CS217207B1

CS217207B1 - Connection for combining the picture signals

Info

Publication number: CS217207B1
Application number: CS224181A
Authority: CS
Inventors: Petr Vasina; Ludek Frank; Milan Hudecek
Original assignee: Petr Vasina; Ludek Frank; Milan Hudecek
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-12-31

Description

Vynález se týká zapojení pro slučování obrazových signálů v zobrazovací jednotce s obrazovkou.The invention relates to a circuitry for combining video signals in a display unit with a screen.

V obrazovkových zobrazovacích monitorech se často vyskytuje potřeba kombinovaného zobrazení několika digitálních a analogových obrazových signálů, které se různě na ploše obrazovky kombinují, případně sečítají. Může jít například o zobrazení měřené křivky nebo snímaného obrazu s alfanumerickými údaji atd.On-screen display monitors often have a need for a combined display of several digital and analog video signals that combine or add up on the screen. For example, a measured curve or a scanned image with alphanumeric data, etc. may be displayed.

Vzhledem k tomu, že jednotlivé obrazové signály jsou širokopásmové s šířkou pásma od nuly do několika MHz, není přepínání a sečítání jednoduché. Řeší. se zpravidla bu3 pomocí mechanických kontaktů přepínače nebo relé, anebo bezkontaktními spínači zpravidla tvořenými přechodovými tranzistory řízenými polem, JFET. Nevýhodou mechanických spínačů je jejich dlouhá zapínací a vypínací doba a velká kapacita mezi kontakty v rozpojeném stavu, přes kterou může docházet k částečnému průchodu signálu. Pomalost mechanických spínačů sice odstraňují bezkontaktní spínače, avšak dokonalost spínání ovlivňuje odpor tranzistoru v sepnutém stavu řádově 100Ω a odpor a kapacita tranzistoru ve vypnutém stavu řádově 100 Hfia 5 pF a nebezpečí přenosu rušivých signálů při přepínání kapacitou mezi hradlem a kanálem tranzistoru. Další nevýhodou těchto spínačů je to, že ovládaoí signály nemohou být v logických úrovních logiky TTL.Since the individual video signals are broadband with a bandwidth from zero to several MHz, switching and addition is not easy. He solves. As a rule, either by means of mechanical contacts of a switch or relay, or by contactless switches typically consisting of field controlled transistors, JFETs. The disadvantages of mechanical switches are their long on and off times and the large capacity between the contacts in the open state, through which the signal may be partially passed. While the slowness of the mechanical switches eliminates the contactless switches, the switching resistance is influenced by the on-state resistance of the transistor of the order of 100Ω and the transistor's resistance and capacitance of the order of 100 Hfia and 5 pF. Another disadvantage of these switches is that the control signals cannot be at the logical levels of the TTL logic.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojení pro slučováni obrazových signálů v zobrazovací jednotce s obrazovkou, jehož podstatou je, že jedna případně další svorka analogových signálů je spojena s bází jednoho případně dalšího tranzistoru pro analogový signál, jehož kolektor je uzemněn a emitor je spojen s výstupem jednoho případně dalšího hradla pro analogový signál, které je vstupem spojeno s jednou případně s další svorkou spínacího signálu, přičemž výstup jednoho případně dalšího hradla pro analogový signál je ještě spojen 217207 přes první případně další odpor s kladnou svorkou zdroje napětí a přes první případně další proměnný odpor s obrazovým zesilovačem, zatím oo jedna případně další svorka digitálního obrazového signálu je spojena se vstupem prvního případně dalšího hradla pro obrazový signál a jedna případně další svorky spínacího signálu je spojena se vstupem prvního případně dalšího hradla pro spínací signál, přičemž báze jednoho případně dalšího tranzistoru digitálního obrazového signálu je spojena se svorkou referenčního napětí, zatím co kolektor tranzistoru je uzemněn a emitor je spojen s výstupy obou hradel a přes druhý případně další odpor je spojen s kladnou svorkou zdroje napětí a přes druhý, případně další proměnný odpor s obrazovým zesilovačem.These previous drawbacks are eliminated by the circuitry for combining video signals in the display unit with the screen, which means that one or another analog signal terminal is connected to the base of one or another analog signal transistor whose collector is grounded and the emitter is connected to the output of one or a further analogue gate which is input connected to one or another switching signal terminal, wherein the output of one or another analogue signal gate is still connected via a first or another resistor to a positive voltage source terminal and via a first or another variable resistor s so far one or more terminals of the digital video signal is connected to the input of the first or the next gate for the video signal and one or more terminals of the switching signal is connected to the input of the first or another gate for the switching signal, wherein the base of one or another digital video transistor is connected to the reference voltage terminal, while the transistor collector is grounded and the emitter is connected to both gate outputs and connected to the positive terminal of the voltage source and via a second or further variable resistor with an image amplifier.

Hlavní předností zapojení podle vynálezu je obvodová jednoduchost, možnost přepínání a sečítání více obrazových signálů, možnost odděleného nastavení kontrastu jednotlivých vstupních signálů, dokonalé odpojení vypnutých signálů a rychlé spínání úrovně logiky TTL.The main advantages of the circuitry according to the invention are the circuit simplicity, the possibility of switching and adding multiple video signals, the possibility of separately adjusting the contrast of the individual input signals, perfect disconnection of the switched off signals and fast switching of the TTL logic level.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je uveden příklad zapojení pro jeden případně více analogových obrazových signálů a jeden případně více digitálních obrazových signálů.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawing, in which an example of connection for one or more analog video signals and one or more digital video signals is provided.

Základní zapojení pro slučování obrazových signálů tvoří tři hradla a dva tranzistory typu PNP, dva odpory a dva proměnné odpory. Tranzistor 10 pro anologový signál má bázi spojenou se svorkou analogových signálů. Jeho kolektor je uzemněn. Jvorka 2 spínacího signálu je spojena se vstupem hradla li pro analogový signál. Jeho výstup je spojen s emitorem tranzistoru 10 pro analogový signál a přes první odpor 12 s kladnou svorkou 6, zdroje napětí a přes první proměnný odpor 13 s obrazovým zesilovačem χ. Pro každý slučovaný analogový signál se vytvoří ekvivalentní zapojení jak patrno z přiloženého zapojení, na kterém svorka ln pro analogový signál je spojena s tranzistorem iOn pro analogový signál a svorka 2n spínacího signálu přes hradlo lln do prvního společného uzlu s prvním odporem 12n a prvním proměnným odporem 13n a s emitorem tranzistoru 10n pro analogový signál. Obvod digitálního obrazového signálu tvoří svorka j P^ro obrazový signál spojená přes hradlo 14 pro digitální obrazový signál do druhého společného uzlu, dále svorka spínacího signálu spojená přes hradlo 15 pro spínací signál do druhého společného uzlu spolu s emitorem tranzistoru 16 digitálního obrazového signálu, jehož kolektor je uzemněn a báze spojena se svorkou referenčního napětí. Druhý společný uzel je ještě spojen přes druhý odpor 17 s kladnou svorkou _6 zdroje napětí a přes druhý proměnný odpor 18 s obrazovým zesilovačem χ. Pro každý další digitální obrazový signál se vytvoří ekvivalentní zapojení, kde svorka 3n a 4n je spojena přes hradlo 14n pro digitální obrazový signál a hradlo 15n pro spínací signál do druhého společného uzlu s emitorem tranzistoru 16η digitálního obrazového signálu, s druhým odporem 17n a s proměnným odporem 18n. přičemž druhý odpor 17n je druhým koncem připojen ke kladné svorce ,6 zdroje napětí a druhý proměnný odpor 18n je druhým koncem připojen k obrazovému zesilovači χ.The basic circuitry for combining video signals consists of three gates and two PNP transistors, two resistors and two variable resistors. An anologic signal transistor 10 has a base coupled to an analog signal terminal. Its collector is grounded. The switching signal terminal 2 is connected to the gate input 11 for the analog signal. Its output is coupled to the emitter of the transistor 10 for the analog signal and through a first resistor 12 with a positive terminal 6, a voltage source and via a first variable resistor 13 with a video amplifier χ. For each merged analog signal an equivalent circuit is formed as shown in the enclosed circuit in which the analog signal terminal ln is connected to the analog signal transistor iNn and the switching signal terminal 2n via the gate lln to a first common node with a first resistor 12n and a first variable resistor. 13n and transistor emitter 10n for the analog signal. The circuit of the digital image signal forming terminal j P ^ro video signal connected via a gate 14 to a digital video signal to the second common node, the further terminal of the switching signal connected via a gate 15 to a switching signal to the second common node with the emitter of the transistor 16 of the digital video signal whose collector it is grounded and the base is connected to the reference voltage terminal. The second common node is still connected via the second resistor 17 to the positive terminal 6 of the voltage source and via the second variable resistor 18 to the video amplifier χ. For each additional digital video signal, an equivalent circuit is formed where the terminals 3n and 4n are connected via the digital video gate 14n and the switching signal gate 15n to the second common node with the digital video transistor emitter 16η, the second resistor 17n and the variable resistor. 18n. wherein the second resistor 17n is connected at the other end to the positive terminal 6 of the voltage source and the second variable resistor 18n is connected at the other end to the image amplifier χ.

Zapojení podle vynálezů pracuje za provozu takto:The circuit according to the invention operates in operation as follows:

Obrazový zesilovač má malý vstupní odpor a tedy na jeho vstupu je prakticky nulové vstupní napětí bez ohledu na velikost vstupního signálu tvořeného proudem tekoucím přes proměnné odpory i3 až l3ni 18 až 18n. Tím je zabráněno vzájemnému ovlivňování jednotlivých obrazových signálů. Je-li na svorce 2. spínacího signálu vysoké logická úroveň, je výstupní tranzistor hradla 11 pro analogový signál s otevřeným kolektorovým výstupem v sepnutém stavu a jeho výstup je tedy na napětí přibližně rovném nule.The video amplifier has a small input resistance, and thus its input has virtually zero input voltage regardless of the magnitude of the input signal generated by the current flowing through the variable resistors i3 to l3 and 18 to 18n. This prevents mutual interference of individual video signals. If there is a high logic level at terminal 2 of the switching signal, the output transistor of the gate 11 for the analogue signal with the open collector output is in the closed state and thus its output is at a voltage approximately equal to zero.

Proud tekoucí prvním odporem 12 přichází na vstup hradla 11 pro analogový signál a tím přes první proměnný odpor 13 neteče žádný proud do obrazového zesilovače χ. Naproti tomu bude-li na svorce 2 spínacího signálu nízká logická úroveň, je výstup hradla 11 pro analogový signál v rozpojeném stavu. V tom případě je napětí na emitoru tranzistoru 10 pro analogový signál o úbytek napětí na přechodu emitor-báze vyšší než napětí na svorce 1 analogových signálů. Přes první proměnný odpor 13 teče k obrazovému zesilovači 7 proud, jehož velikost závisí na napětí na svorce i analogových signálů a je nastavitelné prvním proměnným odporem 13. Je-li tedy svorka 2 spínacího signálu na vysoké logické úrovni, je výstup hradla 11 pro analogový signál a tedy i emitor tranzistoru 10 pro analogový signál držen na zemním potenciálu a obrazový signál je oddělen přechodem báze-emitor, který vytváří diodu polarizovanou v záměrném směru. Naproti tomu je-li svorka 2 spínacího signálu v nízké logické úrovni, je přechod báze-emitor tranzistoru 10 pro analogový signál polarizován v propustném směru. Tranzistor 10 pro analogový signál pracuje totiž jako emitorový sledovač a na jeho emitoru je o úbytek na tomto přechodu větší napětí než napětí na jeho bázi a tedy i na svorce J. analogových signálů. Vstupní analogový obrazový signál s úrovní 0 až 5 je tedy přenesen jako vstupní proud do vstupního uzlu obrazového zesilovače 7_. stejným způsobem pracují obvody analogicky zapojené s hradly lín a tranzistory 10η pro analogový signál. Konstantní napětí z referenčního zdroje je přiváděno přes svorku 2 referenčního napětí na báze tranzistorů 16 až 16n digitálního obrazového signálu. Velikost referenčního napětí určuje kontrast příslušných digitálních obrazových signálů na obrazovce. Je-li svorka J pro digitální obrazový signál nebo svorka 2 spínacího signálu ve vysoké logické úrovni, je výstup hradla 14 pro digitální obrazový signál a hradla 15 pro spínací signál v sepnutém stavu a proud tekoucí druhým odporem 17 teče do výstupu příslušného hradla 14 a 15 a přes druhý proměnný odpor 18 neteče proud k obrazovému zesilovači 2·The current flowing through the first resistor 12 arrives at the input of the gate 11 for the analog signal and thus no current flows to the video amplifier χ via the first variable resistor 13. On the other hand, if the logic level at terminal 2 of the switching signal is low, the gate output 11 for the analog signal is in the open state. In this case, the voltage at the emitter of the transistor 10 for the analog signal by the voltage drop across the emitter-base transition is higher than the voltage at the terminal 1 of the analog signals. Through a first variable resistor 13, a current of magnitude depending on the voltage at the terminal 1 of the analog signals flows through the first variable resistor 13 and is adjustable by the first variable resistor 13. Thus, if the switching signal terminal 2 is at a high logic level, and hence the emitter of the analog signal transistor 10 is held at ground potential, and the video signal is separated by a base-emitter transition that forms a diode polarized in the direction of direction. In contrast, when the switching signal terminal 2 is at a low logic level, the base-emitter transition of the transistor 10 for the analog signal is polarized in the forward direction. This is because the transistor 10 for the analog signal works as an emitter follower and its emitter has a greater voltage drop at this transition than the voltage on its base and hence at the terminal J. of the analog signals. The input analog video signal at levels 0 to 5 is thus transmitted as input current to the input node of the video amplifier 7. In the same way, the circuits work analogically connected with the line gates and 10η transistors for the analog signal. The constant voltage from the reference source is supplied through the reference voltage terminal 2 based on the digital video signal transistors 16-16n. The magnitude of the reference voltage determines the contrast of the respective digital video signals on the screen. If the digital video signal terminal J or the switching signal terminal 2 is at a high logic level, the gate 14 for the digital video signal and the gate 15 for the switching signal are in the closed state and current flowing through the second resistor 17 flows to the respective gate 14 and 15. and through the second variable resistor 18, no current flows to the video amplifier 2 ·

Jsou-li naopak obě svorky j a 4 pro obrazový a řídicí signál v nízké logické úrovni, je napětí na emitoru tranzistoru 16 digitálního obrazového signálu určeno napětím na svorce 2 referenčního napětí; z emitoru tranzistoru 16 digitálního obrazového signálu tedy teče k obrazovém;) zesilovači 2 proud, jehož velikost je závislá na velikosti napětí na svorce 2 referenčního napětí, a na velikosti druhého proměnného odporu 18. Je-li tedy na svorku 2 pro digitální obrazový signál přiváděn digitální obrazový signál například z generátoru alfanumerických znaků, je přenos tohoto signálu do obrazového zesilovače 2 ovládán logickou úrovní danou hodnotou na svorce _4 spínacího kanálu. Ekvivalentně pracují pro vstup každého dalšího digitálního obrazového signálu analogicky zapojené obvody s hradly 14n a 15n a tranzistory 16n pro digitální obrazové signály. Kontrast digitálních obrazových signálů lze nastavovat společně změnou konstantního napětí na svorce 2 referenčního napětí a jednotlivě změnou druhých proměnných odporů 18 až 18n.Conversely, if both the video and control signal terminals j and 4 are at a low logic level, the voltage at the emitter of the digital video signal transistor 16 is determined by the voltage at the reference voltage terminal 2; thus, a current, the magnitude of which depends on the magnitude of the voltage at the terminal 2 of the reference voltage and the magnitude of the second variable resistor 18, is therefore emitted from the emitter of the digital video signal transistor 16. a digital video signal from, for example, an alphanumeric character generator, the transmission of this signal to the video amplifier 2 is controlled by a logical level given by the switching channel terminal 4. Equivalently, circuits with gate 14n and 15n and transistors 16n for digital video signals operate analogously to input each additional digital video signal. The contrast of the digital video signals can be adjusted together by changing the constant voltage at the reference voltage terminal 2 and individually changing the second variable resistors 18-18n.

Zapojení pro slučování obrazových signálů lze použít ve všech zobrazovacích jednotkách, ve kterých je zapotřebí kombinovat při zobrazení několik analogových a digitálních signálů, jako například u zobrazovacích jednotek spektrometru Augerových elektronů, obrazových terminálů, rastrovacích elektronových mikroskopů a podobně.The video signal combining circuitry can be used in all display units in which several analog and digital signals need to be combined when displaying, such as Auger electron spectrometer display units, video terminals, scanning electron microscopes, and the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring for combining video signals in a display unit with a screen characterized in that one or another analogue terminal (1 to 1 n) is connected to the base of one or other analogue transistors (10 to 10 n) whose collector is grounded and the emitter is coupled to the output of one or more gate (11 to 11 n) for the analog signal, which is input to one or another terminal (2 to 2 n) of the switching signal, the output of one or another gate (11 to 11 n) for an analog signal, it is connected via a first or further resistor (12 to 12 n) to the positive terminal (6) of the power supply and via a first or variable resistor (13 to 13 n) to the video amplifier (7), (3 to 3 n) of the digital video signal is coupled to the input of the first or further gate (14 to 14 n) for the digital video signal and one or more terminal (4 to 4 n) of the switching signal is coupled to the input of the first or further gate (15 to 15 n) for the switching signal, wherein the base of one or another transistor (16 to 16 n) of the digital video signal is coupled to the terminal (5) the reference voltage, while the collector is grounded and the emitter is connected to the outputs of both the gate (14 to 14 n) (15 to 15 n) for the digital and switching signal, then through a second or further resistor (17 to 17 n) a terminal 6 of the voltage source and via a second or further variable resistor (18 to 18 n) with the image amplifier (7).