шестнадцать, сдвиговые регистры (не показаны), количество которых определяется количеством матриц памяти блока б растровой памяти. Информация, считываемая с матриц памяти в параллельном виде импульсом счетчика-делителя на шестнадцать, записывается на сдвиговые регистры таким обра-, зом, что первая точка строки столбца оказывается на выходе регистра. Сдвиг информации (считывание) осуществляется импульсами разложения растра, поступающими с пятого выхода синхронизатора 2. Таким образом, со сдвиговых регистров каждого разряда яркости в момент отображения растра считывается информация с каждой точки растра. Эта информация поступает на входы ЦАП 8, на выходе которого образуется аналоговый сигнал яркости каждой точки растра, соответствующий коду яркости. Этот сигнал поступает через видеоусилитель 9 на модулятор ЭЛТ 12 и воспроизводится на экране в соответствующих точках растра.

Таким образом, изобретение юзволяет повысить достоверность отображаемой радиолокационной информации за счет устранения ее потерь.

В блоке 16 цифровая информация об отраженном радиолокационном сигнале, поступившая в произвольный момент периода импульсов дистанции, накапливается и после окончания периода выдается для записи в блок 3 буферной памяти. Процесс накопления осуществляется на учетверенной частоте импульсов дистанции.

Формирователь 15 кодов точек разверток вырабатывает коды координат X, У с учетом подаваемых на его вход кодов смещения центра. Накопленная цифровая ин формация оП отраженном сигнале, поступившая в произвольный момент периода радиолокационного изображения, позволя- ет расширить диапазон наблюдаемого изображения в заданном направлении и таким образом дополнительно повысить достоверность отображаемой информации.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для отображения радиолокационной информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее формирователь напряжений разверток, выход которого подключен к отклоняющей системе ЭЛТ, видеоусилитель, выход которого подключен к модулятору ЭЛТ, а вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу распределителя импульсов, информационные входы которого подключены к первому выходу блока растровой памяти, а управляющий вход- к первому управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, второй управляющий вход которого подключен к первому выходу формирователя азимутальных меток, второй выход которого подключен к информационному входу преобразователя угол-код, первый управляющий вход которого подключен к третьему выходу синхронизатора, а второй управляющий вход - к четвертому выходу синхронизатора и к первому управляющему входу формирователя азимутальных меток, первый и второй информационные входы которого являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, блок буферной памяти, первый управ- ляющий вход которого является

управляющим входом устройства и соединен с вторым управляющим входом формирователя азимутальных меток, третьим - управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, с управляющим входом

синхронизатора, пятый выход которого подключен к первому управляющему входу формирователя напряжений разверток, второй управляющий вход которого соединен с шестым выходом синхронизатора и с первым

управляющим входом формирователя адреса, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом синхронизатора, вторым управляющим входом блока буферной памяти и с первым управляющим входом блока растровой памяти, первый информационный вход которого соединен с первым выходом блока буферной памяти, а второй информационный вход - с первым выходом формирователя адреса, второй выход которого соединен с первым информационным входом формирователя управляющих сигналов, выход которого соединен с вторым управляющим входом блока растровой памяти, второй информационный вход - с вторым выходом блока растровой памяти, а третий информационный вход - с вторым выходом блока буферной памяти, третий выход которого подключен к первому информационному входу формирователя адреса, первый управляющий вход формирователя управляющих сигналов подключен к восьмому выходу синхронизатора, информационный вход аналого-цифрового преоб- разователя является третьим информационным входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности отображаемой информации за счет устранения ее потерь и возможности смещения центра изображения, устройство содержит блок временной привязки видеосигнала, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, и формирователь кода точек разверток, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами преобразователя угол- код, первый управляющий вход - с управляющим входом

устройства, второй управляющий вход - с третьим управляющим входом формирователя азимутальных меток, девятым выходом синхронизатора и с первым управляющим входом блока временной привязки видеосигнала, второй управляющий вход блока временной привязки видеосигнала соединен с десятым выходом блока буферной памяти и с вторым управляющим входом формирователя управляющих сигналов, а

выход подключен к первому информационному входу блока буферной памяти, третий управляющий вход формирователя кода точек разверток подключен к третьему выходу синхронизатора, первый выход - к установочному входу синхронизатора, второй выход - к второму информационному входу блока буферной памяти, а третий информационный вход его является четвертым информационным входом устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам отображения радиолокационной информации на экране телевизионного индикатора. Цель изобретения - повышение достоверности отображаемой информации за счет устранения ее потерь и возможности смещения центра изображения -достигается введением блока 16 временной привязки видеосигнала и формирователя 15 кодов точек разверток. В предложенном устройстве преобразованный в код отраженный радиолокационный сигнал поступает в блок 3 буферной памяти не сразу, а пройдя обработку в блоке 16 временной привязки видеосигнала. В этом блоке цифровая информация об отраженном сигнале, поступившая в произвольный момент периода импульсов дистанции, накапливается и после окончания периода выдается для записи в блок 3 буферной памяти. Процесс накопления осуществляется на учетверенной частоте импульсов дистанции, что полностью устраняет потери информации. Формирователь 15 кодов точек разверток вырабатывает коды координат X и Y с учетом подаваемых на его вход кодов смещения центра радиолокационного изображения, что позволяет расширить диапазон наблюдаемого изображения в заданном направлении и тем самым дополнительно повысить достоверность отображаемой информации. 5 ил. Ј

Фиг.1

ffm

Сиихронцзоптора

14

. От формиробсх.

теля озц- мутальных ; метоп

От

синхронизв торс

i

i

0 И

%§ Л & Ч К

Фиг. 2

от фкмирц&с,-,

счещенае ю ми с&иса/п- центцах twyte/rvytyew уукг

«i L

смещение /. у yJijr. Ч

1

ив fa / fypeptKHf лают

#4 tvie/twt.