Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

(19) 1)4 С 09 13,".,",.;,1 рр,г)е,:) Т"1,".,ЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСН енное 60 ле 973.ССР1981,НИЯ ГРАЕ ЭЛЕКом ре дл ОСУДАРСТпЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(71) Черновицкое производствобъединение чЭлектронмаш" имтия Советской Украины(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ(57) Изобретение относится ктике и вычислительной техникжет быть применено в аппарат визуального предст"авления сложныхфункциональных зависимостей. Цельизобретения - повышение быстродействия и точности устройства за счетисключения переходных процессов в отклоняющей системе ЭЛТ, которая достигается введением генератора 1 импульсов, третьего коммутатора 11, формирователей 3-8 импульсов и соответствующих функциональных связей. В устройстве используемая организацияпреобразования информации позволяетисключить потери времени на ожиданиезатухания переходных процессов и производить вычерчивание любых изображений без переходных процессов в момент перехода луча от вычерчиванияодного отрезка кривой к другому,4 ил.55995 2 Принцип получения сложного изображения состоит в суммировании определенным образом вычисленных заранее амплитудкосинусоидальных колебаний ряда частот, кратных основной по каналу У, и подаче их в отклоняю.- щую систему с одновременным отклонением по чисто косинусоидальному закону по каналу Х. В результате такого воздействия получается. аппроксимация некоторого участка изображения с помощью так называемых полимоном Чебышева, Получаемое изображение можно представить в виде: 1 13Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть применено в аппаратуре для визуального представления сложныхфункциональных зависимостей.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства за.счет исключения переходных процессовв отклоняющей системе ЭЛТ,1На фиг, 1 представлена. Функциональная схема устройства; на Фиг. 2функциональная схема формирователяимпульсов на фиг. 3 - Функциональная схема формирователя полиномовЧебышева, на Фиг, 4 - временная диаграмма устройства.Устройство содержит генератор 1импульсов, формирователи 2-1. 2-ицолиномов Чебьппева, формирователи3 - 8 импульсов, коммутаторы 9, 10и 11, усилители 12 и 13 отклонениялуча по координатам Х и 7, усилитель14 импульсов подсвета, синхронизатор15, блок 16 оперативной памяти"и ЭЛТ17 с отклоняющей системой 18, Каждыйиз формирователей 3-8 импульсов содержит первую группу регистров 19-1,,19-(и+1), вторую группу регистров 20-120-(п+1), преобразователи 21-121-(п+1) код - напряжение и сумматор 22, Каждый формирователь 2 полиномов Чебышева состоитиз программируемого делителя 23,фильтра 24, фазовращателей 25 - 29,выпрямителя 30, коммутаторов 31 - 34,входных 35, 36 и выходных 37, 38 регистров.Р(Х) =С Т(Х),о где Тп(Х) = соя п агс соя Х или Получение системы косинусоидальных колебаний вустройстве производится с помощью программируемых делителей 23 и Фильтров 24. Программирование коэффициента деления производится таким образом, чтобы колебания на выходе делителей 23 в каждом иэ формирователей 2-2,2-пбыли кратны основной частоте, полу чаемой в Формирователе 2-1. На соответствуюшие частоты настраиваюти резонансные цепи активных Фильтров24 для выделения ссновной частотнойсоставляющей. Регулируемые Фазовра щатели 26 - 29 в каждом из Формирователей 2 полиномов предназначены дляточной установки скнфазности междуколебаниями по каналу У и колебания- ми по каналу Х, а также для получе ния противофазных колебаний, Фазакаждого иэ колебаний, участвующих впостроении иэображения, определяетсязнаком коэффициента С и может бытьоравна 0 или 180 , Выбор определяемойФазы производится с помощью аналоговых коммутаторов 31 - 34, состояниекоторых задается информацией, поступающей иэ регистров 35 - 38. Фазовращатели 25 задак 1 т необходимую. Фазу 30 импульсов подсвета, которые последвухполупериодных выпрямителей 30имеют вид соя п. Первые выходы(Х,) формирователей 2 подсоединены ксоответствующим аналоговым входам 35 Г),Г Формирователя 3 сигналов,являющимся аналогсвыми входами преобразователей 21-221-(п+1) код -напряжение. Вторые выходы (Х ) Формирователей полиномов аналогично под ключены к Формирователю 4 сигналов,третьи (У) - к Формирователю 5,четвертые (У) - к формирователю 6, апятые (Х) - к объединенным входамЕ Формирователей 7 к 8, К 5 аналоговым входам преобразователей21-1 в формирователях 3-8 сигналовподсоединены источники опорного напряжения. В результате в каждом изФормироватепей 3 - 8 на первый вход50 сумматора 22 поступает постоянное напряжение, величина которого определяется цифровым коцом, поступающимс выхода регистра 20-1, на остальные входы поступают скнусоидальные 55 колебания, амплитуца которых задается кодами, хранящимися в регистрах ф20-2, , 20-(и+1). На выходе сумма"тора 22 присутствуют как постояннаясоставляющая, так и переменная, опре 13559деляемая совокупностью синусоидальных колебаний различных частот и амплитуд, В каждом из формирователей 3 - 8 происходит независимое преобразование цифровой информации в сигналы отклонения и модуляции. Порядок поступления цифровой информации и ее преобразование в формирователях 2 и в формирователях 3-8 сигналов производится с помощью сигналов, поступающих от синхронизатора 15. От синхронизатора 15 поступают сигналы управления в блок 16 и на управляющие входы коммутаторов 9, 10 и 11. Синхронизирующим моментом является 15 переход основной отклоняющей частоты Й, через максимум. С этой целью син 3хрониэатор соединен с выходом формирователя первого полинома Г . Иэ нее51 П формируются прямоугольные импульсы 20 длительностью Т, = 1/2 Г Эти импульсы подаются непосредственно на коммутаторы 9. 10 и 11. В течение действия импульса каждый из коммутаторов 9, 10 и 11 осуществляет под ключение своего выхода к верхнему входу. Тем самым к усилителю 12 отклонения луча по координате Х оказывается подключенным формирователь 3, к усилителю 13 по координатеУ - 30 формирователь 5, а к усилителю 14 импульсов подсвета - формирователь 7. За время действия импульса управления по каналу Х поступает сигнал в виде отрезка косинусоиды на интервале 0-7 или, а по каналу,У - как отрезок косинусоиды основного колебания, так и совокупность отрезков косинусоид других частотных составляющих на интервале Т, . Тем самым на экране ЭЛТ 40 вычерчивается отрезок кривой, ап,проксимированной полиномами Чебышева.При отсутствии импульса (налйчие "0") коммутаторы 9, 10 и 11 осуществляют "передачу" сигналов, но уже с ,формирователей соответственно 4, 6 и 8. Кроме подачи сигнала на коммутаторы, синхронизатор выдает серию импульсов для записи цифровой информации из БОЗУ в регистры 19, 35,36и для перезаписи цифровой информациииз регистров 19 в регистры 20, из регистра 35 в регистр 37, из регистра 36 в регистр 38. Причем с началом"передачи" из формирователей 3, 5 и7 первым же импульсом серии из синхронизатора производится перезаписьцифровой информации из регистров 19в регистры 20 в формирователях 4, 6где Т- период колебаний основногоколебания;- номер полиномар- количество дискрет аналогоцифрового преобраэователяф 95 4и 8, Вторым и последующими импульсами производится запись информации из блока 18 по цифровым шинам во входные регистры 19 преобразователей 3, 5 и 7. При "передаче" иэ формирователей 4, 6 и 8 первым импульсом иэ серии производится перезапись цифровой информации из входных регистров 19 в выходной регистр 20, но уже в формирователях 3, 5 и 7, Последующими импульсами производится запись из блока 16 информации в регистры 19 формирователей 4, 6 и 8. Аналогичные коммутации осуществляются в формирователях 2, необходимые для выбора определенной Фазы колебаний и под. - ключения их к входам преобразователей 21-221 в (и+1). К входам преобразователей 21-2,;21-(и+1) в формирователях 7 и 8 сигналы поступают от выпрямителя 30 каждого формирователя 2 непосредственно. С помощью цифровой информации, поступающей в регистры 19, а затем в регистры 20, устанавливается необходимый уровень постоянной и переменной составляющих в виде модуля косинусоиды, определяя уровень подсвета и выравнивание яркости вдоль вычерчиваемого отрезка.Такая организация преобразований информации позволяет исключить потери времени на ожидание затухания переходных процессов в преобразователях 21, регистрах 19 и 20, так как эти преобразования производятся заранее, во время рабочего вычерчивания. Кроме того, устройство позволяет производить вычерчивание любых изображений беэ переходных процессов в момент перехода луча от вычерчивания одного отрезка кривой к другому. Зто возможно потому, что луч ЗЛТ на вершине косинусоиды остается некоторое время в неподвижном состоянии. Время нахождения луча в неподвижном состоянии зависит от частоты колебаний, производящих вычерчивание, и от принятой дискретности задания амплитуды колебания с помощью преобразователей 21-221-(и+1) код - напряжение. Его можно определить по формулеТ 1 к е = - агс соз (1- - и ),йи Н5 135К - показатель степени коэффициентов для ряда Фурье, равный "1" для разрывных функций, "2" для функций с разрывом в первой производной, "3" - для гладкой функции с нулевыми начальными условиями.Информация о каждом из участков изображения при разбиении его на отдельные части (куски) получается заранее с помощью внешнего устройства (ЭВИ, спецпроцессора), использующего аппарат быстрого преобразования Фурье или косинусное преобразование, и представляется в виде коэффициентов ряда по полиномам Чебышева. При этом наряду с коэффициентами составляющих ряда получают и величину постоянной составляющей с тем, чтобы координаты конца отрезка, получаемого при вычерчивании с помощью сигнала, поступающего от формирователей 3 и 5, совпали с координатами начала следующего отрезка, вычерчиваемого сигналом, поступающим от формирователей Й и 6, и наоборот. В этом случае на обоих входах коммутаторов 9 и 10 в момент подхода луча к точке стыковки существует равенство потенциалов. Коммутаторы 9 и 10 осуществляют переключение сигналов, равных по величине, а так как отсутствует скачок сигнала в отклоняющей системе, то нет условий для возникновения переходных процессов. Для более высокочастотных составляющих время уменьшается, но учитывая тот факт, .что с увеличением частоты амплитуда участвующего в аппроксимации изображения падает, это время сохраняется минимальным за первым полиномом, Таким образом, решается задача получения сложного изображения на экране ЭЛТ 17 путем аппроксимации его с помощью полиномов Чебышеваа, при этом сохраняются условия "идеальных стыковок" без переходных процессов, так как получается обобщенный сигнал с постоянной и переменной составляющими заранее. К началу вычерчивания на обоих входах каждого из коммутаторов 9, 10 и 11 имеются равные напряжения, исключающие возможность появления переходных процессов в отклоняющей системе 18 1 ЭЛт 17.Каналы отклонения по Х и У выпол 5995 иены идентично, что позволяет использовать в качестве оси абсцисс каккоординату Х, так и координату У. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретенияУстройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содер-. жащее формирователи полиномов Чебышева, синхронизатор, блок оперативной памяти, два коммутатора, усилители отклонения луча по коордиНатам Х и.У, выходы которых подключены к отклоняющей системе ЭЛТ, модулятор которой соединен с выходом усилителя импульсов подсвета., о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства за счет исключения переходных процессов в отклоняющей системе ЭЛТ, оно содержит генератор импульсов, третий коммутатор и шесть формирователей импульсов, каждый из которых содержит регистры первой груп" пы, .выходы которых подключены к информационным входам регистров второй группы, выходы которых подключены к цифровым входам преобразователей код - напряжение, аналоговый вход первого преобразователя код - напряжение соединен с шиной опорного напряжения, выходы преобразователей код - напряжение ссединены с входами сумматора, выходы сумматоров первого и второго формирователей импульсов соединены с информационными входами первого коммутатора, выходы сумматоров третьего и четвертого формирователей импульсов - с информационными входами второго коммутатора, выходы сумматоров пятого и шестого формиро" вателей импульсов - с информационными входами третьего коммутатора, выходы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к входам усилителей отклонения луча по координатам Х и У, а выход третьего коммутатора - к входу усилителя импульсов подсвета выход генератора импульсов подключен к тактовым входам формирователей полиномов Чебышева первые, вторые, третьи и четвертые выходы которых подключены к аналоговым входам преобразователей код - напряжение, кроме первого, соответственно первого, второго, третьего и четвертого формирователей импульсов, четвертые и пятые выходы формирователей полиномов Чебышева подключены к аналоговым входам преобразователей код - напряжение, кроме первого, шестого формирователя импульсов, выход713559958 блока оперативной памяти соединен с формирователя полиномов Чебьппева информационными входами регистров соединен с входом синхронизатора, выпервой группы формирователей импуль- ходы которого подключены к синхросов и управляющими входами формирова- входам формирователей полиномов Четелей полиномов Чебьппева, информа- бышева, управляющим входам блока ционный вход блока оперативной памя- оперативной памяти, регистров первой ти является информационным входом и второй групп формирователей импульустройства, нулевой выход первого сов и коммутаторов.1355995 Йл Яр Риид ЮС 7 Я РЮР.4 Д 8барц,Составитель О,Придорогинедактор И.Рыбченко Техред И.Попович Корректор С,Черни писное. Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,роектна 37/70 Й8 РСЮРПРю ЗД 7иихфЮЮФОРМ РД 7 аказ 5796/43 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж433 Пого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/5