Устройство для отображения графи-чЕСКОй иНфОРМАции HA эКРАНЕ элЕКТРО-HHO-лучЕВОй ТРубКи Советский патент 1981 года по МПК G09G1/10 

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано при проектировании устройств отображения графической информации. Известно устройство для от;о6ражения графической информации, содержащее умножители, счетчики, цифроаналоговые преобразователи и т.д. . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее но каждой из координат последовательно соединенные реверсивный счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного тока, подключенный к отклоняющей системе элек троннолучевой трубки, блок управлени соединенный с одним из входов ре- версивных счетчиков и кодовой шиной, подключеннойк одному из входов синхронизатора, адресную шину Гз Основным недостатком известных устройств является низкая точность устройства |3а счет малой дискретности при формировании элементов изобра жения. Цель изобретения - повышение точности устройства . Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит цифровой дифференциальный анализатор, два элемента ИЛИ, два двоичных у ножителя и блок деления частоты, соединенный с другим входом синхронизатора, подключенного к одному из в йодов цифрового дифференциального анализатора, другой вход которого соединен с кодовой шиной, выходы цифрового дифференциального анализатора подключены к одним из входов элементов ИЛИ, другие входы которялх соединегны с другим выходом синхронизатора, выходы элементов ИЛИ подключены к одним из входов двоичных умножителей, другие входы которых соединены с кодовой шиной, выходы двоичных умножителей подключены к другим вхоДс1М реверсивных счетчиков. На чертеже представлена структурная схема устройства, которая содержит блок 1 управления, блок 2 деления частоты, синхронизатор 3, цифровой дифференциальный анализатор СЦДА) 4, элементы 5 и 6 ИЛИ, двоичные умножители 7 и 8, реверсивные счетчики 9 и.10, первый и второй цифроаналогбвые преобразователи 11 и 12, усилители постоянного тока 13 и 14, . подключенные к отклоняющей системе 15 ЭЛТ 16, адресную 17 и кодовую 18 шины. Шина 17 предназначена для подачи кодов адресов, определяющих конк ретный приемник кодовой информации. |Шина 18 предназначена для подачи ко дов данных, необходимых для отобрджения графической информации .(кЬмандных слов, .кодов slnp, собрнак лона вектора, кода &L длины вектора, кода К масштабного коэффициента для деления частоты в соответствии с избираемой скоростью отображения первичной развертки, кодов позиции Хит , кодовз1пЭоИ соspp начальных фаз -отображаемой окружности или дуги, кода R отображаемой окружности кода д углового размера отображаемой дуги). На вход блока 2 подается синхро серия частотой f. При отображении векторов и линий развертки в каждый момент времени должно выполнять ся соотнсяиение между сигналами отклонения по ортогональным осям и соответствующими им цифровыми кодамиY - YO X - Х„ bbsp координаты начальной где XC,,Y, точки вектора (линии развертки) ; координаты текущей точ ки вектора (линии развертки) ; угол наклона вектора о носительно оси Y. Учитывая, что Y L cos f5; где L - текущая длина вектора р1инии р вертки) , после дифференцирования получим dx . .,dL -ar (2) Интегрируя по времени и переходя к дискретной форме записи в виде сум мы, получим X sInpJ3 ft K.At А AL элементарные приращения дл ны вектора (линии развертки) ) п - количество элементарных пр ращений, необходимых для написания вектора (линии развертка) заданной длины Аналогично k-At (4) Yfl +cosfb Y При отображении дуг и окружностей меяаду сигналами отклонения по ортогональным осям и соответствующими ц ровыми кодами должно выполняться соотношение Х Y где X и Y - координаты текущей точки дуги (окружности) I R - её радиус. Учитывая, что У Rcos/ь,гдер- угол между направлением на текущую точку и осью Y , и перехода к дифференциальной форле, получим ai-SWsinf i (6; одставляя X R sinf}, имеем r,, Взяв интеграл и записав результат дискретной форме, получим I K4t (8) х„ + R: налогично Y YO - RD sinfb тображение векторов и линий разверти в устройстве путем формирования игналов СЗ) и С4) осуществляется етодом, аналогичным описанному в(1). Отображение дуг и окружностей в устройстве осуществляется путем формирования с помощью цда 4 двухсинхронных время-импульсных сигналов sfn и cos с поел еду кидим их умно.жением на код радиуса. соответствувдей разрядности можно добиться того, чтобы величина изменения сигнала на входе отклоняющей системы ЭЛТ при элементарном изменении цифровой решетчатой функции (8) и (э) вызывала перемещение луча по экрану ЭЛТ, не превышающее ее элемент разрешения. В этом случае на экране будет отображаться непрерывная, гладкая окружность или дуга с высоким качеством воспроизведения. Управление работой всего устройства осуществляется единым блоком 1 управления по адресным кодам, поступающим на шину 18 и по командным словам, подаваемым по шине 17. Командные слова содержат данные о типе отображаемой информации (линия развертки, вектор, дуга, окружность) , о необходимой рабочей разрядности устройства, о направлении отображения дуги (по или против часовой стрелке) . Блок 1 управления выдает всем блокам и элементам устройства необз одимые импульсы записи и сигнадш управляквдие разрядностями и режимами счета и коммутирунхциё сигналы. Блок 1 управления может включать в себя дешифратор кодов адреса, вьедающий импульс записи соответствукщему приемнику информации в соответствующий момент времени, регистр Зсшиси командного слова со схемами дешифрации кода типа информации, триггерные и логические схемы запоминания кодов знака функции sin и cos и кода направления отображения дуги и формирования соответствующих сигналов управления режимами счета счетчиков 9 и 10 и внутренних счетчиков ЦДЛ 4, на которых производится формирование функций sin и cos .Кроме того, в состав блока 1 управления могут входить регистр памяти R (радиус дуги, окружности) с элементами формирования сигналов управления разрядностью устройства. Блок 2 деления частоты производит необходимое деление входной частоты fo. При отображении векторов коэффициент деления равен единице.При отображении линий развертки частота на выхо де блока 2 определяется в соответствии с величиной масштабного коэффициента К, записанного во внутренний регистр памяти блока 2 через шину 17. При Ofo6ражении дуг и окружностей блок 2 деления частоты должен выдавать две серии f-, и f связанных зависимостью f-, Ж/2- f для выполнения соотношения

е Т/2 R,

где R - радиус окружностиj Р- длина дуги 90, соответствующая одному циклу работы блока 4. Умножение на 7/2 затруднительно. Поэтому исходная частота f делится в блоке на два и рассматривается как f-i f/2. Та же частота f умножается на 7Г/4 (так как 7Г/4 - число, меньшее единицы, то эта операция может быть осуществлена в специальном двоичном умножителе, входящем в состав блока 2 деления частоты). В этом случае обеспечивается указанное выше соотношение между , и ff Синхронизатор 3 в режиме отображения дуг и окружностей формирует пачку импульсов, частота импульсов в которой равна f. , а длительность пачки определяется временем списывания кода длины дуги Д р импульсами частотой f.B режиме отображения векторов и линий развертки длительность пачки определяется временем списывания кода длины линии ui. импульсами с выхода блока 2 деления частоты. Синхронизатор 3 может быть построен на основе структуры, состо5пцей из регистра длин кодового вычитающего элемента со схемами перезаписи и триггера ворот, либо (и это предпочтительнее в нашем случае для достижения большего быстродействия) на основе параллельного реверсивного счетчика, в который через общую кодовую шину - второй вход устройства - заносится код размера ветора или дуги (д. или др) , дешифратора нулевого кода счетчика и триггера ворот, запрещающего прохождение пачки при выдаче соответствующего сигнал с дешифратора. ЦДЛ 4 используется только для отображения окружностей и дуг. Он формирует две последовательности, временная расстановка которых

соответствует характеру изменения функцийз I п Р и

Два элемента 5 и 6 ИЛИ используются для выбора нужной временной последовательности. В зависимости от управляющих сигналов от блока 1 управления через элементы 5 и б ИЛИ проходят пачки импульсов либо с выходов ЦДЛ либо со второго выхода синхронизатора 3. В двоичных умножителях 7 и 8 производится временное умножение пачек импул1эсов, подаваемых на BTOjaie входы этих элементов, на двоичные коды, соответствующие cos(i врежиме отображения векторов и линий развертки и R в режиме отображения дуг и окружностей . В реверсивных счетчиках 9 и 10 образуются двоичные коды функций, определяемых выражениями (з) (4) или (3),С9). Кода начальных положений X Q и YO устанавливаются в счетчиках через их первые входы; подключенные к общей кодовой шине. Режимом счета управляет блок 1 управления. В преобразователях 11 и 12 осуществляется преобразование циф ровых кодов X и Y в соответствующие аналоговые сигналы. Усилители постоянного тока 13 и 14 усиливают .. сигналы с выхода преобразователей 11 и 12 до величин, достаточных для управления отклоняющей системой 15 ЭЛТ 16.

Отклоняющая система ЭЛТ осуществляет отклонение луча в заданную точку поля экрана. Перед началом отображения вектора в устройство отображения графической информации по шине 17 поступают следующие коды, которые в соответствии с адресами, синхронно приходящими на шину 18, записываются в следующие блоки и элементы:командное слово - в блок 1 управления код начального положения Хд - в реверсивный счетчик 9; код начсшьного положения YQ - в реверсивный счетчик 10. Коды начальных положений приходят в начале массива исходной информации с тем, чтобы заполнение устройства всей остальной информацией производилось параллельно во времени с протеканием переходных процессов в усилителях 13 и 141 код S i п fi наклона вектора - в двоич- ный умножитель 7, код cos наклона .вектора - в двоичный умножитель 8;код AjL длины вектора - в синхронизатор 3 1ри отображении линии развертки в . блок 2 деления частоты записывается код масштабного коэффициента К. Одновременно блоком 1 управления согласно информации в командном слов производится подключение вторых входов э-лементов 5 и б ИЛИ к второму выходу синхронизатора 3 и выдача сигналов (управления режимами счета на соответствующие реверсивные счетчик 9 и 10. Импульс начала отображения серии иютульсов после блока 2 деления час тоты попадает в синхронизатор 3, гд по записанному коду fli образуется пачка, число импулЬсов в которой равно коду AJJ. Проходя через двоичные умножители 7 и 8 она умножается на имеющиеся там коды sin (J исоз{ Снимаемые с выходов умножителей время-импульсные последсзвательности образуют в реверсивных счетчика,х 9 и 10 коды, изменянвдиеся по. закону (3) и (4), которые, будучи преобразованы в аналоговые сигналы в преобразователях 11 и 12, усилены в усилителях 13 и 14 с помощью системы отклонения 15, управляют ходом луча по экрану, воспроизводящему прямую линии. Аналогично случаю воспроизведени векторов перед началом отображения дуг и окружностей производится выдача исходной информации следующего вида: командное слово - в блок 1 управления; код начального положения Хр - в реверсивный счетчик 9; код начального положения YO - в реверсивный счетчик 10; код s i п P-Q и начальной фазы отображаемо дуги (окружности) - в ЦДА 4; код cosfio чальной фазы отображаемой дуги (окружности-) - в ЦДА 4; код R - в двоичные умножители 7 и 8; код Д|Ь угло вого размера окружности - в синхронизатор 3. В соответствии с информацией о направлении отображения дуги (окруж ности) и о ее начальной фазе ком 1 управления на реверсивные сче чики 9 и 10, а также на ЦДА 4 выдаются сигналы режима счета соответст ющих счетчиков. После прихода импул са начала отображения по сериям, вы даваемым блоком 2 деления частоты, синхронизатор 3 формирует пачку.импульсов длительностью, равной )/{ и с заполнением. Эта пачка поступа на преобразователь 4 как приращение независимой переменной . С выхода преобразователя 4 снимаются две время-импульсные функции f(t) slnfb f(t). Д-fc Блок 1 управления разрешает прохождение этих сигналов на двоичные умножители 7 и 8, где производится их умножение на радиус окружности R. Интегрирование результирующих время-импульсных последовательносте образует на выходах реверсивных сче чиков 9 и 10 функции в соответствии с выражениями (8) и (9). Эти цифровые функции, преобразуются в аналоговые сигналы, которые затем усиливаются и, будучи поданными на систему отклонения 15 ЭЛТ 16, управляют отклонением луча ЭЛТ по ду,ге (окружности). В процессе отображения дут (окружностей) блоком 1 управления производится оперативная оценка величин функций, формируемых. ЦДЛ 4, и соответствующее изменение режимов счета внутренних счетчиков ЦДА 4 и реверсивных счетчиков 9 и 10 при переходе функций sin и cos через максимум и ноль. Кроме того, для выравнивания угла всех скоростей луча при отображении дуг (окружностей) разного радиуса в устройстве отображения гpaфичecкdй информации на экране ЭЛТ предусмотрено изменение разрядности цифровых блоков и элементов, которое осуществляется блоком 1 управления после оценки величины R радиуса дуги (окружности). Благодаря этому производится выравнивание яркостей отображаемых дуг (окружностей) различного радиуса. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность отображаемых на экране ЭЛТ дуг и окружностей, что в сочетании с возможностью отображения векторов и линий развертки в той же структуре отвечает требованиям предъявляемым к устройствам отображения информации радиотехнических информационных систем. Современные ЭЛТ обеспечивают 2° - элементов разрешения на диаметр трубки ( 2 на радиус) . Исходя из этого, количество разрядов на длину окружности максимального радиуса составляет 2/R 2Т-2 2 .При выборе ,поступакяцей на третий вход устройства, равной 6l2 МГц общее время отображения окружности максимального радиуса составит Т 2/f 2 1340 - 760 мкс В формуле (10) указана величина 2/f, так как частота, поступающая на синхронизатор 3, . При уменьшении радиуса пропорционально уменьшается время отображения. Формула изобретения Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее по каждой из координат последовательно соединенные реверсивный счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного тока, подключенный к отклоняющей системе электроннолучевой трубки, блок управления, соединенный с одними из входов реверсивных счетчиков и кодовой шиной, подключенной к одному из входов синхронизатора и адресную шину, о т л и ча.ющееся тем, что, с целью повышения точности устройства,оно содержит цифровой дифференциальный анализатор, два элемента ИЛИ, два двоич