DE2201535C3

DE2201535C3 - Device for generating control signals which are characteristic of movements of a writing medium

Info

Publication number: DE2201535C3
Application number: DE19722201535
Authority: DE
Inventors: Luis F. Waltham; Harano Allen A. Watertown; Breinlinger Richard H. Concord; Mass. Villalobos (V.St.A.)
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1971-01-13
Filing date: 1972-01-13
Publication date: 1977-03-31

Description

-f die Ellipsen und Kreise entweder einen hten oder waagerechten Durchmesser haben. Aneinanderfügen der auf diese Weise erzeugten ^Me.^m--!-förmigen Abschnitte ist es möglich, Anzahl bestimmter Zeichen zu-f the ellipses and circles have either a vertical or horizontal diameter. Joining the ^Me . ^{In m} -! - shaped sections it is possible to add number of specific characters

gnale auswählt und diesen Abschnitten eine vorgegebene Amplitude erteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (34) Sinus- und Cosinussignale von jeweils einer Viertelperiode Dauer erzeugt und die Schaltungsanordnung (40,44, 58,62,60; 42,46,64,68,66) daraus die Steuersignale X(t)\md YJf(J nach den Gleichungensignals and gives these sections a predetermined amplitude, characterized in that the generator (34) generates sine and cosine signals each of a quarter period duration and the circuit arrangement (40, 44, 58, 62, 60; 42, 46, 64, 68 , 66) from this the control signals X (t) \ md YJf (J according to the equations

X(t) = Ax cos (t) + Bx sin (t) + (Xo - Ax) Y(t) = Ay cos (t) + By sin (t) + (Yo - Ay) bildet, in denen l die Werte von 0 bis π/2 durchläuft und Ab und Yo die Anfangskoordinaten eines Wegabschnittes sowie A>, Bx, Ay und By den Verlauf des Wegabschnittes charakterisierende, von Koordinaten weiterer Punkte und/oder Steigungswerte des Wegabschnittes abgeleitete und von einer Steuereinheit (48) gelieferte Koeffizienten sind. X (t) = Ax cos (t) + Bx sin (t) + (Xo - Ax) Y (t) = Ay cos (t) + By sin (t) + (Yo - Ay) , in which l forms the Values from 0 to π / 2 runs through and Ab and Yo are the starting coordinates of a path section as well as A>, Bx, Ay and By characterizing the course of the path section, derived from coordinates of further points and / or slope values of the path section and supplied by a control unit (48) Are coefficients.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Frequenz des die Sinus- und Cosinussignale erzeugenden Generators (34) veränderbar und der Generator (34) mit einem Geschwindigkeitskompensierer (73) gekoppelt ist, der eine solche Einstellung der Frequenz der vom Generator (34) erzeugten Signale bewirkt daß die von den Steuersignalen bewirkte Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the frequency of the sine and The generator (34) generating cosine signals is variable and the generator (34) has a speed compensator (73) is coupled, which causes such an adjustment of the frequency of the signals generated by the generator (34) that of the Control signals caused movement takes place at a constant speed.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (48) einen Betriebsartgenerator (172) zum Erzeugen ' der Koeffizienten für vorbestimmte, wiederkehrende Zeichen und Symbole, insbesondere von alphanumerischen Zeichen, Schaltsymbolen u. dgl. umfaßt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (48) has a Mode generator (172) for generating the coefficients for predetermined, recurring Characters and symbols, in particular alphanumeric characters, circuit symbols and the like.

4 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (48) eine Transformationseinrichtung (170) aufweist, welche vorgegebene Anfangswerte und/oder Koeffizienten so verändert, daß eine Verschiebung. Drehung und/oder Maßstabsverände rung des zu durchlaufenden Wegabschnittes statt finde4 Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Control unit (48) has a transformation device (170) which has predetermined initial values and / or coefficients changed so that a shift. Rotation and / or changes in scale tion of the route section to be traversed take place

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Steuersignalen, die für Bewegungen :ines Schreibmittels in zueinander senkrechten Richtungen charakteristisch sind, mit einem Sinus- und Zosinussignale erzeugenden Generator und einer schaltungsanordnung, die in Abhängigkeit von Daten, die für die unter den Einfluß der Steuersignale: zu durchlaufenden Wegabschnitte charakteristisch sind, aus den Sinus- und Cosinussignalen bestimmte Abschnitte als Steuersignale auswählt und diesen Absc'hnitten eine vorgegebene Amplitude erteilt.The invention relates to a device for generating control signals for movements : a writing medium is characteristic in mutually perpendicular directions, with a sine and Zosinussignale generating generator and a circuit arrangement, which depending on data, which are characteristic of the path sections to be traversed under the influence of the control signals, selects certain sections as control signals from the sine and cosine signals and intersects these sections given a predetermined amplitude.

Aus der US-PS 33 35 416 ist eine solche Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht, durch Anwendung einzelner eine Koordinatensteuerung mit Lochstreifen bei der die Koordinatenwerte punktweise eben werden. Anstatt diese Punkte durch gerade zu verbinden, soll eine Interpolation erfolgen die ,en jeweils drei aufeinanderfolgenden Punkten einen parabelförmigen Verlauf der Kurve erzeugt Auf de-Weise wird eine gewisse Glättung erreicht, jedoch VH Pine sehr gute Punktdichte benötigt um eine gute rniähe^ng ^gewünschten Kurve zu erzielen. Nur Dd dneTsehr dichten Folge der Meßpunkte ,st die ?_ne-Tol*tion durch eine Kurve zweiten Grades,From US-PS 33 35 416 such a device is known, which makes it possible to use individual coordinate control with punched tape in which the coordinate values are point by point. Instead of connecting these points with a straight line, an interpolation should be carried out which creates a parabolic course of the curve in every three successive points To achieve curve. Only Dd dneT very dense sequence of measuring points, are they? _ne -Tol * tion through a curve of the second degree,

S 69 bis 72. ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlrohre bekannt Sie es ermöglicht Punkte, Geraden, Polygonzuge Kreise Kreisbogen, Ellipsen, Hyperbeln Parabeln und alphanumerische Zeichen darzustellen Das bekannte SeraUient als Endgerät für Digitalrechner so daß zur Erstellung der gewünschten Zeichen offensichtlich digSie Steuersignale dienen. Mit d.gitalen Steuers.gnafen können solche Kurven und Zeichen aber nur punktweise wiedergegeben werden was e.ne Approx,-mation durch gerade Linienabschnitte bedeutet.S 69 to 72. is a device for controlling the Electron beam of a cathode ray tube known It enables points, straight lines, polygons Circles circular arcs, ellipses, hyperbolas and parabolas to display alphanumeric characters The well-known SeraUient as a terminal for digital computers so that for Creation of the characters you want obviously They serve control signals. With the digital tax gnafen such curves and signs can only be reproduced point by point, which is e.ne approx, -mation means by straight line segments.

In der US-PS 34 76 9/4 ist endlich eingshend behandelt wie Ellipsen durch in senkrecht zueinander stehenden Richtungen wirkende sinusförmige S.gnale erzeugt werden können. Mit der allgememen Zeichendarstellung befaßt sich diese Druckschrift nicht.In US-PS 34 76 9/4 it is finally received treated like ellipses through in perpendicular to each other Sinusoidal signals that act in standing directions can be generated. With the general representation of characters this document is not concerned.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so ausbilden, daß sie zur Erzeugung von Steuersignalen für die Bewegung eines Schreibrmttels längs beliebiger Kurven geeignet ist die von den Steuersignalen bewirkte Bewegung stetig ist, sofern der zu beschreiblinde Weg einen stetigen Verlauf hat, und unter Zugrundelegung nur weniger ' ann, so daß für einen gegebenen ismäßig geringe Menge an Daten verarbeitet zu werden braucht.In contrast, the invention has the task based on a device of the type described above so that it can be used to generate Control signals for the movement of a writing instrument along any curve is suitable that of the Control signals caused movement is continuous, provided that the path to be described has a continuous course, and assuming only less' an, so that for a given is a relatively small amount of data to be processed.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch eelöst daß der Generator Sinus- und Cosinussigna,e von jeweils einer Viertelperiode Dauer erzeugt und die Schaltungsanordnung daraus die Steuersignale X(t) und Y(t) nach den GleichungenThis object is achieved according to the invention in that the generator generates sine and cosine signals, each of a quarter period duration, and the circuit arrangement uses them to generate the control signals X (t) and Y (t) according to the equations

X(t) = Ax cos (t) + Bx sin (t) + (Xo - Ax) Y(t) = Ay cos (t) + By sin (t) + (Yo - Ay) bildet, in denen t die Werte von O bis π/2 durchläuft und Xo und Vo die Anfangskoordinaten eines Wegabschnittes sowie Ax, Bx, Ay und By den Verlauf des Wegabschnittes charakterisierende, von Koordinaten weiterer Punkte und/oder Steigungswerte des Wegabschnittes abgeleitete und von einer Steuereinheit gelieferte Koeffizienten sind. X (t) = Ax cos (t) + Bx sin (t) + (Xo - Ax) Y (t) = Ay cos (t) + By sin (t) + (Yo - Ay) , in which t forms the Runs through values from O to π / 2 and Xo and Vo are the starting coordinates of a path section and Ax, Bx, Ay and By characterize the course of the path section, are derived from coordinates of further points and / or slope values of the path section and supplied by a control unit.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht also nicht von einer Parabelinterpolation zwischen drei benachbarten Punkten oder von einer einfachen Kombination zweier sinusförmiger Signale Gebrauch und nähen auch nicht etwa Kurvenabschnitte durch beliebig gewählte Ellipsenabschnitte an, sondern benutzt für jede der beiden zueinander senkrechten Richtungen Signale, die sich aus einem Sinusanteil und einem Cosinusanteil zusammensetzen und auch einen konstanten Anteil enthalten und beschränkt ein solches Signal auf eine Viertelperiode der sinusförmigen Signale. Auf diese Weise lassen sich Ellipsenabschnitte mit beliebigem Krümmungsverlauf und beliebiger Lage in einer Zeichenebene erzeugen, die nicht nur vorgegebene Endpunkte miteinander verbinden, sondern beispielsweise auch in diesen Endpunkten vorgegebene Steigungen haben. Auf diese Weise ist eine gute Annäherung längerer Kurvenabschnitte möglich, zumal in der Technik Kreis- und Ellipsenabschnitte häufig vorkommen und solche Abschnitte nicht nur angenähert, sondern mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genau wiedergegeben werden können. Die Beschränkung auf eine Viertelperiode der sinusförmigen Signale führt zu einer einfachen Berechnung der Koeffizienten, die ihrerseits wieder die Anwendung einfacher Transformationen erlauben, um die Lage und/oder die Größe von Kurvenabschnitten maßstäblich zu ändern. Diese Möglichkeit ist insbesondere für die Wiedergabe von vorbestimmten Signalen von Bedeutung. The device according to the invention does not make use of a parabolic interpolation between three adjacent points or a simple combination of two sinusoidal signals, nor does it sew on curve sections by arbitrarily selected ellipse sections, but uses signals for each of the two mutually perpendicular directions that are made up of a sinusoidal component and a cosine component and also contain a constant component and limit such a signal to a quarter period of the sinusoidal signals. In this way, elliptical sections with any curvature course and any position in a plane of the drawing can be generated, which not only connect predetermined end points with one another, but also, for example, have predetermined gradients in these end points. In this way , a good approximation of longer curve sections is possible, especially since circular and elliptical sections often occur in technology and such sections can not only be approximated but also reproduced precisely with the device according to the invention. The restriction to a quarter period of the sinusoidal signals leads to a simple calculation of the coefficients, which in turn allow the use of simple transformations in order to scale the position and / or the size of curve sections. This possibility is particularly important for the reproduction of predetermined signals.

Für viele Anwendungszwecke, insbesondere für das Schreiben von Kurven und Symbolen mittels einer Kathodenstrahlröhre, ist es von Bedeutung, daß die von den Steuersignalen bewegte Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt Diese Forderung ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise zu erfüllen, indem in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Frequenz des die Sinus- und Cosinussignale erzeugenden Generators veränderbar und der Generator mit einem Geschwindigkeitskompensierer gekoppelt ist, der eine solche Einstellung der Frequenz der vom Generator erzeugten Signale bewirkt, daß die von den Steuersignalen bewirkte Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.For many purposes, especially for writing curves and symbols using a Cathode ray tube, it is important that the movement moved by the control signals with constant Speed takes place This requirement can be met in a simple manner with the device according to the invention meet by, in a further embodiment of the invention, the frequency of the sine and cosine signals generating generator changeable and the generator coupled to a speed compensator which causes such an adjustment of the frequency of the signals generated by the generator that that of The movement caused by the control signals takes place at a constant speed.

In weitere" Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuereinheit einen Betriebsartgenerator zum Erzeugen der Koeffizienten für vorbestimmte, wiederkehrende Zeichen und Symbole, insbesondere von alphanumerischen Zeichen, Schaltsymbolen u. dgl. umfassen. Weiterhin kann die Steuereinheit in einfachsr Weise eine Transformatoreinrichtung aufweisen, welche vorgegebene Anfangswerte und/oder Koeffizienten so verändert, daß eine Verschiebung, Drehung und/oder Maßstabsveränderung des zu durchlaufenden Wegabschnittes stattfindet. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, auf einfache Weise vorbestimmte Zeichen in beliebiger Größe und in beliebiger Stellung in einer Zeichenebene darzustellen.In a further embodiment of the invention, the control unit can generate an operating mode generator the coefficients for predetermined, recurring characters and symbols, in particular alphanumeric ones Include characters, circuit symbols and the like. Furthermore, the control unit can easily be a Have a transformer device which changes predetermined initial values and / or coefficients in such a way that that a shift, rotation and / or change in scale of the path section to be traversed takes place. In this way, it is particularly possible to use predetermined characters in a simple manner of any size and in any position in a drawing plane.

Es sei noch erwähnt, daß beliebige Viertel einer Periode ausgenutzt werden können, obwohl eingangs für das Argument t die Werte von 0 bis π/2 angegeben worden sind, weil die Ausnutzung anderer Viertelperoden lediglich eine entsprechende Änderung der Vorzeichen und/oder Vertauschung der Koeffizienten zur Folge hätte. Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Schreiben von dreidimensionalen Kurven geeignet, wenn ein den Signalen X(t) und Y(t) entsprechendes Signal Z(t) für eine dritte, auf den beiden ersten Richtungen senkrechte Richtung erzeugt wird.It should also be mentioned that any quarter of a period can be used, although the values from 0 to π / 2 have been specified for the argument t at the beginning, because the use of other quarter periods only results in a corresponding change in the signs and / or exchange of the coefficients Consequence would have. Furthermore, the device according to the invention is also suitable for writing three-dimensional curves if a signal Z (t) corresponding to the signals X (t) and Y (t) is generated for a third direction perpendicular to the first two directions.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindungnäher beschrieben und erläutert Es zeigtThe invention is described below with reference to the in Drawing illustrated embodiment of the invention described and explained in more detail

Fig. 1 ein Diagramm iur Erläuterung der den Verlauf eines Kurvenabschnittes charakterisierenden Koeffizienten A und B für die nach der Erfindung verwendeten Signale,1 shows a diagram for explaining the coefficients A and B, which characterize the course of a curve section, for the signals used according to the invention,

Fig.2 und 2a Blockschaltbilder einer Vorrichtung nach der Erfindung, 2 and 2a block diagrams of a device according to the invention,

ίο Fig.3 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeitίο Fig.3 the block diagram of a circuit arrangement for generating a movement at constant speed

Fig.4 das Blockschaltbild einer vereinfachten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung ähnlich Fig.3und4 shows the block diagram of a simplified embodiment of a circuit arrangement similar to Fig. 3 and

Fig.5 das Blockschaltbild von Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 2.Fig.5 shows the block diagram of details of the Device according to FIG. 2.

Zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Theorie ist in F i g. 1 eine Kurve 12 in einem orthogonalen X, Y-Koordinatensystem dargestellt Ein Abschnitt 14 dieser Kurve ist von zwei Endpunkten 16 und 18 begrenzt Der Punkt 18 ist ein Wendepunkt der Kurve 12. Die Steilheit in den Endpunkten ist jeweils durch die Linien 20 und 22 angedeutet Eine gerade Linie 24 verbindet die beiden Endpunkte 16 und 18. Im Punkt 26 hat die Kurve 12 den größten Abstand von der geraden Linie 24. Auf dem Abschnitt 14 sind zwei zusätzliche, zwischen den Endpunkten 16 und 18 liegende Punkte 28 und 30 angegeben. Eine Linie 32 zeigt die Steilheit der Kurve im Punkt 30 an.To explain the theory on which the invention is based, FIG. 1 shows a curve 12 in an orthogonal X, Y coordinate system. A section 14 of this curve is delimited by two end points 16 and 18. Point 18 is a turning point of curve 12. The steepness at the end points is indicated by lines 20 and 22, respectively A straight line 24 connects the two end points 16 and 18. At point 26, curve 12 has the greatest distance from straight line 24. On section 14, two additional points 28 and 30 between end points 16 and 18 are indicated. A line 32 shows the steepness of the curve at point 30.

Es wurde gefunden, daß der in F i g. 1 dargestellte Kurvenabschnitt 14 zwischen den Punkten 16 und 18 durch den Abschnitt einer Ellipse mit minimalem Rechner- und Speicheraufwand gut approximiert werden kann, der durch die Kombination von Sinus- und Cosinusfunktionen mit einer Viertelperiode Dauer erzeugt werden kann und dessen Verlauf durch die in F i g. 1 dargestellten Punkte und Steigungen festgelegt ist. Die Annäherung ist besonders dann genau, wenn der Kurvenabschnitt 14 keinen Wendepunkt umfaßt. Dagegen kann ein Wendepunkt durchaus an einem oder an beiden Enden des Kurvenabschnittes vorhanden sein, wie es bei dem Kurvenabschnitt 14 der Fall ist, dessen Endpunkt 18 ein Wendepunkt ist.It has been found that the one shown in FIG. Curve section 14 shown in FIG. 1 between points 16 and 18 well approximated by the section of an ellipse with minimal computer and memory expenditure by combining sine and cosine functions with a quarter period duration can be generated and its course by the in F i g. 1 specified points and slopes is. The approximation is particularly accurate when the curve section 14 does not include a turning point. On the other hand a turning point may well be present at one or both ends of the curve section, as is the case with the curve section 14, the end point 18 of which is a turning point.

Im einzelnen werden zur Abbildung des Kurvenabschnittes 14 in Abhängigkeit von den angegebenen Punkten und Steigungen orthogonale und zeitabhängige X- und y-Steuersignale X(t) und Y(t) gebildet, die beispielsweise einem Kathodenstrahloszillographen oder einem XY-Kurvenschreiber zugeführt werden. Dabei erfolgt die Bildung der Signale nach den folgenden Gleichungen: In detail, orthogonal and time-dependent X and Y control signals X (t) and Y (t) are formed to map the curve section 14 as a function of the specified points and slopes, which are fed to a cathode ray oscillograph or an XY chart recorder, for example. The signals are generated according to the following equations:

.Y(M = /I₁COs(I) + ß_vsin(fl + [X_n-A_x) (1).Y (M = / I ₁ COs (I) + ß _v sin (fl + [X _n -A _x ) (1)

Y(t) = <4_v.cos(f) + ß,.sin (f) Y (t) = <4 _v .cos (f) + ß, .sin (f)

In diesen Gleichungen sind ΛΌ und Ko die Anfangskoordinaten eines Wegabschnittes, die normalerweise mit den Endkoordinaten eines vorhergehenden Wegabschnittes zusammenfallen, und Ax, Bx, Ay und By den Verlauf des Wegabschnittes charakterisierende Koeffizienten, die aus weiteren Punkten und/oder Steigungswerten des zu beschreibenden Kurvenabschnittes festzulegen sind, t durchläuft jeweils die Werte von 0 bis π/2. In these equations, ΛΌ and Ko are the starting coordinates of a path section, which normally coincide with the end coordinates of a previous path section, and Ax, Bx, Ay and By are coefficients characterizing the course of the path section, which are determined from further points and / or gradient values of the curve section to be described are, t runs through the values from 0 to π / 2.

Die Daten des Kurvenabschnittes 14 nach F i g. 1 können aus verschiedenen Quellen stammen, beispiels-The data of curve section 14 according to FIG. 1 can come from different sources, for example

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weise von einer Abtasteinrichtung oder einem Analog-Digital-Umsetzer, mit einem in X- und Y-Richtung bewegbaren Arm, der die Koordinaten und Steigungen des originalen Kurvenabschnittes 14 elektrisch codiert, wenn er auf die Punkte der Kurve 14 aufgesetzt wird. Die Daten über die Steigung können aus der Armbewegung oder direkt über ein Tastenfeld oder über eine andere Einrichtung eingespeist werden. Die Daten der Kurve 14 können auch direkt aus anderen Quellen graphischer Daten eingegeben werden. Wenn die Kurve als algebraischer Ausdruck gegeben ist dann kann ein Rechner verwendet werden, um die notwendigen Daten zu liefern. Bei numerischen Zeichen und besonderen Symbolen und Figuren können die Parameter im Speicher einer digitalen Steuereinheit gespeichert werden, die dem Funktionsgenerator zugeordnet ist.by a scanning device or an analog-to-digital converter, with an arm movable in the X and Y directions, which electrically encodes the coordinates and slopes of the original curve section 14 when it is placed on the points of the curve 14. The data on the incline can be fed in from the arm movement or directly via a keypad or via another device. The data on curve 14 can also be entered directly from other sources of graphical data. If the curve is given as an algebraic expression then a calculator can be used to provide the necessary data. In the case of numerical characters and special symbols and figures, the parameters can be stored in the memory of a digital control unit which is assigned to the function generator.

Um darzulegen, wie die Koeffizienten A und B aus den Grenzwertbedingungen der Kurve ermittelt werden können, werden drei Beispiele gegeben:To show how the coefficients A and B can be determined from the limit conditions of the curve, three examples are given:

Im Beispiel 1 wird angenommen, daß ein Viertelellipsenbogen dazu verwendet wird, um den Kurvenabschnitt 14 mit den Endpunkten 16 und 18 und den Steigungen 20 und 22 der Kurve in diesen Punkten darzustellen. Dabei soll So die Steigung der Linie 20 im Startpunkt 16 und Si die Steigung der Linie 22 im Endpunkt 18 bezeichnen. ΔΧ stellt in X-Richtung den Unterschied zwischen den Endpunkten 16 und 18 dar. Δ Ystellt den Unterschied zwischen den Endpunkten 16 und 18 in Y-Richtung dar. Dann definieren die folgenden Gleichungen, ausgehend bei f = 0, die Koeffizienten A und ßeiner Viertelbogenellipse:In Example 1, it is assumed that a quarter-ellipse arc is used to represent the curve section 14 with the end points 16 and 18 and the slopes 20 and 22 of the curve at these points. So is intended to denote the slope of the line 20 at the starting point 16 and Si the slope of the line 22 at the end point 18. ΔΧ represents the difference between the end points 16 and 18 in the X direction. Δ Y represents the difference between the end points 16 and 18 in the Y direction. Then, starting with f = 0, the following equations define the coefficients A and β of a quarter-arc ellipse :

_Λ _S₀ LY- IV _Λ _S ₀ LY- IV

B_x = LY + .4
A_y = S₁ A_x B _x = LY + .4
A _y = S ₁ A _x

(3)(3)

Γ -Γ -

²± ² ± ~~

S₀ \x - 1 y Aus den obigen Gleichungen (4) ergibt sich, daß be drei Punkten und einer Steigung zur Festlegung einei Kurve der erforderliche Rechenaufwand zum Ermittelr der Koeffizienten A und B gering ist. S ₀ \ x - 1 y From the above equations (4) it follows that with three points and a slope for defining a curve, the computational effort required to determine the coefficients A and B is low.

Im Beispiel 3 werden die Endpunkte 16 und 18 dei F i g. 1 zusammen mit dem Punkt 26, der den Punkt dei Kurve 14 darstellt, der am weitesten von der Linie 2< entfernt ist, benutzt. Dabei ist die Steigung der Linie 2< gleich der Steigung der Kurve 14 im Punkt 26. E: ergeben sich die folgenden Gleichungen:In example 3, the endpoints 16 and 18 are dei F i g. 1 together with the point 26, which is the point dei Represents curve 14 which is furthest from line 2 < removed, used. The slope of the line is 2 < equal to the slope of curve 14 at point 26. E: the following equations result:

A_x A _x

X₁₁ I A' + V₂₁ I V ι X ₁₁ IA '+ V ₂₁ IV ι

W~~-Ü ( Tx^r+ Iv²) 2 W ~~ -Ü ( Tx ^r + Iv ² ) 2

LYLY

V 2)V 2)

B = - ^X» ^LY B = - ^X » ^LY

ι IA"ι IA "

(l/T- in \χ^Ύ+ iv^r)2 |/y(l / T- in \ χ ^Ύ + iv ^r ) 2 | / y

A,A, = S₁ A_x = S ₁ A _x

B,B, = S_nB_x = S _n B _x

Dabei sind So und Si die jeweiligen Steigungen der zi zeichnenden Kurve in den Punkten 16 und 18. Sie sine gegeben durch:So and Si are the respective slopes of the zi drawing curve at points 16 and 18. They are given by:

s,;s ,;

IVIV

S₀ —S ₀ -

IVIV

S' + S '+ ^IVIV

¹¹ "^ Tx"^ Tx

Dabei sind So' und Si' gegeben durch:So 'and Si' are given by:

Wie aus den Gleichungen (3) folgt ist der zur Bestimmung der vier Koeffizienten A und B erforderliche Rechenaufwand sehr gering.As follows from equations (3), the computational effort required to determine the four coefficients A and B is very low.

Im folgenden wird das Beispiel 2 betrachtet Dabei werden für eine Vietelbogenellipse die Daten der Endpunkte 16 und 18 und die Koordinaten eines dritten Punktes, beispielsweise des Punktes 30, zusammen mit der Steigung in einem dieser Punkte, beispielsweise im Punkt 16, benutzt Zusätzlich zu den bisherigen Bezeichnungen bezeichnen Xi\ und Y21 den Unterschied zwischen den Punkten 16 und 30 jeweils in X- und Y-Richtung. Dann stellen die folgenden einfachen Gleichungen die Beziehungen zwischen den Koeffizienten A und Bund den Kurvenparametern her:Example 2 is considered below. The data of end points 16 and 18 and the coordinates of a third point, for example point 30, together with the slope in one of these points, for example at point 16, are used for a quarter-arch ellipse Designations Xi \ and Y21 denote the difference between points 16 and 30 in the X and Y directions, respectively. Then the following simple equations establish the relationships between the coefficients A and B and the curve parameters:

A₁-= B_x- \X B_x = BJS₀
A, = B₁- IY A ₁ - = B _x - \ X B _x = BJS ₀
A, = B ₁ - IY

'■«T4'■ «T4

Schließlich sind P, Qund R gegeben durch: P= Y₂₁AX + X₇, IV Finally, P, Q and R are given by: P = Y ₂₁ AX + X ₇ , IV

2121

= X₂₁ AX+ Y₂₁AY= X ₂₁ AX + Y ₂₁ AY

₂₁₂₁

R = [AX² + ΔΥ²),R = [AX ² + ΔΥ ² ),

Dabei bedeutet:It means:

(4) Λ21 den Unterschied zwischen den Punkten 16 und 26 i X-Richtung,
ΔΧ den Unterschied zwischen den Punkten 16 und 18 i (4) Λ21 the difference between points 16 and 26 in the X direction,
ΔΧ the difference between points 16 and 18 i

X-Richtung,
Y21 den Unterschied zwischen den Punkten 16 und 26 i Y-Richtung undX direction,
Y21 the difference between points 16 and 26 i Y-direction and

Δ Y den Unterschied zwischen den Punkten 16 und 18 i Y-Richtung. Δ Y is the difference between points 16 and 18 in the Y direction.

Die Gleichungen (5), die sich für die Punkte 16,18 un den entferntesten Punkt 26 der Kurve 14 ergaben, sineEquations (5), which can be found for points 16, 18 and un resulted in the most distant point 26 of the curve 14, sine

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obwohl sie etwas langer sind als bei den beiden vorhergehenden Beispielen, noch einfach und erfordern nur einfache Rechenoperationen. Die erforderliche Rechnerzeit ist gering.although they are a little longer than the previous two examples, they are still simple and require just simple arithmetic operations. The computer time required is short.

Für eine Transformation, wie beispielsweise für eine Drehung um einen vorbestimmten Winkel, ist es möglich, eine Reihe von Transformatorgleichungen für die Drehung um einen allgemeinen Winkel aufzustellen. Für diese Gleichungen können neue Koeffizienten A und B für einen gegebenen Drehwinkel auf einfache Weise direkt aus den ursprünglichen Koeffizienten A und ßermittelt werden.For a transformation, such as a rotation through a predetermined angle, it is possible to set up a series of transformer equations for the rotation through a general angle. For these equations, new coefficients A and B for a given angle of rotation can easily be determined directly from the original coefficients A and ß.

Es können auch andere Verfahren ins Auge gefaßt werden, um die Koeffizienten A und B für den Viertelbogen zu ermitteln. Dabei wird von anderen is Größen der Kurve ausgegangen, die ähnlich leicht mathematisch behandelt und transformiert werden können.Other methods can be envisaged to obtain the coefficients A and B for the quarter arc. It is based on other is sizes of the curve, which can be similarly easily handled mathematically and transformed.

In allen diesen Fällen sind die Koeffizienten A und B für denselben Ellipsenabschnitt gleich, so daß die bei den verschiedenen Rechenverfahren angenommenen Bedingungen zu einem Satz von Koeffizienten A und B führen, die denselben Transformationen unterworfen werden können.In all of these cases the coefficients A and B are the same for the same ellipse section, so that the conditions assumed in the various calculation methods lead to a set of coefficients A and B which can be subjected to the same transformations.

Die Viertelellipse, bei der sich f in den Gleichungen der Sinus- und Cosinusfunktionen zwischen 0 und π/2 ändert, hat sich besonders dann als zweckmäßig erwiesen, wenn viele gewöhnlich auftretende Funktionen dicht approximiert werden sollen. Beispiele für derartige Funktionen, die schnell mit einer Viertelellipse w angenähert werden können, sind die trigonometrischen Funktionen, die Exponentialfunktionen, die Kegelschnittfunktionen einschließlich der Hyperbeln und der Parabeln, und die Potenzreihen. Hyperbolische Funktionen können ebenfalls angenähert werden. Sinusfunktionen von einer Viertelperiode und ganze Parabeln und Hyperbeln können durch einen einzigen elliptischen Viertelperiodenabschnitt sehr dicht approximiert werden. Von weiterer Bedeutung ist die Möglichkeit, eine Kurve durch eine Reihe von Punkten zu legen. Hierzu wird beispielsweise das obengenannte Beispiel 2 verwendet und die Steigung im Anfangspunkt als Grenzwertbedingung für den ersten Punkt benutzt. Wenn zwei solche Abschnitte zur Approximierung dieser Kurven verwendet werden, so ist die entstehende Kurve der ursprünglichen Kurve innerhalb der Auflösungsgenauigkeit bekannter Kathodenstrahlröhren angepaßt Numerische Zeichen können ebenfalls leicht erzeugt und in jeder Lage in verschiedenen Ausführungsformen, wie beispielsweise als Exponenten oder Indizes, dargestellt werden. The quarter ellipse, in which f in the equations of the sine and cosine functions changes between 0 and π / 2 , has proven to be particularly useful when many commonly occurring functions are to be closely approximated. Examples of such functions, which can be quickly approximated with a quarter ellipse w, are the trigonometric functions, the exponential functions, the conic functions including the hyperbolas and parabolas, and the power series. Hyperbolic functions can also be approximated. Sine functions of a quarter period and entire parabolas and hyperbolas can be approximated very closely by a single elliptical quarter period segment. Also of importance is the ability to draw a curve through a series of points. For this purpose, the above-mentioned example 2 is used, for example, and the slope in the starting point is used as the limit value condition for the first point. If two such sections are used to approximate these curves, the resulting curve is adapted to the original curve within the resolution accuracy of known cathode ray tubes.Numerical symbols can also be easily generated and represented in each position in various embodiments, such as, for example, as exponents or indices.

In vielen Fällen ist die Anpassung durch elliptische Kurvenabschnitte wesentlich besser als bei anderen, wesentlich komplizierteren Kurvenfolgesystemen, wie beispielsweise Kurvensteuerungen, die wesentlich kornpliziertere und zeitraubendere Berechnungen für die Ableitung und Transformation der Kurven erfordern.In many cases, the fit through elliptical curve sections is much better than with others, much more complicated curve following systems, such as curve controls, the much more complicated and time-consuming calculations for the Require derivation and transformation of the curves.

Eine gerade Linie oder ein Vektor kann leicht so erzeugt werden, indem entweder die Koeffizienten A oder die Koeffizienten B gleich Null gesetzt und die nicht gleich Null gesetzten Koeffizienten dazu benützt werden, die Steigung zu defimereaA straight line or a vector can easily be generated by setting either the A coefficient or the B coefficient to zero and using the non-zero coefficients to define the slope

In F i g. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung als Blockschaltbild dargestellt Ein Generator 34 für Sinus- und Cosinusfunktionen liefert an seinen Ausgängen 36 und 38 jeweils eine Cosinus- bzw. Sinusfunktion in Form eines elektrischen Signals. Die Werte dieser Signale entsprechen den Funktionen cos x(t) und sin x(t), wobei x(t) verändert werden kann, um die Geschwindigkeit, mit der die Kurve gezeichnet wird, zu ändern. Das in der Form einer Cosinusfunktion ausgebildete elektrische Signal wird vom Ausgang 36 in die Eingänge von Multiplizierern 40 und 42 eingespeist. Das in der Form einer Sinusfunktion ausgebildete elektrische Signal wird vom Ausgang 38 in die Eingänge von Multiplizierern 44 und 46 eingespeist. Ein elektrisches Signal für die Konstante Ax wird von einer digitalen Steuereinheit 48 über eine Leitung 50 in einen Eingang des Multiplizierers 40 eingespeist. Auf ähnliche Weise werden elektrische Signale für die Konstanten ß>, A> und By von der digitalen Steuereinheit 48 jeweils über eine der Leitungen 52, 54 und 56 jeweils in die Multiplizierer 44, 42 und 46 eingespeist. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 40,42,44 und 46 weisen Werte auf, die ein Produkt des Wertes der Konstanten mit den eingespeisten Sinus- bzw. Cosinusfunktionen sind. In Fig. 2 shows a preferred exemplary embodiment of the invention as a block diagram. A generator 34 for sine and cosine functions supplies a cosine or sine function in the form of an electrical signal at its outputs 36 and 38, respectively. The values of these signals correspond to the functions cos x (t) and sin x (t), where x (t) can be changed in order to change the speed at which the curve is drawn. The electrical signal in the form of a cosine function is fed from output 36 to the inputs of multipliers 40 and 42. The electrical signal in the form of a sine function is fed from output 38 to the inputs of multipliers 44 and 46. An electrical signal for the constant Ax is fed from a digital control unit 48 via a line 50 into an input of the multiplier 40. In a similar manner, electrical signals for the constants β>, A> and By are fed from the digital control unit 48 via one of the lines 52, 54 and 56 to the multipliers 44, 42 and 46, respectively. The output signals of the multipliers 40, 42, 44 and 46 have values which are a product of the value of the constants with the fed-in sine and cosine functions.

In dem Fall, daß die elektrischen Signale für die Konstanten Ax, ß>, Ay und By analoge, durch die digitale Steuereinheit 48 eingespeiste Signale sind, sind die Multiplizierer 40, 42, 44 und 46 analoge Multiplizierer. Wenn die elektrischen Signale für die Konstanten A>, ß>, .4.1 und ßi digitale Signale sind, können die Multiplizierer 40, 42, 44 und 46 multiplizierende Digital-Analog-Umsetzer sein.In the event that the electrical signals for the constants Ax, β>, Ay and By are analog signals fed by the digital control unit 48, the multipliers 40, 42, 44 and 46 are analog multipliers. When the electrical signals for the constants A>, β>, 4.1 and βi are digital signals, the multipliers 40, 42, 44 and 46 can be multiplying digital-to-analog converters.

In dem Fall, daß die Konstanten-Signale digital sind, werden die Ausgangssignale der Multiplizierer 40 und 44 in nichtinvertierende Eingänge eines veränderbaren Summierverstärkers 58 eingespeist. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 58 wird in einen Summiereingang eines Summierverstärkers 60 zusammen mit einem (X* — .4i)-Versetzungssignal von der digitalen Steuereinheit 48 eingespeist. Zwischen dem Summierverstärker 60 und der digitalen Steuereinheit 48 liegt ein Digital-Analog-Umsetzer 62. der das (Xo-Αή-Versetzungssignal aus einem digitalen in ein analoges Signal umsetzt. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 60 ist ein elektrisches Signal X(t), dessen Wert A- cos (t) + 5λ sin (t) + (Xn - Λ ^beträgt.In the event that the constant signals are digital, the output signals of multipliers 40 and 44 are fed to non-inverting inputs of a variable summing amplifier 58. The output of summing amplifier 58 is fed to a summing input of summing amplifier 60 along with an (X * - .4i) offset signal from digital control unit 48. Between the summing amplifier 60 and the digital control unit 48 there is a digital-to-analog converter 62, which converts the (Xo-Αή offset signal from a digital to an analog signal. The output signal of the summing amplifier 60 is an electrical signal X (t), whose Value A- cos (t) + 5λ sin (t) + (Xn - Λ ^ is.

Ein analoges Signal 63, das zur Skalenbereichsänderung dient, wird von der Steuereinheit 48 in einen Steuereingang des Summierverstärkers 58 eingespeist, um die Verstärkung der Summe der Eingangssignale des Verstärkers 58 zu steuern.An analog signal 63, which is used to change the scale range, is converted by the control unit 48 into a Control input of the summing amplifier 58 fed to the gain of the sum of the input signals of the Amplifier 58 to control.

Wenn die elektrischen Konstanten-Signale und die Versetzungssignale in analoger Form vorliegen, kann das A<-Signal direkt in einen invertierenden Eingang des Summierverstärkers 58 eingespeist werden, und das Versetzungssignal zum Verstärker 60 ist ein analoges Xo- Signal, wie dies in Fig. 2a angedeutet ist When the electrical constant signals and the offset signals are in analog form, the A <signal can be fed directly to an inverting input of summing amplifier 58 and the offset signal to amplifier 60 is an analog Xo signal, as shown in Figure 2a is indicated

Bei digitalen Signalen werden die Ausgangssignale der Multiplizierer 42 und 46 in die nichtinvertierender Eingänge eines veränderbaren Summierverstärkers 6* eingespeist Das Ausgangssignal des Verstärkers 6* wird in einen nichtinvertierenden Eingang eine: Summierverstärkers 66 eingespeist, an dessen anderen nichtinvertierenden Eingang ein konstantes elektrische (Yc - Ay)-Signal von der digitalen Steuereinheit 48 liegi Für das (Yo- Ay)-Signal ist zwischen der digitale! Steuereinheit 48 und dem Summierverstärker 66 ei; Digital-Analog-Umsetzer 68 vorgesehen, der ein anale ges Signal erzeugt, das dem O'o-'M-Signal entsprich Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 66 ist ei elektrisches Signal Y(t). dessen WertIn the case of digital signals, the output signals of multipliers 42 and 46 are fed into the non-inverting inputs of a variable summing amplifier 6 * The output signal of amplifier 6 * is fed into a non-inverting input of a: summing amplifier 66, at the other non- inverting input a constant electrical (Yc - Ay ) Signal from the digital control unit 48 liegi For the (Yo- Ay) signal is between the digital! Control unit 48 and the summing amplifier 66 ei; Digital-to-analog converter 68 is provided, which generates an analog signal which corresponds to the O'o-'M signal. The output signal of the summing amplifier 66 is an electrical signal Y (t). its value

Ay cos (t) + By sin (t) + (Yo - Ay) beträgt Ein Signal 63 zur Skalenbereichsänderung wir Ay cos (t) + By sin (t) + (Yo - Ay) is a signal 63 for changing the scale range

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in einen Steuereingang des Summierverstärkers 64 eingespeist, um die Verstärkung, wie oben bereits beschrieben wurde, einzustellen.fed into a control input of the summing amplifier 64 in order to adjust the gain, as already mentioned above has been described.

Bei analogen Ausgangssignalen der digitalen Steuereinheit 48 kann ein analoges ArSignal in einen invertierenden Eingang des Verstärkers 64 und ein analoges Vo-Signal in einen nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 66 eingespeist werden, ebenso wie es bei der in der F i g. 2a dargestellten Vorrichtung der Fall ist. ίοIn the case of analog output signals from the digital control unit 48, an analog Ar signal can be converted into a inverting input of amplifier 64 and an analog Vo signal into a non-inverting input of the amplifier 66 are fed in, as is the case with the FIG. 2a illustrated device of the Case is. ίο

Die Ausgangssignale der Verstärker 6iO und 66 werden jeweils über eine der ΛΊ- und Az-Leitungen 70 und 72 in die digitale Steuereinheit 48 eingespeist. Weiterhin werden sie in die X- und K-Eingänge einer Anzeigevorrichtung 74 und in die Eingänge eines is Geschwindigkeitskompensierers 76 eingespeist.The output signals of the amplifiers 6iO and 66 are fed into the digital control unit 48 via one of the ΛΊ and Az lines 70 and 72, respectively. They are also fed to the X and K inputs of a display device 74 and to the inputs of a speed compensator 76.

Die Anzeigevorrichtung 74 kann beispielsweise entweder ein Kathodenstrahloszilloskop oder ein X- und Y-Kurvenschreiber sein. In jedem Fall wird eine sichtbare Marke in X- und K-Koordinaiten in der Anzeigefläche erzeugt, die den Wert der in die Anzeigevorrichtung 74 eingespeisten X- und V-Eingangssignale wiedergibt.The display device 74 can be, for example, either a cathode ray oscilloscope or an X and Y chart recorder. In either case, a visible mark in X and K coordinates is generated in the display area which represents the value of the X and V input signals fed into the display device 74.

Der Gest_hwindigkeitskompensierer 76 hat einen Ausgang zur Steuerung der Z- Achse der Anzeige vorrichtung 74, um die Intensität der sichtbaren Marke für eine konstante Helligkeit und für andere Zwecke zu steuern. Weiterhin hat der Geschwindigkeitskompensierer 76 einen Ausgang zum Funktionsgenerator 34, um dessen Frequenz zu steuern. Da die Geschwindigkeit der in der Anzeigevorrichtung 74 erzeugten sichtbaren Marke die tatsächliche Intensität der Marke beeinflußt, ist der Geschwindigkeitskompensierer 76 vorgesehen, um Variationen der Schreibgeschwindigkeiten der Marke auszugleichen und eine gleichmäßigere Intensitat der Marke zu gewährleisten. In einem Ausfuhrungsbeispiel steuert der Geschwindigkeitskompensierer 76 die Intentität der in der Anzeigevorrichtung 74 erzeugten Marke, nachdem die Geschwindigkeit der Marke an Hand der Ausgangssignale der Verstärker 60 und 66 erfaßt wurde, indem er ein die Intensität steuerndes Signal zum Eingang der Z-Achse der Anzeigevorrichtung 74 sendet. In einem anderen Ausführungsbeispiel hält der Geschwindigkeitskompensierer 76 die Schreibgeschwindigkeit der Marke konstant, indem er die Frequenz des Generators 34 Steuer.. Weitere Einzelheiten des Geschwindigkeitskompensierers 76 werden weiter unten angegeben. The Gest_hverkehrskompensierer 76 has an output for controlling the Z- axis of the display device 74 in order to control the intensity of the visible mark for constant brightness and for other purposes. The speed compensator 76 also has an output to the function generator 34 in order to control its frequency. Since the speed of the visible mark generated in the display device 74 affects the actual intensity of the mark, the speed compensator 76 is provided to compensate for variations in the writing speeds of the mark and to ensure a more uniform intensity of the mark. In one exemplary embodiment, the speed compensator 76 controls the intensity of the mark generated in the display device 74 after the speed of the mark has been detected on the basis of the output signals of the amplifiers 60 and 66 by sending an intensity-controlling signal to the input of the Z-axis of the display device 74 sends. In another embodiment, the speed compensator 76 keeps the writing speed of the mark constant by controlling the frequency of the generator 34. Further details of the speed compensator 76 are given below.

Die an den Ausgängen 36 und 38 des Generators 34 liegenden Ausgangssignale in der Form von Cosinus- und Sinusfunktionen werden in einen Phasendetektor 78 eingespeist Dieser speist über eine Leitung 80 ein Signal in die digitale Steuereinheit 48 ein, das Informationen über die Phase, die Polarität und den Pegel der Stnus- und Cosinussignale enthält Von der digitalen Steuereinheit 48 wird ein Anzeigesteuersignal 82 in eine Marken-Sperrschaltung 84 eingespeist Die Sperrschaltung 84 arbeitet mit der Anzeigevorrichtung 74 zusammen, damit diese nur dann eine sichtbare Marke erzeugt wenn die digitale Steuereinheit 48 über die Leitung 82 befiehlt daß eine sichtbare Marke erzeugt wird. Die durch die Marke gebildete Kurve entspricht den ausgewählten Teilen der elektrischen Signale in der Form von Sinus- und Cosinusfunktionen.The output signals at the outputs 36 and 38 of the generator 34 in the form of cosine and sine functions are fed into a phase detector 78. This feeds a signal via a line 80 into the digital control unit 48, which contains information about the phase, polarity and level of the signal and contains cosine signals. The digital control unit 48 converts a display control signal 82 into a Mark blocking circuit 84 fed in. The blocking circuit 84 operates with the display device 74 together so that this only generates a visible mark when the digital control unit 48 has the Line 82 commands a visual token to be generated. The curve formed by the mark corresponds to the selected parts of the electrical signals in the form of sine and cosine functions.

Die digitale Steuereinheit 48 erhält ihre Eingangssi· gnale von einem Rechner 90. Dieser empfängt seinerseits Rohinformationen aus irgendeiner von verschiedenen Quellea Diese Quellen können einenThe digital control unit 48 receives its input signals from a computer 90. The latter receives in turn, raw information from any of several sourcesa These sources may include a

Generator 92 für Kurvendaten, eine Datenquelle 94 unc einen Analog-Digital-Umsetzer 96 umfassen.Generator 92 for curve data, a data source 94 unc an analog-to-digital converter 96.

Im Betrieb der in den F i g. 2 und 2a dargestellter Vorrichtung empfängt der Rechner 90 Daten über einer Kurvenabschnitt von irgendeiner der Quellen, die der Generator 92, die Datenquelle 94 und den Analog-Digital-Umsetzer % umfassen. Ausgehend von diesen Daten trifft der Rechner 90 eine Reihe von Entscheidungen, nämlich: (1) Wie ist die Originalkurve in Abschnitte zu unterteilen, die jeweils durch einen elliptischen Abschnitt mit einem einzigen Satz Koeffizienten A und B approximiert werden können? Dabei schließt der Rechner 90 normalerweise Wendepunkte von jedem Abschnitt aus und macht Wendepunkte zu geeigneten Endpunkten aufeinanderfolgender Abschnitte. (2) Welcher Teil der Ellipse ist zu benutzen? Normalerweise wird eine viertelperiodische Ellipse benutzt, wenn nicht besondere Umstände dafür sprechen, daß die Kurve durch größere Ellipsenabschnitte angenähert wird. (3) Welche von den vielen möglichen Bedingungen werden benutzt, um die Koeffizienten A und B zu bestimmen? Oft liegen die in den Rechner 90 eingegebenen Daten in einer der für die drei Beispiele gewählten Formen vor. Auf der anderen Seite kann der Rechner nach den gegebenen Umständen unter den zum Gebrauch programmierten Formen auswählen. Das Beispiel 1, das die Steigung in den Endpunkten benutzt, gewährleistet einen stetigen Verlauf der Kurve von Abschnitt zu Abschnitt, indem die Steigungen angepaßt werden, wahrend mit einer wachsenden Anzahl von Punkten die Lage der Kurven immer genauer bestimmt wird.In operation of the in FIGS. 2 and 2a, computer 90 receives data over a waveform from any of the sources including generator 92, data source 94, and analog-to-digital converter%. On the basis of this data, the computer 90 makes a number of decisions, namely: (1) How is the original curve to be divided into sections, each of which can be approximated by an elliptical section with a single set of coefficients A and B? In doing so, the computer 90 normally excludes turning points from each section and makes turning points suitable end points for successive sections. (2) Which part of the ellipse is to be used? A quarter-period ellipse is normally used, unless there are special circumstances that suggest that the curve is approximated by larger sections of the ellipse. (3) Which of the many possible conditions are used to determine the coefficients A and B ? Often times, the data entered into computer 90 will be in one of the forms chosen for the three examples. On the other hand, according to the circumstances, the computer can select among the forms programmed for use. Example 1, which uses the gradient in the end points, ensures a constant course of the curve from section to section by the slopes to be adjusted, while the position of the curves will always be determined more accurately with a growing number of points.

Auf Grund von Entscheidungen ermittelt der Rechner WJ die Koeffizienten A und ßund sendet diese für jeden autzuzeichnenden Abschnitt in die digitale Steuereinheit 48. Weiterhin erhält die digitale Steuereinheit 48 vom Rechner 90 Befehle, welcher Teil einer elliptischen Penode fur jeden Abschnitt verwendet wird. Der Phasendetektor 78 überwacht kontinuierlich die elektrischen Ausgangssignale in Form von Sinus- und Cosinusfunktionen des Generators 34 und gibt der digitalen Steuereinheit 48 Signale, die die Zeiten t = 0, πιϊ, π und 3,τ/2 in den Perioden der Sinus- und Cosinusfunkt.onen der elektrischen Signale kennzeichnen. Auf der Grundlage der erforderlichen Dauer eines Abschnittes sendet die digitale Steuereinheit 48 ein ^reigabesignal zur Sperrschaltung 84, so daß die Anzeigevorrichtung 74 eine sichtbare Marke während und nur während dem gewünschten Teil der Sinus- und Cosinusfunktionsperiode erzeugen kann. On the basis of decisions, the computer WJ determines the coefficients A and β and sends them to the digital control unit 48 for each section to be drawn. Furthermore, the digital control unit 48 receives commands from the computer 90 as to which part of an elliptical penode is used for each section. The phase detector 78 continuously monitors the electrical output signals in the form of sine and cosine functions of the generator 34 and gives the digital control unit 48 signals that the times t = 0, πιϊ, π and 3, τ / 2 in the periods of the sine and cosine funct .Identify the electrical signals. Based on the required length of a segment, the digital control unit 48 sends an enable signal to the interlock circuit 84 so that the display device 74 can generate a visual mark during and only during the desired portion of the sine and cosine function periods.

L>ie Ausgangssignale der Verstärker 60 und 66 entsprechen den Gleichungen (1) und (2). Sie haben Werte, d,e die X- und Y-Koordinaten für den ausgewählten Teil der Periode des elliptischen Abschnittes darstellen, der eng an die ursprünglichen uaten für den Abschnitt angepaßt ist, der in den Rechner 90 eingespeist wurde.The output signals of amplifiers 60 and 66 correspond to equations (1) and (2). They have values d, e representing the X and Y coordinates for the selected portion of the period of the elliptical segment which closely matches the original data for the segment which was fed into the computer 90.

Am Ende jedes Periodenteils bestimmt die digitale Steuereinheu 48 die Werte der Endpunkte für jeden Abschnitt aus den Anfangspunkten Xo und Yo und ausAt the end of each period part, the digital control unit 48 determines the values of the end points for each section from the start points Xo and Yo and from

K^ffi^^{erten von} ^x ^und ^Y< wie diese aus den ^oettiaenten Λ und 5 ermittelt wurden, die von der digitalen Steuereinheit 48 eingespeist wurden. In einer anderen Weise können die Endpunkte auch dadurch ermittelt werden, daß die X- und y-Signale auf den Leitungen 72 und 70 abgetastet werden. Der Endpunkt jedes Abschnittes bestimmt die Koordinaten des Anfangspunktes Ab und Yo des nächsten Abschnittes. Der Endpunkt kann aber auch mit Hilfe speziellerK ^ ffi ^ ^{erten of} ^x ^and ^Y < as these were determined from the ^ oettiaents Λ and 5, which were fed by the digital control unit 48. Alternatively, the endpoints can be determined by sampling the X and Y signals on lines 72 and 70. The end point of each section determines the coordinates of the starting point Ab and Yo of the next section. The end point can also be created with the help of special

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Änderungen der Koordinaten durch den Rechner versetzt werden, damit der nächste Abschnitt nicht mit dem vorhergehenden zusammenhängt. Dies gewährleistet, daß entweder jeder Kurvenabschnitt genau dort beginnt, wo der vorhergehende geendet hat, oder daß s ein Kurvenabschnitt eine vorbestimmte Distanz aufweist, wenn eine diskontinuierliche Kurve gewünscht wird. Die Gleichungen (1) und (2) gewährleisten, daß bei t = 0 die X- und V-Signale jeweils Xo und Vo sind, wodurch die Anpassung zwischen den Abschnitten vereinfacht wird.Changes to the coordinates made by the computer are offset so that the next section is not related to the previous one. This ensures that either each curve section begins exactly where the previous one ended, or that a curve section has a predetermined distance if a discontinuous curve is desired. Equations (1) and (2) ensure that at t = 0 the X and V signals are Xo and Vo, respectively, thereby simplifying the inter-section matching.

In üblicher Weise wird für die Anzeigevorrichtung 74 eine normale Kathodenstrahlröhre benutzt. Es ist möglich, eine Kathodenstrahlröhre mit einem Speicher vorzusehen, die eine einmal gezogene Spur weiterhin is anzeigt. Aber die normale hohe Geschwindigkeit einer Kathodenstrahlröhre ermöglicht es, für eine kontinuierlich auftretende Anzeige die Parameter jedes Abschnittes in den Speicher der digitalen Steuereinheit 48 einzugeben. Wenn ein X.V-Kurvenschreiber verwendet wird, so ist es tatsächlich nur notwendig, für die Abschnitte eine Spur mit Tinte auf einer Karte zu erzeugen, die danach zu jeder gewünschten Zeit betrachtet werden kann. Die Frequenz des Funktionsgenerators 34 kann eingestellt werden, damit die :? Zeichengeschwindigkeit an jeden Fall angepaßt werden kann.In the usual way, for the display device 74 uses a normal cathode ray tube. It is possible to use a cathode ray tube with a memory provide that a track that has been drawn continues to be displayed. But the normal high speed one Cathode ray tube allows the parameters of each section to be displayed continuously in the memory of the digital control unit 48. If an X.V curve recorder is used it is actually only necessary to leave a trail of ink on a card for the sections which can then be viewed at any desired time. The frequency of the function generator 34 can be adjusted so that the:? Character speed can be adapted to each case.

In den F i g. 3 und 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Kompensierung der Geschwindigkeit für die Verwendung in der in der tr F i g. 2 dargestellten Anordnung gezeigt. In der Vorrichtung nach F i g. 3 werden die X- und V-Signale von den Verstärkern 58 und 64 der F i g. 2 jeweils in Differenzierer 112 und 114 eingespeist. Die Ausgangssignale der Differenzierer 112 und 114 sind jeweils zeitliche Ableitungen der elektrischen Signale der X- und V-Funktion. Die Differenzierer 112 und 114 können Operationsverstärker sein, die in herkömmlicher Weise geschaltet sind, um die zeitlichen Ableitungen ihrer Eingangssignale zu bilden. Sie können aber auch nur 4c einfache Hochpaßfilter sein, die die zeitlichen Ableitungen ihrer Eingangssignale wie bei kapazitiv gekoppelten Schaltungen approximieren. Jedes Ausgangssignai der Differenzierer 112 und 114 wird jeweils in die beiden Eingänge eines Multiplizierers 116 bzw. 118 eingespeist. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 116 und 118 stellen so jeweils das Quadrat der Ableitungen der X- und V'-Signale dar. Ein Summierer 120 empfängt diese quadrierten Ableitungen als Eingangssignale und liefen ihre Summe als Ausgangssignal. Das Ausgangssignal des Summierers 120 ist so proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit V der Spur der Anzeigevorrichtung 74.In the F i g. 3 and 4 is a preferred embodiment of a speed compensation device for use in the FIG. 2 shown arrangement. In the device according to FIG. 3, the X and V signals from amplifiers 58 and 64 of FIG. 2 fed into differentiators 112 and 114, respectively. The output signals of the differentiators 112 and 114 are each time derivatives of the electrical signals of the X and V functions. Differentiators 112 and 114 may be operational amplifiers that are conventionally connected to take the time derivatives of their input signals. But they can also be simple high-pass filters that approximate the time derivatives of their input signals as in capacitively coupled circuits. Each output signal of the differentiators 112 and 114 is fed into the two inputs of a multiplier 116 and 118, respectively. The output signals of multipliers 116 and 118 thus represent the square of the derivatives of the X and V 'signals, respectively. A summer 120 receives these squared derivatives as input signals and runs their sum as an output signal. The output of summer 120 is thus proportional to the square of the speed V of the track of display device 74.

Eine die Quadratwurzel ziehende Einheit 121 nach dem Summierer 120 liefert ein Ausgangssignal, das proportional ist zu V, das in das Steuerglied 122 für die Z-Achse der Anzeigevorrichtung 74 eingespeist werden kann. Es ist aber auch möglich, daß das Ausgangssignal des Summierverstärkers 120 in einen Eingang eines Reglers 124 eingespeist wird. Der andere Eingang des Reglers 124 ist ein Bezugsglied 126. Der Regler 124 ist vorzugsweise ein Verstärker, der seine beiden Eingangssignale differenziertA unit 121, which takes the square root, after the summer 120 provides an output signal which is proportional to V, which can be fed into the control element 122 for the Z-axis of the display device 74. However, it is also possible for the output signal of the summing amplifier 120 to be fed into an input of a controller 124. The other input of the controller 124 is a reference element 126. The controller 124 is preferably an amplifier which differentiates its two input signals

Das Ausgangssignal des Reglers wird in einen gesteuerten Eingang des Generators 34 eingespeist Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Generator 34 aus einer Auswahltorschaltung 130, die abwechslungsweise den invertierenden und den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 128 speist. Ein Eingangssignal des Tores 130 ist das Ausgangssignal des Reglers 124. Das Steuersignal 131 für das Tor wird in der digitalen Steuereinheit 48 von den Pegeln der Sinus- und Cosinussignale abgeleitet, die durch den Phasendetektor 78 erfaßt wurden. Bei jedem Durchgang der Sinus- und Cosinussignale von Null schaltet die Torschaltung 130, abhängig vom Steuersignal 131, um, um das Ausgangssignal des Reglers 124 in den entgegengesetzten Eingang des Verstärkers 128 einzuspeisen, oder um das Ausgangssignal des Reglers 124 in den Eingang einzuspeisen, der durch die Polarität des Sinussignals festgelegt ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 128 wird in einen Integrierer 132 eingespeist, der an seinem Ausgang ein integriertes Signal der positiven oder negativen Signale vom Verstärker 128 liefert. Das Steuersigna! 131 in die Torschaltung 130, wie vom Phasensignal 80 abgeleitet, bewirkt, daß das Ausgangssignal des Integrieren von Null während der Perioden 0 < r < π/2 und π < t < 3π/2 anwächst und während der Perioden .-r/2 < 1 < .τ und 3/2π < t < 2n abfällt Auf diese Weise dreht sich die Steigung des Ausgangssignals des Integrierers. 132 nach jeweils π/2 um. Das Ausgangssignal des Integrierers 132 ist ein positives, dreieckförmiges Signal mit variabler Steigung das sich zwischen Null und einem positiven Pegel ändert.The output signal of the regulator is fed into a controlled input of the generator 34. In this exemplary embodiment, the generator 34 consists of a selection gate circuit 130 which alternately feeds the inverting and the non-inverting input of an amplifier 128. An input signal of the gate 130 is the output signal of the controller 124. The control signal 131 for the gate is derived in the digital control unit 48 from the levels of the sine and cosine signals which were detected by the phase detector 78. With each passage of the sine and cosine signals from zero, the gate circuit 130 switches, depending on the control signal 131, to feed the output signal of the controller 124 into the opposite input of the amplifier 128, or to feed the output signal of the controller 124 into the input of the is determined by the polarity of the sinusoidal signal. The output signal of the amplifier 128 is fed into an integrator 132, which supplies an integrated signal of the positive or negative signals from the amplifier 128 at its output. The tax sign! 131 into the gate circuit 130, as derived from the phase signal 80, causes the output signal of the integration of zero to increase during the periods 0 <r <π / 2 and π <t <3π / 2 and during the periods.-R / 2 < 1 <.τ and 3 / 2π < t < 2n drops In this way, the slope of the output signal of the integrator rotates. 132 every π / 2 µm. The output of integrator 132 is a positive, triangular-shaped signal with a variable slope that varies between zero and a positive level.

Dieses Signal wird in zwei verschiedene Dioden-Approximatoren 136 und 137 eingespeist, um jeweils die Sinus- und Cosinusfunktion zu erzeugen. Der Approxi· mator 136 für eine Sinusfunktion erzeugt mit Hilfe vor mehreren Knickpunkten eine Sinusfunktion von Null bis 180° aus dem ersten Abschnitt (Null-Spitze-Null) de« dreieckförmigen Signals, und danach, unter Umkehrung durch eine wahlweise invertierende Schaltung 138, die durch ein Tor 139 gesteuert wird, das auf der Nulldurchgang des Ausgangssignah des Approximaion 136 anspricht, eine negative Halbwelle von 180 bis 360°.This signal is fed into two different diode approximators 136 and 137, respectively, to determine the Generate sine and cosine functions. The approximator 136 for a sine function generates with the help of pre several inflection points a sine function from zero to 180 ° from the first section (zero-peak-zero) de « triangular shaped signal, and thereafter, inverted by an optional inverting circuit 138 which is controlled by a gate 139, which is based on the zero crossing of the output signal of the approximaion 136 responds, a negative half-wave from 180 to 360 °.

Der Approximator für das Cosinussignal empfängi das dreieckförmige Signal über einen Inverter 140, dei das dreieckförmige Signal so umkehrt, daß dei Nullpegel der positive Pegel und die positive Steigung des ursprünglichen dreieckförmigen Signals die negati ve Steigung wird, so daß der Teil einer Cosinusfunktior zwischen Null und 90° erzeugt wird.The approximator for the cosine signal receives the triangular signal via an inverter 140, dei inverts the triangular signal so that the zero level is the positive level and the positive slope of the original triangular signal is the negati ve slope, so that the part of a cosine function is generated between zero and 90 °.

Ein Nulldurchgang bei 90° bewirkt das Umschalter eines wahlweise invertierenden Verstärkers 142 arr Ausgang des Approximators 137 über ein Tor 143, se daß das zwischen dem positiven Bereich und NuI liegende ursprüngliche dreieckförmige Signal den Tei einer Cosinusfunktion zwischen 90 und 180° erzeugt Der nächste zwischen Null und einem positiven Pege liegende Teil des ursprünglichen dreieckförmigei Signals erzeugt den zwischen 180 und 270° liegendei Teil der Cosinusfunktion.A zero crossing at 90 ° causes the switch of an optionally inverting amplifier 142 arr Output of the approximator 137 via a gate 143, see that the between the positive range and NuI lying original triangular signal generates part of a cosine function between 90 and 180 ° The next part of the original triangular egg lying between zero and a positive level Signal generates the part of the cosine function between 180 and 270 °.

Der Nulldurchgang bei 270° schaltet den invertieren den Verstärker 142 zurück, und der folgende, aus den positiven Bereich auf Null gehende Teil des dreieckför migen Signals erzeugt den zwischen 270 und 360' liegenden Teil der Cosinusfunktion.The zero crossing at 270 ° switches the inverting amplifier 142 back, and the following part of the triangular signal that goes from the positive range to zero generates the part of the cosine function lying between 270 and 360 '.

Durch fortwährende Wiederholung dieses Verfah rens werden kontinuierliche Sinus- und Cosinussignali erzeugtContinuous repetition of this procedure produces continuous sine and cosine signals generated

Die Knickpunkte der Approximatoren 136 und 13: sind so vorgesehen, daß sie nicht nur die siel ergebenden Signale gut an die Sinus- und Cosinusfunk tionen anpassen, sondern daß auch deren Summen, wii in den Gleichungen (1) und (2) gefordert ist, gut deiThe breakpoints of the approximators 136 and 13: are provided so that they not only adapt the resulting signals well to the sine and cosine functions, but also that their sums, as required in equations (1) and (2), good dei

Summen der Sinus- und Cosinussignale entsprechea Damit dies erreicht wird, sind die Knickpunkte der Approximatoren 136 und 137 über der oberen Hälfte des Bereichs der Ausgangssignalpegel konzentriert, wo sich die Steigung am schnellsten ändert, was für die S Sinusfunktion zwischen 45 und 90° und für die Cosinusfunktion zwischen 0 und 45° der Fall ist Einige Knickpunkte sind in der unteren Hälfte des Bereichs des Eingangssignalpegels verteilt, um senkrechte Fehler in den Sinus- und Cosinusfunktionen bei Punkten in der Nähe der größten Steilheit zu kompensieren. Wenn die elektrischen Signale der Sinus- und Cosinusfunktion, wie in den Gleichungen (1) und (2) angezeigt ist, vereinigt sind, dann weisen die resultierenden Signale die Knickpunkte auf, die von den Sinus- und Cosinussigna- »5 len beigesteuert werden und die im wesentlichen auf die Zeitachse gleichförmig verteilt sindSums of the sine and cosine signals correspond to a To achieve this, the kink points of the approximators 136 and 137 are concentrated over the upper half of the range of the output signal levels, where the slope changes the fastest, which is between 45 and 90 ° for the S sine function and between 45 and 90 ° for the cosine function between 0 and 45 ° is the case. When the electrical signals of the sine and cosine functions are combined as indicated in equations (1) and (2), then the resulting signals have the inflection points that are contributed by the sine and cosine signals and which are essentially uniformly distributed on the time axis

In der F i g. 4 ist eine andere Ausführungsform eines Geschwindigkeitskompensierers dargestellt Differenzierer 112 und 114 empfangen jeweils die X- und V-Signale. Die Ausgangssignale der Differenzierer 112 und 114 werden jeweils in Gleichrichter 148 und 150 eingespeist deren Ausgangssignale ein Niveau haben, das gleich ist dem Betrag der differenzierten X- und ^-Signale. Die Ausgangssignale der Zweiweg-Gleichrichter 148 und 150 werden durch einen Summierverstärker 152 summiert um so zu einem Ausgangssignal zu führen, das an Stelle des Ausgangssignals des Verstärkers 120 oder der Schaltung 121 der F i g. 3 als Näherung der Geschwindigkeit oder der Änderungsrate der Vektorsumme aus den X- und V-Signalen benutzt werden kann.In FIG. 4, another embodiment of a speed compensator is shown. Differentiators 112 and 114 receive the X and V signals, respectively. The output signals of the differentiators 112 and 114 are fed into rectifiers 148 and 150 , respectively, the output signals of which have a level which is equal to the magnitude of the differentiated X and ^ signals. The output signals of the full wave rectifiers 148 and 150 are summed by a summing amplifier 152 so as to result in an output signal which, instead of the output signal of the amplifier 120 or the circuit 121 of FIG. 3 can be used as an approximation of the speed or the rate of change of the vector sum of the X and V signals.

Wenn das Geschwindigkeitssignal als Steuerspannung für die Z-Achse einer Anzeigevorrichtung benutzt wird, kann der Funktionsgenerator 34 durch einen freilaufenden Oszillator ersetzt werden, der direkt eine Sinusfunktion und über einen Integrierer eine Cosinusfunktion liefert. In diesem Fall erfaßt der Phasendetektor 78 auf gleiche Weise die Periode der Sinus- und Cosinussignale und gibt die Anzeigevorrichtung 74 für eine vorgewählte Periode nach dem Nulldurchgang der positiven Steigung des Sinussignals frei. Die vorgewählte Zeit, die π/2, π, 3π/2, 2π oder anderen Teilen der Sinus- und Cosinusfunktionen entspricht, wird beendet, indem nachfolgende Nulldurchgänge oder Bezugspegel der Sinus- und Cosinussignale erfaßt werden, oder aber mit Hilfe eines Zählers. Wenn ein Zähler benutzt wird, so wird dieser mit einer hohen Frequenz betrieben, aus der die Ausgangsfrequenz des Generators 34 mit Hilfe durch Untersetzen gewonnen wird, um eine genaue Synchronisierung des Zählers und der Perioden der Sinus- und Cosinussignale zu gewährleisten. In diesem Falle kann irgendein Teil der Periode als vorgewählte Zeit genommen werden, indem eine entsprechende Zählung festgelegt wird.If the speed signal is used as a control voltage for the Z-axis of a display device, the function generator 34 can be replaced by a free-running oscillator which supplies a sine function directly and a cosine function via an integrator. In this case, the phase detector 78 detects the period of the sine and cosine signals in the same way and enables the display device 74 for a preselected period after the zero crossing of the positive slope of the sine signal. The preselected time, which corresponds to π / 2, π, 3π / 2, 2π or other parts of the sine and cosine functions, is ended by recording subsequent zero crossings or reference levels of the sine and cosine signals, or with the aid of a counter. If a counter is used, it is operated at a high frequency, from which the output frequency of the generator 34 is obtained with the aid of scaling, in order to ensure an exact synchronization of the counter and the periods of the sine and cosine signals. In this case, any part of the period can be taken as the preselected time by setting an appropriate count.

F i g. 5 veranschaulicht ein Operationsschema für die digitale Steuereinheit 48 in Verbindung mit einem Rechner. Die digitale Steuereinheit 48 erhält von dem Rechner 90 über eine Daten-Leitung 162 und eine Schnittstelle 160 die berechneten Koeffizienten. Diese Rechnung kann auch durch die digitale Steuereinheit 48 selbst vorgenommen werden, wenn sie mit einem Kleinrechner ausgestattet ist Die digitale Steuereinheit 48 empfängt direkt Eingangsdaten unter anderem von einem graphischen Geber 164 und von einem von Hand betriebenen Tastenfeld 166. F i g. Figure 5 illustrates an operational scheme for the digital control unit 48 in conjunction with a computer. The digital control unit 48 receives the calculated coefficients from the computer 90 via a data line 162 and an interface 160. This calculation can also be carried out by the digital control unit 48 itself if it is equipped with a small computer. The digital control unit 48 receives input data directly from, among other things, a graphic transmitter 164 and a manually operated keypad 166.

In der digitalen Steuereinheit 48 gewährleistet eine Sammelleitung 168 die Übertragung der Daten zwischen den Eingängen und Ausgängen der digitalen Steuereinheit 48 und zwischen den inneren Einrichtungen, die eine Transformationseinrichtung 170 und einen Betriebsartgenerator 172 umfassen. Die inneren Einrichtungen umfassen weiterhin einen Festwertspeicher 174 mit wahlfreiem Zugriff und Ausgangsregister 176, 178,180,182,184 und 186 für jeweils eines der Ax-, Bx-, Ar, B_r, Yo- und Ab- [oder (Yo - Ay)- und (Xo - A,>]Signale. Eine Freigabesteuerung 188 steuert die Zeit und Dauer für den Teil der Periode, der für die Anzeige der Phasen- und Amplitudeninformation in der Anzeigevorrichtung 74 benutzt wird, die über die Leitung 80 vom Phasendetektor 78 geliefert wird.In the digital control unit 48 , a bus 168 ensures the transmission of the data between the inputs and outputs of the digital control unit 48 and between the internal devices, which include a transformation device 170 and a mode generator 172 . The internal facilities further include a read only memory 174 with random access and output registers 176, 178, 180, 182, 184 and 186 for one of the Ax, Bx, Ar, B _r , Yo- and Ab- [or (Yo - Ay) - and (Xo - An enable control 188 controls the time and duration for the portion of the period used to display the phase and amplitude information in the display device 74 provided over the line 80 from the phase detector 78 .

Der Betriebsartgenerator 172 erlaubt die Auswahl unter einer Vielzahl von Anzeigeorientierungen und Anzeigearten. Beim »Punktbetrieb« wird lediglich ein einziger Punkt angezeigt Beim »Inkrementbetrieb« werden Folgen von aneinandergrenzenden Punkten oder Linien angezeigt Beim »Vektorbetrieb« werden gerade Linien in absoluter oder in relativer Lage gezeichnet indem entweder die A- oder ß-Koeffizienten gleich Null gesetzt und die Ab- und Yo-Signale für die Lagebestimmung verwendet werden. Die nichi Null gesetzten Koeffizienten werden gemessen und ins Verhältnis gesetzt, um die Steigung festzulegen. Beim »Kurveninkrementbetrieb« werden elliptische und angepaßte Abschnitte für eine lückenlose Anzeige verwendet. Beim »relativen und absoluten Kurvenbetrieb« werden Kurvenabschnitte in ausgewählten Lagen dargestellt. Beim »relativen und absoluten Figurenbetrieb«, beim »Zeichenbetrieb« und beim »Symbolbetrieb« werden Anzeigen von Figuren und alphanumerischen Zeichen und Symbolen geliefert. Die Parameter für bestimmte Kurven, Vektoren, Figuren, Zeichen und Symbole können für den Gebrauch im Speicher 174 gespeichert werden, ohne daß sie jedesmal neu errechnet zu werden brauchen. Der Rechner 90 kann besondere Parameter in den Speicher 174 einspeisen, wenn spezielle Bedürfnisse eines Verbrauchers unübliche Anzeigen erfordern, wie beispielsweise Transistorsymbole. Im Speicher 174 können auch Parameter für alle Teile einer vollständigen Anzeige mit wiederholter Beleuchtung des Anzeigebildes einer Kathodenstrahlröhre vorgesehen sein, um so den Anschein eines kontinuierlichen Bildes zu geben.The mode generator 172 allows a variety of display orientations and display types to be selected. When "point operation" only a single point is displayed at the "increment operation" are consequences of adjacent dots or lines appear at the "vector mode" are straight lines in absolute or relative position drawn by set either the A or beta coefficients equal to zero and the Down and Yo signals can be used for position determination. The non-zero coefficients are measured and compared to determine the slope. In the "curve increment mode", elliptical and adapted sections are used for a complete display. With »relative and absolute curve operation«, curve sections are displayed in selected positions. In the "relative and absolute figure mode", the "character mode" and the "symbol mode", displays of figures and alphanumeric characters and symbols are provided. The parameters for particular curves, vectors, figures, characters and symbols can be stored in memory 174 for use without having to be recalculated each time. The computer 90 can feed special parameters into the memory 174 when special needs of a consumer require unusual displays, such as, for example, transistor symbols. The memory 174 may also contain parameters for all parts of a complete display with repeated illumination of the display image of a cathode ray tube so as to give the appearance of a continuous image.

Wenn alphanumerische Zeichen und Symbole erzeugt werden sollen, dann wird zunächst jedes Zeichen oder Symbol in einem Maßstab gebildet, der wesentlich größer ist als der Maßstab der endgültigen Darstellung auf der Oberfläche der Anzeigevorrichtung. Das Zeichen wird dann um einen vorbestimmten Betrag verringert und für eine genaue Lage und Anordnung gemäß den vom Rechner 90 empfangenen Daten ausgerichtet. Der Betriebsartgenerator 172 erhält auf die eine numerische Information festlegenden Daten vom Rechner 90 seinerseits vom Speicher 172 die notwendigen Parameter für die zur Darstellung jedes Zeichens und Symbols erforderlichen Kurvenabschnitte in einer Größe, die größer ist als die endgültige Darstellung mit der vorgegebenen Verringerung. Die· ermöglicht es, daß der Anfangspunkt jedes Zeichen; durch eine große Auswahl von Anfangspunkter festgelegt wird, und nicht von einer begrenzten Zahl vor möglichen Punkten, wenn kleine Zeichen und Symbole beispielsweise in der Größe von Schreibmaschinenzei chen, von vornherein maßstäblich erzeugt werden. Ein« begrenzte Anzahl von Anfangspunkten bewirkt eini Verzerrung oder schlechte Ausrichtung der Zeichen.If alphanumeric characters and symbols are to be generated, then each character or symbol is first formed on a scale which is substantially larger than the scale of the final representation on the surface of the display device. The character is then decreased by a predetermined amount and aligned for precise location and arrangement in accordance with the data received from computer 90. The operating mode generator 172 receives the data defining numerical information from the computer 90 in turn from the memory 172 the necessary parameters for the curve sections required to display each character and symbol in a size larger than the final display with the predetermined reduction. The · enables the starting point of each character; is determined by a large selection of starting points, and not by a limited number of possible points, if small characters and symbols, for example the size of Typewriter characters, are generated to scale from the outset. A limited number of starting points causes distortion or poor alignment of the characters.

/\9 22 Ol / \ 9 22 Ol

Mit der Erzeugung der X- und F-Funktionssignale in einem großen Maßstab für jedes Zeichen speist der Betriebsartgenerator 172 das die Maßstabsänderung festlegende Signal 63 in die Steuereingänge der Summierverstärker 58 und 64 ein, um den Maßstab der X- und y-Signale einzustellen und die Zeichengröße zu erzeugen, die durch den Rechner 90 oder das Tastenfeld 166 angegeben wird. Die Positioniemng wird durch die Xo- und Vo-Signale vervollständigt, nachdem die Ar- und Aj-Signale reduziert wurden. Für eine nicht-alphanumerische Anzeige hat das Signal 63 einen Wert, bei dem keine Maßstabsänderung stattfindet.With the generation of the X and F function signals on a large scale for each character, the mode generator 172 feeds the scale change signal 63 to the control inputs of the summing amplifiers 58 and 64 to adjust the scale of the X and y signals and the To generate character size indicated by calculator 90 or keypad 166. The positioning is completed by the Xo and Vo signals after the Ar and Aj signals have been reduced. For a non-alphanumeric display, the signal 63 has a value at which no change in scale takes place.

Die digitale Steuereinheit 48 ermöglicht auch zahlreiche Transformationen der Kurven durch die Wirkung der Transformationseinrichtung 170. Eine »3-D«-Transformation verändert die Anzeigeintensität und/oder die perspektivische Darstellung, um dem BildThe digital control unit 48 also enables numerous transformations of the curves through the action of the transformation device 170. A “3-D” transformation changes the display intensity and / or the perspective representation of the image

IO auf der Oberfläche der Anzeigevorrichtung den Aspekt einer 3-D-Kurve zu geben. Eine »Drehung« bewirkt eine vorgegebene Winkelverschiebung. Eine »Maßstabsänderung« verändert die relative Größe der Abschnitte. Ein »Scheren« und »öffnen« dehnt ausgewählte Teile aus. Weiterhin erlaubt das »Unterprogrammieren« schließlich jede andere vorher eingegebene Transformation. Alle diese Transformationen und Änderungen werden durch mathematische Operationen direkt auf die Koeffizienten A und B mit Hilfe bekannter mathematischer Verfahren erreicht, ohne daß eine Neuberechnung an Hand der Ausgangsdaten zu erfolgen braucht Eine Datenflußsteuerung 190 gewährleistet das Einhalten der richtigen Reihenfolge und die Organisation der Daten in der bekannten Art und Weise einer digitalen Steuerung, damit die richtigen Daten zur richtigen Zeit an den richtigen Ort geliefert werden. IO to give the aspect of a 3-D curve on the surface of the display device. A »rotation« causes a given angular shift. A "change of scale" changes the relative size of the sections. "Shearing" and "opening" will expand selected parts. Finally, "sub-programming" also allows any other previously entered transformation. All these transformations and changes are achieved by mathematical operations on the coefficients A and B using known mathematical methods without a recalculation on hand the output data to be made need a flow control 190 ensures compliance with the correct sequence and organization of the data in the known manner digital controllers so that the correct data is delivered at the right time to the right place.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 709 613/186 For this purpose 3 sheets of drawings 709 613/186

Claims

22 Ol patent claims:

1. Device for generating control signals, which are characteristic of movements of a writing medium in mutually perpendicular directions, with a generator generating sine and cosine signals and a circuit arrangement which, as a function of data, is necessary for the path to be traversed under the influence of the control signals. ''"* - ^: - * ^: - ^u - '" A a> ic Hi »n sine and.

and uuici 45 ° zui nuut, ι to generate elliptical segments with a ^ """" hsünVs of 1 · 2. In each case