Устройство для отображения системы координат на экране электронно-лучевой трубки

.8)детельст Р 3/153,СССР977. тр ни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯСИСТЕЮ КООРДИНАТ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ по авт. св.9 734760, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точностиустройства эа счет повышения разрешающей способности, оно содержит первый и второй блоки управления коммутаторами, первый, второй третий ичетвертый коммутаторы, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения и первый и второй элементы И,первый вход первого блока управлениякоммутатором соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход которогосоединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен спятым входом элемента ИЛИ, второйвход первого блока управления коммутаторами соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом четвертого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с шестым входом элемента ИЛИ, выход первого блока управления коммутаторами соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, вторые входыетьего и четвертого блоков сравнея соединены с первым выходом первого счетчика, первый вход второго блока управления коммутаторами соединен с первым входом третьего коммутатор выход которого соединен с первым вх дом пятого блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход второго блока управления коммутаторами соединен с первым входом четвертого коммутатора, выход которого соединен с первым входом шестого блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, вторые входыпятого и шестого блоков сравнения соединены с вторым выходом первого счетчика, выход второго блока управления коммутаторами соединен с вторыми входами третьего и четвертого коммутаторов.. Тим е Подпета СССР Зака сно ытийя наб., д Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 151/48 Ти ВНИИПИ Государ по делам иэо 113035, Москваизобретение относится к автоматике и информационной технике и может быть использовано в телевизионных индикаторах цифровых устройств систем определения положения двух движущихся объектов, расположенных произвольно в поле двухосных систем координат при больших длинах наблюдаемых участков.По основному авт. св. В 734760 известно устройство для отображения системы координат на экране электронно-лучевой трубки.Целью изобретения является повышение точности устройства за счет повышения разрешающей способности.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока памяти; на фиг. 3 - схема формирователя импульсов; на фиг. 4 - схема блока управления коммутатором; на фиг. 5 - схема блока коммутаторов; на фиг. 6 и 7 местоположение отсчетных делений на координатных осях в зависимости от расположения системы координат на растре; на фиг. 8 - функциональная схема блока управления коммутатором для случая, когда координаты двух движущихся объектов представлены 16-раз рядными двоичными кодами. Устройство (фиг. 1) содержит первую информационную шину 1, регистр 2, первый ивторой блокисравнения Зи 4,. 3 первьщ счетчик 5, блок синхронизации 6, элемент. ИЛИ 7, первый блок памяти 8, второй счетчик 9, первый формирователь импульсов 10, второй блок памяти 11, третий счетчик 12, второй 40 формирователь импульсов 13, вторую, третью, четвертую и пятую информационные шины 14 - 1 соответственно, первый и второй блоки управления коммутаторами 18 и 19, первьщ, второй, 45 третий и четвертый блоки коммутаторов 20 - 23 соответственно, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения 24 - 27 соответственно, первый и второй элементы И 28 и 29. ЮБлок памяти (фиг. 2) состоит из элемента НЕ 30, элемента И 31, триггера 32, .элемента И 33 и счетчика 34.Формирователь импульсов (фиг. 3) включает в себя дифференцирующую це почку 35, усилитель"ограничитель 36, расширитель импульсов 37, элемент И 38. Блок управления коммутатором (фиг. 4) состоит из блока сравненил 39, блока приоритета 40 и преобразователя 41 десятичного кода в двоичный код.Блок коммутаторов (фиг. 5) состоит из восьми Н-канальных коммутаторов 42-49.Блок управления коммутатором для случая, когда координаты двух движущихся объектов представлены 16-разрядными двоичными кодами (фиг, 8) состоит из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 50-57, на которых происходит поразрядное сравнение старших 9-16 разрядов кодов первого и второго объектов; из элементов НЕ 58-65; элементов И-НЕ 66-73 и элементов ИЛИ 74-78, которые составляют блок приоритета; из элементов И-НЕ 79-81 и элемента НЕ 82, которые составляют преобразователь десятичного кода в двоичный код.Устройство работает следующим образом.Перед началом отображения входной код константы системы координат записывается по информационной шине 1 в регистр 2. Код константы включает в себя код номера строки, определяющий местоположение горизонтальной координатной оси (код Х), и код номера точки в строке, определяющий местоположение вертикальной координатной оси (код У)Младшие разряды счетчика 5 (часть У) имеют коэффициент пересчета, равный количеству точек в строке, а старшие разряды (часть Х) коэффициент пересчета, равный количеству строк в поле. На счетный вход счетчика 5 с блока синхронизации 6 поступают импульсы, период следования которых равен времени отображения одной точки на телевизионной строке; когда текущее значение цифровой развертывающей функции, формируемой частью У счетчика 5, сравняется с кодом У, занесенным в регистр 2 константы сис" темы координат, срабатывает блок сравнения 4 и импульс с его выхода через элемент ИЛИ 7 поступает на отпирание электронного луча. Таким образом, на строке растра засвечивается точка, номер которой равен коду У, В процессе развертки растра точка с этим номером засвечивается на каждой телевизионной строке, т,е. формируется вертикальная координатная ось.Импульсы засветки горизонтальной координатной оси формируются на выходеблока сравнения 3 при равенстве значений кода Х и цифровой развертывающей функции, снимаемой с части Х счет чика 5.Формирование отсчетных делений,например, на вертикальной координатной оси производится следующим обра 11 Оэом.Появление сигнала на выходе блокасравнения 3 разрешает прохождение наблок памяти 8 импульсов с одного изстарших разрядов счетчика 5. Частота15следования этих импульсов равна частоте строчной развертки. Кроме того,импульсы с частотой строчной развертки постоянно поступают на счетныйвход счетчика 9, коэффициент пере 20счета которого равен числу строкмежду двумя соседними отсчетными делениями. Первый после срабатыванияблока сравнения 3 импульс переполнения счетчика 9, поступающий на вход25элемента НЕ 30 и на К-вход триггера32 блока памяти 8, прекращает про -хождение импульсов.Срабатывание блока сравнения 3соответствует на растре формированиюгоризонтальной координатной оси, а. импульс переполнения счетчика 9 -формированию ближайшего к ней отсчетного деления на вертикальной оси.Число строк между горизонтальной координатной осью и этим отсчетным делением запоминается в виде кода вблоке памяти 8 (И на фиг. 6). Вовремя обратного хода по полю этоткод заносится в счетчик 9. С началом прямого хода по полю счетчик 9 40начинает пересчет входных импульсовне е нулевого состояния, а с занесенного кода. Тем самым обеспечиваетсясовпадение отсчетного деления с горизонтальной координатной осью , 45(фиг. 7),Если горизонтальная координатнаяось совпадает с отсчетным делением,сигнаал на выходах блока сравнения3, поступающие на один из входов элемента И 31 и счетчика 9, появляютсяодновременно. В этом случае прохождение импульсов с выхода счетчика 5на счетчик 34 блока памяти 8 запрещается и в нем сохраняется прежний 55начальный код. При изменении местоположения системы координат по вертикали определение и запоминание нового начального кода осуществляетсяв течение одного поля развертки.Импульсы переполнения счетчика 9(фиг. 1) поступают на формировательимпульсов 10, Передние фронты импульсов переполнения счетчика 9 совпадают по времени с .началами строк, накоторых Формируются отсчетные деления, а скважность этих импульсовблизка к двум. Постоянная дифференцирования дифференцирующей цепочки 35 выбирается из следующего условия: экспоненциальный спад выходныхимпульсов дифференцирующей цепочки35 должен занимать во времени столькопериодов строчной развертки, сколькострок укладывается в толщине отсчетного деления, Усилитель-ограничитель36 отсекает отрицательные выходныеимпульсы дифференцирующей цепочки 35,а из положительных импульсов формирует прямоугольные импульсы той же длительности. Выходной сигнал усилителяограничителя 36 соответствует нарастре набору горизонтальных линий,расположение по вертикали и толщинакоторых аналогичны расположению итолщине отсчетных делений, а длинаравна ширине растра. Для ограниченияотсчетных делений по длине выходнойсигнал усилителя-ограничителя 36 подается на элемент И 38 вместе с выходным сигналом расширителя импульсов 37, в качестве которого можетбыть использован, например, одновибратор. Выходным сигналом расширителяимпульсов 37 являются импульсы засвета вертикальной координатной оси,а его выходной сигнал представляетсобой прямоугольные импульсы, длительность которых равна времени засветкина растре отсчетного деления желаемой длины. Выходной сигнал расширителя импульсов 37 соответствует нарастре примыкающему к вертикальнойкоординатной оси столбцу, ширина которого равна длине отсчетного деленияВ результате на выходе элемента И 38образуется сигнал отсчетных деленийвертикальной координатной оси. Формирование отсчетных делений для горизонтальной координатной оси осуществляется по тому же принципу, что и для вертикальной и.отличается лишь временными параметрами получаемых сигналов. Эту функцию выполняют блок памяти 11 (схема которого аиало 1156120гична приведенной на фиг. 2) счетчик 12 и формирователь импульсон 13.По второй информационной шине 14 поступает в двоичном коде Н 8-разрядная координата первого объекта по го ризонтальному направлению, по третьей информационной шине 15 поступает в двоичном коде И 8-разрядная координата второго объекта по горизонтальному направлению, по четвертой информа - О ционной шине 16 поступает в двоичном коде Я 8-разрядная координата первого объекта по вертикальному направлению, а по пятой информационной шине 17 поступает в двоичном коде Б 8- 5 разрядная координата нторого объекта по вертикальному направлению. На первый и второй входы первого блока управления коммутатором 18 по шинам 14 и 15 поступаот старшие 9, 10 , 20 И-разряды кодов координат первого и второго объектов по горизонтальному направлению, а на первый и второй блоки коммутаторов 20 и 21 коды координат первого и второго объектов по 25 горизонтальному направлению по шинам 14 и 15 поступаот полностью 1,2 разрядов.Блок управления коммутатором состоит иэ (М)-элементного блока30 сравнения 39, в котором происходит поразрядное сравнение одноименных старших от 9-го по Й включительно разрядов двоичных кодов, выходы которого поступают в блок приоритета 40, где преобразуются в десятичный код с приоритетом по несравнившимся наиболее старшим разрядам. Например, если самые старшие Й -е разряды кодов первого и второго объектов не 40 равны, когда в блоке приоритета 40 формируется десятичный код "0"; если М-е разряды кодов равны и (М)-е разряды не равны - формируется десятичный код 1; если Й-е и (М)-е 4 разряды раннь и (й) -е разрядыы не равны - формируется де" сятичный код "2" и т.д.; если равны все разряды от й "го до 9-говключительно, тогда формируется де- Ясятичный код (М).Для управления коммутаторами необходимы управляющие сигналы в двоичном коде, для чего служит преобразователь 41 десятичного кода в дноич- у ный код, который выдает управляющий сигнал на первый и второй блоки коммчтаторов 20 и 21, где входная И -разрядная информация коммутируетсятаким образом, что н соответствии суправляющими сигналами при выборе0-го канала коммутаторов 42-49, навыходах Вых.1 - Вых.8 выдаются соответственно (й), (М), , Н разряды, при выборе 1-го канала - (Я),(й)-го канала выдаются 1,2, , 8разряды (фиг. 5),Поясним работу блока управлениякоммутаторами и блока коммутаторов,на примере, когда координаты двухдвижущихся объектов представлены16-разрядными двоичными кодами, т.е.М(фиг. 8),На элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ50-57 происходит поразрядное сравнение старших 9-16 разрядов кодов первого и второго объектов. Сигналысравнения с выходов элементов 50-57поступают в блок приоритета, которыйсостоит из элементов НЕ 58-65, элементов И-НЕ 66-73 и элементов ИЛИ74-78. По несраннившимся наиболеестаршим разрядам вырабатывается сигнал н десятичном коле, который поступает в преобразователь десятичногокода в двоичный, собранный на элементах И-НЕ 79-81 и элементе НЕ 82.Режим работы такого блока управления коммутатором (при О=16) приведенв табл, 1, На информационные шиныденятиканальныхкоммутаторов 42-49поступает 16-разрядный код, а на управляющие входы - сигналы с выходов1, 2, 4, 8 блока управления коммутаторами (фиг. 8). На выходы коммутаторов выдается 8-разрядный кодсогласно табл. 2, где представленрежим работы блока коммутаторов(Я=16),Как видно из табл. 1 и табл, 2,индикация двух движущихся объектов,координаты которых представлены16-разрядными двоичными кодами, происходит ступенчато в девяти масштабахв зависимости от местонахожденияэтих объектов,С выходов блока коммутаторов 20и 2 1 восьмираэрядные двоичные кодыкоординат первого и второго объектовпо горизонтальному направлению поступают на первые входы третьего и четвертого блоков сравнения 24 и 25,втоные входы которых подключены к11561выходам младших разрядов (часть У) первого счетчика 5. Когда текущее значение цифровой развертывающей функции, Формируемой частью У счетчика 5, сравняется с кодами на выходах первого и второго блоков коммутаторов 20 и 21, срабатывают соответственно третий и четвертый блоки сравнения 24 и 25, Таким образом, на выходе третьего блока сравнения 24 по лучаем координату первого объекта по горизонтальному направлению, а на выходе четвертого блока сравнения 25 - координату второго объекта по горизонтальному направлению, 15Аналогично получаем координаты первого объекта по вертикальному направлению, для чего служат четвертая и пятая информационные шины 16 и 17, второй блок управления коммутатором у 6 19, третий и четвертый блоки коммутаторов 22 и 23 и пятый и шестой блоки сравнения 26 и 27, ко вторым входам которых подключены выходы старших разрядов (часть Х) первого И счетчика 5.Выходные сигналы третьего и пятого блоков сравнения 24 и 26 поступают на входы первого элемента И 28, на выходе которого формируется точка первого объекта, а выходные сигналы четвертого и шестого блоков сравнения 25 и 27 поступают на входы второго элемента И 29, на выходе которого формируется точка второго объекта.Таким образОм, на входы элемента ИПИ 7 поступают сигналы с первого и второго блоков сравнения 3 и 4, с первого и второго формирователя импульсов 10 и 13, с первого и второго элементов И 28 и 29. Выходной сигнал элемента ИЛИ 7 отпирает электронный луч, вследствие чего на телевизионном экране высвечиваются координат ные оси с отсчетными делениями и точки двух движущихся объектов (см.фиг.7).После установления на координатных осях удобной для наблюдения частоты расположения отсчетных делений изменением коэффициентов пересчета счетчиков 9 и 12 происходит автоматическое ступенчатое изменение масштаба отсчетных делений в зависимости от местоположения двух движущихся объектов, которое определяется блоками управления коммутаторами 18 и 19, вследствие чего координаты объектов20 8с блоков коммутаторов 20-23 выдаются на индикацию 8-разрядными кодами, тем самым количество отсчетных деле" нии на координатных осях остается неизменным, а изменяется цена деления.Таблица 10 О О 0 16 Рф 16 Р 16 Рр 16 Р, 15 Рф 15 Р О О 0 1 16 РБ 16 Р,15 Рщ 5 Р 14 Рф 14 Р16 Р:16 Р,0 0 1 015 Р =15 Р,13 Рф 13 Р О 0 1 1 14 Р:-14 Р,16 РБ 16 Р, 15 Рг 15 Р,14 Р е 14 Р, 13 РБ 13 Р,12 РР 12 Р 0 1 0 0 16 Р: - 16 Р, 15 Р:-15 Р,14 Р = 14 Р, 13 Р = 13 Р,12 Р = 12 Р, 11 Р 11 Р О 1 О 116 Р: - 16 Р, 15 РБ 15 Р,14 Р: - 14 Р, 13 Р ы 13 Р,12 Р - : 12 Р, 11 Р: - 11 Р,10 Рф 10 Р 0 1 1 О 16 Р е 16 Р, 15 Р е 15 Р,14 Р 14 Р, 13 РБ 13 Р,11 Р 11 Р,12 Р е 12 Р,10 Ре 1 ОР, 9 Рф 9 Р О 1 1 116 Рр 16 Р, 15 Ры 15 Р,14 Р =14 Р, 13 Р=13 Р,12 РБ 12 Р, 11 Рь 1 Р,1 ОРы 10 Р, 9 Р 9 Р 1 О 0 О