Обучающее устройство

(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 04.08.80 (21) 2967593/18-24 (51)М. Кл. а 09 В 7/02 с присоединением заявкиГосударственный комитет СССР(23) Приоритет Опубликовано 23.12,82Бюллетень47 по делам изобретений и открытий.071(088.8) Дата опубликования описания 25 . 12,82(72) Автор изобретения А.В. Марков Всесоюзное специализированное научно-произ"водственно(е объединение "Союзвузприбор"(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к техническим средствам обучения, в частности к обучающим системам, и может быть использовано в устройствах отображения информации медленно меняющихся процессов.Известно устройство, содержащее блок управления, соединенный с блоком буферной памяти, два регистра, два преобразователя код - напряжение, выходы которых соединены с отклоняющей системой электронно-лучевой трубки, а входы - с соответствующими регистрами, управляющие входы которых подключены к блоку управления, а информационные - к блоку буферной памяти Г 11.Недостатком данного устройства является невозможность демонстрации и отображения медленно меняющихся процессов.Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее генератор синхроимпульсов, подключенный к последовательно соединенным счетчику строк изображения,дешийратору строк, подключенному к знакогенератору, связанному через дешифратор знака с регистром знака, к первой группе элемен тов И, сдвигающему регистру, и электроннолучевой трубке, и последовательно соединенные счетчик адресов, подключенный к генератору синхроимпуль" сов, блок управления режимом и адресом, Глок буферной памяти, регистр памяти, последовательно соединенные счетчик начального адреса, вторую группу элементов И, подключенные к генератору синхроимпульсов, и третью 15группу элементов И, соединенную с регистром памяти, регистром знака и генератором синхроимпульсов2 .Недостатком известного устройстваявляется невозможность демонстрации и отображения медленно меняющихся процессов, например графического отображения пути, скорости и ускорения каретки на воздушной подушке, демонстра 98373ции некоторых законов Ньютона, когда требуется запомнить траекторию движения.Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства, позволяющее использовать устоойство для демонстрации и отображения медленно меняющихся процессов за счет разделения времени записи и считывания инпормации с синхронной реге О нерацией отображения процесса на экране ЭЛТ,1Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генера 15 тор и последовательно включенные блок счетчиков, блок памяти и блок предьявления учебной инФормации, второй вход которого соединен с вторым выходом блока счетчиков, введены последовательно включенные первый триггер20 и элемент И-ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора, первый и второй выходы - соответственно с вторым входом блока памяти и пер 25 вым входом блока счетчиков, третий выход - с вторым входом блока счетчи" ков и третьим входом блока памяти, а также последовательно соединенные второй триггер, элемент И и счетчик, выход которого подключен к первомуЗО входу второго три ггера, второй вход которого соединен с третьим выходом блока счетчиков, первый выход - с третьими входами блока счетчиков и блока предъявления учебной инФормации, а второй выход - с четвертым входом блока счетчиков и третьим входом элемента И-ИЛИ, первый и второй входы первого триггера подключены к третьему и четвертому выходам блока счетчиО ков соответственно, второй вход элемента И соединен с выходом генератора, четвертый вход блока памяти является входом устройства.На Фиг. 1 изображена Функциональ ная схема предлагаемого устройства;на йиг. 2 - временные диаграммы; на фиг. 3 - размеры изображения на экране электроннолучевой трубки.Обучающее устройство содержит ге О нератор 1 (синхроимпульсов), элементы И 2-11, элемент ИЛИ 5, триггеры 6 и 7, счетчики 8-11 ( адресов), счетчик 12 1 Формирования обратного хода пилообразного напряжения), эле менты И-ИЛИ 13 и 111, блок 15 памяти, блок 16 предъявления учебной информации, включающий Формирователи импуль. 7 4сов горизонтального отклонения луча 17, вертикального отклонения луча 18 и подсвета 19, высоковольтный источник 20 питания и электроннолучевую трубку 21. Элементы 2, 3 и 5 объединены в элемент 22 И-ИЛИ, счетчики 8-11 и элементы И-ИЛИ 13 и 11 объединены в блок 23 счетчиков,Устройство работает следующим образом.В данном устройстве применена динамическая память для одного вида инФормации, например, 565 РУ 1 А емкостью 11096 бит. Полное считывание памяти происходит за ч 096 импульсов, поступающих на адресные шины ( фиг. 2 в), прямой ход пилообразного напряжения (Фиг. 2 б) - за 256 импульсов, той же длительности проходит (Фиг. 2 г ) обратный ход пилообразного напряжения.Триггер 7 пормирует импульсы, определяющие прямой и обратный ходы пилообразного напряжения ( Фиг, 2 а ) и уплравляется по входу, например, 1096-м(61 ) импульсом, поступающим со счетчиков адресов 11 и 15, а по входу Р например, 256-м импульсом, поступающим со счетчика 12 обратного хода пилообразного напряжения. Триггер 7 управляет генератором пилообразного напряжения формирователя 17, с которого пилообразное напряжение ( Фиг,26) подается на усилитель горизонтального отклонения ( не показан), элементы 13 и 11 открываются .во время прямого хода пилообразного напряжения импульсами положительной полярности, поступающими с второго ( инверсного ) выхода триггера 7, и подключают ( разрядные) выходы счетчиков 10 и 11 к адресным шинам блока 15 памяти во время прямого хода пилообразного напряжения . Во время обратного хода элементы 13 и 111 одним входом закрываются, а по другим входам совпадения - открываются положительными импульсами прямого выхода триггера 7 и подключают адресные шины блока 15 к выходам счетчиков 8 и 9. Этим достигается синхронность развертки и считывания информации из памяти. Во время каждого обратного хода пилообразного напряжения на счетчики 8 и 9 пост пает, например, восемь импульсов фиг, 2 д 1, обеспечивается это триггером 6 и элементом 3. Это необходимо для того, чтобы во время обратного хода пилообразного напряжения записать код только одной точки 1 есь 9837ли код точки восьмизначный 7, для этого восемь импульсов поступают на схему формирования импульсов записи и нарегистр памяти блока 15. Таким образом, параллельный код точки (амплитуда по у выдается из регистра памятивосемью импульсами и записывается вблоке 15 согласно адресам счетчиков 8и 9. Во время считывания информациипроисходит обратный процесс. С выхода блока 15 последовательный код заполняет сдвигающий регистр формирователя 18, и каждым восьмым импульсом из этого регистра параллельныйкод точки записывается в бугерный регистр формирователя 18.Буферный регистр подключен к преобразователю код-аналог формирователя 18.Аналоговый сигнал подается на усилитель вертикального отклонения формирователя 18. Формирователь 19 необходим для открывания электроннолучевойтрубки 21 только в тот момент времени,когда коды точек аналоговой кривойне равны нулю. При этом достигаетсяэффект приращения кривой, например,пути движения каретки на воздушной подушке, синхронно с движением каретки,Формирователь выбора матрицы блока 15 обеспечивает режим работы последнего. На этот узел поступают, например, восемь импульсов яри записиточки и 4096 импульсов во время считывания через элемент.5.Таким образом, при данном решении35схемы устройства, информация кода новой точки кривой записывается при обратном ходе пилообразного напряжения,при прямом ходе - считывается всяпамять.40Так как развертка и считывание памяти синхронизируются от одного генератора 1, то появляется возможностьплавно менять время развертки процесса изменением частоты генератора 1.При демонстрации двух и более процессов соответственно необходимо добавить интегральные схемы памяти ( например, для трех видов информациипути скорости и ускорения, память504096 х 3 = 19288 бит ) и коммутаторпри одном устройстве управления,Размеры изображения на экранеэлектроннолучевой трубки 21, например 59 ЛК 2 Б, представлены на фиг.3.55Время регенерации одного адресадинамической памяти, например565 РУ 1 А, должно быть не менее0,4 мкс. При этом частота задающего37 б генератора должна быть не более 2,5 ИГц.- = 2,8 ИгцУЕсли код точки восьмизначный, то возможно 256 значений ординат аналоговой кривой. При размахе кривой на ЭЛТ в 150 мм дискретность ординаты равна -- - = 8,88 мм150 ммЧисло дискретов по оси времени равно 4096 - - = 512 при размере 12 = 0,68 мм350Скорость развертки демонстрируемого процесса максимальна, Время между записью точек демонстрируемой кривой равно времени прямого ходадлительность 4096 имп.1 и обратного хо" да ( длительность 256 имп.) пилообразного напряжения 4096-256 = 4352 0,4 х 4352 =- 1740,8 мксЧисло точек кривой по оси времени 512, отсюда весь процесс, рассматриваемой на экране, равен 1740,8 х 512 = 89 1289,6 мкс == 0,89 с,При этом критическая частота мерцания равна 1= 574 Гц,Если взять критическую частоту мерцания, равную 50 Гц, т,е. частоту задающего генератора уменьшить в 574 2,5- 11,48 раз-д = 0,218 ИГц, то возможно наблюдать процесс за время, равное 0,89 х 11,48 = 10,22 с.Таким образом, при плавной регулировке частоты задающего генератора от 2,5 до 0,218 ИГц можно плавно изменять время развертки от 0,89 до 10,22 с.Предлагаемое устройство позволяет отображать медленно меняющиеся процессы, например, графическое отображение пути, скорости и ускорения каретки на воздушной подушке, изменять время развертки отображаемого процесса за счет разделения времени записи и считывания памяти с синхронной регенерацией отображения процесса на экране электроннолучевой трубки и за счет плавного изменения частотыгенератора синхраимпульсов, не выходя9837за границы частоты критического мерцания,формула изобретенияОбучающее устройство, содержащее генератор и последовательно включенные блок счетчиков, блок памяти и блок предъявления учебной информации, 10 второй вход которого соединен с вторым выходом блока счетчиков, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последова тельно включенные первый триггер и элемент И-ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом генератора, первый и второй выходы - соответственно с вторым входом блока памяти и первым 20 входом блока счетчиков, третий выходс вторым входом блока счетчиков и третьим входом блока памяти, а также 378последовательно соединенные второй триггер, элемент И и счетчик, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом блока счетчиков, первый выход - с третьими входами блока счетчиков и блока предъявления учебной информации, а второй выход - с четвертым входом блока счетчиков и третьим входом элемента И-ИЛИ, первый и второй входы первого триггера подключены к третьему и четвертому выходам бло, ка счетчиков соответственно, второй вход элемента И соединен с выходом генератора, цетвертый вход блока памяти является входом устройства.Истоцники информации принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Но 700870, кл. 606 К 15/20, 1978,2. Авторское свидетельство СССР 11 577550, кл. 606 К 15/20, 1976.Заказ 993160 Тираж 472 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССР 2 оесн по делам изобретений и открытий 113035 Москва, ЖРаушская наб. д. Филиал ППП .Патент", г, Ужгород, ул. Проектна