Устройство для отображения дугокружностей и эллипсов ha экранеэлектронно-лучевой трубки

О П И С А Н И Е 1 и)807264ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СоветскилСоциалистическикреспубликуФ(22) Заявлено 18,09,78(21) 2665230/18-24с прнсоелинеиием заявки Ле -(23) ПриоритетОпубликовано 23.02,81. Бюллетень МДата опубликования описания 25,02,81(51)М. Кд, С 06ЗЛ 53 Гееударственный квинтет СССР в делан нзебретеннй н вткрытнй(53) УДК 681.327. .11(088.8) И, Лыко 72) Автор изобретения аявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ДЪТ ОКРУЖНОСТЕЙ И ЭЛЛИПСОВ НА ЭКРАН ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ превышать рабочее вре течение которого отра ый участок дуги, ее близким по текниче редлагаемому является отображения цуг окружи на экране электроннол я, те. тываеттельно емя, в ся заданНа ибодности к ск тройтей ство цля эллипсов 15нначального и кон О подключены к шин о соединены цуги, а выходы з входов блока угие входы котор ь-ор ганов го угл элементов ого - с выхо однимИ-ИЛИ, цами нул Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в периферийных устройствах оперативного взаимодействия оператора с ЭВМ и отображения информации.Известно устройство цля построения дуг окружностей и эллипсов на экране электроннолучевой трубки, содержащее нудь-органы, цешифраторы кодов начала и конца цуги, схемы совпадения и соби 10 рательные схемы, причем схемы совпадения подключены соответственно к аешифраторам кодов начала и конца цуги, нуль-органам, попарно объединенным и связанным соответственно с входом и вы дом фазовращающей цепочки, и собирател ным схемам, связанным с блоком сннхро зации (11. Основным недостатком этих устройств является большое мертвоевремя, т. е. время, в течение которого 2 после окончания переходных процессов в исполнительных цепях моцуляция не может быть еще включена. Оно опрецеляется фазой колебаний генератора синусоиальных колебаний в момент прихоца заускающего импульса и может аажей знатрубки, содержащее блок вычисления признаков перехода, блок элементов И-ИЛИ,элемент И и ждущий мультивибратор, вхоакоторого соединен с триггером яркости,блоком синхронизации и выхоаом элемента И, а выхоц его - с первым входомэлемента И, второй вход которого поцключен к выхоцу блока элементов И-ИЛИ,третий вход- к блоку синхронизации, входы блока вычисления признаков переходаНедостатком этого устройства являет-, ,ся то, что мертвое время при построении произвольнык дуг может равняться време ни построения дуги с угловыми размерами равными четверти окружности, что соизмеримо и даже может превышать рабочее время, особенно при аппроксимации сдожнык кривых дугами с малыми угдовыми размерами.Цель изобретения - увеличение быстро-О действия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство цля отображения дуг окружностей и эллипсов на экране элект.роннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее триггер яркости, соединенный с шиной запускающего сигнала, входом генератора импульсов и моцулятором ЭЛТ, регистр кода конца цуги, вход которого подключен к шине кода конца цуги, цедитеди напряжения, оцни из входов которых соединены с шиной коцов полуосей, а выходыс коорцинатными усилителями, подключенными к цифроаналоговым преобразователям, входы которьк подсоединены к шинам кодов координат центра, элементы И и ИЙЙ, два аналоговых ключа и блок сравнейия, введены цва операционньк усилителя, два цополнительнык аналоговых ключа, блок вычисдения тригонометрических функций,ЗО третий цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и счетчик, причем входы счетчика подсоединены к шине коца начала цуги, а выходы - к дешифратору, блоку сравнения и одним иэ входов элементов И, вторые входы которых подсоединены к одним из выходов цешифратора, а выходы эдементов И подключены ко вкодам элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к цифровому входу третьего цифроаналогового преобразователя, выкоды которого поцкл;чены ко входам блока вычисления тригонометричемких функций, выхоцы которого подключены к информационным входам аналоговых ключей, управляющие входы которых соединены с цругими выкоцами дешифратора, выкоцы аналоговых ключей гоцключены ко входам соответствую- . щих операционных усилителей, выходы которых - к цругим входам целителей напряжения, выход регистра кода конца цуги 50 соединен с блоком сравнения, подключен . ным к триггеру яркости.Блок вычисления тригонометрических функций соцержит шесть аналоговых умножителей и цва сумматора, причем первые ы входы аналоговых умножителей соединены с одним иэ входов блока и первым входом первого сумматора, выкоцы первого и второго анадоговык умножителей подключены ко вторым входам пятого и шестого аналоговых умножителей и третьему и четвертому входам первого сумматора, выход третьего аналогового умножителя соединен со вторым вкодом первого сумматора, вькоцы четвертого, пятого и шестого аналоговых умножителей подключены соответ-. ственно ко вторым входам первого, второго и третьего аналоговых умножителей и второму, первому и третьему входам второго сумматора, четвертый вход. которого соединен с другим входом блока, выходы суммаоров являются выходами блока.На чертеже прецставдена блок-схема устройства.Устройство содержит триггер 1 яркости, к одному иэ установочных входов которого поцсоецинена шина 2 запускающего импульса, а выход подсоецинен к шине 3, управляющей модулятором, и запускающему вхоцу генераторе 4 импульсов выхоц которого подсоеаинен к счетчику 5 текущего угла, к входам двух старших разрядов 6 и остальньк мдацшик разряаов 7 которого поцсоединена шина 8 коца начала дуги, Два старших разряда 6 счетчика 5 текущего угла своими выкодами поасоецинеиы к цешифретору 9 четвертей окружности и блоку 10 сравнения кодов, к оставшимся разрядам этой группы сравнива-емых кодов которого подсоединены выходы прямого кода мдадшик разрядов 7 счетчика 5 текущего угла, а к входам разрядов другой группы сравниваемьк кодов подсоецинены выкоцы регистра 11 кода конца дуги, входы которого подсое, динены к шинам 12 кода конца ауги, Выходы прямого кода младших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла подсоединены также к оцним иэ вкодов первой группы цвуквкоцовьк схем И 13, ко вторым входам которой поцсоеаинен выход дешифратора 9 четвертей окружности, воздействующий при значении кода первой или третьей четверти окружности в цвук старших разрядах 6 счетчика 5 текущего угла. К одним иэ входов второй группы цвуквкоцовых схем И 14 подсоединены выхоаы обратного кода мдацших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла, а ко втовторым входам цоцсоединен выхоц дешифраторе 9 четвертей окружности, воздействующий при значении кода второй или четвертой четверти окружности в цвук старшик разряаак 6 счетчика 5 текущего угла. Выходы групп схем И 13 и 14 подсоединены ко входам группы цвухвкойодовых схем ИЛИ 15, выходы которой поасоеаинены к цифровым входам цифроанало гового преобразователя 16. Выхоа цифроаналогового преобразователя 16 подсоединен ко входу блока 17 вычисления тригонометрических функций по значению аргументов, состоящего из аналоговых ум" ножителей 18-23 напряжения и суммато ров 24 и 25, причем выход цифроаналогового преобразоватзля 16 подсоединен., к одному из входов умножителей 18-20, . к двум входам умножктеля 21, к одномуиз вхоаов умножителей 22 и 23 и к одному иэ суммирующих входов сумматора 24. Выход умножытеля 18 поасоедынен ко второму входу умножителя 22 и к одному из вычитающых входов сумматора 24. Выход умножителя 19 подсоединен ко второму входу умножитепя 23 и ке второ, му суммирующему входу сумматора 24Выход умножителя 20 подсоединен ко второму вычитающему входу сумматора 24. Выход умножителя 21 подсоединен ко второму входу умножителя 18 и к одному иэ. вычитающих входов сумматора 25, выход умно)кителя 22 подсоединен ко второму входу умножителя 19 и к одному из.суммирующих вкодов сумматора 25, выход умножитела 23 подсоединен ко второму входу умножытела 20 и ко второму вычитаюаему входу суммато ра 25, а ко второму суммирующему вке цу сумматора 25 подсоединен выкец эталонного нацряжеиия цифроаналогового преобразователя 16. Выход сумматора 24, являющийся одним из выходов блока вычисления. трвгонометрическик функцай по значению аргумента 17, подсоединен к информационным входам аналоговых ключей 26 и 27, а к управляющему входу аналогового ключа 26 подсоединен выход дешифратора 9 четвертей окруж ности, воздействующий при значении кода первой или второй четвертей в анук старших разрядах 6 счетчика текущего 5 угла, к управляющему входу аналогового ключа 27 поасоеапнен выход аешифратора 9 четвертей окружности, воздейст вующий при значении ода третьей или четвертой четверти в двух старших разрядах 6 счетчика 5 текущего угла. Вы ход аналогового ключа 26 подсоединен к суммирующему входу операционного усилителя 28, а выход аналогового ключа 27 - к вычитающему входу операционного усылителя 28. Выход операционногоусилителя 28 поасоеаинен к аналогово:му входу управляемого целителя 29 напряжения, цифровые входы которого к 7264 6шинам 30 кода полуоси координаты У.Выход управляемого делителя 29 напряжения подсоединен к одному. из входовусилителя 31, а ко второму входу усилителя 31 - выхоа цифроаналогового пре-,образователя 32 координатыцентраокружности, к цифровым вхоалм которогоподсоединены шины 33 кода центра коораинаты М, . Шина 34 является выходоманалогового значения координаты УВыход сумматора 25, являющийся однимиз выхоаов блока вычисления тригонометрических функций по значению аргумента16, подсоединен к информационным входам аналоговых ключей 35 и 36, а куправуючему входу аналогового ключа35 подсоединен выход аешифратора 9четвертей окружности, воздействующийпри значении кода первой или четвертойчетверти в авух старших оазрядах 6счетчика 5 текущего угла, к управляющему входу аналогового ключа 36 поасоеаинен выход дешифратора 9 четвертейокружности, воздействующий при значении кода второй или третьей четверти вдвух старших разрядах 6 счетчика 5 текущего угла. Выход аналогового ключа35 подсоединен к суммирующему вхоцуоперационного усилителя 37, а выхоа 30аналогового ключа 36 - к вычитающемувходу операционного усилителя 37, Выход операционного усилытеля 37 поасоединан к аналоговому входу управляемогоделителя 38 напряжения, цифровые входы которого - к шинам кода полуоси координаты Х 39. Выход управляемого де-лителя 38 напряжения подсоединен к одному из входов усилителя 40, а ко второму входу усайителя 40 - выход цифроаналогового преобразователя 41 коордио наты Х центра окружности, к цифровымвходам которого подсоединены шины 42кода центра координаты. Х. Шина 43 является выходом аналогового значениякоораинаты Х.45 Устройство работает следующим образом.В счетчике 5 текущего угла по шине8 коца начала цуги записывается код начала ауги, а в регистр 11 кода конца ю цуги по шине 12 коаа конца цуги записывается коц конца дуги. Два старшихразряда 6 счетчика 5 текущего угла определяют номер четверти окружности. Остальные младшие разряды 7 счетчика 5 и текущего угла определяют текущее зна-чение конца цуги в преаелах любой однойчетверти окружности, причем аля дальнейшей обработки на цифроаналоговый пре807264 второму вкоау умножителя 20. Напряже 10 ние на выхоце умножителя 20 эквиваяк+1, 5, Г 7юю= Е(-1) (2 К+1) 3Яу + --- ,+" (1) образователь 16 через группу схем И 13 и группу схем ИЛИ 15 подается прямой код младших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла, а через группу схем И 14 и группу схем ИЛИ 15"на цифроаналоговый преобразователь 16 подается обрат.ный коа младших разряаов 7 счетчика 5 текущего угла, На выхоце цифроаналогового преобразователя 16 образуется аналоговый эквивалент цифрового кода млацших разрядов 7 счетчика 5 текушего угла. Выход цифроаналогового преобразователя 16 подсоединен к блоку 17 вычисления тригонометрических функций по значению аргумента, который вычисляет синус и косинус текущего угла в соответствии с разложением их в ряа по степеням аргумента. где Ч - значение угла в радианах.Рациус схоаимости рядов (1) и (2) равен бесконечности. Особенно быстро они сходятся при небольших значениях аргумента. Так цля значение аргумента, взятых на отрезке (О, Т /2, четырех членов ря аа достаточно, чтобы обеспечить вычисление функций по формулам (1), (2) с точностью 0,5%. Блок 17 вычисления тригонометрических функций по значению аргумента состоит иэ шести умножителей 18-23 напряжения и двух сумматоров 24 и 25. Этот состав оборуаования необходим цля вычисления синуса и коси нуса по четырем членам ряда. Лри необходимости иметь большую точность число умножчтелей увеличивают. Выход цифроаналогового преобразователя подсоеаинен к одному из вкодов умножителей 18, 19, 20, 22 и 23, к одному из суммирующих входов сумматора 24 и к двум вкоцам умножителя 21. Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 16 эквивалентно первой степени аргумента, напряжение на выходе умножителя 21 эквивалентно второй степени аргумента. Выход умножителя 21 подсоединен ко второму входу умножителя 18. Напряжение на выходе умножителя 18 эквиванлентно третьей степени аргумента. Выход умножителя 18 подсоецинен ко второму входу умножителя 22, Напряжение на выхоце умножителя 22 эквивалентно четвер.той степени аргумента. Выхоа умножитеЭ 20 И ЗО ЭЗ ю 50 Я ля 22 подсоединен ко второму вкоау умножителя 19, Напряжение на выхоце умножителя 19 эквивалентно пятой степениаргумента. Выход умножителя 19 поцсоеаинен ко второму вхоау умножителя 23.Напряжение на выхоце умножителя 23эквивалентно шестой степени аргумента.Выкод умножителя 23 подсоединен ко . лентно седьмой степени аргумента. Сумматор 25 предназначен для получения значения косинуса, Один из суммирующих вхоцов сумматора 25 поцсоединен к источнику эталонного напряжения цифроаналогового преобразователя 16, Величина напряжения на этом входе сумматора должна равняться выходному напряжению цифроаналогового преобразователя 16, при максимальном цифровом коде на его вхоцак. К вычитающим входам сумматора 25 подсоединены выходы умножителей 21 и 23, а ко второму суммирующему входу сумматора 25 - выход умножителя 22. Выходные напряжения умножителей сумматор 25 суммирует и вычитает свесами, соответствующими знаменателям членов формулы (2). Таким образом, на выходе сумматора 25 напряжение эквивалентно значению косинуса угла, опрецеляемого коаом младших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла.Сумматор 24 предназначен для получения значения синуса. Один из суммирующих входов. сумматора 24 подсоединен к выхоцу цифроаналогового преобразователя 1 6, второй - к выходу умножителя 19. Вычитающие входы сумматора 24 подсоединены к выкодам умножителей 18 и 20. Выходные напряжения умножителей сумматор 24 суммирует и вычитает с весами, соответствующими знаменателям членов формулы (1). Таким образом, на выхоае сумматора 24 напряжение эквивалентно значению синуса угла, определяемого кодом млацших разрядов 7 счетчика 5 текущего угла. Запускающий. импульс по шине 2 ставит триггер 1 яркости в состояние, при котором триггер 1 яркости своим выходом разрешает по шине 3 включение модулятора и запускает генератор 4 импульсов. Импульсы поступают в счетчик 5 текущего угла, в который по шине 8 был записан код начала цуги. Если код начала цуги определял первую четверть, то на цифроаналоговый преобразователь поступал прямой коц млаашик разряаов 7 через групп. схем И 13, Увеличение коаа в младшик разрядах 7807264 10 вызовет изменение напряжения на выхоае аля быстрой схоаимости ряаов (1) и (2) сумматора 24 по закону изменения синуса значения,аргумента только на отрезке в первой четверти, а на выхоце суммато- Э, Г/21; равномерное изменение аргура 2 напряжение буает меняться поо 5 мента постигается поаачей прямого коаа закону изменения косинуса в преаелак младших разрядов 7 на цифроаналоговый первой четверти. Напряжение с выкоаа преобразователь 1 6 аля значений аргу- сумматора 24 поаается на информацион- . ,мента в первой и третьей че;верти и ные входы аналоговых ключей 26 и 27. обратного кода цля значений аргумента Если значение текущего угла нахоаится в во второй и четвертой четверти, а формипреаелах первой нли второй четверти, гае 0 рованием знаков функций, соответствующим синус положительный, то выкоа аешифрато- четвертям, управляет аешифратор 9 четра 9 четвертей окружности открывает ана- верт-й окружно"ти, коммутируя выхоаы логовый ключ 26 и напряжение поцается блока 17 через аналоговые ключи 26, на суммирующий вкоц операционного усили, 35 и 36 на суммнрующне или вычителя 28, а с его выкоаа на аналоговый 1 тающие вхоаы операционных усилителей вход управляемого аелителя напряжения 28 и 37, При аостижении равенства ко Н9. Напряжение на его выхоае буцет про- аов счетчика 5 текушего угла и.регистра порционально цифровому коду полуоси ко коаа конца цуги импульс с выхоца ораинаты 9 на шине 30. Напряжение с . блока 10 сравнения копов возврашгет выхода управляемого целителя напряже-триггер 1 яркости в исходное состояние. ния подается на выходной усилитель 31, При этом сигналом с выкоца триггера 1 гае суммируется с напряжением с выкоаа яркости затормаживается генератор 4 цифроаналогового преобразователя 32импульсов н по шине 3 модулятор возвракоординаты Ч, центра окружности. Шпна щается в исхоаное состояние.34 является вь 1 хоаом координаты Р вы- Преалагаемое устройство выгоано отчерчиваемой цуги. Если значение текуше- личается от известного тем, что в немго угла находится в преаелах третьей отсутствует мертвое время, обусловлен или четвертой четверти, гае синус отри- ное в известном фазой колебания генерацательный, то выход аешифратора 9 чет- тора синусоицальных колебаний в момент вертей окружности открывает аналогозоприкоаа запускающего импульса и котоЭ вый ключ 27 и напряжение поцается на рое в шкроком классе зааач может превычнтающий вкоа операционного усилителя вышать рабочее время, Это аает воэ, чтобы напряжение на его выкоце бы- можность значительно увеличить инфорло отрицательным, Дальнейшая отработка мационную емкость каара на экране коораинаты 9 цуги аналогична .выше электроннолучевой трубки. описанной. Коораината Х дуги отрабатывается слеаующим образом, Напряжениес выхода сумматора 25 подается на нн- ф о р м у ла и з о б р е т е н и я формационные вхоаы аналоговых ключей35 и 36. Если значение текушего угла 1. Устройство аля отображения ауг накоцится в пределах первой или четвер- окружностей и эллипсов на экране элект 40той четверти, гае косинус положительный роннолучевой трубки (ЭЛТ), соаержащее то выхоаом аешифратора 9 четвертей ок- трнггер яркости, соеаиненный с шиной ружности открывается аналоговый ключ запускающего сигнала, вкоцом генерато и напряжение с его выхода поаается ра импульсов и модулятором ЭЛТ, рена суммирующий вход операционного усн гистр коца конца цуги, вход которого лителя 37. Если значение текущего угла подключен к шине кода конца дуги, аелнтенахоцнтся в преаелах второй или третьей ли напряжения, одни из вхоаов которых четверти окружности, то выходом аешиф- соеаинены с шиной кодов полуосей, а выратора 9 четвертей окружности открыва- копы - с координатными усилителями, поа.ется аналоговый ключ 36 н напряжение 50 ключенными к цифроаналоговым преобразос его выкоаа поаается на вычитаюший вателям, вхоцы которых подсоединены к вхоа операционного усилителя 37. Даль шинам кодов коораинат центра, элементы нейшая атработка координаты Х аугн И н ИЛИ, ава аналоговых ключа и блок блоками 38-43 аналогична отработке ко- сравнения, . о т л и ч а ю щ е е с я ораинатыблоками 29 34. Чтобы 55 тем, что, с целью увеличения быстро- обеспечить возможность построения руги действия устройства, оно содержит цва в любой четверти окружности, цругими операционных усилителя, ава аополнительсловами (полной окружности), используя ных аналоговых ключа, блок вычисленнятригонометрических функций, третий цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и счетчик, причем вхоаы счетчика подсоецинены х шине коца начала дуги, а выходы - х цешифрагору, блоку сравнения и одним из входов элементов И, вторые входы которых подсоецинены к одним из выходов цешифра 1 орв, а выхоаы элементов И подключены хо входам элемента ИЛИ, выхоц которого подсоединен к цифровому вхоцу третьего цифроаналогового преобразователя, выходы которого подключены ко входам блока вычисления тригонометрических функций, выходы которого подклю,чены к информационным входам аналоговых ключей, управляющие входы которых соединены с другими выходами дешифрато ра, выходы аналоговых ключей подключены ко входам соответствующих операционных усилителей, выходы которых - к другим входам делитепей напряжения, выхоа регистра коаа конца цуги соеаинен с блоком сравнения, поцклшченньы к триггеру яркости.2. Устройство по и. 1, о т л и ч вю щ е е с я тем, что блок вычисления тригонометрических функций содержит 284 12шесть аналоговых умножителей и двасумматора, причем первые входы аналоговых умножителей соецинены с оцним извходов блока и первым вкоаом первогосумматора, выходы первого и второгоаналоговых умножителей подключены ковторым входам пягого и шестого аналоговых умножителей и третьему и четвертому входам первого сумматора, выхоа 10 ,третьего аналогового умножителя соединен со вторым входом первого сумматора, выходы четвертого, пятого и шестого аналоговых умножителей поаключенысоответственно о вторым входам первого, второго и третьего аналоговых умножителей и второму, первому и третьемувходам второго сумматора, четвертыйвхоа которого соединен с другим входомблока, выходы сумматора являются выхода ми блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 469984, кл. С, 06 К 15/20, 1973.2, Авторское свидетельство СССРМ 555415, кл. Я 06 К 18/20, 1972