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

Изобретение относится к ке и вычислительной технике и быть использовано в устройствах электроннолучевой индикации данных, выводимых из ЭВМ, в частности для воспроизведения прямых линий и парабол на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ).

По основному авт.св. №.890435 известно устройство,которое содержит преобразователь однофазных (прямых) кодов в парафазные (прямые и инверсные), блок управления, блоки формирования линейно изменяющихся напряжений, формирователи, блок электроннолучевой трубки.

Блоки формирования линейно изменяющихся напряжений содержат например, последовательно соединенные регистры кодов координат, цифроаналогрвые преобразователи (UAlf) и формирователи на .линиях задержки.

В данном устройстве, как и в большинстве современных устройств отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, используется ЭЛТ с электромагнитный отклонением луча.- При этом получается сравнительно узкая полоса пропускания усилителей отклонения.

что приводит к сужению полосы пропускания всего тракта отклонения луча. Это вызывает погрешности геометрии вычерчиваемых на экране элементов и фрагментов изображения либо требует снижения быстродействия используемых генераторов линий. В данном устройстве влияние узкой полосы пропускания (инерционности)

10 усилителей отклонения ЭЛТ приводит к искажению формы требуемой переходной характеристики тракта отклонения луча, а значит и к искажению геометрии вычерчиваемых элементов

15 и фрагментов изображения. При построении отрезков прямых это возможно устранить за счет увеличения времени их построения, т.е. за счет уменьшения быстродействия

20 устройства. При этом время построения отрезка прямой должно быть больше 2Т, где Т - время установления сигнала на выходах каждого из формирователей. Изменение яркости ли25нии, возникающее при этом иэ-эа неравномерной скорости движения луча, может быть устранено с помощью автоматического управления яркостью ЭЛТ. Для достаточно точного,

30 построения отрезков парабол искажения требуемых переходных и импульсных характеристик трактов отклонения луча недопустимы. Устранить эти искажения, возникающие,как указывалось выше, из-за узкой полосы пропускания (инерционности) усилителей отклонения, за счет увеличения времени построения отрезка параболы, как в предыдущем случае, нельзя. Это возможно осуществить с помощью коррекции влияния узкой полосы пропускания усилителей отклонения путем придания соответствующих свойств участкам трактов отклонения содержащих формирующие фильтры. Таким образом, можно повысить качество вычерчиваемых отрезков парабол и прямых без снижения быстродействия устройства.

Цель изобретения - повышение качества изображения за счет коррекции искажений, возникающих при переходных процессах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блоки управления яркостью луча,отклоняющие систему и координатные усилители, подключенные к блоку управления и координатным каналам X и Y, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь и блок формирования линейно изменяющихся напряжений,входы которого подключены к выходам преобразователя однофазного кода в парафазный и блока управления, введены по каждому каналу управления первый и второй сумматоры аналоговых сигналов и инвертор, причем входы инверторов подключены к вторым выходам блоков фО1 1ирования линейно изменяющихся напряжений, а выходы - к входам первых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы ксэторых соединены с .первыми входами блоков формирования линейно изменяющихся напряжений и первыми входс1ми вторых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих фйрмирователей, входы которых соединены с выходами первых сумматоров аналоговых сигналов, а в(лходы - с входами блока индикации.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - переходные и импульсные характеристики формирователей и трактов отклонения луча.

Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки содержит преобразователь 1 однофазных (прямых) кодов в парафазные (npHNoae и инверсные) , блок 2 управления, блоки 3 и 4 формирования линейно изменяющихся напряжений, формирователи 5 и б, блок индикации (электроннолучевую трубку) 7, инверторы 8 и 9, сумматоры аналоговых сигналов 10, 11 и 12, 13.

Блоки 3 (4) формирЬвания линейно, изменяющихся напряжений содержат, например, последовательно соединенные регистры 14 (15) кодов координат, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 16 и 17 и формирователи 18 и 19 на линиях задержки.

Электроннолучевая трубка 7 по шинам 20 и 21 подключена к координатным каналам X и У, каждый из которых содержит блок 3 (4) формирования линейно изменяющихся движений напряжений, первый выход которого по шине 22 (23) соединен с вторыми входами сумматоров 10 и 12 (11 и 13) аналоговых сигналов, второй выход по шине 24 (25) - с входом инвертора 8 (9), выход которого по шинам

0 26 (27) соединен с первым входом сумматора 10 (11) аналоговых сигналов, формирователь 5 (6), вход которого по шине 28 (29) подключен к выходу сумматора 10 (11) аналоговых сигналов, а выход по шине

30 (31) - к первому входу сумматора ,12 (13) аналоговых сигналов. Входы блоков 3 (4) формирования линейно изменяющихся напряжений по шинам 32 (33) подсоединены к выходам преобразователя 1 однофазных кодов в парафазные) а по шине 34 - к выходу блока 2 управления. Блок управления по шине 35 соединен также с блоком 7 индикации.

5 Устройство работает следующим образом.

В ответ на сигналы готовности, вырабатываемые в блоке 2, из буферного запоми 1ающего устройства (БЗУ)

0 или ЭВМ (не показаны) в устройство в сопровождении сигналов синхронизации поступают слова массива изображения, содержащие цифровые коды координат концевых точек линий,

5 код операции - построение прямой линии или параболы, признак подсветки луча (светить или не светить). Код операции и признак подсветки луча в сопровождении сигналов синхп ронизации поступают в блок 2, управляющий работой устройства и приемом слов массива изображения. Коды координат в сопровождении сигналов синхронизации поступают в преобразователь 1, где осуществляется их преобразование в соответствующие парафазные коды, которые по шинам 32 и 33 поступают в блоки 3 и 4 формирования линейно изменяющихся напряжений. Коды координат записываются в регистры 14 и 15 по сигналам записи, поступающим из блока 2 управления по шине 34. Запись кодов координат парафазным способом позволяет избежать предварительного 5 сброса в О регистров 14 и 15, что необходимо для сохранения до начала следующей операции предыдущих значений кодов координат и, следовательно, обойтись без дополнительных буферных регистров, существенно уменьшить искажения формы сигналов отклонения луча, которые возникают из-за процессов коммутации в ЦАП 16 и 17 при предв рительном сбросе в регистров 14 и 15 перед записью в них новых кодов координат, что особенно важн для точного построения парабол. Коды координат, заполненные в регистрах 14 и 15, поступают соответственно на ЦАП 16 и 17, где осу ществляется их преобразование в аналоговые сигналы ступенчатой фор мы. При этом амплитуды аналоговых сигналов на выходах ЦАП пропорциональны соответствующим цифровым ко дам координат. Сигналы ступенчатой формы с выходов ЦАП 16 и 17 поступают на соответствующие формирователи 18 и 19, построенные на основ линий задержки. Эти формирователи облагают свойствами нулевого поряд ка и имеют передаточные функции (вход-выход 1) вида 1 - рР w(p) , . где -Т - время установления фронта переходной характеристики, равное суммарному времени задержки линий. Переходная характеристика таког формирователя имеет линейно нарастающий фронт. Таким образом, гфи п даче на его вход ступенчатого напр жения с выхода ЦАП, на выходе форм рователя появляется линейно нараст.ающее напряжение, время нарастани которого постоянно независимо от амплитуды входных сигналов и равно Линейно изменяющиеся напряжения с первых выходов этих формирователей поступают по длинам 22 и 23 на вторые входы сумматоров аналоговых сигналов 10 и 11, которые в самом простейшем случае могут быть выпол нены на резисторах. Выходные сигна лы сумматоров 10 и 11 аналоговых сигналов поступают по шянгм 28 и 29 на входы формирователей 5 и 6, которые аналогичны как по структуре так и по параметрам формирователей 18 и 19. Таким образом, в каждсяй координатном канале формирователи 18 и 19 через сумматоры 10 и 11 оказываются последовательно включенными с формирователями 5 и 6. При этом фронт переходной характеристики h;(t) такого последователь ного соединения является кусочнопараболическим (фиг. 2 ), т.е. состоит из отрезков парабол, плавно переходящих друг в друга (импульсная характеристика qj(t), фиг. 2 ) Благодаря этому на выходах формирователей 6 и 5 создаютсясигналы развертки луча ЭЛТ по координатам X и Y, изменяющиеся во времени по параболическому закону. При таком параметрическом задании координат линия на плоскости является параболой. Если сигналы отклонения по координатам X и У идентичны во времени по форме, то луч будет двигаться на экране ЭЛТ по прямой линии. . Это обеспечивается сменой кодов координат в регистрах 8 и 9 с периодом 2т, равным сумме времени установления фронта переходной характеристики формирователей 5и18и6и19. Эти времена одинаковы и равны Т. Если сигналы отклонения по координатам X и Y не идентичны во времени по форме, то луч будет двигаться на-экране ЭЛТ по параболе. Это обеспечивается сменой кодов координат по координатам X и Y в регистрах 14 и 15 с периодом, равным т. Смена кодов координат в регистрах 14 и 15 осуществляете; по сигналам записи так же, как и сигналов готовности устройства. Время построения как отрезка прямой, так и параболы равно 2т. Сигналы с первых выходов (выход 1) формирователей 5 и 6 по шинам 30 и 31 поступают на первые входы сумматоров 12 и 13, аналогичных по структуре сумматорам 10 и 11. С выходов сумматоров 12 и 13 сигналы отклонения луча по шинам 20 и 21 поступают на блок 7 индикации, состоящий из ЭЛТ, схемы управления яркостью луча, отклоняющей системы и координатных усилителей по координатам X и Y. Под воздействием двух параметрических сигналов отклонения координат по X и Y, идентичных или не идентичных во времени по форме, в зависимости от кода операции,луч на экране ЭЛТ в первом случае будет двигаться по прямой линии, а во втором - по параболе. Для обеспечения построения отрезков прямых и особенно парабол за время, равное 2Т, с минимальными геометрическими искажениями необходимо, чтобы переходные и импульсные характеристики hy(t) и ) описанных вьиае. трактов отклонения луча, начиная с выходов ЦАП 16 и 17, и до выходов усилителей отклонения, cooтвeтcтвoвг ли приведенном на фиг. 2а,Б. Из-за узкой полосы пропускания (инерционности) усилителей отклонения- эти характеристики искажаются (фиг. 2Ь), что и приводит к геометрическим искажениям изображения. Коррекция влияния узкой полосы пропуска:ния усилителей отклонения будет осуществлена если импульсные характеристики трактов, начиная с выходов ЦАПов 14 и 15, до

входов в блок 7 (шины 20 и 21), будут иметь вид, показанный на фиг.2 Эта коррекция осуществляется следующим образом. Линейно изменяющиес напряжения с первых выходов формирователей 18 и 19 поступают на вторые входы сумматоров 12 и 13, а задержанные на время т сигналы ступенчатой формы вторых выходов через инверторы 8 и 9 - на первые входы сумматоров 10 и 11 Так как импульсные характеристики каждого из формирователей 5,6,18 и 19 (вход - выход 2) соответствуют приведенным на фиг. 21, то импульсные характеристики описанных трактов коррекции (трактов отклонения) с учетом приведенных связей и без отклоняющих усилителей соответствуют приведенным на фиг. 29- На основании принципа суперпозиции импульсные характеристики скорректированных трактов, начиная с выходов ЦАПов 14 и 15 и до входов в блок 7 (шины 20 и 21) получаются при суьвлировании характеристик, изображенных на фиг. 25,д, и приведены на фиг.26. Формирователи 5,6,18 и 19 используются, таким образом, не только для целей формирования сигналов .отклонения луча, но и для выработки сигналов коррекции влияния инерционности усилителей отклонения. В сумматорах 10- 13 осуществляется суммирование сигналов отклонения и коррекции с определенными коэффициентми пропорциональности в ЗсЧВИСИМОСТИ

от времени Т.

Управление подсветкой луча осуществляется по модифицированным сигналам, поступающим в блок 7 по шине 32 из блока 2, где они вырабатьшаются в соответствии с признаком подсветки и кодом операции.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно уменьшить геометрические искажения вычерчиваемых отрезков и тем самьм повысить качество изображения.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) по авт. св. 890435, отличающеес я тем, что, .с целью повышения качества изображения за счет коррекции искажений, возникающих при переходных процессах, в него.введены по каждому каналу Управления) первый и второй сумматоры аналоговых сигналов и инвертор, причем входы инверторов подключены к вторым входам 5 блоков формирования линейно изменяющихся напряжений, а выходы - к входам первых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с первыми выходами блоков формирования Линейно изменяющихся напряжений и первыми входами вторых сумматоров аналоговых сигналов, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей, входы которых соединены с выходами первых сумматоров аналоговых сигналов, а выходы - с входами блока индикации.

35

9игЛ