Устройство для отображения информации на экране электронно лучевой трубки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 59 О 09 С 1 8 ОМИТЕТ ССС ИЙ И ОТКРЫТ ОСУДАРСТВЕННЫО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ Е ИЗОБРЕТЕНИвидетельству Н АВТОРСНО(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содержащееблок управления, генератор подсвета,генератор символов, цифро-аналоговыепреобразователи по координатам Х и У,знаковые усилители по координатам Хи У, координатные усилители, модуля-тор ЭЛТ подключен к генератору подсвета, вход которого соединен с пер-вым выходом блока управления, второйи третий выходы которого соединеныс входами генератора символов.аи цифро-аналоговых преобразователей покоординатам Х и У, выходы которых,подключены к входам координатныхусилителей соответственно, выходы которых связаны с координатной отклоняющей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через .знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит интеграторы и компараторы по координатам Х и У, элемент И, элемент задержки и элемент ИЛИ, выход кото" рого подключен к входам генератора подсвета н координатных усилителей, в первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов подключены к входам элемента И, первые входы компараторов соединенй соот ветотвенно о выходами интеграторов по координатам Х и У, входы которых связаны соответственно с выходами Я цифро-аналоговых преобразователей по координатам Х и У, вторые входы компараторов по координатам Х и У являются входом опорного напряженияустройства.,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для визуальной индикации данных, поступающих из электронной вычислительной машины.Известно устройство для ото 6 ражения информации, содержащее регистр, соответствующие выходы которого соединены с входами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, генератора символов, соединенных с 1 О первым, вторым суммирующими усилителями, выходы которых соединены с отклоняющими катушками по координатам Х и У, выходы узла фиксации времени переходного процесса в,отклоняющих 15 катушках соединены с первью и вторым формирователями, которые соединены с первым и вторым узлами выделения заднего фронта .сигнала, соединенных с узлом фиксации окончания пере О ходного процесса, выход которого соединен с генератором символов 1 .Однако данное устройство имеет недостаточное быстродействие, так как суммирующие усилители являются общими для координатного отклонения и отображения символов.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отображения информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок управления, соответствующие выходы которого соединены с входами генера" тора подсвета, генераторов символов и векторов, цифро-аналоговых преобразователей Х и У и с блоком установки нуля. Координатный усилитель Х но входам соединен с выходами цифро-аналогового преобразователя Х и с блоком установки нуля. Координатный усилитель У по входам соединен с вы ходами цифро-.аналогового преобразователя У и с блоком установки нуля. Выходы координатных усилителей по Х и У соединены с соответствующими входами блока установки нуля и с координатной отклоняющей системой электроннолучевой трубки, Выходы генератора символов и генератора векторов соединены с соответствующимивходами каждого знакового усилителя, 5 О выходы которых соединены с входами знаковой отклоняющей системы электроннолучевой трубки, соединенной с генератором подсвета 2).чВ известном устройстве блоком ус 55 тановки нуля осуществляется уменьше" ние дрейфа координатного тракта.Устройство рассчитано на максимальный постоянный ток в координатных отклоняющих катушках, что вызывает 60 уменьшение быстродействия координатного тракта и всего устройства в целом.Целью Изобретения является повышение быстродействия. 65 Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, генератор подсвета, генератор символов, цифро-аналоговые преобразователи пб координатам Х и У, знаковые усилители по координатам Х и У, координатные усилители, модулятор ЭЛТ подключен к генератору подсвета, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены с входами генератора символов и цифро-аналоговых преобразователей по координатам Х и У, выходы которых подключены к входам координатных усилителей соответственно,. выходы которых связаны с координатной от .клоняющей системой ЭЛТ, выходы генератора символов соединены через знаковые усилители с знаковой отклоняющей системой ЭЛТ, введены интеграторы и компараторы по координатам Х и У, элемент И, элемент задержки, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входам генератора подсвета и координатных усилителей, а первый и вто" рой входы элемента ИЛИ подключены к входу и выходу элемента задержки соответственно, выход элемента И подклю. чен к первому входу элемента ИЛИ и входу блока управления, выходы компараторов подключены к входам,элемента И, первые входы.компараторов соединены соответственно с выходами интеграторов по координатам Х и У, входы которых связаны соответственно с выходами цифро-аналоговых преобра- зователей по координатам Х и У, вторые входы компараторов по координатам Х и У являются входом опорного напряжения устройства.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для отображения информации; на Фиг. 2 - функциональная схема блока управл .ния.Устройство содержит блок 1 управления, генератор 2 подсвета, генератор 3 символов, цифро-аналоговый преобразователь 4 по координате Х, цифро-аналоговый преобразователь 5 по координате У, знаковые усилители б и 7, знаковую отклоняющую систему 8, электроннолучевую трубку 9, координатные усилители 10 и 11, координатную отклоняющую систему 12, интегратор 13 по координате Х, компаратор 14 по координате Х, элемент ИЛИ 15, интегратор 16 по координате У, компаратор 17 по координате У, элемент И 18, элемент 19 задержки.Блок управления содержит ограничитель-Формирователь 20 импульсов, выход которого соединен с входами первого триггера 21, элемент 22 задержки и первый элемент И 23. Выходы первого триггера 21 и элемента 22 задержки соединены с соответствующими входами второго элемента И 24.Один выход второго триггера 25 соединен с входом первого элемента И 23, а другой выход - с входом второго. элемента И 24. Выходы обеих элементов И 23 и 24 соединены с входами элемента ИЛИ 26, выход которого соединен с входом хронизатора 27, выходы которого соединены с соответству" ющими входами узла 28 управления приемом и выдачей информации, узла 29 приема информации, узла 30 памяти 10 и узла 31 выдачи информации. Выходы узла 28 .управления приемом и выдачей информации соединены с входами узла 28 приема информации, узла 30. памяти я узла 31 выдачи инФормации, 15 Выходы узла 29 приема информации соединены,с входами узла 28 управ-. ления приемом и выдачей информацйи, узла 30 памяти и второго триггера 25. Выход узла 30 памяти соединенс входом узла 31 выдачи информации. Выходы узла 31 выдачи информации служат выходами блока 1 управления и соединены они с генератором 2 подсвета генератором 3 символов, цифро-анало говыми преобразователями по коорди- натам Х и У 4 и .5. Вход узла 29 приема информации служит входом блока 1 управления, соединенньи с выходом . внешнего устройства, ЭВМ (не показа" но). Второй вход второго триггера 25 служит также входом блока 1 управления и соединен с выходом элемента ИЛИ 15.Устройство работает следующим образом.35Напряжение сети 50 Гц поступает на ограничитель-формирователь 20, импульсы с частотой 50 Гц с,выхода которого поступают на триггер; 21, элемент И 23 и элемент 22 задержки. 40 Триггер 21 осуществляет деление час" тоты 50 Гц в два. раза.При поступлении информации от .ЭВМ(т.е. при смене информации) с узла29 приема информации на триггер 25поступает сигнал и устанавливает иаодном его выходе уровень напряжений,соответствующий логической ф 1 фф, Йадругом - логическому 01,Уровень. напряжения логической50ф 1 ф поступает на элемент И 23 иразрешает прохождение импульсов50 Гц с элемента И 23 на элементИЛИ 26.Уровень напряжения логическогофОф с другого выхода триггера 25запрещает прохождение импульсов счастотой следования 25 Гц с элементаИ 24 на элемент ИЛИ 26.Таким образом, на выходе элемеи-60та ИЛИ 26 имеются импульсы с частотой следования 50 Гц. Каждый из .этих импульсов является началомкадра.-Следовательно, при смене ин-.формации блок управления устанавли вает частоту регистрации информацйи на ЭЛТ 50 Гц.При максимальном объеме информации и расположения всея информации у края экрана ЭЛТ устройство вырабатывает сигнал, который с элемента ИЛИ 15 поступает в блок 1 управления на триггер 25.По данному сигналу триггер 25 устанавливается в состояние логическо- го ффО и .запрещает прохождение импульсов 50 Гц через элемент И 23. Одновременно разрешается прохождение импульсов с частотой следования 25 Гц через элемент 24 И, т.е. Устанавливается режим регенерации информации на ЭЛТ с частотой 25 Гц.С выхода элемента ИЛИ 26 импульсы частотой следования 50 Гц или, 25 Гц поступают на хронизатор 27, который вырабатывает тактовые сигналы для временной диаграммы устройст,ва. Узел 28 управления приемом и выдачей информации управляет приемом информации на узел 29, записью и считыванием информации узла 30 памяти, выдачей информации через узел 31 выдачи на .генератор 2 подсвета, генератор 3 символов и цифро-аналого" вые преобразователи 4 и 5 устройства отображения. С выхода цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 информация в виде аналоговых напряжений поступает на координатные усилители 10 и 11, которые формируют токиразверток в координатной отклоняющей системе 12.Отклонение луча ЭЛТ осуществляется по полуосям +Х(-Х), +У(-У), результирующий дрейф тока в каждой,оси отклонения (Х,У) равен разности дрей. фа полуосей отклонения.функциональные напряжения символов с выхода генератора 3 символов поступают на знаковые усилители 6 и. 7, которые работают на знаковую отклоняющую .систему 8. Знаковая отклоняющая система 8 содержит две оси отклонения (Х и У). Блок 1 управления соединен с генератором 2 подсвета, который связан с ЭЛТ 9, и формирует импульсы подсвета. Координатные напряжения с выхода цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 также. поступают на интеграторы 13 и 16.Постоянная времени интеграторов 13 и 16 составляет 40-50 мс в изготовленном нами устройстве.Основная частота регенерации информации составляет 50 Гц. Максимальная амплитуда напряжения с выхода цифро-аналогового преобразователя 4 или 5 соответствует отображению информации на краю экрана ЭЛТ, При отображении информации в центре экрана ЭЛТ напряжение на выходе соответствующего цифро-анаЛогового преобра зователя 4 или 5 равно нулю. Средниезначения выходных напряжений с цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 с выходов интеграторов 13 и 16 поступают на коммутаторы 14 и 17. На вторые входы компараторов 14 и 17 подают опорное напряжение, величина ко-5 торого соответствует среднему значению напряжения цифро-аналоговых преобразователей 4 и 5 при заданном максимальном объеме информации,10Омакс ем Кор я .Грегде Омокс- максимальная амплитуданапряжения на выходе соответствующего цифро"аналогового преобразователя 4 илн 5;," рег " .период регенерации инФормации, который равен20 мс;К - коэффициент передачи интегратора.25При кратковременной перегрузке инепланированном увеличении объемаинформации с выхода компаратора 14(17) выдают сигнал, который через.элемент ИЛИ 15 поступает на блок 1управления.По данному сигналу блок 1 управления осуществляет переход на регенерацию информации (с частотой25 Гц). Сигнал с выхода элементаИЛИ 15 подают на элемент 19 задержки З 5и на элемент И 18. Элемент 19 задержки выполнен на время Т = 200-:250 мс.Переход на регенирацию информации счастотой 25 Гц блок 1 управленияосуществляет за время не более 40 мс.40В результате этого уменьшается сред"нее значение напряжения на выходеинтегратора 13 (16) и прекращаетсявыдача сигнала с элемента 15 ИЛИ.Наличие на выходе элемента ИЛИ 15 45сигнала длительностью более 200250 мс вызывает выдачу сигнала свыхода элемента И 18, который поступает на координатные усилители 10и 12 и генератор 2 подсвета. Поданному сигналу резко уменьшаетсякоэффициент усиления координатныхусилителей, а с генератора подсветапрекращается выдача сигналов на ЭЛТ,т.е. осуществляется защита устройстваот выхода из строя.55Техническая реализация осущест.вляется включением ключей, которыев открытом состоянии шунтируют входные цепи усилителей и переключаютвходные токи усилителей на себя, 60Данное решение широко используется.при защите узлов от перегрузки.Быстродействие предлагаемого устройства, как и всех аналоговых устройств, определяется быстродействием д у координатных и знаковых усилителей,работающих на отклоняющие системы.Скорость вывода информации наэкран ЭЛТ.определяется данными усилителями, так как другие узлы и блоки имеют быстродействие значительно выше. Наименьшее быстродействиеимеют координатные усилители, таккак они осуществляют отклонение пятна ЭЛТ,по всему полю экрана.В предлагаемом устройстве экранЭЛТ надо рассматривать как картуили план местности, на которых отображается информация. Информация ввиде знаков или групп знаков (ФормуЛяров) может отображаться на любых участках (в любых точках) экрана ЭЛТ. Объем отображаемой информации может изменяться от минимальной до максимальной (заданной) величины.Рассмотрим работу предлагаемогоустройства при различном расположении. на экране ЭЛТ информации при максимальном объеме ( -- = 1, Тре =20 мс),ТинФ, Грег фДля интеграторов коеффициент передаБ моксчи к = 1, тогда Еопор = -а) Весь объем информации расположен равномерно около центра экранаЭЛТ. При данном расположении информации напряжение на выходах интеграторов меньше 0,5 Ео р . Сигнал элемента ИЛИ 15 на блок 1 управления непоступает, и частота регенерации рав.на 50 Гц.б) Весь объем информации расположен по всему полю экрана равномерно.При данном расположении инфОрмациинапряжение на выходах интеграторовравно 0,5 Е . Сигнал элементаИЛИ. 15 на блок 1 управления не поступает, и частота регенерации равна50 Гц.в) Весь объем информации расположен равномерно на одной половинеэкрана ЭЛТ симметрично одной полуоси отклонения Х или У. При данномрасположении информации напряженияна выходе интеграторов не превышает0,9 ЕоСигнал с элемента ИЛИ 15на блок 1 управления не поступает,и частота регенерации равна 50 Гц.г) Весь объем информации расположен симметрично полуоси отклонения.Х или У около края экрана ЭЛТ. Приданном расположении информации напря-,жение на выходе интеграторов большеЕоиор. С элемента ИЛИ 15 на блок 1управления поступает сигнал,по ко"торому блок 1 управления начинаетвыдавать информацию на экран ЭЛТ счастотой регенерации 25 Гц,Основной частотой регенерации является частота 50 Гц. Вероятностьперехода на частоту регенерации25 Гц мала, так как необходимо совпадение следующих факторов: наличие на экране максимального объема информации, информация должна быть расположена симметрично полуоси Х или У около края экрана ЭЛТ,а данное расположение информации должно иметь смысловое значение.Теоретически данное расположение информации возможно,и переход.на частоту регенерации 25 Гц исключает перегрузку устройства и сохраняет 1 О максимальный объем информации на экране ЭЛТ. В данном режиме отображаемая информация имеет мерцанйе. Таким образом, информация от ЭВМ поступает. в блок управления, который Осущест вляет выдачу информации на экран ЭЛТ с частотой регенерации 50 Гц, а при поступлении сигнала элемента ИЛИ 15 блок 1 управления переходит на регенерацию информации с частотой 20 25 Гц.При сравнений предлагаемого устройства с известным получим следующие количественные соотношения характе-ристик. 25Устройство, работающее с Одной частотой регенерации и расположе" нием информации украя экрана ЭЛТ, должно, иметь ток в координатном усилителе 3 максВ предлагаемом устройстве средний рабочий ток в координатном .усилителе равен,1 щс/2, что соответствует Емр= Омоп 2 фМощности координатных усилителей при прочих равных условиях пропорциональны токам. Отсюда видно, что координатные усилители предлагаемого устройства имеют мощности в 2 раза меньше, чем в устройстве с одной . 40 частотой регенерации инФормации. В схемах координатных усилителей(в выходных каскадах) используютсявысокочастотные транзисторы большоймощности, колле".торы транзисторовсоединены с обмотками +Х(+У) отклоняющей системы (12) . Так как мощ-ность координатных усилителей в предлагаемом устройстве в два раза меньше, то и количество транзисторов ввыходных каскадах усилителей в двараза меньше (или могут использоваться транзисторы на меньшую мощностьс лучшими параметрами) . Суммарнаяколлекторная емкость транзисторовподключается параллельно обмотке отклоняющей системы 12 и имеет величину также в два раза меньше. Емкостьобмоток отклоняющей системы 12 намного меньше емкости транзисторовСем 504.60 пф, Вм О, Ом) .При критическом режиме постояннаявремени установления тока в обмоткесоставляет величину 3=Дс, отношениепостоянных времени имеет следующуювеличину-4 СГлгде с - постоянная времени усилите. ля, входящего в устройство,работающее с одной частотойрегенерации информации;с 2 в .постоянная времени усилителя, входящего в предлагаемое устройство,Отношение постоянных времени показывает, что предлагаемое устройст-во имеет быстродействие на Ь 40 вы"ше, а следовательно, можетотображатьинформацию в большем объеме.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в по"вышении быстродействия устройства.)0437 Э Сетб 50 ГЦ Или 15 Фие.2 Составитель А. ИльиТехред, М Мостик Корректор.А. Тяско аказ 7345 56 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПроектнаРедактор Н. Лаэаренк 3 Ти ВНИИПИ Госуд по делам и 3035, Москва, аж 488рственногобретений-35, бауш Подписноеомитета СССРоткрытийя набег д 415