DE1774742A1

DE1774742A1 - Stufenweise Grob- und Feinablenksteuerung einer Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1774742A1
Application number: DE19681774742
Authority: DE
Inventors: Thorpe Robert Allen
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1967-09-15
Filing date: 1968-08-24
Publication date: 1971-07-29
Also published as: GB1232305A; US3422304A; DE1774742B2; FR1586446A

Description

Stufenweise Grob- und Feinablenksteuerung einer Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Grob- und Feinablenksteuerung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre, bei der den Horizontal- und Vertikalablenkorganen jeweils ein Summensignal von einem stufenweise steuerbaren Ablenksystem zugeführt werden.

In computergesteuerten Systemen mit Bildschirmgeräten werden Kathodenstrahlröhren zur Ausgabe bzw. Darstellung von Daten benutzt. Zur Steuerung der Elektronenstrahlablenkung werden die in der Datenverarbeitungsanlage erzeugten und binär gespeicherten Werte verwendet. Für diesen Zweck sind Schaltungsanordnungen für die Strahlablenkung entwickelt worden. Eine davon ist im US-Patent 2 810 860 beschrieben. Zur Ablenkung werden dual gewichtete konstante Stromwerte benutzt, die in Abhängigkeit von einem

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binär codierten Signal gesteuert werden. Der Hauptnachteil dieser Lösung besteht in einem Mangel an Bildgenauigkeit, der durch die unzureichende Abstufungsgenauigkeit zwischen den einzelnen Stromwerten bedingt ist. Für die Ablenkung in kleinsten Schritten ist eine weitere Stromquelle vorgesehen; ihr Höchststrom ist jedoch kleiner als beispielsweise ein l-%tiger Stromfehler für die Grobablenkung. Dadurch können sich beträchtliche Verzerrungen in Form von Verlängerungen, Verkürzungen, Winkel und Bogenlinienverfälschungen ergeben. Sie wären nur dann vermeidbar, wenn neben beträchtlichem materiellen Aufwand zur genauen Einstellung der Stromquel len entsprechende zeitaufwendige Korrekturen bei dem ersten Abgleich und den laufenden Wartungsarbeiten vorgenommen werden.

Desweiteren ist ein System vorgeschlagen worden, bei dem eine Anzahl schaltbarer Stromwerte ausgangsseitig linear addiert wird. Das Schalten dieser Stromwerte obliegt logischen Schaltungen. Ein solches System ist gegenüber kissenförmiger Verzeichnis empfindlich, besonders dort, wo ein flacher Bildschirm verwendet wird. Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde eine Einrichtung zur Korrektur der kissenförmigen Verzeichnis vorgeschlagen.Danach erfolgt die Horizontal- und Vertikalablenkung jeweils über ein stufenweise steuerbares Ablenksystem, wobei jeder Stufenkombination zwischen beiden Ablenksystemen eine solche Winkelablenkung des Kathodenstrahles fest zugeordnet ist, so daß sich auf dem Bildschirm ein regelmäßi ges Ablenkraster ergibt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Grob- und IVinablenksteuerung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre zu schafft n, die eine verzerrungsfreie Bilddarstellung gestattet.

Diese Aufgabe wird erlindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ablenksignal über ein strom summierendes Netzwerk von einem Dezimal zähler für dio Grobablenkung und einem Binärregister für die Feinablenkung erzeugt wird, wobei die von den einzelnen Zählerstufen des Dezimalzählers erzeugten Signale zur Erzeugung äquidistanter Grobrasterpositionen auf dem Bildschirm durch dim Zähler stand zugeordnete Widerstände korrigiert sind und innerhall) einer Grobrastereinheit eine Feinrasteraufteilung durch, die Signale des Binär register s erfolgt und daß die Signalgröße der Binärrcgiste r stufen in Abhängigkeit von der Stellung des Dezimal zähler s steuerbar ist.

Weitere Merkmalt¹ der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschema einer Steuerschaltung,

Fig. 2 die Anzeigefläche mit funkt i< melier Abhängigkeit der Strahl -

position
> i vom Ablenkstrom,

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Fig. 3 ein ausführlicheres Blockschaltbild der in Fig. 1 als

Funktionsblock dargestellten Zählerstufen und

Fig. 4 ein Blockdiagramm für die Anpassung des Aus gang ssigna-

les des Binärregisters für die Feinablenkung in Abhängigkeit von der Strahlposition auf dem Bildschirm.

Das in Fig. 1 dargestellte Ablenksystem bezieht sich auf 256 verschiedene Adresspositionen in x- und y-Richtung. Das Strahlpositionierungssystem enthält einen fünfzehnstufigen dezimalen Vor- und Rückwärtszähler 21. Jede seiner Stufen liefert über einen zugeordneten Widerstand 23, 24, 25, 26 einen eingeprägten Strom in ein strom summier ende s Netzwerk 39. Jede Zählerstufe liefert so viel Strom, daß eine Strahlablenkung über l/l6 der Bildschirmabmessung ermöglicht wird. Aus diesem Grunde dient dieser Zähler einer Grobaufteilung des Bildschirmes in ein Raster von 16 χ 16 Punkten, so wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Der von einer Stufe gelieferte Strom hängt von der Größe des ihr zugeordneten Widerstandes ab. Insgesamt sind vier verschiedene Widerstandsgrößen 23, 24, 25 und 26 vorgesehen, um die in Fig. 2 aufgeführten vier Stromwerte zu erzeugen. Zur Strahleinstellung innerhalb der Grobrastereinheiten dient ein vier Bit großes Binärregieter 29, dessen einzelne Stufen über dual gewichtete Widerstände 31, 33, 35 und 37 einen Strom an das strom summierende Netzwerk 39 liefern. Insgesamt sind demnach innerhalb einer Grobrastereinheit 14 verschiedene Strahlpositionen denkbar.

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Um eine Grobrastereinheit im Zentrum des Bildschirmes zu überstreichen, sind ΙΟ/Ιό Stromeinheiten (16 = Anzahl der Raster) erforderlich, während zum Überstreichen einer Grobrastereinheit am Rande des Bildschirmes 7/I6 Stromeinheiten genügen. Auf das Register 29 gelangen die vier niederen Orderbits des XrAblenksignales (dargestellt als Binärwerte 41, 43, 45 und 47), welches auch drei Steuersignale einschließt.

Das Signal I auf der Leitung 49 schaltet den Zähler 21 zur gleichen Zeit stufenweise weiter, wenn das Register 29 geladen wird.

Das Vorzeichensignal auf der Leitung 51 steuert die Zählrichtung des Zählers 21, wie später noch ausführlicher beschrieben wird. Das Keinzeichen/ Zeichen-Signal auf der Leitung 53 wird auf die Anzeige-Steuerung 55 zur Steuerung des Gitters 57 der KSTR gegeben. Das stromsummierende Netzwerk 39 addiert die vom Dezimalzähler 21 und die vom Binärzähler 29 gelieferten Stromanteile zu einem Ausgangssignal, das über die Leitung 61 an die Horizontalablenkspule 65 gelegt wird. Für die Vertikalablenkung wird ein der Horizontalablenkung gleichartiges, als Funktionsblock 67 dargestelltes Netzwerk verwendet. Das stromsummierende Netzwerk 69 liefert über die Leitung 71 sein Ausgangs signal an die Vertikalablenkspule 65 der Kathodenstrahlröhre.

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In Fig. 3 ist ein Blockdiagramm der ersten vier Stufen C , C , C und C des Dezimalzählers 21 gezeigt. Jede dieser Zählerstufen enthält jeweils einen Trigger 81, 83, 85 und 87, der jeweils über zwei Und-Glieder 91 angesteuert wird. Betrachtet man die erste Stufe zur Illustration der Zähleroperation, so wird der Trigger durch das Und-Glied 92 in den Ein-Status und durch das Und-Glied 91 in den Aus-Status gesetzt. Die Bedingungen, um den Trigger 81 in den Ein-Status zu setzen, sind ein Aufwärts zähl signal auf der Leitung 51, ein Signal I des Und-Gliedes 101 auf der Leitung 49 und ein Rückstellsignal vom Trigger 81 auf der Leitung 103 mit dem Verzögerungsglied 105. Der Ein-Status aller Zählerstufen umfaßt jeweils eine der Eingangsbedingungen zur folgenden Stufe. Nur bei der ersten Stufe wird das Rückstellsignal der gleichen Stufe zur Einstellung des Triggers benutzt, was allerdings nur dann möglich ist, wenn die erste Stufe ursprünglich im Aus-Status war. Alle anderen Stufen arbeiten wie ein konventioneller Dezimalzähler, in welchem zwei Eingänge allen Stufen gemeinsam sind und eine zusätzliche Schaltbedingung einer Stufe durch die ihr vorausgehende Stufe geliefert wird. Jede der ungeraden Zähler stufen hat einen An- und einen Aus-Aus gang C an, C₁ aus etc, welcher für Steuerzwecke verwendet wird, wie später ausführlich erläutert wird. So sind z.B. die C an und C₃an-Signale den Leitungen 107 und 107' , die C aus und C aus -Ausgänge den Leitungen 109 und 109' zugeordnet. Die Bedeutung dieser Signale für die Steuerung der Feinablenkung wird in Fig. 4 beschrieben. Dort ist das Blockschaltbild für das in Fig. 1 als Funktionsblock 39 dargestellte strom summier ende Netzwerk

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gezeigt. Das Ausgangs signal für die Feinablenkung wird in "Abhängigkeit der Stellung des Zählers 21 gesteuert. Der Strom einer Stufe des Zählers 21 wird durch die Größe des Widerstandes und durch die Referenzspannung am Anschluß 121 bestimmt, welche auf die Basis 123 eines Puffertransistors 125 geführt wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind vier verschiedene Stromwerte erforderlich, um eine Strahlablenkung über gleichgroße Distanzen zu erzielen, wobei je nachihrer Lage auf dem Bildschirm ein kleinerer oder größerer Stromwert in Betracht zu ziehen ist. Diese vier Werte sind mit I , I , I und I bezeichnet, sie korrespondieren mit den Stromeinheiten 10, 9, 8 und 7. Das Ausgangssignal des Binärregisters wiederum wird als Funktion der Strahl position gesteuert.

Aus der folgenden Aufstellung geht der Zusammenliang zwischen den Stromgrößen des Registers 29 und der Zähler stellung 21 hervor.

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Zähler Stellung Stromgrößen des Registers 29

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^Cl ^C2 S ^C4 ^C5 ^C6 ^C7

^cio ^Cll ^C12 ^C13 ^C14 ^C15

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Die Art und Weise, wie sich die Stromgrößen des Registers 29 in Abhängigkeit vom Zählerstand 21 bestimmen, ist in Fig. 4 gezeigt. Die Erzeugung der An- und Aussignale für die ungeraden Stufen des Dezimalzählers ist in Beziehung zu Fig. 3 beschrieben worden. Um vier ausgezeichnete Stromwerte zu erhalten, die von der Stellung des Dezimalzählers abhängen, arbeitet die Schaltung wie folgt: Die Zählereingänge liegen an den Oder-Gliedern 127, 129, 131 und 133. Die An-Signale deuten auf ein Aufwärts zählen des Zählers 21, die Aus-Signale ein Abwärtszählen an. Der Ausgang jedes Oder-Gliedes führt über eine differenzierende RC-Schaltung, um eine Pegelverschiebung in einen positiven Puls zu überführen. Das strom summier ende Netzwerk enthält die Transistoren 123 und 124; der Transistor 123 wird emitterseitig mit den Strömen £, I für die Grobablenkung, der Transistor 124 wird emitters eitig mit den Strömen 2.A1 für die Feinablenkung gespeist, der Ausgang des summierenden Netzwerkes liegt am Anschluß 135 und führt zur Horizontalablenkwindung 65. Die Basis des Transistors 124 liegt an einem Spannungsteilernetzwerk, das die Widerstände 137 und 139 enthält, welche zwischen der Spannung +B und Masse liegen. Die Stromgröße einer Stufe des Zählers 21 wird durch den Widerstand dieser Stufe bestimmt, die vier Widerstände 23 bis 26 in Fig. 1 dienen der Erzeugung von vier verschiedenen Ausgangsniveaus. Die Referenzspannung am Anschluß 121 bestimmt im wesentlichen den Spannungswert an den Widerständen und damit auch den Strom. Die Spannung an der Basis des Puffertransistors 124 wird über die

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Trigger 141, 143 und 145 gesteuert. Im Ruhezustand, d.h. Trigger 141, und 145 sind im Aus-Status, wird die Vorspannung des Transistors 124 durch den Spannungsteiler bestimmt. In diesem Zustand zieht der Transistor den Maximalstrom I . Durch Signale über die Oder-Glieder 127, 129, 131 und 133 können die Trigger gekippt werden, wobei sich die effektive Impedanz der Spannungsteilerschaltung ändert, da die Widerstände 147, 149 oder 151 quasi parallel zum Widerstand 139 liegen. Für den Trigger 1 im Einzustand ist der Strom I , für den Trigger 143 im Einzustand ist der Strom I

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und für den Trigger 145 im Einzustand ist der Strom I vorgesehen. Eine Änderung der Basisspannung des Transistors 124 wirkt sich über den Emitter auf die Widerstände des Binärregisters 29 stromändernd aus. Die Zahl der verschiedenen Niveaus und die StromverStärkung für jedes Niveau ist direkt in Beziehung gesetzt zu den fünfzehn Zählerstufen. Aus Fig. 2 geht hervor, daß die relativen Stromgrößen 10, 9, 8 und 7 durch das Zählernetzwerk geliefert werden. Entsprechend gibt es auch vier korrespondierende Verstärkungsniveaus für die Steuerschaltung. Die Steuerung erfolgt derart, daß keiner oder nur einer der Trigger 141, 143 oder 145 zu einer beliebigen Zeit im Ein-Zustand sein kann. Je nach Anzahl der verschiedenen Verstärkungsniveaus sind jedoch Abweichungen davon denkbar. Die Trigger-Eingangs-Bedingungen sind ausgehend von der Tabelle entwickelt worden.

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Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Grob- und Feinablenksteuerung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre, bei der den Horizontal- und Vertikalablenkorgaiien jeweils ein Summensignal von einem stufenweise steuerbaren Ablenksystem zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksignal über ein strom summierendes Netzwerk (39) von einem Dezimalzähler (21) für die Grobablenkung und einem Binärregister (29) für die Feinablenkung erzeugt wird, wobei die von den einzelnen Zählerstufen des Dezimalzählers (21) erzeugten Signale zur Erzeugung äquidistanter Grobrasterpositionen auf dem Bildschirm durch dem Zähler stand zugeordnete/l Widerstände (26, 25; 24, 23 etc) korrigiert sind und innerhalb einer Grobrastereinheit eine Feinrasteraufteilung durch die Signale des Binärregisters (29) erfolgt, und daß die Signalgröße der Binärregisterstufen in Abhängigkeit von der Stellung des Dezimalzählers steuerbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zur Ablenksteuerung Strom signale sind.

i. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das strom summierende Netzwerk (39) aus einem ersten (125) und einem zwei-

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ten Transistor (124) besteht, die ausgangsseitig verbunden sind und in die jeweils die Stromsignale des Dezimal ζ ahle rs (21) bzw. des Binärregisters (29) eingespeist werden, wobei an der Basis (123) dee ersten Transistors eine Referenzspannung und an der Basis des zweiten Transistors eine über einen Widerstandsteiler (137, 139) gewonnene Vorspannung liegt, die über eine angeschlossene Steuerschaltung in Abhängigkeit von der Stellung des Dezimalzählers beeinflußbar ist.

4, Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe des Dezimalzählers (21) eine Trigger schaltung enthält und daß in den ungeraden Zählerstufen am Ein- und Aus-Ausgang des Triggers Signale (C₁ aus, C₁ an, C,aus, C„an etc.) für die Steuerung der Stromgrössen der Binärzählerstufen in Abhängigkeit von der Stellung des Dezimalzählers abnehmbar sind.

5, Steuerschaltung für die Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale (C.an, C.aus, C.an, C,aus etc. ) Oder-Gliedern (127, 129, 131, 133) zugeführt werden, deren Ausgängen jeweils ein Differenzierglied nachgeschaltet ist und daß die Auegänge der Differenzier glieder direkt und über Oder-Glieder (152, 153, 154) auf Triggerschaltungen (141, 143,145) führen, deren Ausgänge über Widerstände (147, 149, 151) an der Basis des zweiten Traneistore (124) zusammengeführt sind.

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6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dezimalzähler als Vor-Rückwärtszähler ausgebildet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dezimalzähler (21) fünfzehn Stufen und das Binärregister (29) vier dual gewichtete Stufen aufweist.

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