Устройство для отображения информации на экране электронно лучевой трубки

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет до делам изобретений и открытийОпубликовано 25.05.80. Бюллетень М 19 Дата опубликования описания 28.05.80(72) Авторы изобретения В. Я, Голубчик, Г. Я. Голубчик и В. Н, Коробейников Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИННА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может быть применено в диалоговых системах, использующих устройства для отображения информации на электроннолучевых трубкахи световое перо,Известно устройство управления выходными сигналами светового карандаша,содержащее световой карандаш с элементом, принимающим свет и расположенным10в его передней части, проводник для обнаружения наведенного под действием индукции электромагнитного поля из блокаэлектроннолучевой трубки, служащей дляиндикации в дисплее на электроннолучевой,трубке 11В устройстве осуществляется сравнен;:е упомянутого сигнала обнаружения с установленным произвольно пороговым напряжением в усилителе. При превышении сигнала обнаружения пороговой величинына выходе усилителя формируется сигнал управления включением и выключением схемы совпадения, регулирующий передачу выходного сигнала с элемента в последующие каскады схемы,Это устройство обладает низкой надежностью, так как произвольное изменение порогового напряжеийя никак не связано с параметрами воСпроизводимогоизображения, значениями сигналов в трактесветового карандаша и комплексом систематически или случайным образом меняющихся возмущающих воздействий, чтои приводит к нестабильной и неустойчивой работе светового пера вплоть до полной его неработоспособности.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для отображения информации,содержащее последовательно соединенныецентральное устройство управления, генератор символов, электроннолучевую трубку, второй вход которой подключен к выходу генератора меток и первому входуусилителя фототока, световое перо, усилитель фототока, выход которого через7361центральное устройство управления подключен к генератору меток, второй входкоторого через датчик касания подключенк электроннолучевой трубке2 1,Это устройство также обладает недостаточно высокой надежностью вследствие того, что при вводе с помощью светового пера информации о воспроизводимых графиках и рисовании графиков понижена разрешающая способность светового Опера, так как яркость всех точек графикамаксимальна; на надежность функционирования светового пера влияют системати-ческие и случайные возмущающие воздействия. 15Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства присистематических и случайных измененияхвозмущающих факторов.Поставленная цель достигается тем, 20что устройство содержащее блок управления, первый вход которого является информационным входом устройства, а выход блока управления соединен с входом,блока отклонения луча, подключенного к 25отклоняющей системе электроннолучевойтрубки, фиксирующая система которойсоединена с выходом блока задания параметров изображения, вход которого является управляющим входом устройства ви- Юдеоусилитель, первый вход которого подключен к выходу блока управления а выход - к модулятору электроннолучевойтрубки, оптически связанной с фотоэлектрическим преобразователем светового 35пера, содержит преобразователь кодов,первый и второй блоки памяти формирователи эталонных напряжений и яркости, фотоэлектрический преобразователь,управляемый дискриминатор световогопера и аналого-цифровой преобразователь,первый вход которого соединен с выходомфотоэлектрического преобразователя светового пера и с первым входомуправляемого дискриминатора светового пера,5второй вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу видеоусилителя, третий вход - к выходу фотоэлектри.ческого преобразователя, четвеотый входОк второму входу блока управления и квыходу управляемого дискримщатора светового пера а выход - к трет ьему входублока управления, четвертый вход которого соединен с выходом первого блока55памяти и с одним из входов формирователя эталонного напряжения, другой входкоторого подключен к выходу блока управления, входу преобразователя кодов,41 4выходной информационной шине устройства и к одному из входов первого блока памяти, другой вход которого соединен с входом блока задания параметров изображения, второй вход управляемого дискриминатора светового пера соединен с выходом преобразователя кодов, а третий вход - с входом формирователя эталонной яркости, с выходом формирователя эталонного напряжения, с первым входом второго блока памяти, второй вход которого подключен к выходу блока отклонения луча, а выход - к второму входу видеоусилителя, третий вход которого соединен с входом формирователя эталонной яркости, оптически связанного с фотоэлектрическим преобразователем, который оптически связан с электроннолучевой трубкой.На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.Устройство содержит блок 1 управления, видеоусилитель 2, блок 3, отклонения луча, электроннолучевую трубку 4, световое перо 5, блок 6 задания парь- метров изображения, фотоэлектрический преобразователь 7 светового пера, первый блок 8 памяти, формирователь 9 эталонного напряжения, второй блок 10 памяти, формирователь 11 эталонной яркости фотоэлектрический преобразователь 12, аналого-цифровой преобразователь 13, преобразователь 14 кодов, управляемый дискриминатор 15 световогс пера, входную информационную шину 16, выходную информационную шину 17, входную управляющую шину 18.Устройство работает следующим образом.8 соответствии с исходной информацией на шине 16 блок 1 управления через видеоусилитель 2 управляет засвет кой определенных участков разворачива- емого блоком 3 отклонения луча по строчным и кадровым синхроимпульсам на экране электроннолучевой трубки 4 формируя тем самым заданное изображение.По шине 18, через блок 6 задания параметров изображения осуществляется регулировка начальных параметров изображения. При работе устройства происходит засветка источником внешнего освещения дневной свет, осветительные приборы) изображения на экране электроннолучевой трубки 4, фотоэлектрический преобразователь 7 светового пере, например фотодиод, конструктивно расположенный в передней части светового пера 5, воспринимает свет, излучаемый выбранным оператором элементом изображения, воспроизводимого на экране электроннолучевой . трубки 4. Сигнал с выхода фотоэлектрического преобразователя 7, усиленный и сформированный управляемым дискриминатором 15, поступает в блок 1 управления, откуда вместе с сопутствующей информацией направляется по шине 17 в электронную вычислительную машину, где обрабатывается по определенному алгоритму.Стабильность параметров сигналов в тракте формирования и усиления информации с фотоэлектрического преобразователя 7, определяющая надежность функционирования диалоговой системы на базе светового пера, зависит от большого числа факторов, значения которых меняются в широких пределах систематически и случайным образом (параметры источника внешнего освещения, видеоусилителя, электроннолучевой трубки ( напряжение накала, напряжение на электродах, высокое напряжение, энергетическая отдача люминофора и его спектральная характеристика излучения, режим возбуждения), фотоэлектрического преобразователя, управляемого дискриминатора; значения температуры, влажности, атмосферного давления, радиации; старения радиокомпонентов).Исключение влияния всех указанных факторов осуществляется с помощью самонастройки и самокалибровки тракта светового пера.Искажения полезного сигнала в тракте могут носить как аддитивный, так и40 мультипликативный характер. В общем ридеэто положение можно записать р виде формулы: 45 50 55 где И - искаженное значение сигнала;3 - истинное неискаженное эталонное значение сигнала;М - мультипликативный коэффициент;А - аддитивная составляющаясигнала.С помощью формирователя 9 эталонного напряжения определяются значения.и К, которые используются преоб разователем 14 кодов для управления коэффициентом усиления и порогом чувствительности управляемого дискримина 6141тора 15 светового пера в таком направлении, чтобы значение М стремилоськ единице, а значение 4 стремилось кнулю.В первом блоке 8 памяти хранятсяв цифровом виде эталоны значений возмущающих воздействий, которые могутменяться вручную оператором (шина 18)и/или программно блоком 1,1 О Аддитивная составляющая сигнала длявидеоусилителя 2 определяется следующим образом. На вход видеоусилителя 2с формирователя 9 поступает эталонноевозмущающее воздействие, равное нулю,Сигнал с выхода видеоусилителя 2, преобразований в цифровой код аналогоцифровым преобразователем 13, поступаетв блок управления 1 для запоминания идальнейшей обработки. Значение указанного кода и является аддитивной ошибкойвидеоусилителя 2, которая в частном случае может равняться и нулю.Затем на вход видеоусилителя 2 подается с формирователя 9 эталонное возму 25щаюшее воздействие, не равное нулю. Результат этого воздействия также преобразуется указанным образом в код.Поскольку эталонное значение сигнала 3, которое должно было бы получиться на выходе видеоусилителя 2 при мультипликативном коэффипиенте, равном 1,заранее известно и хранится в первомблоке 8 памяти, то имеются все исходныеданные для вычисления в блоке 1 управления мульти.пликативного коэффипиента поформуле: Так же как и для видеоусилителя 2, отдельно вычисляются значения М и Д для управляемого дискриминатора 15 светового пера.Сложнее вычислить значения М и Адля электроннолучевой трубки 4.Предварительно осуществляется калибровка, т.е, вычисление значения М и 4 для фотоэлектрического преобразователя 12, фотоэлектрический преобразо ватель 12 конструктивно расположен в любом удобном месте поверхности, экрана электроннолучевой трубки 4, например в одном из углов экрана или в какой-нибудь точке вдоль линии, ограничивающей поверхность экрана, световоспринимающей поверхностью обращен к поверхности экрана и вплотную примыкает к ней.ФПреобразователь 12 также связан оптической связью, например световолоконной, с формирователем 11 эталонной яркости. Формирователь 11 должен обладать долговременной стабильностью пояркости свечения.Формирователь 11 эталонной яркостивключается формирователем 9 эталонногонапряжения в определенные моменты времени импульсом эталонного напряжения.Первый импульс включения равен нулю,и описанным вьпце образом вычисляетсязначение Л преобразователя 12; второйимпульс включения равен заданному эталонному значению, и описанным ввидеобразом вычисляется значение М преобразователя 12,1(огда адрес луча на экране электроннолучевой трубки 4, задаваемый блоком3 отклонения луча совпадает с адресом,записанным во втором блоке 10 памятиэталонного адреса, на вход видеоусилителя 2 с формирователя 9 поступаетэталонный импульс модуляции, засвечивающий на поверхности экрана электроннолучевой трубки 4 точку в заданномэталош ом адресе. Информация о яркостизасвеченной точки поступает на входпреобразователя 12 и используется длявычисления значения М электроннолучевой трубки; информация о незасвеченнойвндеоусилителем 2 точке используетсядля вычисления А .Информация об уровне внешней засветки, входящей как аддитивный коэффициентв вычисления и вводимой в преобразователь 12 с помощью оптической связи,например световолоконной, определяетсядополнительным фотоэлектрическим преоб=разователем, .входящим в преобразователь 12.Суммарная адднтивная ошибка всеготракта световогз пера видеоусилитель 2,электроннолучевая грубка 4, преобразователь 12, дискриминатор 15) равнаалгебраической сумме аддитивных сшибокуказанных блоков плюс ошибка от внешнего освещения; эквивалентная мультипликативная ошибка - произведению мультипликативных ошибок указанных блоков.По суммарному значению аддитивнойошибки и эквивалентному мультипликативный блок ад, птации перестраивает дискриминатор 15, так чтобы при изменении .любых паразитных факторов преобразователь 7 светового пера воспринимал информацию от изображения с экрана электроннолучевой трубки 4.6141 8 Лечения в и М как каждого блока 15 ЗО 35 15 50 55 в отдельности, так и всего тракта в целомсравниваются в блоке 1 управления созначением верхних и нижних границ указанных значений, хранящихся в первом блоке 8памяти, Выход значений А и М за определенные границы интерпретируется как неисправность соответствующего блока или всеготракта с последующей индикацией, послечего осуществляется ремонт или заменанеисправных блоков,Данное устройство обладает более высокой по сравнению с известным надежностью, так как осуществляется автоматическое обнаружение неисправностей приподстройке параметров отдельных блоков,Формула изобретения Устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее блок управления, первый вход которого является информационным входом устройства, а выход блока управления соединен с входом блока отклонения луча, подключенного к отклоняющей системе электроннолучевой трубки, фиксирующая система которой соединена с выходом блока задания параметров изображения, вход которого является управляющим входом устройства, видеоусилитель, первый вход которого подключен к выходу блока управления, а выход - к модулятору электроннолучевой трубкиоптически связанной с фотоэлектрическим преобразователем светового пера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит преобразователь кодов, первый и второй блоки памяти, формирователи эталонных напряжения и яркости, фотоэлектрический преобразователь, управляемый дискриминатор светового пера и аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя светового пера и с первым входом управляемого дискриминатора светового пера, второй вход аналогоцифрового преобразователя подключен к выходу видеоусилителя, третий вход - к выходу фотоэлектрического преобразователя, четвертый вход - к второму входу блока управления и к выходу управляемого дискриминатора светового пера, а выход - к третьему входу блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом первого блок па. Папп з 2280/9 ЦНИИПИ Госудпо делам изоб 113035, Москва За Тираж 75 рственного ретений и о , Ж, Р Подписноекомитета СССРкрытийушская наб., д. 4/ илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,9 736 мяти с одним из входов формирователя эталонного напряжения, другой вход которого подключен к выходу блока управления, входу преобразователя кодов, выходной информационной шине устройства и к одному из входов первого блока памяти, другой вход которого соединен с входом блока задания параметров изображения, второй вход управляемого дискриминатора светового пера соединен с выходом преобразователя кодов, а третий вход - с входом формирователя эталонной яркости, с выходом формирователя эталонного напряжения, с первым входом второго блока памяти, второй вход которого подклю: чен к выходу блока отклонения луча, а 141 10выход - к второму входу видеусилителя,третий вход которого соединен с входомформирователя эталонной яркости, оптически связанного с фотоэлектрическимпреобразователем, который оптическисвязан с электроннолучевой трубкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии М 50-9260,кл. 97(7) В 41, 1975.2. Голубчик В. Я. и др. Об одномспособе отметки символьной информациина экране электроннолучевой трубки. Сб.Вопросы проектирования математическихмашин и устройств. Киев, 1972 (прототип).