Устройство для формирования окружностей

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(21) 3362037/18-24-22) Заявлено 10.12.81присоединением заявк23) Приоритет -09 б 1/08 дярютвеиими кюмитет СССР Опубликовано 15.03.83. БюллетеньДата опубликования описания 25.03.8372) Авторы изобретения ин 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОКРУЖНОСТЕЙ ностеи произвольного растоянным и равным времек жности макси мального естного устройства яв действие, так как время 1Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в электронных устройствах отображения графической информации.Известно устройство для генерирования окружностей, содержащее генератор синусоидального напряжения, преобразователь двоичного кода в напряжение переменного тока, фазосдвигающий элемент, подключенный к усилителям по координатам Х и У 1.Недостатком этого устройства является малое его быстродействие при построении окружностей малых и средних радиусов, так как время построения окружностей произвольного радиуса выбрано постоянным и равным времени построения окружности максимального радиуса.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для создания на экране ЭЛТ изображения в форме кольца, которое содержит регистр, цифро-аналоговый преобразователь, распределитель импульсов триггер пуска, сумматор, интеграторы и ключи сброса интеграторов 2.Недостатком извляется малое быстро построения окруждиуса выбрано пони построения о рурадиуса.Цель изобретения - уменьшение време ни формирования окружностей.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство, содержащее регистр кода радиуса, выход которого подключен к одному из входов цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого интегратора, причем выход сумматора яв ляется первым выходом устройства, второйинтегратор, выход которого является вторым выходом устройства, триггер, один из входов которого является входом устройства, а выход подключен к входу распредели.- теля импульсов, второй выход которого подключен к входам ключей, выходы которых подключены к одним из входов интеграторов соответственно, третий выход распределителя импульсов является третьим выходом устройства, содержит два цифроуправляе 1005172мых резистора, компаратор, счетчик, одиниз входов которого подключен к выходутриггера, дешифраторвыход которого подключен к другому входу триггера, а входдешифратора подключен к выходу счетчика,другой вход которого подключен к выходукомпаратора, вход которого подключен квыходу второго интегратора и к.одному извходов второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом первого интегратора, другойвход второго интегратора соединен с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, один вход которого соединен с выходом сумматора, а другой соединен с другим входом второго цифроаналогового преобразователя и с выходом регистра радиуса,На чертеже изображена структурная схема устройства.Устройство содержит регистр 1 радиуса,цифроаналоговый преобразователь 2, распределитель 3 импульсов, триггер 4, сумматор 5, интеграторы 6 и 7, ключи 8 и 9,цифроаналоговые преобразователи 10 и 11,компаратор 12, счетчик 13 и дешифратор14. Вход компаратора 12 подключен к выходу интегратора 6, а его выход через счетчик13 и дешифратор 14 подключен к второмувходу триггера 4 пуска. Цифроаналоговыйпреобразователь 10 включен между выходомсумматора 5 и входом интегратора 6, а другой цифроаналоговый преобразователь 11 -между выходом интегратора 6 и входом интегратора 7. Вторые входы цифроаналоговыхпреобразователей 10 подключены к выходам регистра 1 радиуса.Устройство работает следующим образом.Код радиуса окружности посту пает изцифровой вычислительной (ЦВМ) машиныи записывается в регистр 1 радиуса. Посигналу Пуск поступающему из внешнейЦВМ, триггер 4 пуска устанавливается в положение, при котором распределитель 3 импульсов начинает вырабатывать сигналы,управляющие работой блоков 2, 7 и 9. Цифроаналоговый преобразователь 2 по кодурадиуса и сигналу от распределителя 3 импульсов вырабатывает напряжение, пропорциональное коду радиуса окружности. Через интервал времени, достаточный для окончания переходного процесса при выводе луча из центра окружности в начальную точку ее построения, на втором выходе распределителя 3 импульса вырабатывается сигнал, управляющий размыканием ключей 8и 9 сброса интеграторов.При размыкании ключей 8 и 9, сбросаинтеграторов на выходах сумматора 5 иинтегратора 6 формируются соответственносигналы1)х =- Гсоз - . - ,2.В.11, =- 1 зп 1 -Я (;где Т - период гармонического колебаниясигнала. Период гармонического колебания сигнала предлагаемого устройства определяется кодом радиуса и равен,Т 1 = 2 х. СК (1 + "- а 1 2 ),где СЯ -емкость и сопротивление интеграторов 6 и 7, определяющие периодколебаний сигнала при построении окружности минимального радиуса;е а; 2 - двоичный код радиуса окружносИз приведенного выражения видно, чтопериод колебаний сигнала изменяется прямо пропорционально коду радиуса окружности,С выхода интегратора 6 синусоидаль 15 ный сигнал поступает на вход компаратора 12, определяющего моменты прохождения сигнала через ноль. Сигнал с выходакомпаратора 12 подается на вход двухразрядного счетчика 13. За один период колебания счетчик 13 переходит в такое состояние, которое будет расшифровано дешифратором 14. Сигнал с выхода дешифратора 14устанавливает триггер пуска 4 в нулевое состояние, при котором блокируется выдачараспределителем 3 импульсов выходных25 сигналов, а также осуществляется установка в нуль счетчика 13. С выходов сумматора5 и интегратора 6, а также с третьего выхода распределителя 3 импульсов сигналы поступают соответственно на первый, второй итретий выходы устройства,Для оценки по быстродействию прототипа и предлагаемого устройства необходимоопределить затраты времени обоих устройствна формирование массива окружностей спроизвольными радиусами. Устройство, ко 55 торое на такое построение затрачивает меньшее время и будет иметь большее быстродействие.Сравнительный анализ прототипа и предлагаемого устройства по математическрмуожиданию времени отображения массива4 О окружностей в случае равномерного распределения вероятностей радиусов в отображаемом массиве окружностей показывает,что если максимальному радиусу окружности соответствует п-разрядный двоичный кодКо, а х и (х - текущие значения кода радиуса и соответствующего времени отображения при построении окружности, то выражение для математического ожидания непрерывной случайной величины определяется следующим образом:50М 1=,г Р(х) ах,эоОПри этом нормированная функция плотности вероятности имеет вид Р(х) = - 1 О, если Х(0 или х ) К; 1 Кою, если 0(хКо.Для прототипа с переменной скоростьюформирования, когда ( = Т(1 + Ко ) = Т =(З) 15 ЗО формула изобретения 5= сопз 1., среднее время отображения набора окружностей равнохМ, = / Т(1,+2,)Тв (2)оДля предлагаемого устройства с постоянт р+ ной скоростью формирования, когда 1 =-Д- - ; среднее время отображения набора окруж- ностей равно"ф т с 1 х4-У (1+ )1 И Ер2 1 в+Из выражений (2) и (3) видно, что среднее время отображения набора окружностей у предлагаемого устройства в два раза меньше, чем у прототипа, и тем самым быстродействие предлагаемого устройства выше в два раза.Кроме того, яркость окружностей произвольного радиуса, воспроизводимых на экране ЭЛТ с помощью предлагаемого устройства остается постоянной величиной (а не переменной, которая изменяется обратно пропорционально коду радиуса, как в прототипе или базовом устройстве), Это улучшает качество изображения окружностей и не требует дополнительных аппаратурных затрат (как в прототипе) для уменьшения диапазона изменения яркостей окружностей, при котором различие в яркостях становится допустимым. Устройство для формирования окружностей, содержащее регистр радиуса, выход которого подключен к одному из входов первого цифроаналогового преобразователя, другой вход которого соединен с первымl выходом распределителя импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к одному из входов, сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого интегратора, причем выход сумматора является первым выходом устройства, второй интегратор, выход которого является вторым выходом устройства, триггер, один из входов которого является входом устройства, а выход подключен к входу распределителя импульсов, второй выход которого подключен к входам ключей, выходы которых подключены к одним из входов интеграторов соответственно, третий выход распределителя импульсов является третьим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй и третий цифроаналоговые преобразователи, компаратор, счетчик, один из входов которого подключен к выходу триггера, дешифратор, выход которого подключен к другому входу триггера, а вход дешифратора подключен к выходу счетчика, другой вход которого подключен к выходу компаратора, вход которого подключен к выходу второго интегратора и к одному из входов второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом первого интегратора, другой вход второго интегратора соединен с выходом третьего цифроаналогового преобразователя, один вход которого соединен с выходом сумматора, а другой соединен с другим входом второго цифроаналогового преобразователя и с выходом регистра радиуса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР35469982, кл. б 06 К 15/20, 1975.2. Патент Японии47 - 40664,кл. б 06 К 15/20, опублик. 1972 (прототип).Составитель М. Немировский Редактор Т. Веселова Техред И. Верес Корректор И. Шулла Заказ909/70 Тираж 486 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4