Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

Изобретение относится к автоматике, радиолокации и вычислительнойтехнике и может быть использовано вустройствах отображения и съема гра 5фической информации.Цель изобретения - повышение точности устройства.На чертеже представлена функциональная схема устройства. 10Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 преобразователи код - напряжение, первый5 и второй 6 генераторы пилообразного напряжения, первый 7 и второй 8 15формирователи напряжения развертки,первый 9 и второй 10 сумматоры, первый 11 и второй 12 сумматоры приращений координат, первый 13 и второй14 дешифраторы, формирователь 15 видеосигнала, ЭЛТ 16 с отклоняющей системой 17, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, элемент 20 запрета,формирователь 21 импульсов, элементИ 22 и датчик 23 контрольных координат иэображения.Позицией 24 обозначен управляющийвход устройства, а позициями 25-30 -с первого по шестой информационныевходы устройства, 30Уровень напряжения на информационных входах генератора 5 и 6 определяет скорость изменения пилообразного напряжения на выходах (крутизнунапряжения). Длительность сигналана управляющих входах генераторов 5и 6 определяет время, в течение которого формируется пилообразное напряжение (время разомкнутого состоянияключевого элемента определяет время 40прямого хода пилообразного напряжения). 50.Формирователи 7 и 8 напряжения развертки обеспечивают преобразование входного напряжения в напряжение или45 ток, воздействующий на отклоняющую систему 17 (электростатическую или электромагнитную) ЭЛТ 16 и управляю" щий перемещением пучка электронов по экрану.Поступление сигнала на управляющий вход сумматора 9(10) запрещает суммирование кода, поступающего на его второй информационный вход, те. на выход сумматора в этом случае . проходит сигнал, представляющий собой сумму кодов, поступающих на первый и третий информационные входы. Сумматоры 11 и 12 приращений координат изображения контрольных точек - сумматоры накапливающего типа.Первый вход сумматора приращений являются информационным, а второй -управляющим, т.е. разрешает записьинформации в сумматор по заднемуфронту управляющего сигнала.Дешифраторы 13 и 14 - комбинационного типа. Сигнал на выходе дешифратора формируется только в том случае, если на его входы поступают коды чисел, соответствующих координатам (по оси Х или по оси У) контроль.ных точек.Формирователь 15 видеосигналаосуществляет выделение из сигналовуправления, поступающих на его вход,сигналов управления подсветом точкии сигналов управления подсветом векторов, так как длительность формируемых формирователей 15 по этимсигналам импульсов различна. В простейшем случае для различения этихсигналов сигналы управления подсветомточки могут передаваться, например,отрицательным уровнем напряжения - асигналы управления подсВетом векторов - положительным уровнем напряжения (т,е. уровнем, который воспринимается элементом ИЛИ 19 как наличие сигнала).Элемент 18 задержки обеспечиваетзадержку входного сигнала на время,учитывающее инертность формированияформирователем 15 видеосигналов векторов,Элемент ИЛИ 19 совместно с элементом 18 задержки и связи между ними образуют формирователь импульсазапрета, длительность которого перекрывает максимально возможную дли-тельность видеосигнала на выходе формирователя 15,У элемента 20 запрета первыйвход является запрещающим,формирователь 21 импульсов обеспечивает формирование импульса с задержкой относительно входного сигнала, учитывающейинерционность преобразования сигналов в сумматорах,(преобразователя код - напряжейие),формирователях напряжения развертки,отклоняющей системе ЭЛТ, а такжеинерционность формирователя 15 в процессе формирования видеосигнала точек.15 55 Датчик 23 контрольных координат предназначен для формирования кодов относительных координат Х и У контрольного изображения. В простейшем случае датчик 23 представляет собой координатную. матрицу, состоящую из светочувствительных элементов, выходы которых соединены с входами ком-. бинационных шифраторов координат по, осям Х и У, Размеры светочувствитель. ного элемента (точнее, шаг их расположеиия по осям Х и У) определяют минимально достижимую величину (или шаг) коррекции смещения изображения (минимальную погрешность смещения). Число светочувствительных элементов (точнее, произведение их числа на шаг расположения в строке или столбце) определяет максимально возможную в устройстве погрешность смещения изображения, которая может быть скомпенсирована. Число светочувствительных элементов в строке координатной матрицы (т.е. число столбцов), как и число строк в матрице, выбрано нечетным. Комбинационные шифраторы координат выполнены таким образом, что засветка центрального из светочувствительных элементов матрицы приводит к формированию шифратором координат нулевых кодов по координатам Х и У. Засветка светочувствительного элемента, расположенного относительно центрального на один вьппе или ниже (по координате У), приводит 1;к формированию нулевых кодов по оси Х и соответственно кодов -11, или ."+1" по координате 7. Засветка светочувствительного элемента, расположенного относительно центрального на два элемента вверх и на три.влево приводит к формированию кода по оси Х равного "+3", а по оси У равного "-2" и т.д. Формирование кодов шифратоом координат производится попереднему фронту управляющего сигнала, поступающего на вход датчика 23 контрольных координат. Чувствительность свЕточувствительных элементов координатной матрицы подобрана таким образом, что они реагируют на отображаемую на экране ЗЛТ точку только в момент ее высветки (в момент действия видеосигнала на выходе формирователя 15) и не реагируют на ее отображения за счет послесвечения экрана ЗЛТ (этим достигается не реагирование датчика 23 на эле 5 20 25 30 35 40 менты изображения, не являющиеся контрольными, но оптически попадающие в зону,. контролируемую светочувствительными элементами координатной матрицы). Координатная матрица со светочувствительными элементами датчика 23 контрольных координат в простейшем случае размещается под экраном ЗЛТ 16 в одном месте (например, прямо на поверхности экрана с краю) таким образом, чтобы изображение контрольной точки (светящегося круга) на экране ЭЛТ ориентировочно совпадало с центральным светочувстви. тельным элементом координатной матри. цы, а оси ее координат Х и У совпадали по направлению с осями координат Х и У иэображения на экране ЭЛТ. Для исключения погрешности в формировании датчиком 23 контрольных координат, когда изображение контрольной точки (в случае ее больших размеров) оказывается оптически связанным одновременно с несколькими лизлежащими светочувствительными лементами координатной матрицы, ифратор датчика 23 может содержать элемент выбора одной (например, минимальной) координаты из нескольких.Устройство работает следующим образом.Рассмотрим работу устройства, когда коды координат высвечиваемой точки (или коды координат начала высвечиваемого вектора) не являются кодами координат контрольного изображения. В этом случае дешифраторы 13 и 14 не формируют одновременно выходные сигналы, вследствие чего на выходе элемента 22 не формируется импульс обнаружения кода координатконтрольного изображения, а следовательно, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, элемент 20 запрета, формирователь 21 импульсов и датчик 23 контрольных координат на работу. устройства влияния не оказывают,От внешнего устройства, например ЭВИ (не показаны), на входы 27 и 28 .поступают соответственно коды координат Х и У высвечиваемой точки (или коды координат начала высвечиваемого вектора), которые без изменения (считаем, что в начальный момент времени на выходах сумматоров 11 и 12 приращений присутствуют нулевые коды) проходят через сумматоры 9 и 10 и поступают на входы.преобразоваютелей 3 и 4 код - напряжение, с выходов которых соответствующие вход-"ным кодам величины аналоговых напряжений поступают на первые входы формирователей 7 и 8 напряжения раз 5вертки, выходные сигналы которыхвоздействуют на отклоняющую систему17, вследствие чего электронный лучвыводится в требуемуюточку экранаЭЛТ 16 (или в начальную позицию высвечиваемого вектора). В случае высветки точки в следующий момент времени на управляющий вход 24 от внешнего источника поступает импульс отрица 1 ельной полярности запуска формирователя 15, вследствие чего наего выходе формируется короткий импульс подсвета, воздействующий намодулятор ЭЛТ 16,и на ее экраневысвечивается точка,В случае высветки вектора отвнешнего устройства одновременно скодами, поступающими на входы 27 и28, на входы 25 и 26 поступают соответственно коды координат Х и У конечных точек высвечиваемых векторов,вследствие чего на выходах преобразователей 1 и 2 код - напряжение формируются соответствующие кодам уровни напряжения. В следующий моментвремени на управляющий вход 24 отвнешнего устройства поступает сигналположительной полярности, осуществляющий запуск генераторов 5 и 6 пило.образного напряжения и формирователя 15. Уровень напряжения на информационных входах генераторов 5 и 6пилообразного напряжения определяет. скорость изменения выходного пилообразного напряжения, а длительностьсигнала на входе 24 - время, в течение которого формируется пилообразное напряжение и время подсвета лучаЭЛТ 16. С выходов генераторов 5 и 6пилообразного напряжения линейно из 45меняющееся напряжение воздействуетчерез формирователи 7 и 8 напряжения,развертки на отклоняющую систему 17,вследствие чего на экране ЭЛТ 16высвечивается вектор заданной длины и направления.В случае необходимости сдвигаотображаемой информации (сдвигацентра отображения) по команде отвнешнего устройства, например оператора, на входы 29 и 30 поступают соответственно коды координат Х и Усдвига центра изображения, которые суммируются в сумматорах 9 и 10 скодами координат высвечиваемой точкиили с кодами координат начала отображаемого вектора, поступающими навходы 27 и 28, вследствие чего происходит соответствующий сдвиг отображаемой информации на экране ЭЛТ 16.Рассмотрим процесс формированиякорректирующего изображение напряжения,На входы 27 и 28 периодически отвнешнего устройства наряду с кодамикоординат Х и У отображаемых точеки кодами координат Х и У началавекторов поступают коды координатХ и У контрольного изображения. Если при поступлении на входы 27 и 28кодов координат Х и У отображаемойточки или начало отображаемого вектора только один из кодов координат,например координаты Х (У), совпадает с кодом контрольного изображенияпо данной координате, то на выходесоответствующего дешифратора 13 (14)координат формируется импульс, который, однако, не пройдет на выходэлемента 22, так как последний закрытпо второму (первому) входу нулевым уровнем напряжения и выхода дешифратора 14 (13) координат.Если на входы 27 и 28 поступают коды координат Х и У, являющиеся кодами координат контрольного изобра жения, то выходные сигналы формируются одновременно как на выходе дешифратора 13 координат, так и на выходе дешифратора 14 координат. Вследствие этого на выходе элемента И 22 формируется импульс, поступающий на разрешающий вход элемента 20 запрета и свидетельствующий об обнаружении в составе входных сигналов кодов координат, совпадающих с кодами координат контрольного изображения. Если указанные коды координат не являются кодами координат контрольного. изображения, а являются лишь случайно совпавшйми с ними кодами координат начала высвечиваемого вектора, то в работу включаются элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19 и элемент 20 запрета, Так как поступление ко" дов координат начала высвечиваемоговектора всегда сопровождается поступлением на управляющий вход 24 импульса положительной полярности, обеспечивающего срабатывание по управляющим входам генераторов 5 и 6 пило 1374273 8образного напряжения, то этот импульс одновременно поступает на первый вход элемента ИЛИ 19 непосредственно и на его второй вход с выхода5элемента 18 задержки, В результатена выходе элемента ИЛИ 19 формируется импульс, поступающий на запрещающий вход элемента 20 запрета изапрещающий формирование импульсовна его выходе на все время высветкивектора на экране ЭЛТ 16,Таким образом, сигнал на выходеэлемента 20 запрета формируется только в том случае, если на входы 27 и 28устройства поступили коды координатконтрольного изображения,Сигнал с выхода элемента 20 поступает на вход формирователя 21 импульсов и на управляющие входы сумматоров 9 и 10. Поступление импульса на управляющие входы сумматоров9 и 10 приводит к его перекоммутациитаким образом,что на выходе сумматоров 9 и 10 формируются коды безучета кодов, присутствующих на входа29 и 30 устройства (без учета внеш-них кодов сдвига изображения). Другими словами на выходы сумматоров9 и 10 проходят соответственно неизменные коды координат Х и У контрольного изображения (считаем, чтона выходах сумматоров 11 и 12 присутствуют нулевые коды). Коды коор-,динат контрольного изображения свыходов сумматоров 9 и 10 поступаютна входы преобразователей 3 и 4 код .напряжение, соответствующие анало-,говые напряжения с выходов которыхчерез формирователи 7 и 8 напряже 40ния развертки воздействуют на отклоняющую систему 17, выводя луч ЭЛТ 16в заданную точку экрана. При этомформирователем 15 формируется импульс, поступающий на модуляторЭЛТ 16 и обеспечивающий высветкуконтрольного изображения на экранеЭЛТ 16. Высветка контрольного изображения производится в месте экранаЭЛТ, которое оптически связано сосветочувствительными элементами50датчика 23 контрольных координат.Формирователь 21 импульсов из выходного сигнала, поступающего с выхода элемента 20 запрета, формируетимпульс, по переднему фронту которого на первом и втором выходах датчика 23 контрольных координат формируются соответственно относительные координаты Х и 1 (взятые со знаком минус) смещения контрольного изображения на экране ЭЛТ 16 относительного геометрического центра (центрального элемента) светочувствительной матрицы датчика 23. В случае отсутствия погрешности в тракте отображения коды относительных координат Х и У контрольного изображения являются нулевыми и коды (в начальный момент времени коды корректирующего воздействия нулевые) на выходах сумматоров 11 и 12 не изменяются, При наличии погрешности в тракте отображения контрольное изображение на экране ЭЛТ 16 не совпадает с геометрическим центром светочувствительной матрицы датчика 23, вследствие чего на его первом и втором выходах соответственно формируются коды координат Х и У (взятые со знаком минус) смещения контрольного иэображения относительно требуемого положения. По заднему фронту импульса с выхода. формирователя 21 импульсов происходит алгебраическое суммирование этихкодов относительного смещения координат Х и У соответственно в сумматорах 11 и 12 с предыдущими (в данном случае нулевыми) значениями кодов смещения изображения, Суммарный код корректирующего воздействия покоординатам Х и 7 поступает с выходовсумматоров 11 и 12 соответственно на третьи информационные входы сумматоров 9 и 10, где постоянно суммируется с текущими кодами отображаемой информации (в том числе и контрольной), вследствие чего вся отображаемая информация сдвигается на экране ЭЛТ 16 по координатам Х и У в нужную сторону, так как код корректирующего воздействия стремится свести к нулю имеющуюся погрешностьотображения (т.е. совместить контрольное изображение с геометрическим центром светочувствительной матрицы датчика 23), Если величина корректирующего воздействия по какой-либо причине была определена не совсем точно, то по заднему фронту следующего импульса на выходе формирователя 21 импульсов (этот импульс будет сформирован в случае последующего поступления на входы 27 и 28 кодов контрольного изображения) сумматоры 11 и 12 формируют новый уточненный код корректирующего воздействия по13 742735выходами первого и второго сумматосоответственно вторые информационные входы первого и второго сумматоров, третьи информационные входы которых соединены соответственно с ров приращений координат, выходыпервого и второго сумматоров подключены соответственно к входамтретьего и четвертого преобразовате 1 О леи код - напряжение, выходы которыхсоединены соответственно с информационными входами первого и второго 15 формирователей напряжения развертки, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами генерато" ров пилообразного напряжения, а выходы - с отклоняющей системой ЭЛТ,20 модулятор .которой соединен с выходом Формула изобретения Составитель И.Загинайко Техред Л. Олийнык Корректор А. Тяско Редактор М.Петрова Заказ 606/47 Тираж 459 Подписное ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. каждой из координат с новыми относительными кодами смещения координатконтрольного изображения (сформированными датчиков 23), Уточнение кодов корректирующего воздействия навыходах сумматоров 11 и 12 приводитк более точному смещению изображенияна экране ЭЛТ 16 в нужном направле."нии и т.д. Данный процесс продолжается до тех пор, пока коды корректирующего воздействия на выходах сумматоров 11 и 12 не сведут к нулюимеющуюся погрешность тракта отображения информации. Аналогичным образом устраняется погрешность, обусловленная колебаниями напряжения сети, старением элементов, их температурной нестабильностью и т.д., чтообеспечивает высокую точность отображения информации в предлагаемомустройстве,Устройство для отображения графической информации наэкране электронно-лучевой трубки, содержащее первый и второй преобразователи коднапряжение, входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, а выходы подключены соответственно к информационным входам первого и второго генераторов пилообразного напряжения, управляющие входы которых, вход формирователя видеосигнала, первый вход элемента ИЛИ и вход элемента задержки являются управляющим входом устройства, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, первый и второй сумматоры, первые информационные входы которых являются соответственно третьим и 1 25 30 35 40 45 формирователя видеосигнала, первый и второй дешифраторы и формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ е е с яРтем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит элемент И и датчик контрольных координат, оптически связанный с экраном ЭЛТ, выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого и второго сумматоров приращений координат, управляющие входы которых и вход датчика контрольных коор-, динат соединены с выходом формирователя импульсов, вход которого и управляющие входы первого и второго сумматоров соединены с выходом элемента запрета, разрешающий вход которого соединен с выходом элемента И, первый и второй входы которого .соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов, входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами устройства.