Устройство для отображения дуг окружностей и эллипсов на экране электроннолучевой трубки Советский патент 1979 года по МПК G06K15/20 

Изобретение относится к вычиспитепьной технике и может быть использовано при построении графических устройств отображения информации на базе эпектро нолучевых трубок {ЭЛТ). Известно устройство, содержащее ген ратор синусоидального напряжения, соединенный с преобразователем кодов, подключенным к отклоняющей системе ЭЛТ, с блоком синхронизации, св51занным с блока ми отсчета рачального и конечного углов подключенными к триггеру, и два эпемента И Til . Однако такое устройство обеспечивает отображение только таких эллипсов и дуг, оси которых совпадают по направлению с осями системы координат экрана. Наиболее близкое к предлагаемому изобретению устройство содержит блок синхронизации, первый выход которого подключен к первому входу блока отсчета начала дуги, второй выход - к первому входу блока отсчета конца дуги, третий выход - к вторым входам блоков отсчета начала и конца дуги, а четвертый выход соединен с первым входом блока сдвига фазы, выход которого подключен к первому входу блока синхронизации, преобразователь кодов, выходы которого подключены к отклоняющей системе ЭЛТ, и первый триггер, входы которого соединеюл с выходами блоков отсчета начала и конца дуги и со вто{%1ми входами блока синхронизации соответственно, выход первого триггера соединен с модулятором 3ЛТ 2 . Недостатком этого устройства явпяется низкое быстродействие и низкое качество отображаемых 4«ryp. В известных устройствах генераторы синусоидальных напряжений настраиваются на одну определенную частоту с таким расчетом, что&л за время одного периода синусоидального напряжения на экране ЭЛТ вычерчивалась окружность с наибольшим радиусом. Отображение каждой из всех других фигур, размеры которых могут в несколько раз меньше, производится за такое же время, поэтому суммарно для отображения всех фигур- расходуется значительно больше времени, чем требуется для отображения .фигур с нормальной яркостью. В известных устройствах при вычерчивании различных по размерам фигур пуч ЭЯГ за одно и то же время может проходить расстояния, во много раз отличающиеся друг от друга, соответственно во много раз отличаются фигуры и по яркости. Если, например, выбрать частоту генератора синусоидального напряжения такой, чтобы с нормальной яркостью отображать на экране ЭЛТ окружность с радиусом 1О мм, то окружность с радиусом 10О мм будет не видна, так как время возбуждения каждой точки люминофора в последнем случае будет во :много раз меньше. Если, наоборот, установить нормальную яркость для окружности с радиусом 1ОО мм, то при отображении окружно сти с радиусом 1О мм щжость будет настолько высокой, что ЭЛТ быстро выйдет из строя из-за прожога люминофора. Повышенная яркость отвлекает оператора от остальной инффмаиии и утомляет зрение. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и улучшение яркости изофажения. Это достигается тем, что в известное устройство введены счетчик, логический блок, два блока фильтров и второй тригге соединенный с выходом блока сдвига фазы и первым входом первого блока фильтров, второй вход которого гюдключен к первом выходу логического блока, а выход - к первому входу, преобразователя кодов, вто рой вход которого соединен с выходом вт рого блока фильтров, первый вход которог соединен с первым выходом логического блбка, второй вход - с выходом счетчика, второй выход которого подклк чен к второму входу блока сдвига фазы, первый вход - к выходу блока отсчета конца дуги, второй вход счетчика соединен с четвертым выходом бпока синхрони зации, третий вход которого подключен к второму выходу логического блока. На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства. ; Оно содержит блок 1 сдвига: файы, блок 2 синхронизации, преобразователь 3 кодов, откпоняпощую систему 4, ЭЛТ 5 блок 6 отсчета начала дуги, блок 7 отсчета конца дуги, счетчик 8, логический блок 9, блоки 1О и il фильтров, триггеры 12 и 13, шины 14-21. Блок 1 сдвига фазы включает в себя регистр 22, счетчик 23, элементы И 24 И 25, элементы ИЛИ 26, элемент 27 задержки и триггер 28. Блок 2 синхронизации состоит из триггеров 29-31, элемента И 32, управляемого генератора 33 тактовых импульсов и схемы 34 выделения и задержки первого импульса. Преобразователь 3 кодов содержит преобразователи 35 и 36 амплитуд напряжений, цифроаналоговые f преобразователи (ЦАП) 37 и 38 и суммирующие усилители 39 и 4О. Логический блок 9 предназначен для анализа кодов амплитуд УХ И выработки сигналов управления генфатором 33 тактовых импульсов и блоками 10 и 11 фильтров. Генератор 33 вьфабатывает тактовые импульсы, частота которых зависит от сигналов с логического блока 9 : при наибольшем значении кода амплитуды V (17и) соответствующем наибольшему радиусу отображаемой фигуры, вырабатывается наименьшая частота импульсов и наоборот. Каждый из блоков 1О и 11 представляет собой набор диапазонных фильтров для выделения первой гармоники из после.дователькости прямоугольных импульсов различной частоты. Устройство работает следукяцим образом. Перед началом работы в устройство вводется следующие коды: по шинам 17 и 18 на ЦАП 37 и 38 коды координат центра, на преобразователи 35 и 36 амплитуд напряжения и в логический блок 9 по шинам 16 и 19 - коды,амплитуд напряжений 1/х и шинам 15 на вход регистра 22 - код сдвига фазы , по шинам 20 - код начала дуги jf , по шинам 21 - код конца дуги к. При поступпешга по шине 14 сигнала Пуск триггер 29 устанавливается в состояние I и открывает элемент И 32, через тоторый начнут проходить тактовые импульсы, счетный триггер 12 устанавливается в состояние О. Сигнал Пуск проходит через элемент ИЛИ 26 и разрешает ввод в счетчик 23 кода Vc из , регистра 22.. .Счетчик 8 перед появлением сигнала Пуск хранит код 1 ... 10 (слева младший разряд), поэтому от первого тактового импульса на выходе старшего разряда счетчика 8 установится состояние (высокий уровень), одновременно по импульсу переполне{П1я предпоследнего разряда счетчика 8 триггер 28 установится & cocTosjHHe и откроет элемент И 25, через кото|зый будут проходить тактовые импупьсы с выхода элемента И 32 на вход счетчика 23, работакядего в режиме вычитания В момент времени, когда в счетчике 23 установится код О ...О, сработает элемент И 24 и выдаст сигнап на счетный триггер 12 и схему 34 выделения и задержки первого импульса, на выходе триггера 12 установится высокий уровень напряжения. Таким образом, на входе бпо ка 10 фильтров появится высокий уровень напряжения несколько позже, чем на вхо- де блока 11 фильтров. Эта задержка соответствует коду сдвига фазы с. По сигналу со схемы 34 установится состояние в триггерах 30 и 31. Уровень, напряжений с триггеров 30 и 31 разрешает работу блоков 6 и 7 отсчета начала и конца дуги. Импульс с выхода элемента И 24 задерживается на элементе 27 задержки, устанавливает в состояние О триггер 28 и проходит через элемент ИЛИ 26 на вход счетчика 23 в качестве сигнала разрешения ввода в счетчик кода Ч из регистра 22. В связи с тем, что триггер 2 установлен в состояние О, прохождение тактовых импульсов на счетчик 23 прекращается, а счетчик 8 продолжает работу. В момент времени, когда на выходе предпоследнего триггера счетчика 8 снова появится импульс переполнения, на выходе последнего триггера счетчика 8 установится низкий уровень, в триггере 28 установится состояние 1, откроется эпемент И 25 и работа будет продолжаться как описано выше, т.е. когда в счетчике 23 снова установится код О ... О, на выходе элемента И 24 появится импульс, по которому на выходе триггера-12 установится низкий уровень напряжения, триггер 28 установится в состояние О, а счетчик 23 подготовится к новому циклу сдви га фазы, на входах блоков 10 и 11 фильт ров устанавливаются низкие уровни напряжения с задержкой относительно друг друга, соответствующей коду сдвига Ч с. Каждый раз при появлении импульса переполнения на выходе предпоследнего разряда счетчика 8 будет происходить изменение состояния последнего (старшего) разряда счетчика 8 и счетного триггера 12 с задержкой на блоке 1 сдвига фазы, соответствующей коду с. Таким образом, на выходах счетчика 8 и счетного триггера 12 формиру1отся последовательности импульсов, имеющие одинаковые период следования и длительность, но сдвинутые относительно друг друга пропорционально коду Ч с. Устройство будет работать до тех пор, пока на выходе блока 7 отсчета конца дуги не появится сигнал конца работы, который установит, триггеры 1з, 31 и29 в состойние О. Прямоугольные импупьсы в блоках 10 и 11 фильтров преобразуются в синусоидальные напряженияПОСТОЯННОЙ амплиту- ды. Эти напряжения поступают на входы преобразователей 35 и 36, где они.изменяются по амплитудам в соответствии с кодами Ux и Vy . Напряжения с выходов преобразователей 35 и 36, а также с выходов ЦАП 37 и 38 поступают через суммирующие усилители 39 и 4О в откпонякяцую систему 4 ЭЛТ 5. Отображение окружности, эллипса, .отрезки линии или аугк окружности О1федвляется кодами ff , 1/х Uy , , У Для отображения дуги окружности необходимо чтобы код ff с соответствовал сдвигу фазы одной последовательности импульсов относительно другой на 9О , коды Ux и ч быть равными и соответствовать радиусу окружности, а коды „ и ДОЛЖ1Ы определять начало и конец дуги окружности. Когда закончит работу блок 6 отсчета начала дуги, на его выходе появится сигнал, по которому триггер 30 установится в состояние О, а триггер 13 - в состояние 1. Блок 6 прекратит работу, а на модулятор с триггера 13 поступит сигнал разрешения подсвета луча, на экране начнется отображение дуги. После окончания отображения дуги блок 7 выработает сигнал, по которому триггеры 29, 31 и 13 установятся в состояние О, а в счетчике 8 установится код 1 ... 1О и устройство прекратит работу. Дпя отображения полной окружности код Чц должен быть нулевым, код Y максимальным, остальные параметры задаются также, как и для дуги. Для отображения эллипса код 1ц должен быть нулевым, - максимальным, коды €jk , и U«j определяют как размеры эллипса, так и его поворот относительно оси координат экрана ЭЛТ. При раве стве кодов Vy угол поворота осей эллипса точно соответствует углу сдвига 4азы fe При-.х # 1/у на величину угла