Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1982 года по МПК G09G1/08 

( УСТРОЙСТВО для ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться при построении устройств для отображения информации на электроннолучевая трубке.

Известны устройства для отображения информации на экране электроннолучевой трубки 1 и 21 .

Эти устройства не предназначены для формирования подвижной относительно экрана электроннолучевой трубки плоской фигуры, что является их недостатком.

Наиболее близким по техническому решению является устройство, содержащее счетчик, подключенный к первому входу дешифратора, и усилитель подсвета, соединенный с модулятором электроннолучевой трубки, к отклоняющим катушкам которой подключены через соответствующие усилители отклонения луча генераторы строчной и кадровой разверток 3.

Указанное устройство не позволяет формировать на экране электроннолучевой трубки плоскую фигуру, изменяющую свое положение относительно экрана электроннолучевой трубки,что сужает область применения этого устройства.

Цель изобретения - расширение области применения за счет формирования на экране ЭЛТ плоской фигуры, изменяющей свое положение относительно экрана.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены формирователь эталонного напряжения, две схемы сравнения и два блока элементов И, причем вход первого блока элементов И подключен к первому выходу дешифратора, а выход - к формирователю эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения, выход которой подключен к генератору строчной оа вертки, выход которого подключен к второй схеме сравнения, выход которой подключен к второму входу дешифратора, второй выход которого подключен к второму блоку элементов И, выход которого подключен к усилителю подсвета, а третий выход дешифратора подключен к генератору кадровой развертки. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 струк- турная схема дешифратора; на фиг.З временная диаграмма работы устройства; на фиг.И - принцип формирования на экране ЭЛТ изображения плоской фигуры, изменяющей свое положение от носительно экрана ЭЛТ; на фиг.5 временная диаграмма работы устройст|ва и принцип формирования на экране ЭЛТ изображения фигуры при развертке одной строки изображения. Устройство содержит сче.чик t, де шифратор 2, усилитель 3 подсвета, усилители if и 5 отклонения луча, генератор 6 строчной развертки и генератор 7 кадровой развертки, первый блок 8 элементов И, формирователь 9 эталонного напряжения, первая схема 10 сравнения, вторая схема 11 сравнения, второй /пок 12 элементов И. На вход счетчика 1 подключено опорное напряжение второй вход пер вой схемы 10 сравнение-напряжение задания Uyxj. Дешифратор 2 предназначен для преобразования кода числа в сигнал на одном из его выходов. Дешифратор 2 построен на базе схем совпадения. На фиг.2 приведена структурная схема дешифратора 2. Дешифратор 2 состоит из элементов И 13-2t. Входы первого блока 8 элементов И подключены к первому выходу дешифратора 2, а выход - к формирователю 9 эталонного напряжения. Первый блок 8 элементов И служит для собирания и передачи на формирователь 9 эталонного напряжения выбранных элементов 13-16 кодов сигналов, запускающих формирователь 9 эталонного напряжени Входы второго блока 12 элементов И подключены к второму выходу дешифратора 2, а выход - к усилителю 3 подсчета. Второй блок 12 элементов И служит для собирания и передачи на усилитель 3 подсвета выбранных элементов И 17-20 кодов числа высвечиваемых точек. Блоки 8 и 12 элементов И могут быть реализованы с помощью полупроводниковых диодов. Формирователь 3 эталонного напряжения, вход которого подключен к выходу первого блока 8 элементов И, а выход - к первой схеме 10 сравнения, предназначен для формирования эталонного линейно изменяющегося во времени напряжения. В качестве формирователя 9 эталонного напряжения может быть принята схема генератора пилообразного напряжения. Схема 10 сравнения, на один вход которой подается эталонное напряжение с формирователя 9 эталонного напряжения, на другой вход - напряжение задания, а выход которой подключен к генератору 6 строчной развертки, предназначена для сравнения эталонного й рпряжения и напряжения задания. Wмомент равенства эталонного напряжения и напряжения задания схема 10 сравнения вырабатывает сигнал для запуска генератора 6 строчной развертки. В качестве схемь 10 сравнения может быть принята схема сравнения с положительной обратной связь.ю и усилителем. Вторая схема 11 сравнения, вход которой подключен к выходу генератора 6 строчной развертки, а выход к второму входу дешифратора 2, предназначена для преобразования линейно изменяющегося напряжения генератора 6 строчной развертки в напряжение прямоугольной формы. В качестве второй схемы 11 сравнения может быть принята схема сравнения с триггером Шмидта. На фиг.З представлена временная диаграмма работы устройства, где Uo - опорное напряжение; Те - время заполнения счетчика; Uyre - напряжение задания; из - эталонное напряжение; Tt - длительность прямого хода эталонного напряжения; и - напряжение строчной развертки;Uu - напряжение кадровой развертки;TX - длительность прямого хода напряжения строчной развертки ; Ти - длительность прямого хода напряжения кадровой развертки ; t - текущее значение времени. На фиг. представлен принцип формирования на экране ЭЛТ изображения плоской фигуры, изменяющей свое поIложение относительно экрана ЭЛТ, где XOY - прямоугольная система координат;Э -.положение экрана ЭЛТ в прямоугольной системе координат;I,1+1,1+2 - порядковые номера произ вольно выбранных соседних строк; I - первоначальное положение формируемой плоской фигуры;М - смещенное вдоль оси X положение формируемой плоской фигуры; a,, - высвечиваемые точки, образующие контур фор мируемой фигуры; tj - длина строки, t расстояние по оси X между наиболее удаленными точка ми фигуры. На фиг.5 представлены временная диаграмма работы устройства и принцип формирования на экране ЭЛТ изоб ражения фигуры при развертке одной строки изображения, где TL - длительность прямого ход эталонного напряжения на f-ой строке; . TjiH длительность прямого ход эталонного напряжения на i+1-ой строке; Viva. длительность прямого ход эталонного напряжения на (+2-ОЙ строке; UJDO, напряжение задания, соот ветствующее первоначальному положению формируеjj мой плоской фигуры; Ujott - напряжение задания, соот ветствующее смещенному вдоль оси X положению формируемой плоской фигу J ры;. t - начало формирования направления строчной развёртки на строке при пер воначальном положении фигуры; t - начало формирования напряжения строчной развертки на строке при сме щенном вдоль оси X положении фигуры. Устройство работает следующим образом. Пусть необходимо сформировать на экране ЭЛТ изображение плоской фигуры заданной формы. Располагаем экран ЭЛТ в прямоугольной системе координат XOY таким образом, чтобы направление строчной развертки совпадало с направлением оси X, а направление кадровой развертки - с направлением оси У(фиг.А). Плоская фигура заданной формы имеет возможность в любом направлении перемещаться вдоль оси. X, причем размер фигуры по оси X превышает размер экрана. Необходимо формировать изображение той части фигуры, кото-, рая в данный момент времени находится в пределах экрана. Формирование изображения контура фигуры осуществляем при последовательном обегании лучом ЭЛТ всех строк кадра высвечиванием точек, образующих контур ф 1гуры. .. Как известно, частота квантования, т.е. наименьшее расстояние между соседними высвечиваемыми точками, образующими изображение фигуры, определяется по заданной точности воспроизведения фигуры на экране электроннолучевой трубки. В свою очередь, при заданной скорости строчной развертки расстояние по оси X соседними точками определить частоту опорного напряжения Ub , а размер строки развертки - длительность прямого хода напряжения строчной развертки - TX (фиг.3)« В момент пересечения очередной строки с контуром изображаемой фигуры под действием импульса опорного напряжения Uoг поступающего на усилитель 3 подсвета (фиг.1). происходит отпирание ЭЛТ, в результате чего на экране ЭЛТ происходит высвечивание данной точкиконтура. Т-аким образом, последовательность высвечиваемых точек, образующую контур изображаемой фигуры, можно представить в виде точек пересечения строк развертки с контуром этой фигуры. Так, например, точки а и Ь (фиг.) образованы пересечением 1-ой строки развертки с ко.нтуром фигуры, а точки сие, t и f - пересечением соответственно I+1-, 1+ +2-ОЙ строк с контуром фигуры. Так как развертка всех строк одного кадра, т.е. формирование всей фигуры, проиСходиг в течение времени Те заполнения счетчика 1 (фиг.З) импульсами опорного напряжения Uo то можно каждой высвечиваемой точке контура фигуры поставить в соответствие определенный код числа счетчика 1. Код числа одной высвечиваемой точки хранится в счетчике 1 в течение одно го периода опорного напряжения Uo и положение во времени этого кода неиз менно относительно начала заполнения счетчика 1 (момента времени ), Точно также коды чисел всех других высвечивае|« 1Х точек, контура фигуры занимают неизменные полржения на вре менной оси заполнения счетчика Те. Пусть устройство находится в исходном состоянии. При этом (фиг.) счетчик 1 обнулен, а на выходах гене ратора 6 строчной развертки, генератора 7 кадровой развертки, формирова теля 9 эталонного напряжения и усилителя 3 подсвета отсутствуют напряжения. Поэтому луч электроннолучевой трубки находится в исходном крайнем положении, а электроннолучевая трубка - в запертом состояний Положение фигуры относительно экрана электроннолучевой трубки задано величиной напряжения задания Uiog (фиг.З). 8 момент времени первый импульс опорного напря кзния Уц заносит ся (фиг.1) в счетчик I. Элемент И 13 дешифратора 2 из поступивших в этот момент времени на его входы со счетчика 1 множества сигналов выбирает код сигнала, запускающего фармирователь 9 эталонного напряжения при развертке на экране ЗЯТ 170 строки. Код сигнала при этом в двoиv нoй системе счисления представляется в 1де 0000001. Этот сигнал с выхода элемента И 13 через первый блок элементов М поступает на вход формирователя 9 эталонного напряжения, который |юр MifipyeT эталонное линейно изменяющееся во времени напряжение при разверт ке 1-ой строки. Появившееся на выход формирователя 9 эталонное напряжение Uj поступает (фиг.1) на один из входов схемы 10, сравнения, на другой вход которой поступает напряжение за дания Ojo . В момент равенства эталонного напряжения и3 и напряжения Задания Uyi первая схема 10 сравнения вырабатывает сигнал, который запускает генератор 6 строчной разверт ки. Сформированное генератором 6 строчной развертки и усиленное усилителем k отклонения луча напряжения строчной развертки DX поступает на от клоняющие катушки. Кроме того, напряжение строчной развертки U с выхода генератора 6 строчной развертки поступает также на первый вход второй схемы 11 сравнения, второй вход которой заземлен, поэтому напряжение на этом входе всегда равно нулю. Вторая схема 11 сравнения при появлении на ее первом входе напряжения строчной развертки Ux вырабатывает напряжение прямоугольной формы длительностью, равной длительности Tj прямого хода напряжения строчной развертки j) .Напряжение прямоугольной фОрмы с выхода второй схемы 11 сравнения поступает по второму входу дешифратора 2 на первый вход элемента И 21. При поступлении на второй вход элемента И 21 со сметчика 1 первого, после появления на ее первом входе напряжения с выхода второй схемы 11 сравнения, импульса опорного напряжения UB схема 21 совпадения на третьем выходе деши({ атора 2 вырабаты вает тгная запускающий генератор 7 кедровой радо&ртки. Сформированное reHepaiTiOpiOM 7 кё)/)вЬй развертки и усииеннов усйлитеЛем1 5 отклонениялуча иапря ййи ка цровой развертки Ut поступает. НЭ оТкйонякедие катушки. реауЛьт jite деистви я на пряжен ий с тро чной % и разверток луч электрр г ; яучев0й трубки равномерно пе0емёв аё с Г1б э«фану, формируя первую строку развертки. Так как в принятом примере первая строка разверткй не 11ереевкает контур фигуры, То Нрй раавертке первой строки не происходит отпирание ЭЛТ и высвечивание точек, 1 ... ; По оионмании прямого хода эталонного напряжения Uj при развертке первой строки запускается фopмиpoвateль 9 эталонного напряжения при развертке на экране ЭЛТ 2-ой строки и т.д. По окончании развертки последней строки генератор 7 кадров1эй развертки возвращается в исходное состояние, а по окончании прямого хода эталонного напряжения обнуляется и счетчик 1. Таким образом, все устройство оказывается в исходном состоянии. При этом на выходах генератора 6 строчной развертки, генератора 7 кадровой развертки, генератора 9 эталонного напряжения и усилителя 3 подсвета отсутствуют напряжения, в результате чего луч электроннолучевой трубки возвращается в исходное крайнее положение, а.электроннолучевая трубка переходит в запертое состояние.

Повторное формирование напряжений строчной Uj и кадровой U разверток происходит аналогично предыдущему, В счетчик 1 заносится первый импульс опорного напряжения Uo. Дешифратор 2 под действием этой единицы, занесенной в счетчик 1, вырабатывает сигнал для запуска формирователя 9 эталонного напряжения и т.д. По окончании развертки последней строки устройство вновь переходит в исходное состояние, а при занесении первого импульса опорного напряжения Uo в счетчик 1 начинается новое формирование напряжений разверток. Таким образом,работа устройства многократно повторяется.,

Рассмотрим подробнее последовательность выработки сигналов для высвечивания точек при развертке 1+ +1-ой произвольно выбранной строки (фиг. 5)-Элементы И 13,. Т, 15 и 16 (фиг.2) дешифратора 2 из поступающих на их входы со счетчика 1 множества сигналов.выбирают коды сигналов, за пускающих через первый блок 8 элементов И формирователь 9 эталонного напряжения при развертке на экране ЭЛТ соответственно-на 1-ой, 1-ой, f+1-ой и т.д. строк. Пусть фигура находится в первоначальном положении - положении 1 (фиг.4). По окончании времени прямого хода tji эталонного напряжения U на i-ой строке развертки, строке,предшествующей рассматриваемой, элемент И 14 дешифратора 2 (фиг.1) из поступающих на ее входы со счетчика 1 множества сигналов выбирает код сигнала, запускакмцего через первый блок 8 элементов И формирователь 9 эталонного напряжения при развертке на экране ЭЛТ 1+1-ой строки Tji. T3v+2 Этот сигнал с Ъь1хода элемента И 1 4 дешифратора 2 через первый блок В элементов И поступает на вход формирователя 9 эталонного напряжения, который формирует эталонное напряжение при развертке i+1-ой строки. С выхода формирователя 9 эталонное напряжение поступает на один и is входов первой схемы 10 сравнения, на другой вход которой поступает напряжение задания . В момент времени наступает равенство эталонного напряжения U) и напряжения задания

(фиг.5) и первая схема 10 сравнения вырабатывает сигнал, -который запускает генератор 6 строчной развертки, В результате действия напряжения строчной развертки L сформированного генератором 6 строчной развертки, на экране ЭЛТ происходит развертка i+1-ой строки. На рассматриваемой 1+1-ой строке развертки находятся точки с и , принадлежащие контуру плоской фигуры. Каждой из этих точек соответствует определенный код числа, который занимает неизменное положение на .временной оси заполнения счетчика Т( (фиг,5) Примем, что точка с среди всех высвечиваемых точек имеет второй порядковый номер, а точка d третий. После поступления на первый вход элемента И 18 дешифратора 2 с генератора 6 строчной развертки напряжения строчной развертки Ux элемента И 18, выбирающая код второй высвечиваемой томки, вырабатывает сигнал при появлении на ее других входа со счетчика 1 кода числа точки с. Необходимым условием формирования сигнала схемой совпадения является одновременное присутствие сигналов на всех её входах. Поэтому во время прямого хода на {+1-ОЙ строке напряжени строчной развертки УЛ на выходах эле ментов И 17, Т9 и 20 сигналы не формируютсЯ так как временное расположение выбираемых элементами И 17, 19 и 20 кодов чисел высвечиваемых точек и напряжения строчной развертки Ux различно. Сигнал с выхода элемента И 18, являющегося вторым выходом дешифратора 2, через второй блок 12 элемента И и усилитель 3 подсвета поступает на модулятор ЭЛТ, формируя на экране ЭЛТ точку с. Следует отметить, что кЬд числа точки с находится в конце прямого хода напряжения строчной развертки Ux, поэтому высвечиваемая точка с находится в конце I+1-ой строки, т.е. на правом краю экрана ЭЛТ. Аналогично происходит высвечивание точек на других строках .развертки, в результате чего происходит формирование неподвижного изображения той части фигуры, которая в данный момент времени находится в пределах экрана ЭЛТ.

Для смещения фигуры по оси X влево (положение II) увеличивают величину напряжения задания до значения Upqu При этом формирование напряжения строчной развертки U, относительно начала заполнения счетчика 1 (момент -времени ) начинается позднее, в момент времени (фиг.5)| так как из-за большей величины напряжени задания и|ма позднее наступит равенст во между эталонным напряжением и напряжением задания. При смещении отно сительно начала заполнения счетчика 1 напряжения строчнрй развертки U; изменяется временное расположение между этим напряжением и кодами чисе высвечиваемых точек. Теперь при поступлении на первые входь) элементов И 18 и 19 дешифратора 2 с генератсУра 6 строчной вертки мапряжения ; строчной элементов И 18 19 вырабатывают сигналы при появле нии на их других входах со счетчика 1 кодов чисел соответствемн точек с и d элементов И t7 и 20 дешифратора 2 не фop 10yeт сигналы так kak во время действия на их первых входа напряжения строчной разнертки Ux на их других входах отсутствуют выбираемые этими схемами коды чисел. Сигна |ЛЫ с выходов элементов И 18 и 19 чеipea второй блок 12 элементов И и уси литель 3 подсвета поступают на модулятор ЗЛТ, формируя на экране ЭЛТ точки си d. Следует отметить, что при увелич ии напряжения задания до значения Ujaa-код числа точки с находится в начале, а код числа точки d в середине прямого хода напряжения строчной развертки Uy. Поэтому высве чиваемая, точка с находится е начале, а точка d - в середине f-i-1-бй строки Таким образом, при увеличении напряжения задания Ог« высвечиваемые точ- - -1 - .. ки с и d смещаются вдоль оси X справа налево. Аналогично происходит смещение высвечиваемых точек и на других строках развертки. В результате этого происходит формирование ненодвижного. изображения фигуры, смещенной влево, в положение fI относи;тельно ее первоначального положения, положения I. Следовательно, при увеличений величины напряжения задания Uioa фигу ра смещается влево вдоль оси X относительно экрана ЭЛТ. Аналогично, при уменьшении величины напряжения задания Ujo фигура смещается вправо вдоль оси X относительно экрана ЭЛТ. Таким образом, при изменении величины напряжения задания Uio на эк712ране ЭЛТ формируется изображение плоской фигуры, перемещающейся вдоль оси X относительно экрана ЭЛТ. Следует отметить, что при больших смещениях фигуры относительно,экрана ЭЛТ коды чисел наиболее удаленных точек находятся за пределами напряжения строчной развертки U, .и эти точки не будут формироваться на экране ЭЛТ. Следовательно, при больших размерах по оси X фигуры и при больших ее смещениях по оси X на экране ЭЛТ формируется та часть фигуры, которая находится в зоне экрана ЭЛТ (фиг; и 5) . Для этого период эталонного напряжения Tj должен всегда выбираться с учетом расстояния по оси наиболее удаленными точками фигуры. В рассматриваемом примере длительность прямого хода эталонного напряжения Тэ находится из соотношенияt +21 «3 . & этом случае йз;обра1кения крайних точек ({мгуры по оси X могут быть ефс мированы на обоих краях экрана -эт,,;;-;, :::-,:/-7. .-. . : Эталонное нэпряже|цйе и, Юрмируемое формирователем 9 Эталонного напряжемйя, изменяется линейно во времени. Это позволяет иметь при сравнении не первой схеме 10 сравнения напряжения задания Ujo величина которого определяет положение фигуры йа экране ЭЛТ, с эталонным напряжением Uj линейную зависимость между напряжением задания U являю«цимся сигналом управления положением фигуры и положением фигуры на экране ЭЛТ. В общем случае форма эталонного напряжейия Ua, формируемого формирователем 9 эталонного напряжения, отличается от линейной. Время заполнения 1 Те находимся из уравнения Тр Тэ п, где п - число строк развертки. Длительность прямого хода напряжения кадровой развертки определяется из уравнения. Т,(п-1 )Тэ+Т. Использование изображения позволит расширить область применения устройства. Формула изобретения Устройство для. отображения информации на экране электроннолучево трубки, содержащее счетчик, подключенный к первому входу дешифратора, и усилитель подсвета, соединенный с К одулятором ЗЛТ, к отклоняющим kaTytUKaM которой подключены через соответствукнцие усилители отклонени луча генераторы строчной и кадровой разверток, отличающееся тем, что, с целью расширения област применения за счзт формирования на экране ЭЛТ плоской фигуры, изменяющей свое положение относительно экрана, в устройствд введены формирователь эталонного напряжения, две схемы сравнения и два блока элемент И, примем вход первого блока элемен тов И подключен к первому выходу дешифратора, а выход - к формирова7телю эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения, выход которой подключен к генератору строчной развертки, выход которого подключен к второй схеме сравнения, выход которой подключен к второму входу дешифратора, второй выход которого подключен к второму блоку элеменТОВ И, выход которого подключен к усилителю подсвета, а третий выход дешифратора подключен к генератору кадровой развертки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельство СССР fr 83690, кл. G 06 К 15/20, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 48it5 0, кл. € 06 К 15/20, 1973. 3 Авторское свидетельство СССР № 600585, кл. G 06 К 15/20, 1976 с. (пpoтoтип)

1в

п

1/0

к отклоняющим KomytuKtiM

9лентромнОлучевои mpsfdnv

К мо лятору злентронноAyveffff трд9ки

Фие.1

Гг

вмд дeulutppвmOr l

pa 2)

Фиг.

1

t ъ

g

4

Ib

S

- 2

§.1

Фиг А

Ч.О

ii