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Procédé pour tracer des courbes sur l'écran d'un tube à rayons cathodiques".
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La présente invention est relative à un procédé pour tracer des courbes sur l'écran d'un tube à rayons cathodiques au moyen d'un balayage de trame. Cette opération est en prinoipe la même que celle qui est effectuée lorsqu'on produit une image sur l'é- cran d'un récepteur de télévision au moyen d'un signal vidéo reçu.
Dans la version utilisée suivant l'invention. le procédé de trame suppose que l'on fait couvrir l'écran au faisceau d'électrons, uniformément et successivement au moyen d'un balayage de base de temps,de préférence le long de l'axe horizontal, et d'un balayage coïncident et beaucoup plus rapide, de préférence le long ue l'axe vertical, de sorte que le faiscoau d'électrons, seulement lorsqu'il passe sur des points où un point de courbe doit être indicé, re- çoit suffisamment d'énergie d'une impulsion vidéo pour rendre le point d'impact du faisceau luminescent sur l'écran.
L'excitation du faisceau par les impulsions vidéo, est obtenue en appliquant ces impulsions à une grille du tube à rayons cathodi- ques,de manière à exciter le faisceau d'électrons une fois pour chaque courbe à tracer, pour chaque balayage rapide. D'ordinaire les impulsions vidéo sont si courtes par rapport au temps de balayage vertical que les points tracés de la courbe apparaissent comme de petits spots ronds sur l'écran.
Si l'on augmentela durée des impulsions, les spots tracés perdent leur caractère ponctuel et apparaissent au contraire sous forme de traits dans la direction du balayage rapide.
Lorsqu'un tracé simultané de plusieurs courbes est désiré, auquel cas l'image sur l'écran présente dans une certaine mesure le même caractère que celle d'un écran de télévision, le présent procédé de trame peut être plus avantageux qu'un procède plus clas- sique, dans lequel le faisceau d'électrons est dévié dans la direc- tion horizontale au moyen d'une tension ou d'un courant en dents de scie, engendrant ainsi une base de temps dans ladite direction, et dans la direction verticale au moyen du signal de courant ou de tension qui doit être représenté par une courbe sur l'écran.
Ainsi, un traçage de trame simultané des courbes en question peut avantageusement être appliqué en électronique médicale, où, par exemple dans l'enregistrement de cardiogrammes, il est néces- saire d'obtenir un enregistrement simultané de petits signaux de tension biologique , qui sont prélevés à partir d'élec- trodes placées dans différentes parties du corps humain.
Cependant, ces signaux ont d'ordinaire un caractère impulsion-
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nel aveo des portions rapidement croissantes et décroissantes qui sont traoées avec une intensité lumineuse faible et/ou d'une ma- nière plut8t discontinue, étant donné qu'un point de chaque courbe est tracé pour chaque balayage vertical et une partie de courbe s'étendant essentiellement dans la direction verticale n'est cou- pée que par un nombre relativement faible de balayages par unité de longueur.
Une meilleure continuité pour une telle portion de courbe peut bien entendu être obtenue d'une manière oonnue en aug- mentant le nombre de balayages verticaux par unité de longueur ho- rizontale, de sorte qu'un nombre total de points plus important est tracé sur l'écran. Mais alors lu vitesse de balayage doit être également augmentée, ce qui signifie que la durée des impul- sions vidéo doit être diminuée afin de maintenir le caractère ponctuel des spots tracés.
Ceci à son tour, diminue l'intensité lumineuse de chaque point tracé, et l'intensité lumineuse totale pour une partie de courbe donnée n'est pas augmentée dans de tel- les conditions.Ainsi, avec une durée d'impulsion et une amplitude d'impulsion précéterminées, la densité lumineuse d'une courbe varie avec la pente de la courbe en relation avec la direction du balayage de base de temps. Ceci donne naissance à des inconvénients considérables pour l'examen visuel des courbes et, en particulier lorsque les courbes doivent être photographiées.
Théoriquement, ce problème peut bien entendu être résolu en augmentant l'amplitude de l'impulsion vidéo lors du tracé de par- tiesde courbe de pente croissante et décroissante élevée, afin d'obtenir une intensité lumineuse plus élevée pour chaque point tracé. Mais en pratique, ceci peut donner naissance à une dégra- dation de la concen ration du faisceau d'électrons le long d'une telle portion, et par conséquent une moins bonne netteté de la courba enregistrée.
Ainsi, l'invention a pour objet de fournir un procédé de trame pour tracer des courbes, dans lequel la densité lumineuse le long d'une courbe est à peu près indépendante de sa pente, et dans le- quel une meilleure continuité des portions de courbe de forte pen- te enregistrées est obtenue. Une caractéristique particulière du procédé réside en ce que la durée de chaque impulsion vidéo, à l'intérieur de certaines valeurs prédéterminées, est rendue dépen- dante de la pente de la courbe à tracer, au point correspondant à ladite impulsion vidéo.
Pour obtenir le meilleur résultai la limite inférieure de la
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durée de l'impulsion vidéo est de préférence prédéterminée à une valeur qui donne une intensité lumineuse et/ou une continuité'sa- tisfaisantes pour une courbe tracée parallèlement audit balayage de base de temps.
Dans la gamme où lA durée de l'impulsion vidéo dépend de la pente de la courbe, l'augmentation de la durée de l'impulslon vi- déo au-delà d'une certaine valeur limite inférieure prédéterminée, est de préférence rendue proportionnelle à la valeur absolue de la dérivée en fonction du temps de la fonction qui est représentée par la courbe à trauer, Cette version de l'invention est relati- vement facile à réaliser, et a donné dans la pratique des résul- tats satisfaisants.
Les points lumineux tracés sur l'écran apparaissent alors com- me décrit plus haut,sous forme de traits s'étendant dans la di- rection du balayage vertical rapide, la longueur de ces traits augmentant avec la pente de la courbe tracée. Cependant, plus les traits sont longs,moins leur direction dévie de celle de la courbe tracée au point significatif, de sorte que la composante des traits perpendiculaire à la courbe peut être maintenue dans des limites raisonables par un choix approprié d'un facteur de proportionalité. Ceoi est important, car ce sont évidemment les composantes transversales des traits qui peuvent rendre la courbe moins nette et par conséquent masquer un petit détail de cette courbe.
En outre, l'intensité lumineuse totale de chaque spot tracé est évidemment proportionnelle à la durée de l'impulsion vidéo as- sociée, et ainsi également à la pente de la courbe dans ladite gamme prédéterminée. Ceci compense donc la densité déoroissante des points tracés avec l'augmentation de la pente de la courbe, de sorte que la densité lumineuse le long de la courbe reste à peu près constante.
Etant donné que les composantes principales des traits sont ainsi dirigées le long de la courbe lorsque la pente est forte, ceci contribue considérablement à rendre le tracé de la courbe plus continu. Ici, les meilleurs résultats sont obtenus par des varia- tions faibles de la pente de la courbe tracée. Lors d'une transi- tion abrupte entre une portion de courbe de forte ente et une portion de faible pente, ou inversement, par exemple aux angles d'une impulsion rectangulaire, un trait de dépassement peut faci- lement se produire.
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Ainsi, la limite supérieure de l'impulsion vidéo peut être ré- glée à la valeur maximale qui peut être acceptée pour ne pas mas- quer les petits détails de la courbe tracée dans la direction du- dit balayage rapide.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa- rattront au cours de la description qui va suivre.
Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple : la Fig. 1 représente un exemple de courbe tracée au moyen d'une technique de trame conventionnelle, et une courbe tracée suivant le procédé de l'invention, respectivement ; la Fig. 2 représente une intersection de courbes de forte pente tracées au moyen d'une technique classique ainsi qu'une in- tersection tracée suivant le procédé de l'invention respectivement; et la Fig. la Fig. 3 représente le tracé d'une impulsion rectan- gulaire, suivant le procédé de l'invention, mais avec une durée d'impulsion insuffisamment limitée.
La courbe a de la Fig, 1 représente une impulsion triangulaire/ pointe acérée du type se rencontrant dans un cardiogramme,tandis que la courbe b représente la même impulsion tracée au moyen d'une technique de trame classique ': aveo intervalle de ligne de 1 mm pour le balayage rapide.
La courbe c représente la même impulsion tracée par le procédé suivant l'invention, la courbe étant cons- tituée de traits de différentes longueurs 1 dans la direction du balayage rapide suivant l'équation :
1 - 1o + k tg [alpha] (1) ici 10 est la longueur du trait en fonction de la valeur minimale prédéterminée de la durée de l'impulsion, tandis que k est un fac- teur de proportionnalité et est l'angle de pente de la courbe. tg [alpha] est naturellement proportionnelle à la dérivée en fone- tion du temps de la fonction qui est représentée par la courbe à tracer.
Dans le présent exemple les constantes sont choisies de telle manière que 10 - k - 0,5 mm, de sorte que les longueurs des traits Atteindront des valeura appréciables qu'aveo des pentes de courbe d'une valeur représentée à la Fig. 1. On comprendra aisément que la courbe c de la Fig. 1 a une intensité lumineuse totale beaucoup grande que l'enregistrement classique de la courbe b. Les inter- valles de ligne sont les mêmes dans les deux Fig., mais il est naturellement beaucoup plus facile de percevoir la forme de la
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courbe d'après le tracé de la courbe c suivant l'invention, étant donné que celle-ci, outre qu'elle présente une intensité lumineuse totale plus élevée, apparaît plus continue que l'enregistrement classique de la courbe b.
Suivant un autre exemple, le graphique a de la Fig. 2, repré- sente deux courbes P et Q de forte pente qui se coupent. Les gra- phiques b et c de la Fig. 2 représentent respectivement un tracé de trame classique de ces courbes et un enregistrement suivant le procédé de l'invention et l'é4uation (1) ci-dessus, la densité de balayage vertical étant la même dans les deux cas. L'ensemble de points au voisinage du point d'intersection du graphique b de la Fig. 2 apparaît à première vue plut8t confus, et il est évident que le tracé des courbes et leur point d'intersection sont beau- coup plus facilement visibles sur le graphique c de la Fig. 2.
L'intensité lumineuse totale dans la zone critique est également bien supérieure dans le dernier oas.
Comme mentionné, ci-dessus, il ne serait cependant pas bon de permettre à la durée de l'impulsion d'augmenter vers des valeurs extrêmes, lorsque la direction de la courbe approche la verticale.
La raison de cette limitation imposée est rendue évidente par la Fig. 3. Sur la courbe a de cette Fig.,il est représenté une impul- sion rectangulaire à flanos à peu près verticaux. Si cette im- pulsion devait être tracée suivant l'équation (1), sans imposer de limite maximale à la longueur des traits, il se produirait, com- me Indiqué par la courbe b de la Fig. 3,de longs traits vertioaux dépassant le sommet applati de l'impulsion. Ces traits peuvent être confondus avec des dépassements se produisant fortuitement dans les circuits générateurs d'impulsions, ce qui entraînerait une mauvaise interprétation de la courbe enregistrée.
Avec une variation manuelle de la durée de l'impulsion vidéo et par cons'- quent de la longueur des traits, l'origine des dépassements peut bien entendu être déterminée.
Au lieu de ceci, il convient d'ordinaire de limiter la durée des impulsions et ainsi de fixer 1 l'avance une longueur maximale des traita. L'équation (1) sera alors remplacée par :
EMI6.1
1 - 10 + k tgd pour t6d - tg " 0 1 - 1 pour tg - tg co. 0 (2 loi 1m est le maximum permis pour la longueur du trait qui est ob- tenu avec un angle de pente [alpha] pour la courbe.
La valeur optimale du maximum permis de durée d'impulsions
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dépend cependant du type de courbe que l'on doit tracer, et doit de préférence être réglable dans l'appareil utilisé pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention.
La densité de ligne verticale qui est appliquée pour le tra- çage des courbes des Fig.,est bien entendu beaucoup plus faible que les densités pratiquas convenables. Ainsi, dans un appareil d'essai actuel, des densités de lignes de 150 à 1500 lignes par mm étaient appliquées. Ces valeurs doivent cependant ne pas être considérées comme des normes ou des valeurs limites pour les densités de lignes qui peuvent être convenablement appliquées.
Dans cet appareil, la plus courte durée d'impulsions vidéo pouvant être produite était réglée à 0,15 microseconde, alcrs que la durée maximale de ¯'impul- sion vidéo était réglée à 1,5 microseconde, la durée des impulsions augmentant linairement en fonction de la valeur absolue de la dérivée en fonction du temps de la fonction à tracer, dans la gam- me comprise entre les valeurs extrêmes ci-dessus.
Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre dans la pratique de nombreuses manières au moyen de technique convention- nelles, qui ne seront pas décrites ici,