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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для визуальной индикгщии без печатных знаков путем кратковременного изображения на экране электроннолучевой трубки, а также может быть использовано в системах управления, тренажерах для представления оператору информации о параметрах объекта управления, его ориентации и местоположения, представленных на одном индикаторе, например для отображения пространственного расположения захвата манипуляционного робота.

Известно устройство для отображения информации, содержащее генератор синусоидальных напряжений, фазос.йвигающую схему, преобразователь синусоидатрапеция, соединенные последовательно, второй преобразователь синусоида-трапеция, подключенный к выходу генератора синусоиды, для преобразователя амплитуды, каждый из которых подключен через координатные усилители к двум выходам. Такое устройство формирует на экране электроннолучевой трубки прямоугольник, величины сторон которого зависят от сигналов управления fl .

Однако объем отображаемой информации таким устройством ограничен.

Наиболее близким технически- р«иением к предлагаемому является устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее генератор синусоидальных колебаний, фазосдвигающий блок, формирователь импульсов, блок управtoляемой задержки, управляемый генератбр, соединенные последовательно, причем выход последнего соединен через один коммутатор с входом фазосдвигающего блока и через второй коммутатор

15 с выходом фазосдвигакицего блока. К выходу каждого коммутатора подключена цепочка из последовательно соединенных регулятора амплитуды, интегрирующего блока, сумматора и координат20ного усилителя. Такое устройство формирует на экране окружность с вырезом. Величина окружности, ее местоположение на плоскости экрана, положение и величина выреза могут менять25ся в зависимости от сигналов управ-, ления. Кроме того может меняться размер фигуры . по вертикали или по горизбнтали 2 .

Однако информативность такого уст30ройства также ограничена, поскольку оно не может передать все параметры расположения объекта в пространстве одновременно и алекватно. Цель, изобретения - расширение об ласти применения устройства за счет увеличения числа одновременно отображаемых параметров мес тоположения, Соетояния и ориентации объекта в пространстве. Поставленная цель достигается тем что в устройство,содержащее генератор синусоидальных колебайий, последовательно соединенные фаэосдвигающий элемент, формирователь импульсов, элемент управляемой задержки, управляемый генератор импульсов, соединенный с первыми . входами двух коммутаторов, второй вход первого коммутатора соединен с выходом фазосдвигающего элемента, вход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, два сумматора, первые входы которых соединены с выходами коммутаторов, вторые - с регуляторами амплитуды, а вы ходы - с координатными усилителями, введены два прерывателя, генератор импульсов, регулятор яркости и дополнительный регулятор амплитуды, причем генератор импульсов сое.диненс регулятором яркости и прерывателями, выходы которых соединены с входами регуляторов амплитуды, вход дополнительного регулятора амплитуды соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, а выход - с входом фазосдвигающего элемента. ,. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - примеры формируемых фигур. Устройство для отображения информации содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, фазосдвигающий элемент 2, формирователь 3 импульсов, элемент 4 управляемой задержки управляемый генератор 5, коммутаторы б и 7, регуляторы 8 и 9 амплитуда сумматоры 10 и 11,. усилители 12 и 13, регулятор 14 амплитуды, регулятор 15 яркости, генератор 16 импуль сов, прерыватели импульсов 17 и 18. Примеры фигур формируеьвлх устррйством на экране ЭЛТ содержит а - отображение поворота объекта од йовременно вокруг каждой из осей ОХ y.,OZ, б - отсутствие поворота, (раз мер окружности отображает дольнбсть до объекта), в - поворот объекта вок руг оси -ОХ, г - поворот объекта вокруг оси ОУ и оси OZ, при умень-шении величины разреза (схват закры вается). Предлагаемое устройство для отоб ражения информации на экране ЭЛТ со тоит из гёнерато)а 1 синусоидальных колебаний, последовательно соединен ных фазосдвигающего элемента 2, фор мирователя 3 импульсов, элемента 4 управляемой задержки, управляемого генератора 5, соединенного с двумя коммутаторами 6 и 7, один из которых подключен к входу, а другой к выходу фазосдвигакнцего элемента 2, двух регуляторов 8 и 9 амплитуды, , .двух сумматоров 10 и 11, соединенных с двумя усилителями 12 и 13, регулятора амплитуды 14, регулятора 15 яркости, генератора 16 импульсов, доединенного с двумя прерывателями 17 и 18. Выход каждого прерывателя 17- (18)соединен через соответствующий регулятор амплитуды 8 (9)с вторым входом сумматора, 10 (11) . Третий регулятор 14 амплитуды подключен к . выходу генератора 1 синусоидальных колебаний 1 и входу фазосдвигающего элемента 2. Входы управления всех регуляторов 8,9 и 14 амплитуды соединены и подключены к. входу регулятора 15 яркости, второй вход которого соединен с генератором 16 импульсов , а выход является третьим выходом устройства. Выходы усилителей 12 и 13 подключены к соответствующим входам отклоняющей системы ЭЛТ. Устройство работает следующим образом. Синусоидальное напряжение с выхода генератора 1 подается через регулятор 14 амплитуды на вход коммутатора 6 и вход фазосдвигающего элемента 2, который осуществляет сдвиг фазы синусоиды на ЭО, Далее синусоидальное напряжение с фазосдвигающего элемента 2 подается на вход второго коммутатора 7 и формирователь 3 илшульсов, который формирует синхронизирующие импульсы с частотой равной частоте синусоиды. Эти импульсы подаются на элемент 4 управляемой задержки, задерживаются на. : о время, пропорциональное величине управляющего сигнала, поданного на второй вход (Вх.4) и запускают упр(вляе «ий генератор 5. Последний формирует на выходе импульс, длительность которого зависит от величины и полярности управляющего сигнала на его входе (Вх.7). Эти импульсы поступают на управляющие входы коммутаторов 6 и 7. В исходном состоянии коммутаторы 6 и 7 открыты и синусоидальное напряжение проходит через сумматоры 10 и 11, усилители 12 и 13 на отклоняющие пластины ЭЛТ и формирует На экране окружность. Размер и яркость окружности определяется величиной и полярностью сигнала управления на входе (Вх.З). Приподаче на входы управления коммутаторов 6 и 7 управляющего импульса последние закрывают прохождение синусоиды и на окружности появляется разрез и точка в центре. Положение и величи- . на разреза определяются величинами сигналов управления на соответствующих входах (Вх.4 и Вх,7) . Сигнал упрагёления, поступающие на вторые входа сумматоров 10 и 11 (вх.1 и Вх.2) , определяют смещение фигуры на экране по горизонтали и по вертикали соответственно. Управляющие сигналы, поступающие на входы устройства (Вх.5 и Вх.6), проходят че(рез прерыватели и преобразуются в импульсные последовательности, частота которых определяется частотой генератора 16 импульсов, а амплитуд и полярность - амплитудой и полярностью управляющих сигналов на входах (Вх.5 и Вх.6) . Сформированные таким образом последовательности им пульсов с выходов прерывателей 17 и 18 подаются через регуляторы В и 9 аиплитуды на третьи входы суммато ров 10 и 11 и далее на отклоняющие пластины ЭЛТ. В результате суммиро.вания синусоиды и последовательност импульсов на сумматорах 10 и 11 на экране ЭЛТ формируется окружность, от которой отходят параллельные отрезк1 линии, направление и величина которых зависит от амплитуды и полярности последовательности импульсов. Если частота генератора 16 импульсов значительно превышает частоту- генератора 1 синусоидальных колебаний, то на экране ЭЛТ формируетсяь фигура, представленная на фиг.2. При подаче управляющего сигн ла на вход устройства (Вх.З) меняет как амплитуда синусоиды при помощи регулятора амплитуды 14, так и амплитуды импульсных последовательноетей при помощи регуляторов 8 и 9 амплитуды. В результате размер всей фигуры иа экране меняется, что вызывает у оператора ощущение удалени или приближения объекта управления. Таким образом, управляющие сигна поданные на входы (Вх.1 и Вх.2) , в зывают смещение всей фигуры по гори зонтали - ось X и вертикали - ось, У (фиг.2а) . Вход устройства (Вх.З) управляет размером всей фигу{Ж1 и от ражает удаленность объекта управления от оператора - ось г(фиг.2 а,б, Управляющий сигнал, поданный на вхо устройства (Вх.4), вызывает поворот фигуры вокруг- оси Z фиг.2 а,б,г, а входы (Вх.З и Вх.6) управляютЪоворотом фигуры вокруг осей У и X (фиг.2 а,в,г) . Вход устройства Вх. управляет величиной разреза на окружности и может отображать состояние схвата манипулятора (схват раскрыт или закрыт). Одновременная подача управляющих сигналов на все входы формирует на экране ЭЛТ опред ленным образом ориентированную фигуру, наглядно и одновременно отображает оператору расположение и ориентацию объекта управления в пространстве . Предлагаемое устройство повышает информативность индикаторов и обеспечивает отображение информации оператору о семи параметрах объекта управления, представленных на одном индикаторном элементе, при адекватном и наглядном отображении местоположения и ориентации объекта в пространстве. Известные же устройтва, например прототип, может одновременно отобразить лишь пять параметров расположения объекта в пространстве. Кроме того, схема предлагаемого устройства проста, надежна и дешева, в то время как известные устройства, использующие растровые способы формирования изображения, требуют цифровых вычислительных машин с большим объемом памяти и быстродействием, а также имеют более сложную схему. Сигналы управления изображением могут поступать в устройство непосредственно с датчиков пространственного расположения объекта управления. Устройство для отображения информации может быть использовано в системах управления, в тренажёрах для наглядного и адекватного отображения местоположения и ориентации объекта в пространстве, например схвата манипулятора или объекта манипулирования, а также при исследовании многостепенных органов управления, иссле ч довании процессов управления в биотехнических :истемах. того,. возможно применение устройства в игровых автоматах, аппаратуре для от бора, обучения операторов управляющих движением объекта в пространст ве. Формула изобретения Устройство для отображения информации на экране электроннолучевюй. трубки, содержащее генератор синусоидальных колебаний, последовательно соединенные фазосдвигающий элемент, формирователь импульсов, управляемый элемент задержки, yпpaвляe ый генератор импульсов, соединенный с первыми входами двух коммутаторов, второй вход первого коммутатора соединен с выходом фазосдвигающего элемента, вход которого соединен с : вторым входом второго коммутатора, два сумматора, первые входы которых соединены с выходами коммутаторов, вторые - с регуляторами амплитуды, а выходы - с координатными усилителями , отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет увеличения числа одновременно отобра-.

жаемых параметров местоположения, состояния и ориентации объекта в пространстве, оно содержит два прерывателя импульсов, генератор импульсов, регулятор яркости и дополнительный регулятор амплитуды, причем генератор импудьсов соединен с регулятором яркости и прерывателями импульсов, выходы которых соединены с входами регуляторов амплитуды, вход дополнительного регулятора амплитуды соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, а вы-ход - с входом фазосдвигающего элеf eHTa .

Источники информации, принятые во знимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №463997, кл.б 06 К 15/20, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2730929/18-24,

кл. G 06 К 15/20, 1979 (прототип)/.