Устройство для отображения учебной информации

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 В 7 0 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И АВТОР блок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДКЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ВФУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 700870, кл. С 06 К 15/20, 1978,2. Авторское свидетельство СССР .В 983737, кл. С 09 В 7/02, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ОТОБРАЖЕНИЯ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержацее последовательно включенные блок синхронизации, блок счетчиков, блок памяти, формирователь изображений и индикатор, второй и третий входы формирователя изображений соединенысоответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенным к второму входу а памяти, о т л и ч а ю 801157557 А щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отображения, в него введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход и первый выход - с третьим выходом и вторым входом блока счетчиков соответственно, второй выход - с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход - с первым входом формирователя кодов, второй вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, выход - с четвертым входом блока памяти, а третий вход является информационным входом устройства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй входподключен к второму выходу блока счетчиков; а выход является выходом синхронизации устройства и соединен, с четвертым входом блока счетчиковИзобретение относится к техническим средствам обучения, в частности к обучающим системам, и можетбыть использовано для отображенияобучаемому медленно меняющихся про. цессов.Известно устройство, предназначенное для отображения информациина экране электронно-лучевой трубки,содержащее блок управления, соеди Оненный с блоком буферной памяти,дварегистра, два преобразователя коднапряжение, выходы которых соединеныс отклоняющей системой электроннолучевой трубки, а входы - с соответ. ствующими регистрами, управляющиевходы которых подключены к блокууправления, а информационные - к блоку буферной памяти ф 1,Недостатками данного устройства 2 Оявляются невозможность демонстрациии отображения медленно меняющихсяпроцессов и сложность конструкции,Наиболее близким к изобретению 25 является устройство для отображения учебной информации, содержащее генератор, блок синхронизации и последовательно включенные блок счетчиков, блок памяти и формирователь изображе-ЗО ний для управления предъявлением учебной информации на индикаторе, второй вход которого соединен с вторым выходом блока счетчиков, последовательно 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 входом блока счетчиков и ,щ третьим входомблока памяти, а также последовательно соединенные второй триггер, элемент И и счетчик, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход кото рого соединен с третьим выходом блока счетчиков, первый выход - с третьими входами блока, счетчиков и блока предъявления учебной информации, а второй выход - с четвертым входом я 1 блока счетчиков и третьим входом элемента И-ИЛИ, первый и второй входы первого триггера подключены к третьему и четвертому выходам блока счетчиков соответственно, второй вход у элемента И соединен с выходом генератора, четвертый вход блока памяти является входом устройства 21. Недостатками известного устройст ва являются низкая надежность вследствие малой эффективности использования блока предъявления учебнойинформации, низкая точность отобра- . жения эпюр изучаемого процесса из-зааналогового преобразования сигнала и сложность устройства.Цель изобретения - повьпдение точности отображения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для отображения учебной информации, содержащее последовательно включенные блок синхронизации, блок счетчиков, блок памяти, Формирователь изображений,и индикатор, второй и третий входыформирователя изображения соединенысоответственно с вторым выходом блока счетчиков и первым выходом блока синхронизации, подключенные к вто-. рому входу блока памяти, введены формирователь кодов, генератор одиночных импульсов и распределитель импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход и первый выход -с третьим выходом и вторым входомблока счетчиков соответственно,второй выход - с третьими входами блока счетчиков и блока памяти, третий выход - с первым входом формирователя кодов, второй вход которого,подключен к первому выходу блокасинхронизации, выход - с четвертым входом блока памяти, а третий входявляется информационным входом устройства, первый вход генератора одиночных импульсов является входом синхронизации устройства, второй вход подключен к второму выходу блока счетчиков, а выход является выходом синхронизации устройства и соединен с четвертым входом блока счетчиков.На Фиг. 1 изображена структура предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема устройства.Устройство для отображения учебной информации (фиг, 1) содержит блок 1 синхронизации, выходы которого соединены с соответствующими входами формирователя 2 кодов, служащего для сопряжения входной информации, блока 3 синхронизации записи, блока 4 счетчиков, блока 5 памяти, формирователя 6 яркостного сигнала, соединенного выходом с одним входом,формирователя 7 телевизионногосигнала, другие входы которого подключены соответственно к рыкодублока 8 синхронизации обратного ходакадров и выходу блока 4, выходы последнего также соединены с соответствующими входами блока 5, формирователя 6, блока 8 и блока 3, а входы подключены к выходам блока 8,блока 3 и генератора 9 одиночныхимпульсов, выход которого являетсявыходом внешней синхронизации уст-ройства, один вход генератора 9 является входом внешней сйнхронизацииустройства и может быть подключен,например, к кнопке 10 "Пуск", а другой вход соединен с выходом блока 4счетчиков, Выход блока 9 подключенк одному входу формирователя 6, другой его вход соединен с выходомблока 5 памяти, входы которого соединены с выходом блока 3 и формирователя 2,вход последнего подключенк выходу блока 3, Входы которогосоединены с делителем 11 частоты ипереключателем 12 времени развертки.Входы формирователя 2 являются входами устройства, причем один входможет быть подключен, например, ккнопке 13 "Стирание". ЗО Блок 4 содержит счетчики 14 записи, счетчики 15 развертки и коммутатор 16. Блок 1 содержит (фиг. 2) последовательно соединенные задающий генератор 17 и счетчик З 5 18. Формирователь 2 содержит последовательно соединенные сдвигающий регистр 19, буферный регистр 20, элемент. ИЛИ 21 и преобразователь 22 аналог-код. Блок 3 содержит, например, элементы 23 - 25 И.Счетчики 14 содержат, например, три соединенных последовательно узла 26 суммирования, счетчики 15 - три последовательно соединенных узла 27 суммирования. Коммутатор 16 содержит, например, три элемента И-ИЛИ 28. Формирователь 6 содержит узел 29 сравнения, буферный регистр ЗО, сдвигающий регистр. 31 и элемент И 326формирователь 7 содержит последовательно соединенные генератор 33 высокой частоты и модулятор 34.Блок 8 содержит триггер 35, элемент И Зб дифференциальную цепь 37.ИИнформация отображается на индикаторе 38. формирователи 6 и 7 и блок 8 объединены в формироВатель 39 изображений, а блок 3, делитель 11 и переключатель 12 - в распределитель 40 импульсов.Устройство работает следующим образом.Информация одной точки амплитуды демонстрируемой кривой, например, в виде восьмиразрядного слова записывается в блок 5 при обратном ходе развертки, например, каждой 32-й строки или с пропуском 1,2п обратных ходов строки.Во время прямого хода развертки кадра считываются все точки кривой, которые записаны ранее в блок 5. Для отображения информации в качестве генератора 38 используется промышленный телевизионный приемник. Для упрощения синхронизации работы устройства и телевизора использует. - ся распространенный метод развертки.Число строк в кадре целесообразно выбрать кратно числу двоичного исчисления, например 512. При,этом для отображения эпюры физического процесса достаточно одной интегральной схемы емкостью 4096 бит.Импульсы с задающего генератора 17 с частотой следования, например, 256 Гс (Гс частота строчной развертки) поступают на счетчик 18, например, с модулем пересчета М=64, Со счетчика 18 импульсов с частотой следования например,8 Г поступаютФна каскады 27, например, с модулем пересчета каждый М=16. Каскады 27 работают во время прямого и обратного хода кадра. Во время прямого хода счетчики 15 пересчитывают полный цикл, например М=4096 (1 бх 16 х 16), во время обратного хода пересчитывают, например, до 356(16 х 16) и обнуляются. Во время прямого хода строк выхо" ды каскадов 27 подключаются к адресным шинам блока 5 Подключение выходов каскадов 27 к адресным шинам обеспечивается элементами 28, которые управляются элементом И 23. Во время обратного хода, например, каждый 32-й строки или каждой 64-й, 96-й и т.д. к адресным шинам блока 5 подключаются выходы каскадов 26. На каждом обратном ходе строки происходит запись восьмиразрядного слова (одна точка эпюры), что определяет коэффициент деления делителя 11. На элемент И 23 блока 3 поступают им 1157557пульсы, например, с частотой еледования Хсю =Гс и длительностью5 Т, (где Г- длительность строки 64 мкс) и разрешающие импульсыс делителя 11.Генератор 9 необходим для синхронизации начала развертки кадра иначала зпюры отображаемого физического процесса. Запуск генератора 9может осуществляться кнопкой 10. При 16этом обнуляются каскады 26 синхронно с началом обратного хода развертки кадра и выдается импульс синхронизации на внешние устройства. Принеобходимости запуск генератора 9 3может осуществляться с внешнегоустроиства.После пересчета полного циклакаскадов 27 по заднему фронтунапример 4096-го импульса, переклю" рчается триггер 35 (конец прямогохода кадра), положительный потенциал с его инверсного. выхода открывает элемент И 36 для прохожденияимпульса, сформированного дифферен- Ициальной цепью 37 по заднему фронту, например, 256-го импульса, снимаемого с второго каскада 27. Этот ,импульс устанавливает каскады 27в нулевое состояние, триггер 35 - ув единичное состояние, Таким образом формируется обратный ход развертки, который по длительности равен,256 импульсам, следующим с частотой8 К . Каскады 27 работают полныйцикл по время прямого хода кадров.затем второй раз просчитывают до256-ти и обнуляются, формируя обратный ход кадров. Каскады 26 работают :в "шаговом" режиме, т.е. просчитывают, например, восемь импульсов во время обратного хода каждой, например, 32-й, 64-й, 96-й строки. Причем пересчет осуществляется и во время обратного хода кадра. Это необходимодля непрерывной записи эпюры физического процесса. Таким образом, после записи одного слова каскады 26 сохраняют свое состояние до следующего, . например, 32-го обратного хода строки или состояние каскадов сохраняется, например, до 64-го, 96-го, обратного хода в зависимости от коэффициента деления делителя 11, который устанавливается переключателем 12,на элемент И 24 поступают импульсы, например, с частотой .Зг 1 с и длительностью, равной обратному сходу строки 8 1 (импульсы, следующие, например, с частотой 64 2, и разрешающий импульс с делителя 11). Таким образом, Формируются пачки импульсов (например, по восемь), следующие на каскады 26.Одновременно пачки из восьми импульсов поступают в блок 5 для синхронизации режима записи и сдвига информации в регистре 19. По окончаний записи информации из последнего в блок 5, в регистр 19 параллельно записывается новая инфомация с регистра 20, импульс синхронизации записи поступает с элемента И 23. Информация в регистр 20 может поступать как в переменном последовательном коде, так и в аналоговом виде.Преобразование аналоговой информации осуществляется преобразователем 22. Для синхронизации последнего к нему от счетчика 18 и первого каскада 27 подключены, например, восемь разрядных шин. Поскольку на счетчик 18 поступают импульсы, следующие с частотой, например, 256 1 с, аналоговая информация может преобразовываться в 256 дискретных значений. Таким образом, разрешающая способность устройства по строке равна 256 точкам. При необходимости увеличения разрешающей способности необходимо увеличить разрядность информационного слова и соответствующих узлов электронной схемы.Во время считывания информация азиз блока 5 поступает на регистр 31. Импульсы синхронизации сдвига поступают с элемента И 32, который открывается во время прямого хода развертки кадра положительными импульсами с трнггера 35. После заполнения регистра 31, например, восьмиразрядным словом (информация об амплитуде одной точки отображаемой кривой) происходит параллельная перезапись этого слова в регистр 30 синхроимпульсом, следующим с частотой строк Йс с первого счетчика. Выходы регистра 30 подключены к входам схемы 29 совпадения, входы которой подключены к выходам счетчика 18 (разряды 1,2,4, 8, 16 и 32) и счетчика 27 (разряды 1 и 2). Эти счетчики за время длительности одной строки пересчитывают, например, 256 импульсов блока 1. Следовательно, при сов-,падении кода в регистре 30 и кода состояния счетчиков 18 и 27 со схемы 29. совпадения выдается импульс длительностью 1:256 длительности строки, соответствующий яркостному сигналу (У) отображаемого процесса.Таким образом, на каждой телевизионной строке отображается одна точка эпюры сигнала, При этом амплитуда сигнала пропорциональна време ни задержки импульса У относительно импульса синхронизации строк. Время задержки представлено, например, восьмиразрядным кодом, при этом амплитуда может иметь, например, 13 256 дискретных значений. Поскольку регенерация телевизионного изображения должна быть не ниже 50 Гц,если записьвать одну точку эпюры при обратном ходе каждой, например, 32-й 39 строки, время процесса, записанного на экран, равно 20 мс=602 мс (17 - число точек, записанных за один кйдр - у = 17; 20 мс -512 +Явремя развертки одного кадра ю г = И20 мс).Если при записи информации пропускать 1,2п импульсов записи, то можно записывать процесс длительностью 602 мс х 1, 602 мс х 2 ур 602 мс х и.Таким образом, предлагаемое обучающее устройство позволяет отображать процессы на большом экране группе обучаемых с неограни 33 ченным временем дискретной развертки. Дискретность развертки равна 0,602 с. При необходимости плавного изменения частоты развертки можно изменять частоту генератора блока 1.Со схемы 29 информация в виде импульсов, задержанных относительно импульсов синхронизации строк, поступает на модулятор 34, Одновременно на него поступает частота синхронизации строк Йс с первого каскада 27, частота синхронизации кадров 1 с триггера 35 и высокая частота с генератора 33, Высокочастотный генератор 33 работает на частоте,например, пятого телевизионного канала.Таким образом, устройство форми,рует полный телевизионный сигнал, который подается на антенный вход индикатора 38.При необходимости отображения на одном экране нескольких эпюр необходимо дополнить устройство формирователями 2 и 6 и блоком 5 (число блоков соответствует числу отображаемых кривых)Смещение осей эпюр, отображаемых на экране, возможно перед коммутацией разрядных шин регистров 30, подключаемых к схеме 29.Предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью по сравнению с известным за счет замены блока предъявления учебной информации промышленным телевизионным приемником. Используя сравнение кодов при отображении эпюр изучаемого процесса, возникает возможность исключить ошибки,вносимые аналоговым преобразователем, При этом точность повыша- . ется в 23 раза по отношению к аналоговому методу. Значительно упрощается конструкция предлагаемого устройства за счет исключения преобразователя аналог-код после блока памяти и счетчика формирования обратного хода пилообразного напряжения, 1157557157557 оставитель А. Карлоехред Ж. Кастелевич Корректор М. Макс не Редактор Н. Бобков одписнСР Заказ 337 б/4 д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 452 НИИПИ Государственно по делам изобретены 035, Москва, Ж, Р о комитета и открытиушская наб