DE2246029A1 - Verfahren zum speichern und anzeigen von daten und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum speichern und anzeigen von daten und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2246029A1
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Description

TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas, V.St.A.
Verfahren zinn Speichern und Anzeigen von Daten und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigeanordnung und insbesondere auf eine Anzeigeanordnung, die durch Lesen von in einem digitalen Speicher gespeicherten Daten auf den neuesten Stand gebracht wird.
Bekannte Anzeigeanordnungen, die von in einem digitalen Speicher gespeicherten Daten auf den neuesten. Stand gebracht wurden und zusammen mit Systemen wie Radarsystemen verwendet wurden, bei denen die Daten beim Sammeln in Polarkoordinatenform (ρ»θ) vorlagen, erforderten komplizierte mathematische Berechnungen zum Umwandeln der beim Datenspeichern verwendeten Adressenfolgen in Adressenfolgen, die beim Lesen der Daten für die Aktualisierung der Anzeige verwendet wurden. Diese Komplizierheit ergab sich auf Grund der Tatsache, daß die Daten unter Verwendung eines PQlarkoordinatensystems gesammelt und auf einer Katodenstrahlröhre unter Verwendung eines linearen x-y-Koordinatensystems und einem dem herkömmlichen Fernsehraster
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ähnlichen Raster angezeigt wurden.
Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung erfolgt eine kurze darauf bezogene Erörterung. Bei dem erfindungsgemäßen Anzeigesystem erübrigen sich die komplizierten mathematischen Prozeduren , die bei den oben erwähnten bisherigen Anzeigesystemen erforderlich waren. Diese Probleme werden durch Sammeln, Speichern und Anzeigen der Daten in Polarform gelöst. In einem Radarsystem v/ird dies beispielsweise dadurch erreicht, daß das von der Radarantenne abzutastende Gebiet und die zugehörige Anzeige in mehrere gleich große Azimutsegmente (Winkelsegmente) und die vom Radarsystem zu überstreidihende Entfernung in mehrere gleich große Entfernungssegmente unterteilt werden. Die Überschneidung eines Azimutsegments und eines Entfernungssegments bestimmt ein Abtastsegment. Dadurch werden das von der Radarantenne abgetastete Gebiet und jede einem bestimmten Radarsystem zugeordnete Anzeige in eine diskrete Anzahl von gleich gekennzeichneten Abtastsegmenten unterteilt. Die Größe der Abtastsegmente ist so gewählt, daß das System die gewünschte Auflösung erhält. Die sich auf jedes der Abtastsegmente beziehenden Videodaten werden in einer Zelle eines digitalen Direktzugriffsspeichers als ein Datenwort gespeichert.
Beim Speichern der Daten werden alle im Verlauf eines Azimutabtastsegments empfangenen Rücklaufsignale zur Bildung eines Signalgemischs integriert. Das Signalgemisch wird dann im Direktzugriffsspeicher an Speicherplätzen gespeichert, die von einer Gruppe von Adressen gekennzeichnet werden, die unter Verwendung eines zweiteiligen Adressenzählers erzeugt wurden. Während des Speicherzyklus, in dessen Verlauf das Signalgemisch für ein Azimutabtastsegment gespeichert wird, wird der erste Teil des Adressen-
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Zählers durch alle seine Zählerstände erhöht, damit eine Gruppe von Speicherplätzen gekennzeichnet wird, die der Speicherung von Daten aus einem Azimutabtasteegment zugeordnet ist.Nachdem die zu einem Azimutabtastsegment gehörenden Daten gespeichert worden sind, wird der zweite Teil des Adressenzählers um einen Zählerstand erhöht, und der obige Vorgang, wird wiederholt, damit die zum nächsten Azimutabtastsegment gehörenden Daten in einer zweiten Gruppe von Speicherplätzen gespeichert v/erden. Der obige Vorgang wird aufeinanderfolgend wiederholt, so daß die Daten ... aller Azimutabtastsegmente gespeichert werden, wenn die Daten empfangen werden. Wenn die Daten von allen Azimutabtastsegmenten gespeichert worden sind, wird der Adressenzähler auf Null zurückgestellt, und es wird ein neuer Speieherzyklus eingeleitet, damit die im digitalen Speicher gespeicherten Daten kontinuierlich auf den neuesten Stand gebracht werden.
Beim Lesen von Daten zur Aktualisierung der Anzeige wird eine zweite Adressenfolge verwendet. Diese Adressenfolge wird unter Verwendung eines zweiten Adressenzählers erzeugt, der ebenfalls aus zwei Teilen besteht. Der erste Teil dieses Adressenzählers wird durch alle seine Zählerstände erhöht, damit Adressen erzeugt werden, die die zu allen Daten eines Entfernungssegments gehörenden Speicherplätze kennzeichnet. Dann wird der zv/eite Teil des Adressenzählers um einen Zählerstand erhöht, und der obige Vorgang wird wiederholt, damit die Adressen erzeugt werden, die die Speicherplätze aller Daten des nächsten Entfernungssegments kennzeichnen. Die Daten, die an jedem der Speicherplätze gespeichert sind, der von den oben angegebenen Speicheradressenfolgen gekennzeichnet ist, werden gelesen und zur Aktualisierung einer Anzeige verwendet, wenn jede Adresse der Folge erzeugt wird. Dieser Vorgang wird aufeinander-
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folgend wiederholt, damit alle im digitalen Speicher gespeicherten Daten gelesen werden und damit die Anzeige auf den neuesten Stand gebracht wird. Nachdem alle gespeicherten Daten gelesen worden sind und die Adressenzähler auf Null zurückgestellt worden sind, wird der obige Vorgang zur kontinuierlichen Aktualisierung der Anzeige wiederholt.
Zur Erzeugung der Leseadressenfolge aus der Schreibadressenfolge ist keine komplizierte Berechnung erforderlich, da diese Adressenfolgen in zwei unabhängigen Sätzen von Adressenzählern erzeugt werden. Die Adressenfolgen stehen nur durch die Organisation der Datenspeicher- und Datenanzeigeformate miteinander in Beziehung. Diese Formate sind so gewählt, daß die Adressenfolge für die Speicherung und das Lesen der Daten durch unabhängige digitale Zähler erzeugt werden kann. In der oben beschriebenen Ausführung werden die Daten unter Verwendung eines Polarkoordinatensy&tems gesammelt, gespeichert und angezeigt. Das bedeutet, daß die Daten in dem(p,G)-Koordinaten system gesammelt und in dem( θ, p;)-Koordinatensystem aus dem Speicher gelesen und angezeigt werden.Auch andere Formate könnten verwendet werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die oben beschriebenen Adressenzähler so abgeändert werden, daß sie die Speicherung von Datenwörtern ermöglichen, die zu mehr als einem Azimutabtastsegment in jedem digitalen Wort des digitalen Speichers gehören. . Diese Abwandlung wird unten genauer beschrieben.
Da die Daten in einem Speicher gespeichert sind, ist ein echter Standbildbetrieb möglich, in dem eine Aktualisierung des Speichers verhindert wird.
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Hit Hilfe der Erfindung sollen ein Verfahren und eine Anordnung zum Sammeln von Daten für die Speicherung in einem Speicher in einem Koordinatensystem und zum Lesen der Daten aus diesem Speicher in einem zweiten Koordinatensystem geschaffen werden.
Ferner soll mitHilfe der Erfindung eine Anzeigeanordnung geschaffen werden, mit der Daten gesammelt , in einem digitalen Speicher gespeichert und unter Verwendung von in einem digitalen Zähler erzeugten Adressenfolgen zur Aktualisierung einer Anzeige gelesen werden können.
Außerdem soll mit Hilfe der Erfindung ein Verfahren zum Speichern und Anzeigen von Daten geschaffen werden, bei denen Daten unter Verwendung einer von einem ersten Zähler erzeugten Adressenfolge in einem digitalen Speicher gespeichert werden, und bei dem Daten unter Verwendung einer von einem zweiten Zähler erzeugten Adressenfolge gelesen werden können.
Weiterhin soll Mt Hilfe der Erfindung ein Rädörsystem geschaffen werden, bei dem die Videodaten in einem digitalen Speicher gespeichert und aus dem Speicher zur Aktualisierung einer Anzeige gelesen werden können, ohne daß koaplizierte mathematische Transformationen zwischen der beim Speichern der Daten verwendeten Speicheradressenfolge und der beim Lesen der Daten verwendeten Adressenfolge erforderlich sind.
Mit Hilfe der Erfindung soll auch ein Radarsystem geschaffen werden, das einen ": Standbildbetriebi1 aufweist, bei dem sich die Qualität der Anzeige mit der Zeit nicht verschlechtert. .
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:
Fig.1 ein Funktionsblockschaltbild der Anzeigeanordnung,
Fig.2 ein Diagramm einer PPI-Darstellung mit unterdrücktem Nullpunkt,
Fig.3 ein Diagramm,das zeigt, wie die V,rörter in dem digitalen Speicher organisiert sind,
Fig.4 ein Diagramm, das die Organisation der Lese- und Schreibadressen des Speichers und ein Gatter zur Auswahl der Speicheradressen zeigt,
Fig.4A ein Diagramm der Zähler zur Erzeugung einer Adressenfolge, die die Speicherplätze angibt, an denen Daten gespeichert sind,
Fig.4B ein Diagramm der Zähler zur Erzeugung einer Adressenfolge, die die Speicherplätze angibt, aus denen Daten gelesen werden,
Fig.5 eine perspektivische Ansicht eines digitalen Speichers und
Fig.6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Entfernungesegment und der Aktualisierten Anzeige und die Amplitude der Sinus- und Cosinus-Schwingungen zeigt, die an die Ablenkschaltungen der Katodenstrahlröhre der Anzeigevorrichtung angelegt sind.
Aus dem in Fig.1 dargestellten funktionellen Blockdiagramm der Anzeigevorrichtung ist zu erkennen, daß die Anzeigeanordnung 17 einen Analog-Digital-Umsetzer 20 , einen.
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digitalen Integrator und Puffer 22, einen digitalen Direktzugriffsspeicher 24 , einen digitalen Differenzanalysator 36 , einen Digital-Analog-Umsetzer 40 und eine Katodenstrahlbildröhre 27 enthält Ein geeigneter digitaler Integrator ist in der US-PS 3 422 435 beschrieben.
In der folgenden Beschreibung sei angenommen, daß- die Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Videodaten eines Radarsystems 18 verwendet werden soll. Es wird angenommen, daß das als Beispiel verwendete Radarsystem 18 die folgenden Eigenschaften hat:
(a) Die minimale Radarimpulsdauer beträgt 0,25 us. ;
(b) Die maximale Radarentfernung beträgt 10 nautische Meilen«
(c) Das Darstellungsformat ist eine PPI-Darstellung mit unterdrücktem Nullpunkt.
(d) Von der Abtastung werden 90° erfaßt.
(e) Die Breite des RadarStrahls beträgt 3°, und die Abtastgeschwindigkeit beträgt 180° pro Sekunde.
(f) Der Radarpuls entspricht 4096 Impulsen pro Sekunde.
(g) Der Dynamikbereich des Empfängers beträgt 24 dB.
Für die Erläuterung v/ird angenommen, daß die an das oben beschriebene Radarsystem 18 angeschlossene Anzeigeanordnung 17 folgende Eigenschaften hat:
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(a) Die Zahl der Entfernungssegmente beträgt 512.
(b) Die Zahl der Abtastsegmente beträgt 128.
(c) Die Zahl der Graustufen beträgt 8 (drei binäre Bits pro Datenwort).
(d) Die Speicherbitkapazität ist gleich der Zahl der Entfernungssegmente mal der Zahl der Abtastsegmente mal der Zahl der Bits in jeder der Entfernungszellen oder gleich 196 608 Bits , die in 8192 Wörtern zu je 24 Bits organisiert sind.
(e) Die Zykluszeit des Speichers beträgt 0,6 us.
(f) Die Feldgeschwindigkeit der Anzeige beträgt 60 Hz.
( Ein Anzeigefeld wird durch Aktualisieren jedes der Anzeigesegmente 24 (Fig.2) erzeugt, die die Anzeige bilden).
Die Anzeigeanordnung 17, die hier als AusfUhrungsbeispiel der Erfindung genau beschrieben wird, ist an das oben beschriebene Radarsystem 18 angeschlossen, und sie zeigt die von dem Radarsystem 18 erzeugten Videodaten in einem unterdrückten PPI-Format an. Zur Erleichterung der Darstellung der Videodaten in diesem Format ist die in Fig.2 dargestellte fächerförmige PPI-Anzeige mit unterdrücktem Nullpunkt in 512 Entfernungsabtastsegmente 26 und in 128 Azimutabtastsegmente 28 untertelLt. Die Überschneidung eines Entfernungssegments mit einem Azimutsegment bestimmt einen einzigen Bereich in der Anzeige. Jeder so definierte Bereich wird als ein Anzeigesegment 29 bezeichnet.
Im Betrieb schickt das Radarsystem 18 zum Analog-Digital-Umsetzer 20 eine Information, die die Antennenstellung des
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Radarsystems 18 anzeigt, sowie Videosignale, die den vom Radarempfänger festgestellten Rücklaufsignalen entsprechen. Alle während eines Azimutabtastsegments 28 empfangenen Videosignale werden durch den Analog-Digital-Umsetzer 20 digitalisiert und von einem digitalen Integrator 22 integriert, damit ein Videosignalgemisch erzeugt wird. Die Integration ergibt 512 digitale Datenwörter, die in einem jnhdigitaleri Integrator 22 enthaltenen Pufferspeicher gespeichert werden. Nachdem alle 512 Datenwörter in dem Pufferspeicher gespeichert sind, werden sie zu 256 ayfeinanderfolgenden Speicherplätzen im Direktzugriffsspeicher 24 übertragen.(Das zum Speichern der 512 Datenwörter an 556 aufeinanderfolgenden Speicherplätzen angewendete Verfahren wird unten noch genauer erläutert). Das oben angegebene Verfahren wird für alle 128 Azimutabtastsegmente 28 wiederholt, wobei die Antennenstellungsinfor-"mation aus dem Radarsystem der Anzeigeanordnung 17 angibt, welches Azimutabtastsegment 28 zu den Daten gehört, die gerade empfangen werden, und zur Erzeugung des Videosignalgemischs integriert werden.
Die Antennenstellungsinformation aus dem Radarsystem kann in vielen Formen vorliegen. Typische Signale sind . Wechselstromsignale aus einem Servosender oder Gleichstromsignale, deren Amplituden in einer vorbestimmten Beziehung zur Stellung der Radarantenne stehen. In einigen Anwendungsfällen ist das Gleichstromsignal zweckmäßiger, da es durch den gleichen Analog-Digital-Umsetzer 20 digitalisiert werden kann, der zur Digitalisierung des Videosignals verwendet wird, so daß die Anzeigeanordnung vereinfacht, wird. .
Der Direktzugriffsspeicher 24 kann ein Speicher mit x-y-Adressierung sein, der in einem Lesen-Ändern-Schreiben-Zyklus arbeitet. In der beschriebenen Ausführungsform
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hat der Speicher eine Kapazität von 8196 Wörtern zu Je 24 Bits, und seine Zykluszeit beträgt 0,60 us.
Nach Fig.3 ist jedes dei* aus 24 Bits bestehenden Speicherwörter in vier Gruppen 23 zu je sechs Bits unterteilt, von denen jede vier (z bis z+3) aufeinanderfolgenden AzimutabtastSegmenten 28 (Fig.2) zugeordnet ist. Jede der Gruppen ist in zwei Abschnitte zu je drei Bits (Datenwörter) aufgeteilt, wobei die Datenwörter auf zwei benachbarte Entfernungsabtastsegmente 26 (x und x+1) aufgeteilt sind. Auf diese Weise enthält jedes Wort im Direktzugriffsspeicher 24 djgitaliserte Daten, die acht aufeinanderfolgenden Anzeigesegmenten 29 angehören; die Anzeigesegmente sind dabei auf zwei benachbarte Entfernungsabtastsegmente 26 und vier benachbarte Azimutabtastsegmente 28 aufgeteilt. Diese Organisation ermöglicht es, daß zwei Datenwörter, diezwei benachbarten Entfernungsabtastsegmenten 26 und einem gemeinsamen Azimutabtastsegment 28 angehören, gespeichert werden oder daß vier Datenwörter, die einem Entfernungsabtastsegment 26 und vier benächbartenAzimutabtastsegraenten 28 angehören, gelesen werden, damit die Anzeige während eines SpeicherEyklus aktualisiert wird, wodurch die Speicherzykluszeit herabgesetzt wird.
Der Lesen/Ändern/Schreiben-Zyklus des Direktzugriffsspeichers 24 wird zur Übertragung von Datenwörtern aus dem Pufferspeicher des digitalen Integrators 22 in den Direktzugriffsspeicher 24 verwendet. Bei dieser Betriebsart werden die im Direktzugriffsspeicher 24 an einer von den Adressenzählern 32 und 34 (Fig.1) angegebenen Adresse gelesen, und neue Daten werden für einen Teil des aus dem Direktzugriffspeicher 24 gelesenen Worts eingesetzt, damit ein neu gebildetes Wort entsteht, das am selben Speicherplatz gespeichert wird, aus dem das ursprüngliche Wort gelesen v/urde.
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Da alle Im Pufferspeicher des digitalen Integrators 22 gespeicherten Daten einem einzigen Azimutabtastsegment angehören, kann jeder der Lesen/Ändern/Schreiben-Zyklen des Speichers zum Speichern von zwei neuen Däte-nwörtern verwendet werden, die zwei benachbarten Entfernungsabtastsegmenten 26 während jedes Speic'herzyklus angehören. Wenn Tseispielsweise der Direktzugriffsspeicher 24 zur Speicherung neuer, auf das Azimutabtastsegment "z" (Fig.3) aktualisiert werden soll, werden alle 24 Datenbits aus dem Direktzugriffsspeicher 24 gelesen, und die zwei dem Azimutabtastsegment "z" und den Entfernungsabtastsegmenten "x" und "x+1" zugeordneten Datenwörter würden durch zwei neue Datenwörter aus dem Pufferspeicher zur Erzeugung eines neu gebildeten Datenworts ersetzt, das im Direktzugriffspeicher 24 am gleichen Speicherplatz gespeichert wird, aus dem das 24 Bits enthaltende Wort ursprünglich gelesen wurde. Dadurch können während jedes Speicherzyklus zwei neue Datenwörter gespeichert werden.
Ein bei der Auswahl des Speicherzyklus zuteachtendes Merkmal besteht darin, daß die Videodaten im Echtzeitverfahren gespeichert werden müssen, und daß die PPI- . Anzeige von Fig.2 mit einer Geschwindigkeit von. wenigstens 60 Hz aktualisiert werden muß, damit ein unzulässiges Flimmern verhindert wird. Die Anzeige kann auch so orga- · nisiert sein, daß abwechselnde Entfernungsabtastsegmente während jedes Anzeigenaktualisierungszyklus dargestellt werden, wobei die Bereichsabtastsegmente 26 während abwechselnder Aktualisierungszyklen auf den neuesten Stand gebracht werden und zur Vervollständigung der Anzeige ineinander verschachtelt werden.
Bei dem als Beispiel verwendeten Radarsystem 18 weist der Radarempfänger einen Dynamikbereich von 24 dB auf, der eine Auflösung von etwa 8 Graustufen ergibt. Jedes digitale
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Wort, das die Videodaten bildet, muß wenigstens drei Bits enthalten, damit 6 Graustufen ohne Auflösungsverluste wiedergegeben werden können. Da die Antenne die Abtastung eines vollständigen Zyklus in einer halben Sekunde ausführt und die Folgefrequenz des Radarpulses 4096 Impulee pro Sekunde beträgt, treten innerhalb eines vollständigen Abtastzyklus 2048 Sendeimpulse auf. Da 126 Azimutabtastsegmente 28 vorgesehen sind, werden vom digitalen Integrator 22 16 SignalrUckläufe integriert, damit das Videosignalgemisch für jedes der Azimutabtastsegmente 26 gebildet wird» :■·
Die vom Radarsystem während jedes Azimutabtastsegments 26 empfangenen SignalrUckläufe werden vom digitalen Integrator 22 zur Erzeugung eines Videosignalgemischs integriert, das aus 512 Datenwörtern zu je drei Bits besteht. Diese Datenwörter werden, wie oben erläutert wurde, in Pufferspeicher gespeichert, bis der Integrationszyklus vollendet worden ist. Wenn der Integrationszyklus vollendet ist, wird vom digitalen Integrator 22 ein Signal erzeugt,des anzeigt, daß der'Pufferspeicher voll ist. Dieses Signal verhindert ein weiteres Lesen von Daten aus dem Direktzugriffsspeicher 24 zum Zweck der Aktualisierung der Anzeige für die Dauer einer Zeitperiode, die 256 Lesen/Ändern/Schreiben-Zyklen des DirektzugriffSpeichers 24 entspricht, in deren Verlauf die 512 Datenwörter, die im Pufferspeicher gespeichert sind, in den Direktzugriffspeicher 24 Übertragen werden. Ein echter Standbildbetrieb, bei dem die Qualität.. der Anzeige mit der Zeit nicht abnimmt, wird dadurch möglich, daß die Aktualisierung des Direktzugriffsspeichers 24 verhindert wird.
In Fig.4 sind eine Gruppe von Schreibadressen 31 UDd eine Gruppe von Leseadressen 33 dargestellt. Die Schreibadreaeen 31 werden zum Speichern der Videodaten im Direkt*ugriffsspeieher
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verwendet, und die Leseadressen werden zum Lesen der Videodatenwörter aus dem Direktzugriffsspeicher 24 zur Aktualisierung der Anzeigen verwendet. Die Adressen werden über ein Adressengatter 35 in den Direktzugriffspeicher 24 eingegeben. Das Adressengatter 35 bewirkt die Eingabe der Schreibadressen 31 oder der Leseadressen 33 in den Direktzugriffsspeicher, wobei die einzugebende Adressengruppe von Lesesignalen 37 oder von Schreibsignalen 39 ausgewählt wird. Der Grund für die Bezeichnung von Abschnitten der. . ·. Adressen mit Azimut und Entfernung wird in einer späteren Erörterung der Organisation des Direktzugriffspeichers 24 erklärt.
Die für die Speicherung von Daten im Direktzugriffspeicher verwendete Adressenfolge wird von zwei Zählern 32B und 34A erzeugt, die entsprechend der Darstellung von Fig.4A miteinander verbunden sind. Die zum Lesen von Daten aus dem Direktzugriffspeicher 24 verwendete Adressenfolge wird von zwei Zählern 32A und 34B erzeugt, die gemäß Fig.4B miteinander verbunden sind. Die Ausgangssignale dieser Zähler werden über eine Lese/Schreib-Steuerschaltung 30 und das Adressengatter 35 an den Direktzugriffspeicher 24 angekoppelt. Teiler 41, 43 und 45 bestimmen, welcher Abschnitt jedes der aus 24 Bits bestehenden Speicherwörter während jedes Speieherzyklus auf den neuesten Stand gebracht wird, und sie wählen aus dem aus 24 Bit bestehenden Speicherwort ein Datenwort zur Aktualisierung der Anzeige aus. Die Funktionen dieser Teiler werden unten noch genauer erläutert.
Es sind zwei vollständige Sätze.von Adressenzählern 32 und erwünscht,dtt jedesmal dann, wenn der digitale Integrator 22 ein Signal erzeugt, das den vollen Zustand des Pufferspeichers
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anzeigt, eine Aktualisierung der Anzeige verhindert werden muß, während das im Pufferspeicher gespeicherte Datenwort in den Direktzugriffspeicher 24 übertragen wird. Nach der Beendigung der Datenübertragung soll der Anzeigezyklus von dem Punkt aus wieder beginnen, an dem er unterbrochen wurde· Das erfordert, daß entweder zwei Sätze von Adreseenzählern, nämlich einer zum Datenspeichern und einer zum Datenlesen verwendet werden, oder daß Einrichtungen zum Speichern der Leseadressen, an der der Anzeigezyklus unterbrochen wurde, vorgesehen werden. Allgemein besteht die einfachste Lösung.darin,zwei vollständige Sätze von Adressenzählern vorzusehen.
Die Erzeugung der Adressenfolge 31 für die übertragung von Daten vom Pufferspeicher zum digitalen Direktzugriffspeicher 24 wird nun im einzelnen näher erläutert. Wenn die Anzeigeanordnung eingeschaltet ist, sind alle Adressenzähler 32Λ, 32B, 34a und 34B sowie die Teiler 41, 43 und 45 auf Null gesetzt. Eine Aktualisierung des Direktzugriffspeichere 24 wird verhindert, bis die Lese/Schreib-Steuerschaltung 30 aus dem digitalen Integrator 22 ein Signal empfängt, das anzeigt, daß der Pufferspeicher Daten enthält, die aus einem Bereich gesammelt sind, der von der Überschneidung des Azimutabtastsegments 000 und von Entfernungsabtastsegmenten 000 bis 512 bestimmt wird. Die im Pufferspeicher gespeicherten Daten werden dann zur Speicherung iri dem Direktzugriffspeicher 24 bei einer Gruppe von Adressen übertragen, die 000 (Azimut) 000 (Entfernung) bis OOO(Azimut) 256 (Entfernung) entsprechen, wobei innerhalb des Speicherworts die Bitpositionen verwendet werden, die dem Azimutsegment "z" (Fig.3) zugeordnet sind. Diese Gruppe von Adressen wird durch Erhöhung des Zählers 32B um einen Zählerstand nach jedem Speicherzyklus Lesen/Schreiben/Ändern/Schreiben erzeugt.
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Der Teiler 41 mit dem Teilerfaktor 4 bestimmt , zu welchem Azimutabtastsegment (z bis z+3, Fig.3) die Daten gehören.
Der Teiler 41 mit dem Teilerfaktor 4 schaltet um einen Zählerstand weiter, wenn der Entfernungszähler 32B auf 000 zurückgestellt wird. Wenn das.nächste Signal, das den leeren Zustand des Pufferspeichers anzeigt, von der Lese/Schreib-Steuerschaltung 30 aus dem digitalen Integrator 22 empfangen wird, werden die im Pufferspeicher gespeicherten Daten zur" Speicherung auf den Direktzugriffspeicher bei einer Gruppe von Adressen übertragen, die 000 (Azimut) 000 (Entfernung) bis 000 (Azimut) bis 256 (Entfernung) entsprechen, wobei innerhalb des Speicherworts die Bitpositionen verwendet werden, die . dem Azimutsegment !Jz+1" zugeordnet sind. Die zum Speichern der Daten verwendeten Bitpositionen werden durch den Teiler 41 mit dem Teilerfaktor 4 bestimmt. Dieser zweite Übertragungszyklus überträgt alle Daten, die aus einem Bereich gesammelt sind, der durch die Überschneidung des Azimutabtastsegments 001 mit den Bereichsabtastsegmenten 000 bis 512 bestimmt ist. Wenn entsprechend dem oben beschriebenen Vorgang vier Speicher zyklen vollendet sind, erhöht der Teiler 41 den Azimutzähler 34A um einen Zählerstand, damit eine neue Gruppe von Speicheradressen gekennzeichnet wird. Der Speicherzyklus wird dann unter Verwendung einer Adressenfolge wiederholt, die mit Hilfe des oben beschriebenen Vorgangs erzeugt wird, bis alle Speicherplätze auf den neuesten Stand gebracht worden sind; zu diesem Zeitpunkt werden der Entfernungszähler 32B, der Teiler 41 mit dem Teilerfaktor 4 und der Azimutzähler 34A auf Null gesetzt. Der -oben beschriebene Speicheraktualisierungszyklus wird aufeinanderfolgend wiederholt, wenn vom Radarsystem und vom digitalen Integrator 22 neue Daten erzeugt werden, damit der Direktzugriffspeicher 24 ständig auf den neuesten Stand gebracht wird.
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Aus der obigen Erörterung ist zu erkennen, daß der Entfernungszähler 32B und derAzimutzähler 34A die Adressenfolge 31 (Fig,4) erzeugen und daß der Teiler 41 mit dem Teilerfaktor 4 bestimmt, welcher Abschnitt des Speicherworts zum Speichern der aus dem Pufferspeicher in den Direktzugriffspeicher 24 übertragenen Daten verwendet wird..
Es wird nun beschrieben, wie die zum Lesen von Daten aus dem Direktzugriffspeicher 24 für die Aktualisierung der Anzeige verwendete Adressenfolge 33 (Fig.4) erzeugt wird. Wenn die Anzeigeanordnung eingeschaltet ist, sind der Azimutadressenzähler 34B, der Entfernungsadressenzähler 32Λ, ein Teiler 43 mit dem Teilerfaktor 2 und ein Teiler 45 mit dem Teilerfaktor 4 auf Null zurückgestellt. Der Azimut adressenzähler 34B wird durch den Teiler 45 erhöht, so daß er eine Gruppe von Adressen erzeugt, die 000 (Entfernung) und 000 (Azimut) bis 000 (Entfernung) 32 (Azimut) entspricht. Der obige Zyklus wird zweimal wiederholt, so daß der Teiler mit dem Teilerfaktor 2 veranlaßt wird, den Entfernungsadressenzähler 32 A zu erhöhen, damit eine zweite Gruppe von Adressen erzeugt wird, die 001 (Entfernung) bis 00 (Azimut) bis 001(Entfernung) 32 (Azimut) entspricht. Wenn der Azimutadressenzähler 34b vom Zählerstand 32 auf den Zählerstand zurückgeht, wird der Teiler 43 um einen Zählerstand erhöht. Der obige Vorgang wird aufeinanderfolgend wiederholt, damit alle in der Adressenfolge 33 (Fig.4) enthaltenen Adressen erzeugt werden. Der Teiler 45 mit dan Teilerfaktor 4 gibt an, welches Azimutabtastsegment ("z" bis Mz+3") aktualisiert wird, der Teiler 43 mit dem Teilerfaktor 2 gibt an, welches Entfernungsabtastsegment ("x" oder "x+1", Fig.3) aktualisiert wird, und die Entfernungs- und Azimutadressenzähler 32A bzw. 34b geben die Adresse im Direktzugriffspeicher 24 an, bei der die zu diesen Segmenten gehörenden Daten gespeichert sind. Bei Jeder Erhöhung des Teilers 45 wird ein neues
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Anzeigesegment 29 aktualisiert, und bei jeder Erhöhung des Azimutadressenzählers 32B wird ein neues digitales Wort aus dem Direktzugriffsspeicher 24 gelesen. Der · obige Vorgang wird wiederholt, damit die Anzeige kontinuier- · lieh mit einer Geschwindigkeit auf den neuesten Stand gebracht wird, die zur Verringerung des Flimmerns der Anzeige auf einen annehmbaren Wert ausreicht.
Aus der obigen Erörterung ist zu entnehmen, 'daß die Adressenfolge 33 zum Datenlesen aus der Adressenfolge 31 zum Datenspeichern erzeugt werden kann, indem der Azimut- ' und Entfernungsabschnitt der Adressenfolge 31 zum . Datenspeichern vertauscht werden. Dies ist ein einfacher Vorgang, der unter Verwendung der oben beschriebenen Kombination von Zählern und Teilern durchgeführt werden kann. Dadurch erübrigen sich komplizierte arithmetische Berechnungen völlig, die bei bisher verwendeten Anzeigeanordnungen üblich waren.
Die PPI-Anzeige mit unterdrücktem Nullpunkt (Fig.2) wird dadurch erzeugt, daß der Elektronenstrahl einer Katodenstrahlröhre so abgelenkt wird, daß auf der Katodenstrahlröhre eine Reihe von Entfernungsringen erzeugt werden, von denen jeder einem Entfernungsabtastsegment 26 (Fig.2) entspricht. Die Datenwörter werden aus dem Direktzugriffspeicher 24 gelesen, und in ein Analogsignal umgesetzt, das den Elektronenstrahl der Katodenstrahlröhre zur Vervollständigung der Anzeige moduliert.
Fig,5 zeigt schematisch die Organisation des Direktzugriffspeicher 24. Die Adressierung des Speichers erfolgt' im üblichen x-y—Koordinatensystem, bei dem die "x" - Richtung mit "Azimut (Θ)"-Adressen uftdi die'"y"-Richtung mit "Entfernungs-
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(ρ)"-Adressen bezeichnet sind. Die "x¥~Koordinaten der Speicheradressen sind mit "Azimut" bezeichnet, da jede Gruppe von Speicheradressen,bei der die wxw-Koordinaten veränderlich und die "y"-Koordinanten fest sind, eine Gruppe von Speicheradressen kennzeichnet, an der alle zu einem Azimutabtastsegment 28 gehörenden Daten gespeichert sind. Andrerseits sind die "y"-Koordinaten der Speicheradressen mit "Entfernung" bezeichnet, da jede Gruppe von Speicheradressen, in der die "y"-Koordinaten veränderlich und die '^"-Koordinaten fest sind, eine Gruppe von Speicheradressen kennzeichnet, an denen alle zu einem Entfernungs-.abtastsegment 26 gehörenden Daten gespeichert sind. Wie oben bereits erklärt wurde, können die Wörter des digitalen Speichers auch so organisiert sein, daß Daten, die zu mehr als einem Entfernungs- und Azimutabtastsegment 26 bzw. gehören, an jedem Speicherplatz gespeichert sein können. Dies steht nicht im Widerspruch zu der oben angegebenen Definition für die "x"-und "y"-Koordinaten der Speicheradressen. Es ist lediglich eine mehrfache Benutzung jedes Speicherworts.Diesläßt sich aus der Organisation des oben erörterten Speicherworts (Fig.3) erkennen.
Der dargestellte Direktzugriffspeicher 24 enthält 8192 Speicherwörter zu je 24 Bits," und er besitzt 32 "y"-Adreseen und 256 "x"-Adressen. Der Speicher kann aber auch so organisiert sein, daß er mehr oder weniger Bits pro V/ort enthält, indem die Zahl der Speicherwörter verändert wird.
Der digitale Integrator 22 enthält einen 512 Wörter zu je drei Bits fassenden Pufferspeicher. Dieser Pufferspeicher wird zum Speichern der digitalen Information von jedem Azimutabtastsegment 28 verwendet, so daß diese Information in einem Block in dem Direktzugriffspeicher übertragen werden kann. Dies vereinfacht die Steuerung des
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» 1.9 - ■
DirektzugriffSpeichers 24 und die Koordination der Speicherfunktion mit der Lesefunktion des Direktzugriff Speichers 24.
Der Direktzugriffspeicher 24 wird von der Lese/Schreib-Steuerschaltung 30 gesteuert. Die Lese/Schreib-Steuerschaltung empfängt Informationen aiis dem digitalen Integrator 22, den Entfernungsadressenzähler 32 und dem Azimutadressenzähler 34.Die Lese/Schreib-Steuerschaltung enthält auch das in Fig.4 dargestellte Adressengatter 35. Die Zahl-der für die Entfernungsadressenzähler und die Azimutadressenzähler erforderlichen Bits hängt von der Zahl der Speicherwörter im Direktzugriffspeicher 24 ab, und sie ist allgemein vom besonderen Anwendungsfall abhängig. Allgemein sind zwei unabhängige Sätze von Adressenzählern enthalten. Ein Zählersatz wird zur Adressierung des Direktzugriffspeichers für die Speicherfunktion verwendet, während der zweite Zählersatz für die Lesefunktion verwendet wird. Dadurch werden alle Schwierigkeiten ausgeschaltet, die beim Rückstellen der Adressenzähler bei Beendigung entweder eines Lese-oder eines Schreibzyklus auftreten können.
Die Lese/Schreib-Steuerschaltung 30 führt dem Direktzugri£fspeicher 24 Steuersignale zu. Die genaue Art dieser Signale hängt natürlich vom ausgewählten Direktzugriffspeicher 24 ab, doch enthalten sie im allgemeinen einen Startimpuls und Signale, die eine Prüfung daraufhin vornelimen, wann die Lese/Schreib-Zyklen des Speichers beendet worden sind. Die an jedem der Speicherplätze zu speichernden Daten können dem Direktzugriffspeicher 24 über ein Kabel zugeführt werden. Die Dateneingabe in den Speicher oder das Lesen der Daten aus dem Speicher erfolgt im allgemeinen parallel, so daß dieses Kabel für
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jedes Bit des Speicherworts eine eigene Leitung enthält. Die Signale, die die Speicheradresse angeben, an der die Daten gespeichert oder gelesen v/erden sollen, werden ebenfalls von der Lese/Schreib-Steuerschaltunej 30 geliefert. Auch diese Information liegt im allgemeinen in paralleler Form vor, so daß für jedes Bit des Azimutadressenzählers 32 und des Entfernungsadressenzählers 34 eine eigene Leitung vorhanden ist. Die Lese/Schreib-Steuerschaltung 30 liefert auch digitale Daten zum Differenzanalysator 36 und zym Digital-Analog-Umsetzer 40, Die Funktion des digitalen Differenzanalysators 36 besteht darin, zwei Analogsignale zu erzeugen, von denen eines eine Sinusschwingung und das andere eine Cosinusschwingung ist. Fig.6 zeigt die Sinusschwingung 44 und die Cosinusschwingung 46. Die S}.nus- und Cosinusschwingungen sind an die Ablenkschaltungen 48 (Fig.1) angelegt. Die Sinusschwingung 44 treibt eine Vertikalablenkschaltung, während die Cosinusschwingung eine Horizontalablenkschaltung treibt, damit konzentrische Kreise entsprechend den Entfernungsabtastsegmenten 26 (Fig.2) auf dem Bildschirm der Katodenstrahlröhre 27 entstehen. Der Differenzanalysator 36 wird vom Entfernungsadressenzähler 32 und vom Azimutadressenzähler 34 so gesteuert, daß die Ablenkschaltungen der Anzeige richtig mit den Videosignalen koordiniert sind. Das analoge Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers 40 ist an die Videοschaltungen 50 angelegt. Die Videoschaltungen 50 bewirken eine Intensitätsmodulation der Katodenstrahlröhre 47 entsprechend dem Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers 40.
Das auf der Katodenstrahlröhre 27 angezeigte Entfernungsabtastsegment wird von der Amplitude der Sinus- und Cosinusschwingungen bestimmt, die an die Ablenkschaltungen 48 angelegt sind. Eine niedrige Amplitude dieser Signale hat zur
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Folge, daß der Elektronenstrahl 4er Katodenstrahlröhre'27 in der Nähe des Mittelpunkts der Katodenstrahlröhre 27 entsprechend einer geringen Entfernung verläuft. Eine Erhöhtung der Amplitude · dieser Signale bewirkt eine weitere Auslenkung des Elektronenstrahls aus der Mitteder Katodenstrahlröhre 27 entsprechend einer größeren Entfernung. Diese Amplitudenänderung ist in Fig.6 allgemein dargestellt, wo die einer geringen Entfernung entsprechenden Amplituden mit den Bezugszeichen 44 und 46 angegeben sind,. während die einer weiteren Entfernung entsprechenden Amplituden mit 43 und 45 bezeichnet sind.
Durch ein aufeinanderfolgendes Ändern der Amplituden der Cosinus- und Sinusschwingungen in Abhängigkeit von den Adressenzählern, die den Speicherplatz angeben, aus dem die anzuzeigenden Daten gelesen werden, kann der , " Elektronenstrahl der Katodenstrahlröhre so abgelenkt werden, daß er ihren Bildschirm in dem gewünschten Muster überstreicht. Die Umsetzung der digitalen •Datenwörter in ein Analogsignal ..und die Eingabe des Analogsignals in die Videoschaltungen 50 zur Intensitäts- . ( modulation des Elektronenstrahls der Katodenstrahlröhre haben zur Folge, daß die Radarrücklaufsignale als Bereiche mit hoher Intensität auf dem Bildschirm der Katodenstrahlröhre erscheinen. Die Position dieser Bereiche mit hoher Intensität zeigt die Entfernung und die Peilung des diese Signale erzeugenden Objekts bezüglich des Radarsystems 18 an.
pie Anzeigeanordnung kann auch bei anderen Systemen verwendet werden, die Videodaten erzeugen, beispielsweise bei Infrarotabtastsystemen.
Durch Anlegen einer Vorspannung an die Ablenkschaltungen an dieVorspannungs-Signaleingangsleitung 54 erfolgt eine
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Verschiebung des Mittelpunktes des Musters aus der
Mitte der Katodenstrahlröhre· Wenn die Sinus- und
Cosinusschwingungen so gesteuert werden, daß nur Abschnitte der Perioden erzeugt werden,wird das Abtasten der Katodenstrahlröhre auf weniger als 36o° begrenzt, damit die unterdrückte PPI-Darstellung entsteht, die in Fig.2 dargestellt ist. Die hier beschriebene Anzeigeanordnung könnte zur
Erzeugung anderer Darstellungsformate abgeindert werden.
Patentansprüche
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Claims (20)

  1. P at e η t' a η sp rü.che
    Verfahren zum Speichern und Anzeigen von Daten, dadurch gekennzeichnet, \
    a) daß Datenwörter in einem Digitalspeicher als digitale Datenwörter in einem «ersten Format gespeichert werden,
    b) daß die digitalen Datenwörter zur Erzeugung eines Anzeigesignals in einem zweiten Format aus dem Speicher ··-. gelesen werden und .
    c) daß das Anzeigesignal zur Erzeugung einer mit den Daten in einer vorbestimmten Beziehung stehenden Anzeige in eine Anzeigevorrichtung eingegeben wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Daten unter Vervrendung einer ersten Adressenfolge in dem Speicher gespeichert werden, daß Teile der Adressen, die die erste Adressenfolge bilden, zur Erzeugung einer zweiten Adressenfolge umgesetzt werden und daß die digitalen Datenwörter zur Erzeugung des Anzeigesignals unter Verwendung der zweiten Adressenfolge gelesen werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Adressenfolge zwei Adressenbestandteile "x" und "y" enthält und daß die zweite Adressenfolge die Bestandteile "y" und "x" enthält.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Datenwörter durch Polarkoordinaten-Daten bestimmt werden.
  5. 5« Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Datenwörter durch Polarkoordinaten-Daten im (Θ,Ρ )-Format bestimmt werden und daß die Anzeige im (P ,9)-Format erzeugt wird. 309813/1096
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Datenwörter Radarvideodaten bilden, die durch Unterteilen des vom Radarstrahl abgetasteten Winkels in mehrere gleich große Azimutabtastsegmente erzeugt werden, daß der vom Radarstrahl abgetastete Bereich in mehrere gleich große Entfernungsabtastsegmente unterteilt wird, daß alle im Verlauf Jedes Azimutabtastsegments empfangenen RUcklaufsignale integriert werden, damit ein Videosignalgemisch in digitaler Form erzeugt wird, das für jedes während der Abtastung dieses Azimutabtastsegments abgetasteten Entfemungsabtastsegmente ein digitales Yfort enthält, wobei zwischen dem Anzeigesignal und dem Videosignalgemisch eine vorbestimmte Beziehung vorliegt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Datenwort von Polarkoordinatendaten bestimmt wird, die das Anzimutabtastsegment und das Entfernungsabtastsegment angeben, die dem Datenwort zugeordnet sind.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignalgemische für vier benachbarte Azimutabtastsegmente und zwei benachbarte Entfemungsabtastsegmente zur Bildung mehrerer digitaler V/örter zu Jeweils 24 Bits zusammengefaßt werden und daß die digitalen Yförter unter Verwendung der ersten Adressenfolge in einem Direktzugriff speicher gespeichert werden.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine PPI-Derstellung mit unterdrücktem Nullpunkt erzeugt.
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  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, d*ß die PPI-Darstellung durch Modulieren und Ablenken eines Elektronenstrahls einer Katodenstrahlröhre erzeugt wird.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl der Katodenstrahlröhre durch Umwandlung des Anzeigesignals in ein Analogsignal und durch Ankopplung des Analogsignals an die Katodenstrahlröhre intensitätsmoduliert wird.
  12. 12. Anordnung euei Speichern und Anzeigen digitaler Daten, gekennzeichnet durch eine erste Schaltung zum Speichern der digitalen Daten in einem digitalen Speicher in einem ersten Format, eine zweite Schaltung zum Lesen der digitalen Daten aus dem digitalen Speicher in einem zweiten Format.zur Erzeugung eines Anzeigesignals und eine Anzeigevorrichtung, die auf das Anzeigesignal unter Erzeugung einer Anzeige anspricht, die mit den digitalen Daten in einer vorbestimmten Beziehung steht·
  13. 13· Anordnung nach Anspruch 12'zum Speichern und Anzeigen von Radarvideodaten, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten in Form von digitalen Datenwörtern vorliegen, die von einem Videosignalgemisch für ein vorbestimmtes Segment des von einer Radarantenne abgetasteten Gebiets hergeleitet werden, wobei das Videosignalgemisch von einer dritten, an das Radarsystem angeschlossenen Schaltung erzeugt wird.
  14. 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltung einen Analog-Digital-Umsetzer und einen digitalen Integrator enthält.
  15. 15« Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung einen Zähler zur Erzeugung einer
    • - 26 -r
    ersten Folge von Speicheradressen enthält, die die Speicherplätze in dein digitalen Speicher angibt, in denen die digitalen Datenwörter gespeichert sind.
  16. 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,daß die zweite Schaltung Einrichtungen zum Umsetzen von Abschnitten der die erste Folge von Speicheradressen bildenden Adressen enthält, damit eine zweite Folge von Speicheradressen entsteht, die beim Lesen von Daten aus dem digitalen Speicher zur Erzeugung des
    . Anzeigesignals verwendet wird. .
  17. 17. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Katodenstrahlröhre und Schaltungsanordnungen zur Erzeugung einer PPI-Darstellung mit unterdrücktem Nullpunkt auf dem Bildschirm der Katodenstrahlröhre enthält.
  18. 18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Katodenstrahlröhre und Schaltungsanordnungen enthält, die zum Smpfang der ems den digitalen Speicher gelesenen Daten angeschlossen ist, so daß Ablenksignale entstehen, die den Elektronenstrahl der Katodenstrahlröhre zur Erzeugung einer PPI-Darstellung mit Unterdrückern Nullpunkt ablenken.
  19. 19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenksignale von digitalen Diifferenzanalysatoren erzeugt werden.
  20. 20. Anordnung nach einem der Ansprüche ,13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung Einrichtungen zum Sammeln von vier der Videosignalgemische zur Bildung digitaler Daten· Wörter enthält, die in dem digitalen Speicher so gespeichert
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    sind, daß jeder Speicherplatz Daten enthält, die zu vier der Segmente gehören.
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