Имитатор изображения точечных объектов

(19) (11) 51)4 С 09 В 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ едены последовате вк нег формирои, второй еобразо- которого до ченные формирователь к ватель импульсов, блок регистр и цифроаналого ватель, второй вход и соединены соответстве первого блока сравнени входом блока индикации тельно включенные трет памя ый п У 38 Г,Л но с выходом я и с третьими последоваий счетчик,во СССР 1978. СССР етельс И 7/18 ельств И 7/18 978. ССР 981. ельств В 9/00 оследоваенератор,и первый соей авневтответк с яочности,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) ИМИТАТОР ИЗОБРАЖЕНИЯ ТОЧЕНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащий ительно включенные первый гкоммутатор, первый счетчикблок сравнения, последовательнодиненные второй генератор, второсчетчик, второй блок сравнения и пвый регистр, выход которого подклюк второму входу первого блока срния, и блок индикации, первый ирой входы которого соединены сооственно с первым и вторым выходамивторого генератора, первый выходторого подключен к входу первого гнератора, о т л и ч а ю щ и йтем, что, с целью повышения т триггер, мультиплексор и четвертыи счетчик, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, второй выход которого подключен к второму входу первого регистра, а третьи вход и выход - к второму выходу формировае теля кодов и второму входу второго блока сравнения соответственно, выход триггера соединен с вторым входомкоммутатора, второй выход которого подключен к второму входу мультиплексора, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя кодов, выход первого генератора подключен к первому входу третьего счетчика, а первый выход второго генератора - к )Ы вторым входам третьего счетчика, триг- Ор гера и формирователя импульсов, вто- р рой вход второго регистра соединен с выходом второго блока сравнения.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для имитации сигналов точечных объектов, и может бытьиспользовано при создании средств обучения и тренировки операторов.Цель изобретения - повышение точности имитатора.На Фиг. 1 представлена структура10имитатора; на фиг. 2 - Формировательимпульсов (записи); на Фиг. 3 - блоксравнения; на фиг. 4 - мультиплексори коммутатор; на Фиг. 5 - цифроаналоговый преобразователь.Имитатор изображения точечных5объектов содержит формирователь 1 кодов, формирователь 2 импульсов (записи), блок 3 памяти, блок 4 сравнения,счетчик 5 (координаты Х), мультиплексор б, счетчик 7 (адресов, регистр 820(координаты У), генератор 17, видеоконтрольное устройство, представляющее собой блок 18 индикации.Формирователь 2 (Фиг. 2) содержитдифференцирующую цепочку, состоящуюиз конденсатора 19 и резистора 20,дпфференцирующую цепочку, состоящуюиз конденсатора 21 и резистора 22,инвертор 23, триггер 24, элемент И-НЕ25, триггер 26, дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 27и резистора 28, инвертор 29, дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 30 и резистора 31, инвертор 32, дифференцирующую цепочку, 40состоящую из конденсатора 33 и резистора 34, инверторы 35 и 36, дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 37 и резистора 38, инвертор 39.Блоки 4 и 15 (Фиг. 3) содержатэлементы ИСКЛЮЧАКХЦЕЕ И 31 И 40, инверторы 41 и элемент И-НЕ 42.Иультиплексор 5 и коммутатор 13(Фиг. 4) объединены, так как имеютобщие цепи управления и содержат эле менты И-НЕ 43 и 44, инвертор 45 иэлементы И-НЕ 4 б.и 47, Цифроаналоговый преобразователь 9 (фиг, 5) содержит диоды 48 резистора 49 и 50, транзистор 51, резистор 52, инвертор 53 55и,циод 54,Имитатор изображения точечныхобъектов работает в двух режимах. Режим сортировки данных, Он осуществляется за период гашения обратного хода луча видеоконтрольного устройства, что соответствует начальному участку строки, Длительность цикла сортировки задается счетчиком 11.За время цикла сортировки производится анализ массива данных, содержащихся в блоке 3, выявляются данные о точечных объектах, подлежащих отображению на строке, следующей за цикломсортировки.По приходу строчного синхроимпульса на синхронизирующий вход устройства от телевизионной системы генератор 10 устанавливается в исходноесостояние, счетчик 11 обнуляется, выход триггера 12 устанавливается всостояние "1",состояние формирователя 2 не изменяется,Триггер 12 запрещает передачу колебаний генератора 10 через коммутатор 13 к счетчику 16 координаты Х иразрешает передачу через коммутатор13 и мультиплексор б на счетный входсчетчика 7, При этом запрещаетсяпрохождение через мультиплексор бсигнала "Выполнить" с входа Формирователя 2.Счетчик 7 начинает циклическийсчет и перебор адресов ячеек блока 3.Одновременно счетчик 11 ведет отсчетимпульсов, максимальное количествокоторых, укладывающееся в цикл сортировки, соответствует количествустраниц блока 3. По мере перебораадресов блока 3 на выходах последнего появляются кодовые слова, состоящие из разрядов координат точечногообъекта по вертикали и горизонталии разрядов кода яркости объекта, Врежиме сортировки код одной координаты сравнивается с кодом на выходесчетчика 5 в схеме преобразователя 9,Счетчик 5 устанавливается в нулевоесостояние в начале телевизИонногокадра кадровым синхроимпульсом, поэтому код на его выходе соответствует номеру строки телевизионного растра. В том случае, если в массиведанных обнаруживается объект с координатой, соответствующей номеру строки, подлежащей отображению, на выходе схемы совпадения кодов блока 4 формируется короткий отрицательный импульс, Этот импульс производит запись кодов координаты Х и яркости объекта в регистры 8 и 14 соответственно. По завершении цикла сортировки на входе счетчика 11 формируется импульс, переключающий триггер 12. Таким образом запрещается передача колебаний генератора 10 через мультиплексор 6, а разрешается их подача на вход счетчика 16 и.формирование сигналов записи в формирователе 2.При этом на выходе счетчика 7 устанавливается тот же адрес, что и до 10 начала сортировки. Этим достигается постоянная готовность блока памяти 3 к приему данных на очередную страницуРежим загрузки и воспроизведения. 15 Этот режим осуществляется на активном участке строки телевизионной развертки. В этом режиме производятся операции: загрузка данных в блок 3 от внешнего задатчика - формирователя 20 кодов (координат точечных объектов); воспроизведение на выходе устройства в необходимый момент времени информации в регистрах 8 и 14.Режим загрузки осуществляется следующим образом.По готовности данных об очередном объекте либо обновленных данных об объекте, подаваемых на входы блока 3, на вход формирователя 2 поступает 30 синхроимпуньс "Выполнить", имеющий положительную полярность. Передним фронтом этого импульса, проходящего через мультиплексор 6, осуществляется смена кода адреса счетчика 7 и блока 3, Формирователь 2 приводится в состояние готовности по приходу очередного строчного синхроимпульса, производится дополнительная подготовка и по завершении действия цикла 40 сортировки на выходе Формирователя 2 выделяется импульс записи, поступающий на соответствующий вход блока 3. Производится запись информации. Для выполнения указанного порядка раба ты в формирователе 2 предусмотрены цепи подготовки и задержки импульсов.Воспроизведение происходит следующим образом.Одновременно с загрузкой произво дится сравнение кода на выходе регистра 14 с кодом на выходе счетчика 16. При совпадении этих кодов на выходе блока 15 формируется отрицательный синхроимпульс, разрешающий преобра зование цифроаналоговым преобразователем 9 кода с выхода регистра 8 в аналоговый видеосигнал. Таким образом на выходе устройства формируется импульс, амплитуда которого соответствует яркости объекта, а положению объекта - момент появления на экране.Преобразователь 9 работает следующим образом.Сигнал "Выполнить в виде положительного импульса безразличной длительности поступает с информационного входа имитатора через дифференцирующую цепочку на инвертор 23. Передний фронт импульса, свидетельствующий о готовности информации к записи, дифференцируется и формируется инвертором 23 в импульс отрицатель" ной полярности, длительность которого,определяется параметрами дифференцирующей цепочки. Триггер 24 переключается, на его выходе устанавливается единичное состояние, и разрешается работа элемента 25 от входа строчных синхроимпульсов через дифференцирующую цепь. Передний фронт первого же строчного синхроимпульса, следующего за импульсом 1 Выполнить", дифференцируется, после чего формируется элементом 25 в отрицательный импульс, а задний фронт строчного синхроимпульса, преобразованного инверторам 36 и продифференцированнаго, формируется инвертаром 36. Импульс с выхода переключает прямой выход триггера 26 в нулевое состояние па началу, а импульс с выхода инвертора 39 - в единичное состояние по концу строчного синхроимпульса.Перепад напряжения на выходе триггера 26 из нуля в единицу после дифференцирования формируется в отрицательный импульс инвертором 29, этот импульс в свою очередь дифференцируется, а затем формируется инвертором 32. Таким образом, на выходе формирователя 2 образуется импульс записи, смещенный относительно строчного синхроимпульса. Запись производится на активной части строки, когда завершен процесс перебора адресов блока 3. Триггер 24 переключается в нулевое состояние положительным перепадом с инвертирующего выхода триггера 26, сформированным инвертаром 35.Блок 4 (фиг. 3) работает следующим образом,По совпадению логических состояний на входах элементов на их выходах формируются нулевые состояния, като 1185367рые после инвертирования перемножаются элементом 42, Таким образом, при поразрядном совпадении кодов на выходе элемента 42 образуется нулевое сос тояние. В противном случае выход поддерживается в единичном состоянии.Мультиплексор б и коммутатор 13 (фиг, 4) работают следующим образом.Во время сортировки данных на - 1 О вход инвертора 45 и элемента 46 с выхода триггера 12 подается единичный уровень, которым разрешается счет адреса блока 3 по цепи генератор 10 - элемент 46 - элемент 44 - счетчик 7. 15 Оцновременно нулевой уровень с выхода инвертора 45 запрещает прохождение импульсов от генератора 10 через элемент 47 на вход счетчика 16 и импульса "Выполнить" через элементы 43 и 44 20 на вход счетчика.В режиме загрузки на вход инвертора 45 и элемента И-НЕ 46 подается нулевой уровень, которым запрещается прохождение импульсов от задающего гене ратора элементы И-НЕ 43 и 44 к счетчику адреса и разрешается прохождение импульсов через элемент И-НЕ 47 к счетчику координат Х импульса "Выполнить" через элементы И-ЧЕ 43-44 к 30 счетчику 7.Цифроаналоговый преобразователь 9 (Фиг. 5) работает следующим образом.Стробирующий импульс с выхода бло-, ка 15 инвертируется инвертором 53 и запирает диод 54. При этом разрешается суммирование потенциалов на базе транзистора 51 в соответствии с весовым коэффициентом резисторов 49.Общий уровень сигнала определяет ся резистором 50.Диоды 48 защищают выходы регистра 8. Таким образом, во время действия стробирующего импульса на резисторе45 52 Формируется импульс амплитудой, соответствующей коду на входе преобразователя 9.Генератор 10 формирует прямоугольные импульсы для того, чтобы его переключения в каждой строке происходи.50 ли в один .и тот же момент и обеспечивали правильную обработку горизонтальных координат точек, Генератор 10 останавливается на короткое время но приходу строчного синхроимпульса из телевизионной системы и затем стартует из одного и того же состояния синФазно в каждой строке. Счетчик 11 устанавливается в нулевое состояние тем же импульсом, что и генератор 10, счетчик 5 отсчитывает интервалы времени режима сортировки (для 16 объектов - 4 мкс, для 32-8 мкс, 64 - 16 мкс) и выдает импульс, поступающий на вход триггера 12 (установленный в единичное состояние синхроимпульсом), который переключается в нулевое состояние. Далее счетчик 11 не останавливается и каждые 4 (8,16) мкс выдает импульс, поступающий на вход триггера 12. По отработке первого интервала работы счетчика 11 триггера 12 (установленный в единичное состояние синхроимпульсом) переключится в нулевое состояние. Затем счетчик 11 не останавливается и каждые 4 (8,16) мкс выдает импульсы на триггер 12. Эти импульсы подтверждают его состояние, Счетчик 7 при этом не изменяет своего состояния.Смена кода адреса счетчика 7 осуществляется в режиме воспроизведения на одну позицию по приходу данных от ЗВМ и импульса "Выполнить". При этом на управляющем входе мультиплексора 6 (фиг. 4) присутствует нулевой потенциал, запрещающий прохождение импульсов от генератора 10 через элемент 46 и разрешающий с помощью инвертора 45 прохождение импульса "Выполнить" на счетный вход счетчика.7. Нулевой потенциал на входе мультиплексора 6 поддерживается триггером 12 в течение всего периода воспроизведения (активной части строки), переключение триггера 12 и соответственно мультиплексора 6 осуществляется только на время сортировки, когда счетчйк 7 переключается импульсами от генератора 10 и выполняет полный. цикл перебора адресов, Затем счетчик 7 устанавливается в то же положение, что и до сортировки. Таким образом осуществляется доступ к адресам памяти устройства для записи новых данных и для воспроизведения уже записанных.Предлагаемый имитатор обладает повышенной точностью за счет того, что положение точечных объектов однозначно определяется входным двоичным кодом прямого замещения и выдерживается на протяжении всего периода отображения.Высокая достоверность изображения обеспечивается высокой разрешающей1 11853способностью цепей воспроизведения,а именно высокой частотой генератора 10, что позволяет позицироватьобъект на экране с точностью 1/512от его длины (0,2 Е),5Имитатор иэображения точечныхобъектов может быть использован дляформирования изображения участковзвездного неба от задатчика кодовс получением изображения основных навигационных созвездий. Изображениеотличается высокой стабильностью ихорошей адекватностью моделируемомусюжету. Процесс регенерации не за метен для глаза. 15Смена сюжета осуществляется помере готовности данных, модифицируемых ЭВМ. При этом изображение смещается, вращается, масштабируется либоизменяются яркостные характеристики 20объектов. Периодичность смены фаз изображения может варьироваться в зависимости от динамики объектов. 25 61 8Для предлагаемого устройства характерна высокая достоверность отображаемой картины, что особенно важно для объектов в динамике, достигается возможностью формирования произвольных композиций точечных объектов в реальном масштабе времени, т.е. в точном соответствии с изменением упФ равляющего воздействия,Преимуществом предлагаемого устройства является также его простота при высокой сложности задачи моделирования визуальной обстановки и разветвленности алгоритма работы.Данное устройство позволяет решать задачу подготовки операторов к астроориентации, так как основные астронавигационные приборы имеют поле зрения 10-23(или близко к этому) и через них можно одновременно увидеть15 - 11 звезд, а на участке наибольшейплотности - 30 - 31 звезду.Увеличение количества изображаемых объектов достигается увеличением объема памяти.