DE1915758C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines plastischen Bildes auf einer zweidimensional aussteuerbaren, rasterförmige Bildpunkte aufweisenden Sichtscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines plastischen Bildes auf einer zweidimensional aussteuerbaren, rasterförmige Bildpunkte aufweisenden Sichtscheibe, insbesondere einer Kathodenstrahlröhre, wobei synchron während das Raster abgetastet und angesteuert wird, die angesteuerten Bildpunkte hinsichtlich ihrer Intensität bzw. Helligkeit moduliert werden.

In der Zeitschrift »Procedings of the IRE«, Januar 1961, Seiten 185-195 ist eine computergesteuerte Darstellung von Bildern, Symbolen und Punktmustern beschrieben, bei welcher auch eine Umwandlung von kodierten digitalen Daten in Bildsignale durchgeführt wird. Diese Umwandlung erfolgt durch direkte Umwandlung von kodierten digitalen Zeichen oder Symbolen und Linien in sichtbare Bilder und kann gemäß einem weiteren bekannten Vorschlag über Muster aus elektrostatischen Ladungen, photochemischen Änderungen oder Ölfilmdicke-Veränderungen vorgenommen werden. Auch ist das sogenannte Punktmusterverfahren bekannt, welches im wesentlichen darin besteht, daß Muster oder Symbole durch

einzelne Punkte wiedergegeben werden. Um dies zu erreichen, werden die Koordinaten der einzelnen Punkte oder der Symbole zunächst gespeichert, wobei die Koordinaten in digitaler Form beispielsweise in einem getrennten Magnettrommelspeicher oder Kern- '> speicher gespeichert werden können und nach Auslesen der entsprechenden Informationen in einem Digital/ Analog-Wandler in entsprechende Ablenksignale umgewandelt werden

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Koordina- i" ten der jeweiligen Punkte in analoger Form in einem Widerstandsnetzwerk zu speichern, wobei dann über eine logische Schaltung die gespeicherten Werte in der richtigen Reihenfolge abgerufen werden, um dadurch wieder analoge Ablenksignale zu gewinnen. '">

Schließlich lassen sich auch bestimmte Raster oder Abtastmuster in Verbindung mit einer geeigneten Intensitätsmodulation verwenden, so daß also im Falle eines festen Abstandsmusters die Symbolgestalt in Form von Intensitätssignalen gespeichert werden kann. 2" Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispie! wird das Video-Intensitätssignal von dem Ausleseanschlui, dann erhalten, wenn der Kernspeicher in einem Muster abgefragt wird, welches dem Strahlabtastmuster entspricht.

Gemäß einem noch weiteren Vorschlag wird unter Verwendung einer Maske ein elektrostatisches System zur Anwendung gebracht, wobei die Maske die aus Sekundärelektronen emitierendem Material bestehenden Symbole enthält Wird die Fläche der Maske durch w Elektronen abgetastet, so bilden die dabei entstehenden Sekundärelektronen das Intensitätssignal. Dieses Intensitätssigna! wird dazu verwendet, den Lesestrahl hinsichtlich seiner Intensität zu modulieren.

Es ist somit allgemein bekannt, beispielsweise zum π Darstellen von bestimmten Symbolen oder Zeichen bzw. Linien den Schreibstrahl hinsichtlich seiner Intensität zu modulieren, wobei sich jedoch die Intensitätsmodulation nur auf ein oder zwei Intensitätswerte beschränkt

In der Zeitschrift »Electronics«, Vol. 40, H. 21, Oktober 1967, Seiten 120-124 ist eine computergesteuerte Darstellung beschrieben, wie sie insbesondere bei Radarsystemen in Flugzeugen oder in Bodenstationen zur Anwendung gelangt, wobei auch eine Intensitätsmodulation des 'betreffenden Schreibstrahles vorgenommen werden kann. Das von einem Computer gelieferte Datenwort kann den Elektronenstrahl entweder in eine von acht Richtungen bewegen oder diesen ein- und ausschalten.

Aus der US-PS 32 05 344 ist ein elektronisches Anzeigesystenr bekannt, welches sich ebenfalls einer Kathodenstrahlröhre bedient und zur Darstellung von graphischen Daten verwendet werden kann. Dieses bekannte System enthält u. a. einen Speicher, um in wiederkehrenden Intervallen digitale Signale, welche die Daten wiedergeben, zu speichern, eine Einrichtung zum Umwandeln der digitalen Signale in analoge Signale, eine Kathodenstrahlröhre, eine Probeentnahmeeinrichtung, die zwischen der Wandlerstufe und der m) Kathodenstrahlröhre angeordnet ist, um während der Intervalle von den analogen Signalen eine Probe zu entnehmen, so daß dadurch eine Aufeinanderfolge von festen Signalwerten entsteht, und mit einer Einrichtung, um auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre eine b^r> gleichmäßige Spur bzw. Darstellung der Veränderungen in den genannten Signalwc ten zu erzeugen. Eine bei dieser bekannten Schaltungsanordnung verwendete Steuerschaltung kann bei jeder Auslenkung des Elektronenstrahls einen von drei Intensitätswerten erzeugen. Nach diesem bekannten Vorschlag kann also beispielsweise ein erster Buchstabe mit der einen und ein zweiter Buchstabe mit einer zweiten Intensität dargestellt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der eingangs definierten Art zu schaffen, durch welches sich Bildpunkte mit sehr vielfältigen Intensitätswerien darstellen lassen, und eine Schaltungsanordnung durch Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine Mehrintensitätsmodulation des Schreibstrahls der jeweilige Intensitätsmodulationswert in Form eines digitalen Wortes mit wesentlich größerer Länpe als das Adressenwon für die inkrementeile Bewegung bzw. Positionierung df jchreibstrahls nrecneiphort \tt\rA nnrl A ο Γϊ /Hoc A am Into-, r '·* '*i*m*i^,*i.,)n _

tionswert entsprechende digitale Wort aus einem Speicher in Parallelformat in einem Zeitintervall, das äquivalent zun; Auslesezeitintervall eines Adressenwurtes ist, ausgelesen wird und in Teilwortenserien in einzelne analoge Intensitätswerte in einer höheren Frequenz als die Auslesefolge der digitalen Adressen- und Intensitätsworte umgewandelt wird, so daß während eines Ablenkschrittes eine der Trilwortanzahl entsprechende Anzahl von Intensitätswerten seriell erzeugt wird.

Mit anderen Worten besteht das Wesen der Erfindung darin, daß während des Ausleseintervalls eines Intensitätsmodulationswertes in Form eines digitalen Wortes, wobei das Auslesezeitintervall gleich ist dem Auslesezeitintervall zum Auslesen eines Adressenwortes, einerseits eine Umwandlung des in Form von gleichzeitigen Binärentscheidungen vor'iegenden Intensitätsmodulationswertes in zeitlich aufeinanderfolgende Binärentscheidungen vorgenommen wird υ :d ebenso innerhalb dieses Auslesezeitintervalls auch eine Umwandlung der einzelnen Binärentscheidungen in einen analogen Intensitätswert durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird der Schreibstrahl mit einer großen Anzahl von Intensitätswerten moduliert, um dadurch ein klassisches Bild auf einer zweidimensional ansteuerbaren Sichtscheibe zu erzeugen.

Das Verfahren nach der Erfindung kann im einzelnen noch dadurch weiter ausgestaltet werden, daß das digitale Intensitäts-Modulationswort in Abhängigkeit von einem Befehls- oder Adressensignal aus dem Speicher >n Parallelformat ausgelesen wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des genannten Verfahrens, wobei insbesondere die die Darstellung erzeugenden Informationen in Digitalform vorliegen und in einem Digitalspeicher gespeichert sind, die Digitalinformationen aus dem Speiche entnommen unter Bildung eines Analogsignals entschlüsselt und zur Steuerung der Ablenkung des Elektronenstrahls auf der Sichtscheibe der Kathodenstrahlröhre herangezogen werden.

Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Intensitätsmodulation der Darstellung mit einer weiteren Speichervorrichtung zur Speicherung von Digitalsignalen, einer die Digitalsignale empfangenen Einrichtung zur Lieferung von Analogsignalen entsprechend den empfangenen Digitalsigna-

ten. einem die Digilülsignale von der weiteren Speichervorrichtung empfangenden Digitalregister zur Lieferung der Signale an die die Digitalsignaie empfangende Einrichtung in Abhängigkeit von einem Zeitsteuersignal, einer Kathodenstrahlröhre-Intensi- ί tätssteuereinrichtung zur Aufnahme der Signale von der die Digitalsignale empfangenden Einrichtung und zur entsprechenden Steuerung der Intensität der Kathodenstrahlröhre sowie einer Einrichtung zur Lieferung der Zeitsteuersignale zur Koordinierung der Ablenkung des in Kathodenstrahls und der Intensität der Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung einer Darstellung mit vollständig durch Digitalinformationen erzeugter Intensitätsmodulation vorgesehen ist.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausge- r· staltungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 4 bis 7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausiuhrun^sbsis^itHs unter H*"""*** ""^ ''·« 7nw.u_n.._n gen näher erläutert. Es zeigt :n

Fig. I ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Erzeugung einer Darstellung mit veränderlicher Intensität mit den Merkmalen der Erfindung und

Fig. 2 bis 4 bevorzugte Ausführungsformen der im Blockschaltbild von Fig. 1 schematisch angedeuteten y, Schaltungen.

In F i g. I ist innerhalb der gestrichelten Linien bei 100 allgemein eine Anordnung zur Erzeugung einer zweidimensionalen Darstellung angedeutet.

Ein Datenkanal 102 stellt eine Verbindung zwischen >n einem Rechner U und einem Helligkeitsregler 104 her. Der Datenkanal 102 und der Helligkeitsregler 104 bewirken eine Übertragung von Binärinformationen zwischen dem Rechner 11 und einem externen Speicher 106 (z. B. Trommelspeicher), wobei eine Helligkeits- π steuerung 108 angesteuert wird, welche die bei der Schaltung erforderlichen Digital-Zeitsteuersignale liefert. Wenn eine Ganzton-, Halbton- oder intensitätsmodulierte Darstellung gewünscht wird, werden die Binärinformationen aus dem Speicher 106 herausgele- 4» sen, über ein Umsetzregister 110 zu einem Synchronisationsregister 112 überführt und durch einen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Digital-Analog-Wandler 114 in Analogsignale umgewandelt. Der Speicher 106, das Umsetzregister 110, das Synchronisationsregister 4·-, 112 und der Digital-Analog-Wandler 114 werden durch die Helligkeitssteuerung 108 angesteuert. Die Analoginformation wird sodann über eine Schaltung 116 zur Intensitätskorrektur geleitet und an die Elektrode zur Intensitätssteuerung einer Kathodenstrahlröhre 19 in gelegt. Die Helligkeitssteuerung 108 wird durch einen Dekoder 16 angesteuert, welcher die Ganzton-, Halbton- oder intensitätsmodulierte Betriebsart aktiviert In der Ganzton-Betriebsart wird eine Steuerschaltung 29 für den Elektronenstrahl durch die Helligkeitssteuerung 108 deaktiviert Ersichtlicherweise wird die Erzeugung von sechzehn diskreten Stufen, Teilen, Bildzellen bzw. verschiedenen Intensitätspegeln während jedem Ablenkschritt ermöglicht Es kann z. B. jeder Buchstabe mit Schattierung dargestellt werden, wobei w beispielsweise seine eine Seite hell und seine andere Seite mit allmählicher Intensitätsabstufung zwischen beiden Seiten dunkel ist

In F i g. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Y-Ablenkung 27 dargestellt Eine ähnliche Änderung ist *>5 auch bei einer X-Ablenkung 26 erforderlich. Die Signale werden über Steuereingänge 200 und 202 an zwei Transistoren 204 und 206 angelegt, die ihrerseits zwei Transistoren 208 und 210 steuern. Letztere wirken als Schalter, von denen an jedem vorgegebenen Zeitpunkt nur jeweils einer leitet. Dies bedeutet, daß ein Signal entweder vom Steuereingang 200 oder vom Steuereingang 202, aber niemals von beiden gleichzeitig abgegriffen wird. Wenn der Transistor 210 leitet, wird ein in die Y-Ablenkung 27 eingespeister Impuls zu einem aus einem Potentiometer 212, einem Widerstand 214 und einem Kondensator 216 bestehenden /?C-Kreis geleitet, welcher den Eingangsimpuls zu einem sich exponentiell ändernden Signal integriert, welches über einen Transistor 218 in Kollektorbasisschaltung zu einem Ablenkverstärker und zu den Y-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 19 geleitet wird. Diese Schaltung zeigt soweit die bekannte Technik zur Erzeugung eines Ablenk-Signals. Da bisher das Erfordernis darin bestand, einen möglichst schnellen Hin- und Rücklauf zwischen zwei Punkten zu gewährlei-

oiluCrriuC

ausreichend. Wenn sechszehn hinsichtlich der Intensität diskrete Bildpunkte gewährleistet sein sollen, wenn der Ablenkkreis eine Ablenkung des Kathodenstrahls zwischen einem ersten und einem zweiten Punkt verursacht, wird ein lineares Ablenk-Signal benötigt, um zu vermeiden, daß das Ablenk-Signal die Darstellungsintensität moduliert. Aus diesem Grund wird bei der Ganzton-Betriebsart kein Signal an den Steuereingang 202 angelegt, wodurch der Transistor 210 durch eine zugeordnete Vorspannung gesperrt gehalten wird. Hierauf wird ein Eingangssignal an den Steuereingang 200 angelegt, damit der Transistor 208 den Eingang-Impuls von der Prüf- und Halteschaltung 24 über einen aus einer Induktivität 222, einem Kondensator 224 und einem Potentiometer 226 bestehenden LC-Kreis leitet. Ein über diese Kombination geleiteter Impuls wird zu einem linearen Ablenk-Signal integriert. Das Potentiometer 226 bestimmt dabei den Abfall des Ablenk-Signals über einen bestimmten Bereich hinweg.

In F i g. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Digital-Analog-Wandlers dargestellt. Wie noch näher erläutert werden wird, wird eine aus fünf Binärziffern (Bits) bestehende Zifferngruppe vom Synchronisationsregister 112 zu einem Digital-Analog-Wandler übertragen. Der Übertragungsweg dieser fünf »Bits« zum Digital-Analog-Wandler 114 ist in Fig.3 dargestellt Jedes »Bit« wird zunächst zu einem Impulsformer 300 und einem Digital-Analog-Schalter 302 geleitet. Die fünf Digital-Analog-Schalter 302 liefern dann ihre Ausgangs-Digitalsignale an eine Schaltung 304, deren Ausgang an die Schaltung 116 zur Intensitätskorrektur und schließlich an die Kathodenstrahlröhre angelegt wird.

In F i g. 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer »Gamma-Intensitätsschaltung«, wie der Schaltung 116 gemäß F i g. 1, dargestellt Ein Widerstand 400 legt dabei das Eingangssignal an eine Verzweigung 402 an, während ein zweiter Widerstand 404 zwischen die Verzweigung 402 und Erde geschaltet ist Das Ausgangssignal wird von der Verzweigung 402 abgenommen. Die Widerstände 400 und 404 bilden einen Spannungsteiler, welcher einen Teil der Eingangssignalspannung an den Ausgang anlegt An die Abgriffe der beiden Potentiometer 410 und 412 sind zwei Dioden 406 bzw. 408 angeschlossen. Die beiden Potentiometer 410 und 412 sind zwischen zwei Spannungsquellen geschaltet und liefern je nach der Stellung ihrer Abgriffe eine veränderliche Spannung an die Anoden der Dioden 406 und 408.

Die die zweidimensional Darstellung erzeugende Schaltung 100 gemäß Fig. I arbeitet im wesentlichen wie folgt: Ein den Beginn der Darstellung anzeigendes Digitalsignal wird aus dem Speicher 12 gelesen, im Dekoder 16 entschlüsselt und an die X- und Y-Ablenkung gelegt, um den Kathodenstrahl auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre 19 zu richten. Anschließend wird eine Binär-Information aus dem Speicher 12 herausgelesen, durch den Dekoder 16 entschlüsselt und zur Einleitung schrittweiser Ablenkungen des Kathoden-Strahls benutzt. Die kleinste Teilablenkung beträgt beim Ausführungsbeispiel etwa 0,13 mm. Um beispielsweise den Buchstaben A in der Mitte der Bildschirmfläche darzustellten, würde der Strahl zuerst auf die Lage des einen Endes des Buchstabens gerichtet werden, worauf abwechselnde Längen- und Richtungsschritte, welche jeweils Vielfache der Grundablenkung von 0,13 mm darstellen, durchgeführt werden, bis der Buchstabe vollständig dargestellt ist. Die Intensität der Darstellung vom ausgewählten Ausgangspunkt bis zum Endpunkt kann auf bekannte Weise auf einen von drei an sich möglichen Intensitätswerten eingestellt werden.

Zur Einleitung der Ganzton- bzw. helligkeitsmodulierten Betriebsart der Schaltung wird im allgemeinen durch den Dekoder 16 ein Binärsignal an die Helligkeitssteuerung 108 geliefert, um diese zu aktivieren. Die Helligkeitssteuerung 108 macht dann die Strahlsteuerschaltung 29 unwirksam, steuert die X-Ablenkung 26 und die Y-Ablenkung 27 und regelt die Überfagung der Intensitätsinformation vom Speicher 106 über das Umsetzregister 110, das Synchronisationsregister 112, den Digital-Analog-Wandler zum Intensitätseingang der Kathodenstrahlröhre 19. Wenn der Strahl-Steuerkreis nach dem Stand der Technik unwirksam gemacht worden ist, wird die Intensität des Kathodenstrahls vollständig durch die im Speicher 106 gespeicherten Intensitätsinformationen gesteuert.

Nachdem die im Dekoder 16 befindliche Information die Betätigung der Helligkeitssteuerung 108 übernimmt, ändert sich bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Verlauf der aus dem Speicher 12 ausgelesenen Information von sich wiederholenden Strahl-Ausgangspunkten und veränderlichen Längen- und Richtungsschritt-Kommandosignalen in eine kontinuierliche Abtastung. Das Raster beginnt in der oberen linken Ecke der beim Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von etwa 560 mm aufweisenden Kathodenstrahlröhre, läuft schrittweise jeweils über die 1008 Bildpunkte einer Zeile an der Leuchtfläche hinweg in Abwärtsrichtung, dreht seine Laufrichtung um, bewegt sich aufwärts und wiederholt den Vorgang. Wenn auf diese Weise für eine Darstellung zweimal 120, also insgesamt 240 zusammengehörige Zeilen nacheinander dargestellt worden sind, wird der Strahl umgelenkt, um eine weitere Gruppe von 240 Zeilen abzutasten, bis er einen eine programmgesteuerte Fläche darstellenden Bereich abgetastet hat Eine vollständige Darstellung läßt sich dabei durch Koordination dieser im Speicher 12 gespeicherten Ablenkinformationen und der im Speicher 106 gespeicherten Intensitätsinformationen erzeugen. Bei der Darstellung des ersten Ablenkschritts wird eine aus achtzig »Bits« bestehende Information in Form von sechzehn Gruppen mit je fünf »Bits« parallel aus dem Speicher 106 herausgelesen, durch die Helligkeitssteuerung 108 gesteuert und zum Umsetzregister 110 übertragen. Jede aus fünf »Bits« bestehende Gruppe stellt einen von insgesamt 32 an sich möglichen Helligkeitswerten für einen bestimmten Punkt des

Bildes dar. Die Information wird dann der Reihe nach in den aus jeweils fünf »Bits« bestehenden Gruppen aus dem Umsetzregister H¹O zum Synchronisationsregister 112 abgegeben. Das Synchronisationsregister 112 ist so ausgelegt, daß es die aus fünf Bits bestehenden Gruppen dem Digital-Analog-Umwandler 114 einspeist, so daß jede dieser Gruppen in ein Analogsignal umgewandelt wird. Die aus jeweils fünf Bits bestehenden Gruppen werden der Reihe nach in ein kontinuierliches, sich zeitabhängig änderndes Analogsignal umgewandelt, durch den Intensitäts-Korrekturkreis 116 beeinflußt und zur Modulation der Strahlintensität der Kathodenstrahlröhre 19 benutzt. Der Zeitablauf der Digitaleinheiten ist so gewählt, daß bei Darstellung eines Ablenkschritts die sechszehn Intensitätsbefehle vom Digital-Analog-Umwandler 114 abgegeben werden und den Kathodenstrahl modulieren. Jedem Ablenkschritt können somit sechzehn diskrete Intensitäts- bzw. Helligkeitseinheiten zur Erzeugung von Bildpunkten aufgeprägt werden, welche ihrerseits aufgrund des 5 Bit beinhaltenden Datenweirts 32 mögliche Intensitätswerte aufweisen. Aus der vorstehenden Beschreibung ist somit ersichtlich, daß die modulierte lokale Helligkeit die Helligkeit einer Bildzelle ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Speicher 106 eine umlaufende Trommel, auf deren Oberfläche die Digitalinformationen gespeichert werden. Dem Fachmann sind zahlreiche Ausführungsformen derartiger Trommelspeicher bekannt. Die Trommel des bei der bevorzugten Ausführungsform verwendeten Speichers dreht sich mit 30 Umdrehungen je Sekunde, so daß die Darstellung in jeder Sekunde dreißigmal erneut abgestastet werden kann. Eine Zeitgeberspur von 600 kHz in Verbindung mit einem phasenmodulierten Signal ermöglicht die Aufzeichnung von 20 000 Bits in jeder Spur um die Trommel herum. Da sechzehn Gruppen zu je fünf Bits gleichzeitig aus dem Speicher herausgelesen werden, sind auf der Trommeloberfläche für die Intensitätssteuerung jedes bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellten Ganztonbilds 320 000 Worte zu je fünf Bits aufgezeichnet

Der Ablenkabschnitt der dargestellten Information ist im Speicher 12 gespeichert. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird hier zusätzlich ein Trommelspeicher wie etwa der Speicher 106, verwendet Ein gemeinsamer Speicher ist wünschenswert, um die Notwendigkeit für Pufferregister zur Koordinierung dieser beiden Speicher auszuschalten.

Gewünschtenfalls kann auch ein Plattenspeicher ve-wendet werden, welches beispielsweise sowohl die Ablenk- als auch die Intensitätsinformationen auf verschiedenen Scheiben speichern kann. Hierdurch wird die Offenbarung der Erfindung nicht beeinträchtigt Tatsächlich können innerhalb des Rahmens der Erfindung zahlreiche andere Arten von Speichervorrichtungen Verwendung Finden.

Dem Fachmann sind spezielle Ausführungsformen des Umsetzregisters 11(1 und des Synchronisationsregisters 112 bekannt Diis Umsetzregister 110 bildet lediglich die Zeitsteuer-Zwischenschaltung zwischen den Lesekreisen des Speichers 106 und den anderen Schaltungen der Anordnung. Das Synchronisationsregister 112 nimmt die sechzehn Gruppen von je fünf Bits vom Umsetzregister 11!0 parallel ab und speist jede dieser Gruppen der Reihe nach dem Digital-Analog-Umwandler 114 ein. Dem Fachmann auf dem Gebiet des Rechnerbaus sind zahlreiche Ausführungsformen dieser

beiden Register bekannt.

Dem Fachmann sind außerdem auch spezielle Ausführungsformen des Datenkanals 102 und der Helligkeitssteuerung 104 offensichtlich. Diese beiden Bauteile dienen jeweils zur Lieferung einer Zeitsteuer-Zwischenschaltung tischen dem Rechner 11 und dem Speicher 106 zur Aufzeichnung der Intensitäts-Information im Speicher J06. Für die Verwirklichung der Erfindung kann jede beliebige Einrichtung zur Aufzeichnung der Intensitätsinformationen im Speicher 106 angewandt werden, doch ermöglicht die vom Rechner 11 gesteuerte Aufzeichnung von Informationen im Speicher 106 auf erwähnte Weise eine Handhabung und Änderung der Darstellung.

Im folgenden ist die Arbeitsweise des Digital-Analog-Wandlers näher erläutert. Da die Magnettrommel mit 600 kHz gespeist wird und sechzehn Intensitätseinheiten der Reihe nach für jeden Ablenkschritt geliefert werden müssen, muß der Wandler rnii 9,6 ίνΐίίζ arbeiten. Dieser Frequenzbereich liegt über der Grenzfrequenz normaler Digital-Analog-Umwandler, so daß zur Erzeugung von Darstellungen ein spezieller Digital-Analog-Umwandler entwickelt wurde, wie er in F i g. 3 veranschaulicht ist. Die grundsätzliche Arbeitsweise der Abgabe von Digitalsignalen an verschiedene Punkte einer Widerstandskombination, wie der Schaltung 304. über einen Digital-Analog-Schalter, wie den bei 302 angedeuteten, ist dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt. Die spezielle Arbeitsweise des Impulsformers 300 und die genaue Ausbildung des Digital-Analogschalters 302 weichen davon jedoch ab. Insbesondere die Notwendigkeit der Ausschaltung des Prüf- und Haltekreises machte diese Anordnung vordringlich. Ein zwischen den Digital-Analog-Umwandler 114 und die Kathodenstrahlröhre eingeschalteter Prüf- und Haltekreis würde eine Übertragung mit 0,6 MHz verhindern. Die Schwierigkeit war jedoch, einen Ersatz für die Funktion des Prüf- und Haltekreises, nämlich die Stabilisierung des Ausgangs des Digital-Analog-Umwandlers zur Ausschaltung von Übergängen zu finden. Die Lösung dieser Schwierigkeit besteht in einer Koordinierung der dem üigital-Analog-Umwandler eingespeisten Impulse in der Weise, daß keine Übergänge auftreten.

Die erste Koordinierung geschieht durch den Impulsformer 300, welcher sicherstellt, daß alle Impulse mit Vorder- und Hinterflanken synchron sind. Wenn die Impulse gleichzeitig an die Schaltung 304 angelegt werden, ist somit kein durch Fehlanpassung der Vorder- und Hinterflanken verursachter Übergang vorhanden. Die Arbeitsweise des Impulsformers 300 läßt sich im Hinblick auf die Arbeitsweise der Schaltung mit den zwei möglichen Eingangssignalen, nämlich —6 V oder Erdpotential erläutern, welche die Binärwerte Null und Eins darstellen. Der Kondensator 310 ist bei Beginn des Funktionsablaufs ungeladen, wodurch der Eingang des Differentialverstärkers 301 auf Null-Potential liegt Wenn ein Signal von — 6 V an den mit »Bit 1« bezeichneten Eingang angelegt wird, ist für dieses eine Diode 311 leitend, wogegen eine Diode 312 sperrt Der Kondensator 310 beginnt sich dabei Ober Widerstände 3J6 und 317 sowie eine Diode 314 auf den Wert der negativen Spannungsquelle aufzuladen. Die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators 310 läßt sich unmittel bar durch Änderung des Werts des Potentiometers 3ϊ6 steuern. Wenn die am Kondensator 310 liegende Spannung die Zenerspannung einer Zenerdiode 318 übersteigt gibt der Differentialverstärker 301 ein

Ausgangssignal ab. Ersichtlicherweise kann mithin der Einsatzpunkt eines negativen Impulses, welcher an den mit »Bit!« bezeichneten Eingang angelegt wird, durch Änderung des Werts des Potentiometers 316 zeitlich verschoben werden. Durch Einstellung der Zeitpunkte aller Vorderflanken können diese so auf gleichzeitigen Einsatz abgeglichen werden, so daß alle Übergänge ausgeschaltet werden.

Wenn im weiteren Funktionsablauf beispielsweise eine negative Spannung am Kondensator 310 liegt und an den Eingang »Bit 1« eine Spannung von 0 V angelegt wird, sperrt die Diode 314 und entlädt sich die am Kondensator 310 liegende Spannung über die Diode 312 zur positiven Speisespannung. Wenn die am Kondensator 310 liegende Spannung unter den durch die Zenerdiode 318 an den Differentialverstärker 301 angelegten Schwellwert abfällt, fällt der Ausgang des Differentialverstärkers 301 wieder ab. Dabei ist ersichtlich, daß die Entladungsgesch-.vindigkeit des Kondensators 310 unmittelbar durch den Widerstand 319, das Potentiometer 315 und die Diode 314 gesteuert wird. Der Abfall der Eingangsimpulse kann mithin ebenfalls abgeglichen werden, so daß keine Übergänge auftreten.

Der Ausgang des Impulsformers 300 gemäß Fig.3 wird an den Digital-Analogschalter 302 angelegt. Eine leicht negative Spannung bewirkt eine Vorspannung der Emitter-Basis-Strecke eines Transistors 320 in Durchlaßrichtung und macht letzteren leitend. Hierdurch wird ein Punkt 322 der Schaltung 304 über einen Widerstand 324 an Masse gelegt. Wenn die durch den Differentialverstärker 301 des Impulsformers 300 gelieferte Spannung leicht positiv ist, sperrt der Transistor 320 und schaltet ein Transistor 326 durch, da die Zenerdiode 328 zur Erzeugung eines Spannungsabfalls von etwa der Hälfte der negativen Speisespannung ausgelegt ist. Unter diesen Bedingungen bewirkt die an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 326 auftretende Spannung eine Vorspannung dieses Transistors in Durchlaßrichtung und eine Verbindung des Punkts 322 der Schaltung 304 über einen Widerstand 330 -nit einer Normalspannungsquelle negativen Potentials. Der Punkt 322 ist somit entweder an eine negative Spannung oder an Masse angeschaltet, wobei jeder dieser Werte einen der beiden Binärzustände darstellt. Die restlichen vier Bits der aus fünf Bits bestehenden Gruppe werden auf ähnliche Weise verarbeitet und an die Schaltung 304 angelegt.

Das Ausgangssignal der Schaltung 304 im DigitalAnalog-Umwandler 114 wird sodann durch die Intensitäts-Korektur- bzw. Gamma-Korrektur-Schaltung 116 gemäß F i g. 4 beeinflußt Diese Schaltung ist notwendig, um die Wiedergabe durch die Kathodenstrahlröhre an das lineare Ansprechen des menschlichen Auges anzupassen. Da das Ansprechen der Kathodenstrahlröhre auf Steuersignale nichtlinear ist wird ein an die Schaltung 116 angelegtes Signal zur Anpassung in ein abgestuftes, nichtlineares Signal umgewandelt Der Stromkreis besteht dabei aus einem Spannungsteiler mit einem Widerstand 400 und einem Widerstand 404 und liefert eine Ausgangsspannung, welche auf die durch diese Widerstände bewirkte Spannungsteilung abgestimmt ist Wenn die Eingangsspannung im Funktionsablauf negativer wird, übersteigt sie den an die Anode der Diode 406 über den Abgriff des Potentiometers 410 angelegten Spannungswert; die Diode 406 beginnt sodann zu leiten, wodurch ein Widerstand 407 parallel zum Widerstand 400 geschaltet und die Übertrugfunk-

Il

tion der Schaltung entsprechend geändert wird. Die·, bedeutet, daß das Verhältnis der ipannungsteilung absinkt. Wen·! die Spannung noch negativer wird. •..jersteigt die Spannung am Punkt 402 die an die Anode der Diode 408 angelegte Spannung, so daß diese Diode ebenfalls leitet. Hierdurch wird der Widerstand 409 parallel zur Widerstands-Kombination 407,400 geschaltet und die Übertragfunktion der Schaltung 116 weiter herabgesetzt. Auf diese Weise ruft ein linear veränderliches Eingangssignal ein aus drei diskreten Werten bestehendes, nicht-lineares Ausgangssignal hervor, welches derart an die Steuereigenschaften der Kalho denstrahlröhre angepaßt ist, daß 32 Helligkeitswertc linear abgestuft erzeugbar sind.

Im folgenden ist nunmehr die Arbeitsweise der Schaltung anhand aller Figuren beschrieben. Die Ablenkinformation wird der Reihe nach, in Form von jeweils einem Byte, aus dem Speicher 12 gemäß F i g. 1 herausgelesen und dem Dekoder 16 eingespeist. Der Dekoder 16 verarbeitet dann seinerseits jedes Byte, um festzustellen, o' es sich dabei um einen Kommando-Kode zur Umstellung des Systems auf die Ganzton-Betriebsart handelt. Wenn das in den Dekoder 16 eingespeiste Byte kein Kommando-Kode ist, wird es über Verschieberregistersammler 17 und 18, Digital-Analog-Wandler 21 und 22, die Prüf- und Haltekreise 23 und 24 sowie durch die X- und Y-Ablenkung 26 bzw. 27 zur Kathodenstrahlröhre 19 geleitet. Wenn das in den Dekoder 16 eingespeiste Byte ein Kommando-Kode ist. liefert der Dekoder 16 ein logisches Signal, welches die Helligkeitssteuerung 108 aktiviert, die ihrerseits zuerst die Strahlsteuerschaltung 29 unwirksam macht. Hierauf liefert die Helligkeitssteuerung 108 ein Signal an den Steuereingang 200 des Y-Ablenkkreises 27 gemäß Fig. 2, so daß dieser Y-Ablenkkreis auf vorher in Verbindung mit F i g. 2 beschriebene Weise ein lineares Ablenksignal an die Kathodenstrahlröhre 19 liefert. Die Helligkeitssteuerung 108 gibt außerdem ein ähnliches Signal an die X-Ablenkung 26 ab, um zu veranlassen, daß diese Schaltung ebenfalls eine lineare Ablenkung einleitet. Anschließend speist die Helligkeitssteuerung 108 dem Speicher 106 Zeitsteuersignale ein, welche die Übertragung eines aus 80 Bits bestehenden Worts in sechzehn Gruppen zu je fünf Bits zum Umsetzregister 110 ermöglichen. Außerdem speist die Helligkeitssteuerung 108 den Dekoder 16 mit Zeitsteuersignalen, welche die Zeitabstimmung der im Dekoder 16 enthaltenden Ablenkinformationen mit der Abgabe des aus 80 Bits bestehenden Worts vom Speicher 106 synchronisieren und gewährleisten, daß der tatsächliche Anfangspunkt der Strahlablenkung mit der erster. Helligkeitseinheit des 80-Bit-Worts zusammenfällt. Als nächstes liefert die Helligkeitssteuerung 108 ein Zeitsteuersignal an das Umsetzregister 110, welches die Parallelübertragung des ganzen 80-Bit-Worts zum Synchronisationsregister 112 ermöglicht Die bisher beschriebenen Arbeitsvorgänge erfolgen mit einer Frequenz von 600 kHz entsprechend der Zeitgeberspur der Trommel. Die anschließende Folge von Zeitsteuersignalen von der Helligkeitssteuerung 108 aktiviert das Synchronisationsregister 112 dazu, die sechzehn aus je fünf Bits bestehenden Gruppen mit einer Frequenz von 9,6 MHz der Reihe nach dem Digital-Analog-Umwandler einzuspeisen. Die durch das Synchronisationsregister 112 der Reihe nach abgegebenen 5-Bit-Datengruppen werden an die mit »Bit 1« bis »Bit 5« bezeichneten fünf Eingangsleitungen im Digital-Analog-Umwandler 114 gemäß Fig.3 angelegt. Jeder Impulsformer 300 ist

vorher bereits abgeglichen worden, um ein Zusammenfallen der Vorder- und Hinterflanken der an ihn angelegten Impulse zu gewährleisten, wie dies vorher in Verbindung mit F i g. 3 erläutert worden ist. Die Impulse werden den fünf Digital-Analogschaltern 302 aufgeprägt, um an jeden Verzweigungspunkt der L.ehaltung 304 entweder eine binäre »0« oder tine binäre »l'< anzulegen und durch einen Analog-Signalausgang zu erzeugen. Die vom Digital-Anaolg-Umwandler 114 abgegebenen Signale gelangen sodann durch die Schaltung 116 und steuern die Strahlintensität der Kathodenstrahlröhre 19. Die Intensitätsinformation wird somit mit den schrittweisen Ablenkkommandos synchronisiert, so daß für jeden Ablenkschritt des Kathodenstrahl sechzehn mögliche diskrete Intensitätsinformationen gewährleistet werden.

Dabei ist es dem Fachmann ersichtlich, daß zahlreiche Ausführungsformen der Helligkeitssteuerung 108 zur Erzeugung der richtigen Reihenfolge von logischen Zeitsteuersignalen möglich sind.

Dem Fachmann sind aus der vorstehenden Offenbarung generell zahlreiche Erweiterungen und Abwandlungen innerhalb des Rahmens der Erfindung ersichtlich. Beispielsweise können zahlreiche Anordnungen zur zweidimfinsionalen Darstellung in Verbindung mit der Lehre der Erfindung statt der zweidimensionalen. zeilenweise arbeitenden Anordnung angewandt werden. So können beispielsweise auch Anordnungen für punktförmige Darstellung verwendet werden.

Obgleich bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sechzehn Helligkeitsinformationen für jeden Ablenkschritt des Kathodenstrahls offenbart sind, soll diese Anzahl keine Einschränkung darstellen. In abgewandelten Ausführungsformen kann ebensogut eine größere oder eine kleinere Anzahl von Bildpunkten pro Ablenkschritt vorgesehen werden.

Außerdem sollen auch die für jeden Abschnitt eines Ablenkschritts zulässigen 32 diskreten Intensitätsstufen keine Einschränkung bedeuten, da auch hier eine größere oder eine kleinere /Anzahl in abgewandelten Ausführungsformen angewandt werden kann.

Darüber hinaus können zahlreiche Speicherarten für die Verwirklichung der Erfindung Verwendung finden. Ein Trommelspeicher wird wegen des großen Um ngs von Digitalinformationen, die auf ihm gespeichert werden können, bevorzugt. Beispielsweise können aber auch starre Speicher, wie Verzögerungsleitungen, angewandt werden. Der bei der erfindungsgemäßen Schaltung vorgesehene Speicher braucht mithin nicht umlaufend, synchron oder sequentiell zu arbeiten, wenn innerhalb der Konstruktion die Lehre der Erfindung entsprechend berücksichtigt wird.

Weiterhin können zahlreiche andere Verfahren zur Bestimmung des Werts jeder Zellenintensität als das absolute Verfahren bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgenutzt werden. Beispielsweise kann sich jede Zellenintensität stufenweise aus der zuletzt dargestellten Zellenintensität zusammensetzen.

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Verbesserung für ausschließlich durch Digitalinformationen gebildeten Darstellungen durch Erzeugung einer dritten Dimension, wobei die dritte Dimension durch Modulation der lokalen Helligkeit von in Abhängigkeit von der weiteren Digitalinformation dargestellten zweidimensionalen Informationen erzeugt wird. Ein der zweidimensionaien Darsteilungsanordnung zugeordneter Speicher wird erweitert, und die der zweidimensionalen Ablenkinformation zugeordnete Intensitätsinfor-

mation wird gespeichert. Die Ablenkinformation und die lntensiiätsinformation werden dann aus dem Speicher herausgelesen, synchronisiert, in Analogsignale umgewandelt und zur Steuerung beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre verwendet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines plastischen Bildes auf einer zweidimensional aussteuerbaren, rasterförmige Bildpunkte aufweisenden Sichtscheibe, insbesondere einer Kathodenstrahlröhre, wobei synchron während das Raster abgetastet und angesteuert wird, die angesteuerten Bildpunkte hinsichtlich ihrer Intensität bzw. Helligkeit moduliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Mehrfachintensitätsmodulation des Schreibstrahls der jeweilige Intensitätsmodulationswert in Form eines digitalen Wortes mit wesentlich größerer Länge als das Adressenwort für die inkrementelle Bewegung bzw. Positionierung des Schreibstrahls gespeichert wird und daß das dem Intensitätsmodulationswert entsprechende digitale Wort aus einem Speicher in Parallelformat in einem Zeitintervall, das äquivalent zum Auslesezeitintervall eines AdreiS^nwortes ist, ausgelesen wird und in Teilwortenserieii in einzelne analoge Intensitätswerte in einer höheren Frequenz als die Auslesefolge der digitalen Adressen- und Intensitätsworte umgewandelt wird, so daß während eines Ablenkschnittes eine der Teilwortanzahl entsprechende Anzahl von Intensitätswerten seriell erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Intensitäts-Modulationswort in Abhängigkeit von einem Befehls- oder Adressensignal aus dem Speicher in Parallelformat ausgelesen wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansyriicher. 1 und 2, wobei insbesondere die die Daistellung erzeugenden Informationen in Digitalform vorliegen und in einem Digitalspeicher gespeichert sind, die Digitalinformationen aus dem Speicher entnommen, unter Bildung eines Analogsignals entschlüsselt und zur Steuerung der Ablenkung des Elektronenstrahls auf der Sichtscheibe der Kathodenstrahlröhre herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur intensitätsmodulation der Darstellung mit einer weiteren Speichervorrichtung (106) zur Speicherung von Digitalsignalen, einer die Digitalsignale empfangenden Einrichtung (114) zur Lieferung von Analogsignalen entsprechend den empfangenden Digitalsignalen, einem die Digitalsignale von der weiteren Speichervorrichtung (106) empfangenden Digitalregister (112) zur Lieferung der Signale an die die Digitalsignale empfangende Einrichtung (114) in Abhängigkeit von einem Zeitsteuersignal, einer Kathodenstrahlröhren-Intensitätssteuereinrichtung (116) zur Aufnahme der Signale von der die Digitalsignale empfangenden Einrichtung (114) und zur entsprechenden Steuerung der Intensität der Kathodenstrahlröhre (19) sowie einer Einrichtung (108) zur Lieferung der Zeitsteuersignale zur Koordinierung der Ablenkung des Kathodenstrahls und der Intensität der Kathodenstrahlröhre (19) zur Erzeugung einer Darstellung mit vollständig durch Digitalinformationen erzeugter Intensitätsmodulation vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei der Kathodenstrahl in kleinen Ablenkschritten weiterbewegt wird und wobei die Summe zahlreicher Ablenkschritte eine Darstellung ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Speichervorrichtung (106) für die Speicherung einer Anzahl von Intensitätsinformationen ausgebildet ist, und zwar jeweils eine für jeden Ablenkschritt, wobei jede Intensitätsinformation eine Anzahl von Gruppen von Binärinformationen zur Erzeugung einer Vielzahl von Bildpunkten während jedes Strahlschritts enthält und wobei jeder Bildpunkt in Abhängigkeit von dar Anzahl von Bits in jeder binären Gruppe eine Anzahl von Intensitätswerten darzustellen vermag, daß das Register (112) weiterhin ein

ίο Digitalregister (110) zur Aufnahme aller Bits einer Intensitätsinformation in Parallelformat aufweist und die Gruppen von Bits der Reihe nach der die Digitalsignale empfangenden Einrichtung (114) in Abhängigkeit von Zeitsteuersignalen von der diese

ΐϊ f'gnale liefernden Einrichtung (108) einspeist und daß die Digitalsignal-Einrichtung weiterhin Einrichtungen (103) zur Lieferung von Digital-Zeitsteuersignalen aufweist, um alle eine einzige Intensitätsinformation darstellenden Gruppen von Bits den Kathodenstrahl während einer einzigen schrittweisen Bewegung des Strahls modulieren zu lassen,

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsinformation mindestens achtzig Bits in mindestens sechszehn

ji Gruppen zu je fünf Bits aufweist, die jeweils sechzehn Bildpunkte mit je zweiunddreißig an sich möglichen Intensitäu-yerten während jede Ablenkschritts liefern.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ω gekennzeichnet, daß ein Plattenspeicher (12) zur Lieferung der ersten und der zweiten digital verschlüsselten Daten sowie ein Trommelspeicher (106) zur Lieferung der dritten digital verschlüsselten Daten vorgesehen sind.

j5

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die digital verschlüsselten Daten durch eine umlaufende Trommel (106) geliefert werden, welche magnetische Signale zu speichern vermag, wobei jede der d'ti Datengruppen von je einem getrennten Bereich der Trommel (106) geliefert wird.