DE2329446A1

DE2329446A1 - Einrichtung zum darstellen und zeichnen einer linie

Info

Publication number: DE2329446A1
Application number: DE2329446A
Authority: DE
Inventors: Leonard F Halio; Herve E Lavoie
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1973-12-20
Also published as: US3800183A; FR2188877A5; JPS4963344A; GB1393653A; CA998756A; IE38117L; IE38117B1

Description

Anmelderin: Digital Equipment Corporation, Maynard,

Mass./USA

Einrichtung zum Darstellen und Zeichnen einer Linie

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Darstellen und Zeichnen einer Linie oder eines Vektors, und insbesondere eine Einrichtung zum Darstellen von Geraden auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre u.a. entsprechend digitalen Dateneingängen. Es gibt zwei Grundarten von Anzeige- und Darstellungseinrichtungen zum Zeichnen von Geraden in einer Ebene, welche beide das kartesische Koordinatensystem verwenden, um Punkte in einer Ebene zu kennzeichnen. In den sogenannten "Punktzu-Punkt"-Systemen werden die Koordinaten der Endpunkte jeder Linie angegeben, und die Linie wird von einem Punkt

309851/0965

zum anderen gezogen. Bei einer zweiten Art, dem sogenannten "Vektor"-System, bestimmen ein Ausgangspunkt und eine geforderte Ablenkung bezüglich der X- und Y-Achsen die Linie bzw. den Vektor.

Es gibt zwei Arten von Vektor-Darstellungssystemen. In einem sogenannten "Konstantzeit"-System ist die Zeit, um eine Linie zu zeichnen, unabhängig von der Linienlänge konstant. Die Geschwindigkeit des "Schreibelements¹· (d. h. der Elektronenstrahl in einer Kathodenstrahlröhre oder die Schreibeinrichtung in einem X-Y-Kurvenschreiber) ist proportional der Linienlänge. Da sich die Intensität einer Linie umgekehrt bezüglich der Geschwindigkeit des Schreibelements ändern kann, kann eine lange Linie erheblich lichtschwächer sein als eine kurze Linie.

Eine mit "konstanter Geschwindigkeit" arbeitende Anzeigeeinrichtung sollte das Intensitätsproblem überwinden. Bekannte mit "konstanter Geschwindigkeit" arbeitende Systeme gleichen aber nicht in großem Umfang die Linienlängen aus. Beispielsweise werden in einer bestimmten Anzeigeeinrichtung Binärzahlen, die die Ablenkungen entlang der X-und der Y-Achse darstellen, verglichen, und es wird eine zusammengesetzte Gruope von Digitalsignalen erzeugt. Dementsprechend stellt eine Bewertungsschaltung ein Analog-Signal auf einen von drei Werten in Abhängigkeit von den relativen Größen des Bereichs der absoluten Größenablenkungen entlang der Achsen ein. Hierbei ergeben sich eine Anzahl unterschiedlicher Geschwindigkeiten, die auftreten können. Bei dieser Systemart sind die Schwankungen der Linienhelligkeit geringer. Da aber die Linienlängen und die Winkel innerhalb eines großen Bereichs schwanken und sich ändern können, ergeben sich noch beträchtliche Intensitätsschwankungen.

309851/0965

2329U6

Die Erfindung soll daher eine mit konstanter Geschwindigkeit arbeitende Anzeigeeinrichtung schaffen, welche einem mit einer tatsächlich konstanten Geschwindigkeit arbeitenden System mehr angenähert ist. Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Anzeigeeinrichtung geschaffen werden, welche einen Vektor auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre ohne nennenswerte IntensitätsSchwankungen zeichnet.

Gemäß der Erfindung speichert ein Anzeigesystem Ablenkungsdaten für die X- und Y-Achsen als einzelne Binärzahlen. Das System schiebt beide Zahlen nach links, bis eine "Eins" an einer der höchstwertigen Bildstellen erscheint. Wenn die größere Ablenkung der X-Achse zugeordnet ist, dann ist die X-Achse die "Hauptachse" der Anzeige. Die geschobene, der Hauptachse zugeordnete Binärzahl stellt die Steigung einer Rampen- oder Sägezahnspannung ein. Diese Rampen- oder Sägezahnspannung erregt parallel zwei Dlgital-Analogumsetzer. Jede geschobene Binärzahl ist ein zweiter Eingang an einem Umsetzer. Jeder Umsetzer erzeugt einen Ausgang, welcher eine Funktion des Produkts der Rampen- oder Sägezahnspannung und der geschobenen Binärzahl ist. Änderungen in der Steigung der Rampenspannung und der Werte, die in dem.der Hauptachse zugeordneten Umsetzer geschoben sind, sind ersetzt, so daß das Ausgangssignal der Schaltung immer dieselbe Steigung hat und die Linie mit einer konstanten Geschwindigkeitskomponente in der Hauptachse unabhängig von ihrer Länge gezeichnet wird.

Wie unten gezeigt, stellt der Schiebevorgang sicher, daß die maximale Geschwindigkeitsänderung entlang der Hauptachse nicht ein Verhältnis von 2 : 1 übersteigen kann. Dies wiederum ermöglicht die Verwendung eines üblichen Rampen- oder Sägezahngenerators, der einen schmalen Bereich von Rampen- oder Sägezahnsteigungen

309851/0965

2329U6

für die anderen Umsetzereingänge erzeugt, um die Bildbzw. Leuchtspurgeschwindigkeit zu vermindern. Der sich ergebende Geschwindigkeitsbereich ist etwa 1,4 : 1, so daß sich keine nennenswerten Helligkeitsänderungen für Linien mit unterschiedlicher Länge ergeben.

Die Erfindung schafft also ein System zum Darstellen von Geraden mit veränderlicher Länge und unterschiedlichem Winkel auf einer Kathodenstrahlröhre, wobei die Strahlablenkungsgeschwindigkeit unabhängig von der Linienlänge oder dem Winkel im wesentlichen konstant ist. Jede Linie wird durch ihren Ausgangspunkt und die Ablenkungskomponenten /\X und ^Y entlang der Achen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem bestimmt. Hierbei kennzeichnen zwei Binärzahlen die Ablenkungskomponenten. Beide Binärzahlen werden nach links in den entsprechenden /\X- und ^\Y-Registern geschoben, bis eine "Eins" in einer der Zahlen, die am weitesten links liegende Stufe in dem Register erreicht. Diese Zahl entspricht dann einer Ablenkungskomponente entlang der "Hauptachse", d. h. der Achse mit der größeren Ablenkung. Die X und Y multiplizierenden Digital-Analogumsetzer erhalten eine gemeinsame Rampen- oder Sägezahnspannung und die entsprechenden geschobenen Zahlen. Nachdem die größere Zahl geschoben ist, steuert sie die Rampen- oder Sägezahnspannungssteigung, so daß ein Ausgangssignal von dem multiplizierenden, der Hauptachse zugeordneten Digital-Analog-Umsetzer eine konstante Steigung hat, wenn irgendeine Linienlänge gezeichnet wird. Infolgedessen werden alle Linien mit derselben konstanten Geschwindigkeitskomponente entlang der Hauptachse gezeichnet .

Nachfolgend werden weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeisoielen

309851/0965

2329U6

unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Anzeigesystems gemäß der Erfindung;

Figur 2 ein detailliertes, schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Anzeigesystems gemäß der Erfindung; und

Figur 3 eine tabellarische Übersicht, in welcher eine charakteristische Folge von Vorgängen in einem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anzeigesystem wiedergegeben ist.

Die Erfindung kann bei Anzeigesystemen mit haltenden bzw. speichernden oder nicht haltenden bzw. nicht speichernden Bild- oder Anzeigeflächen verwendet werden. Beispiele für speichernde Anzeigeflächen sind X-Y-Kurvenschreiber und Kathodenstrahlröhren mit speichernden Schirmen, übliche Kathodenstrahlröhren gehören zu der zweiten Kategorie und müssen daher durch ständiges Nachzeichnen einer vorgegebenen Anzeige oder Darstellung auf dem Schirm mit einer Frequenz, welche eine ständige Anzeige schafft, "erneuert bzw. aufgefrischt" werden. Obwohl im folgenden nur der Vorgang des einmaligen Zeichnens einer Linie beschrieben ist, ist die Erfindung sowohl für speichernde als auch für nichtspeichernde Anzeigeeinrichtungen sowie bei Systemen anwendbar, mit welchen Kurven aus einer Reihe von geradlinigen Segmenten gezeichnet werden. In Figur 1 erhält ein Anzeigesystem 10 gemäß der Erfindung vier Datenworte von einer Dateneinrichtung 11. Zwei Datenworte sind Binärzahlen, die die X- und Y-koordinaten des einen Endes einer zu zeichnenden Linie darstellen.

309851/0965

Die anderen beiden Datenworte stellen die Ablenkungen entlang der X- und Y-Achsen dar, die zum Aufzeichnen der Linie erforderlich sind.

In dem Anzeigesystem 10 erhält eine Anzeigeeinrichtung mit einer Kathodenstrahlröhre Signale von einem Signalgenerator 13. Zwei dieser Signale sind Analogsignale (die später als "X"-Signal und "Y'-Signal bezeichnet werden), welche jeweils X- und Y-Ablenkschaltungen der Anzeigeeinrichtung 12 erregen. '

Das andere ist ein Abtast- oder ein "Z"-Signal. Das ι ^:iZ"-Signal steuert oder steuert nicht einen Strahl in einer Kathodenstrahlröhre oder hebt oder senkt das Markierungselement in einem X-Y-Kurvenzeichner, von dem bzw. auf das Papier. Andere Signale für die Anzeigeeinrichtung 12 sind zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich.

In Figur 1 steuert ein Taktgeber 14 den Betrieb des Anzeigesystems 10. Eine Schaltung 15 für die Ablenkdaten speichert Binärzahlen, welche den Ablenkungen entlang der X- und Y-Achsen zugeordnet sind, und weist eine Schaltung auf, um zu bestimmen, welche von den beiden binären Ablenkzahlen größer ist und um beide gleichzeitig nach links zu schieben. Die größere Zahl ist einer "Hauptachse" zugeordnet, und durch das Schieben wird hauptsächlich die Darstellung der Komponente der Linie entlang der Achse normiert. Danach werden die geschobenen oder normierten Binärzahlen in den Signalgenerator 13 eingegeben. Zusätzlich stellt die geschobene Binärzahl, welche die Hauptachse bestimmt, den Ausgang einer Rampen oder Sägezahnsteuereinrichtung 16 ein. Diese Rampen- oder Sägezahnsteuereinrichtung stellt ihrerseits wieder die Steigung eines Rampen- oder Sägezahnsignals für einen Rampen- oder

309851/0965

Sägezahngenerator 17 ein (im folgenden wird nur noch von Rampensignal, Rampengenerator, Rampensteuereinricfafcung usw. gesprochen).

Der Signalgenerator 13 multipliziert im wesentlichen das Rampensignal, und jede normierte Binärzahl, um X- und Y-Ablenkungssignale zu erzeugen. Dementsprechend ist die der Hauptachse zugeordnete Steigung des Signals immer dieselbe und hängt nicht von der Linienlänge entlang der Hauptachse ab. Die Geschwindigkeitskomponente entlang der Hauptachse ist daher ebenfalls immer dieselbe für alle Linien, die aufgezeichnet werden. Dar^ über hinaus ist die Steigung der kleineren oder Nebenachse proportional der Nebenachsenablenkung, welche zum Aufzeichnen einer Geraden erforderlich ist.

Das System steuert den Abschluß der Linie, indem es die absolute Größe der Hauptachsenablenkung in einer Schaltung 20 für die maximale Ablenkung speichert. Diese Schaltung erzeugt ein konstantes Analogsignal, welches einen Eingang an einem Vergleicher 21 darstellt. Der andere Eingang des Vergleichers ist der Hauptachsenausgang von dem Signalgenerator 13. Wenn diese beiden Signale gleich sind, schaltet der Vergleicher 21 den Rampengenerator 17 ab und beendet auf diese Weise das Aufzeichnen der Linie. SchlieBlich erhält die Anzeigeeinrichtung 12 von dem Signalgenerator 13 die X- und Y-Signale.

Wie zu ersehen ist, bildet das System keine echte Konstante, da die Geschwindigkeit (V.) entlang einer Linie eine zunehmende Funktion der Geschwindigkeit (V-) entlang der Hauptachse und des Winkels (0) zwischen der Linie und der Hauptachse ist; die Beziehung kann wiedergegeben werden durch V₁ « V₂/cos (0). Der Winkel 0 bezüglich der Hauptachse kann aber 45° nicht

309851/0965

2329U6

überschreiten. Der Geschwindigkeitsbereich reicht daher von V- bis 1,41 V₂. Wenn die Geschwindigkeit auf diesen Schwankungs- oder Änderungsbereich begrenzt ist, ergeben sich im allgemeinen keine nennenswerten Helligkeitsänderungen .

Anhand von Figur 2 wird gezeigt, wie die Erfindung bei einem System mit einer Kathodenstrahlröhre (CRT) angewendet weren kann. Die Kathodenstrahlröhre 30 weist Schaltungen mit X- und Y-Ablenkspulen 31 bzw. 32 auf. Ein Anschluß 33 stellt die der Austast- oder "Z"-Achsensteuerung zugeordnete Schaltuna dar. In den folgenden Ausführungen wird nicht nMher auf irgendwelche zeitlichen Verzögerungen in einem elektromagnetischen Anzeigesystem eingegangen. Wenn derartige Verzögerungen vorhanden sind, dann müssen bestimmte Taktsteueränderungen vorgenommen werden; dies aber ist jedem Fachmann geläufig. Derartige Verzögerungen brauchen in anderen Anzeigeeinrichtungen nicht einmal vorhanden zu sein.

Wenn die Dateneinrichtung 11 die /\X- und /^Y-Ablenkdaten als Binärzahlen überträgt, werden diese Daten an einem Addierer 34 und an /S&- und /\Y-Schieberegistern 35 und 36, gesteuert von Impulsen des Taktgebers 14, erhalten. Der Taktgeber 14 (Figur 1) erzeugt einen Impuls (Darstellung A in Figur 3), um die größere Ablenkkomponente über ein Steigungsglied 44 an ein /N^DAC-Register 62 (Figur 2) zu übertragen, was später noch erläutert wird. Wie der Darstellung B (Figur 2) zu entnehmen ist, erzeugt der Zeitgeber 14 dann ein Start- oder Auslösesignal, so daß ein Schiebetaktgeber 37 beginnt, mit Impulsen ein UND-Glied 40 (Darstellung C in Figur 3) zu steuern. Jeder Impuls verschiebt die Inhalte in den £\X- und ^Y-Schieberegistern 35

309851/0965

und 36 gleichzeitig um eine Stelle nach links.

Eine Leitung 35a ist an die höchstwertige (am weitesten links liegende) Bit Stelle in dem /\X-Schiebregister 35 angeschaltet, während eine Hauptleitung 35b an die übrigen Stellen angeschaltet'ist. Normalerweise ist die Leitung 35a ein Teil der Hauptleitung 35b. Entsprechend sind eine Leitung 36a und eine Hauptleitung 36b an eine entsprechende Stelle in dem /^Y-Schieberegister 36 angeschlossen. Wenn eine "Eins" an einer der beiden höchstwertigen Bit Stellen auftritt, steigt der Signalpegel auf der Leitung 35a oder 36a sprungartig an, wie der Darstellung D zu entnehmen ist, so daß ein NOR-Glied 41 als Glied 40 (Darstellung B) abschaltet. Dieses schaltet dann den Schiebetaktgeber 37 ab.

Das Auftreten einer "Eins" an einer höchstwertigen Bitstelle hat auch zur Folge, daß der Taktgeber 14 (Figur 1) mit einer Zeitverzögerung beginnt, wie in der Darstellung E in Figur 3 gezeigt ist, damit sich die Daten absetzen, bevor sie verwendet werden. In einigen Schaltungen kann diese Verzögerung auch entfallen. Die Inhalte der Register 35 und 36 können an dieser Stelle als "normierte Ablenkungen" bezeichnet werden.

Während dieses Intervalls, während dem die Verzögerung weitergeht, haben einige Vorgänge stattgefunden. Insbesondere hat der Vergleicher 42 bestimmt, welches Schieberegister die größere Ablenkzahl enthielt, und hat sie dann in das ^DAC-Register 62 geschoben. Ebenso hat es die übertragung der größeren Binärzahl gesteuert, nachdem sie in einen Digital-Analog-Umsetzer 4 3 geschoben ist (im folgenden auch als Steigungs-Digital-Analog-Umsetzer 43 bezeichnet).

309851/0965

Der Digital-Analog-Umsetzer 43 erzeugt eine analoge Ausgangsspannung, welche sich umgekehrt wie die Größe der an seinem Eingang angelegten Binärzahl ändert; d.h. wenn alle "Einsen" dem Digital-Analog-Umsetzer 43 zugeführt werden, liegt das Ausgangssignal auf einem Minimalwert, während bei Anliegen aller "Nullen" ein maximales Ausgangssignal erzeugt wird. Offensichtlich ist aber mit einer Ausnahme, bei welcher beide Ablenkungen Null sind, das höchstwertige Bit im dem Digital-Analog-Umsetzer 43 immer eine "Eins". Infolgedessen reicht der Ausgang des Steigungs-Analog-Digital-Umsetzers von einem minimalen bis zu einem Zwischenwert (im allgemeinen das Doppelte des Minimalwerts), wie in der Darstellung F gezeigt ist.

Während irgendeiner Operation ist die Binärzahl konstant, so daß auch die analoge Ausgangsspannung konstant ist. Die Spannung wird mittels einer Integratorschaltung integriert, welche einen Rückkopplungskondensator 45, einen Eingangswiderstand 46, einen Steuerschalter 47 und einen Verstärker 48 aufweist. Die Integratorschaltung erzeugt dann ein lineares Rampensignal, dessen Steigung proportional dem Ausgangssignal des Steigungs-Digital-Analog-Umsetzers 43 ist. Insbesondere wenn der Umsetzer 43 eine minimale Ausgangsspannung erzeugt, weist die Rampenlinie eine Grundsteigung bezüglich der Zeitgeraden auf (die gestrichelte Linie in der Darstellung F). Da die Binärzahl, welche den Umsetzer 43 steuert, abnimmt, nimmt die analoge Ausgangsspannung und damit auch die Rampensteigung zu. Wenn ein Verhältnis von 2 : 1 in dem Ausgangsspannungsbereich des Umsetzers vorliegt, dann erzeugt die Integratorschaltung eine Rampenspannung, deren Steigung zwischen der Grundsteigung und der zweifachen Grundsteigung liegt.

Das Rampensignal dient als Analog- oder Bezugseingang

309851/0965

für einen multiplizierenden, der X-Achse zugeordneten Digital-Analog-Umsetzer 50 (im folgenden als Umsetzer X MDAC 50 bezeichnet) und für einen weiteren der Y-Achse zugeordneten, multiplizierenden Digital-Analog-Umsetzer (im folgenden als Umsetzer Y MDAC 51 bezeichnet)

Ein multiplizierender Digital-Analog-Umsetzer ist eine digital einstellbare, in der Verstärkung veränderliche Folgeeinrichtung mit einem Ausgang, der gleich einem mit dem Wert eines digitalen Eingangs multiplizierten, analogen Eingangssignal ist. In diesem speziellen Anwendungsfall sind die digitalen Eingänge die normierten Ablenkungen in den entsprechenden Registern 35 und 36; der analoge Eingang ist das Rampensignal.

Dementsprechend ist der Ausgang jedes multiplizierenden Digital-Analog-Umsetzers eine Rampenspannung, deren Steigung das Produkt des digitalen Eingangs an dem jeweiligen Umsetzer und der Steigung des Rampenausgangs des Integratorverstärkers 48 ist. Darüber hinaus sind die Digitalen Eingänge an den jeweiligen Umsetzern (MDAC) proportional den X- und Y-Ablenkungen (^X und, A.Y)ι da bei der Verschiebung in den Registern 35 und 36 nur die Inhalte dieser Register mit demselben Faktor multipliziert werden. Die Steigungen der Ausgänge der Umsetzer MDAC 50 und 51 stehen daher durch das Verhältnis £\JL/£^t miteinander in Beziehung. Diese Ausgänge sind die X- und Y-Ablenkspannungen, und ihre Steigungen steuern infolgedessen die X- und Y-Geschwindigkeitskoraponente des Elektronenstrahls in der Kathodenstrahlröhre 30. Die Geschwindigkeitskomponenten sind daher auch dem Verhältnis Δ»^χ/ΔΧ proportional.

Die normierte Hauptachsenablenkung kann so klein wie 10OO und so groß wie 1111 sein, also etwa in einem

309851/0965

2329U6

Bereich von 2 : 1 liegen. Bei einer konstanten Steigung der an die Umsetzer MDAC 50 und 51 angelegten Rampenspannung würde dies einen Bereich von 2 : 1 in der Hauptachsenkomponente der Aufzeichnungsgeschwindigkeit ergeben. Die Rampensteigungssteuerung durch den Steigungs-Digital-Analog-Umsetzer 43 schafft, wie oben beschrieben, einen Versetzungsbereich von 2 : 1 der Rampensteigungen; die Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Hauptachse ist daher konstant, d.h. unabhängig von der Linienlänge. Die Aufzeichnunsgeschwindigkeit der kleineren oder Nebenachse kann sich daher von null bis zu einem Wert ändern, der gleich der Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Hauptachse ist; folglich kann sich die Gesamtgeschwindigkeit in einem Bereich von 1,41 : 1 ändern. Dies genügt dann der Anforderung nach einer offensichtlich konstanten Aufzeichnungsintensität.

Die Ausgänge des Umsetzers XDAC 55 und des Umsetzers X MDAC 50 werden in einer Summierschaltung 5 7 summiert, welche ein Analogsignal für eine X-Ablenkschaltung 31 erzeugt. Um zu steuern, ob eine Linie von rechts nach links oder von links nach rechts gezeichnet wird, kann der Umsetzer X MDAC 50 entweder einen positiven (+) oder einen negativen (-) Eingang der Summierschaltung erregen. Ein Schalter 58 spricht auf ein positives Signal an, so daß die Summierschaltung 5 7 die zwei analogen Signale addiert; wenn ein negatives Signal anliegt, subtrahiert die Summierschaltung 57 dann die Signale. In dem ersten Fall bewegt sich die Linie nach rechts, und in dem zweiten Fall nach links. Eine ähnliche Schalteinrichtung 60 koppelt den Ausgang des Umsetzers Y MDAC 51 an eine Summierschaltung 61 an, welche ebenfalls den Ausgang des Umsetzers Y DAC 56 erhält, um die Ablenkschaltung 32 für die X-Achse zu erregen. Ein positives Signal bewirkt, daß sich

309851/0965

2329U6

der Strahl während der Aufzeichnung nach oben bewegt, während ein negatives Signal bewirkt, daß er sich nach unten bewegt.

Das Steigungsglied 44 löst den Digital-Analog-Umsetzer aus (einen ^DAC-Umsetzer) um vor der Verschiebung die Hauptachsenablenkung von der Dateneinrichtung 11 zu erhalten. Das sich ergebende Analogsignal ist ein Eingangssignal eineis Vergleichers 63; dieser stellt die Ablenkgrenzen entlang der Hauptachse dar. Das andere Eingangssignal an dem Vergleicher 6 3 kommt über einen Schalter 64, der von dem Vergleicher 42 gesteuert wird, welcher den Ausgang des Hauptachsenumsetzers (MDAC 5O oder 51) an den Vergleicher 63 ankoppelt. Da der Ausgang von dem Hauptachsenumsetzer MDAC die augenblickliche Ablenkung entlang der Hauptachse darstellt, zeigt der Vergleicher 63 an, wann der Strahl das Ende der Hauptachsenablenkung erreicht; dies wiederum stimmt mit dem Abschluß bzw. der Fertigstellung der zu zeichnenden Linie überein.

Wenn der Taktgeber 14 (Figur 1) das Verzögerungsintervall (Darstellung E in Figur 3) beendet, wird der Schalter 47 geöffnet, und der Integratorverstärker 48 beginnt den Rampenausgang (Darstellung F) zu erzeugen, dessen Steigungen in dem Bereich zwischen den dargestellten ausgezogenen und gestrichelten Linien liegen. Ein Signal von dem Vergleicher 63 an dem Z-Achsen-Anschluß 33 schaltet dann den Strahl der Kathodenstrahlröhre an, wie in der Darstellung G wiedergegeben ist.

Die Darstellung H zeigt den Ausgang des Hauptachsenumsetzers MDAC. Sie weist ungeachtet der Steigung des

Signals von dem Verstärker 48 (Darstellung F) eine konstante Steigung auf. Wie in der Darstellung I gezeigt,

309851/0965

hängt der Strom in der Ablenkschaltung für die Hauptachse von dem Ausgangspunkt in dem Umsetzer XDAC 55 oder dem Umsetzer Y DAC 56 ab. Der entsprechende Summierverstärker 57 oder 61 erzeugt dann ein Signal für die Ablenkspulen, wobei aber keine Anzeige zustandekommt, da die Spannung an dem Anschluß 33 den Strahl sperrt. Sobald der Schalter 47 geöffnet wird, wobei gleichzeitig die Spannung an dem Anschluß 3 3 den Strahl freigibt, beginnt der Ausgang an den Hauptachsen-Umsetzer MDAC linear von null an zu steigen.

Dieser Vorgang dauert an, und der Strahl zeichnet eine Gerade. Wenn der Hauptachsenumsetzer MDAC 50 oder 51 ein Ausgangssignal erzeugt (Darstellung H), welches einen Wert erreicht, der dem Ausgang von dem Umsetzer ^\DAC 62 entspricht (und durch gestrichelte Linien in der Darstellung H wiedergegeben ist), beendet der Taktgeber alle Operationen. Insbesondere schaltet der Taktgeber den Strahl ab, entregt den Vergleicher 63 und schließt den Schalter 47.

Der Taktgeber 14 (Figur 1) erzeugt auch einen auf den neuesten Stand gebrachten Impuls (Darstellung J), welcher die Ausgänge der X- und Y-Stellenregister 65 bzw. 66 an das X-Register 53 und das Y-Register 54 ankoppelt. Die X- und die Y-Register 53 und 54 enthalten daher Daten, welche digital auf den neuesten Stand gebracht sind und daher nicht irgendwelchen Signalverschiebungen ausgesetzt sind, die während einer längeren Periode vorkommen können, wenn die Stelle analog gespeichert war, beispielsweise durch Laden eines Kondensators. Diese auf den neuesten Stand gebrachten Daten können dann den Anfangspunkt der nächsten zu zeichnenden Linie darstellen, und, wie in der Darstellung I gezeigt, nimmt der Strom an den Ablenkschaltungen 31 und 32 den neuen Pegel ein. Das System ist dann bereit, die

309851/0965

2329U6

nächste Linie zu zeichnen. Selbstverständlich können verschiedene Abwandlungen und Modifikationen an der vorbeschriebenen Schaltung vorgenommen werden. Beispielsweise können verschiedene Verfahren zum Vergleichen der Binärzahlen, um die Hauptachse zu bestimmen, oder zum Steuern der Ablenkung entlang der X- und der Y-Achsen anstelle der vorbeschriebenen Schaltungen verwendet werden, mit welchen einige, wenn nicht überhaupt alle Vorteile gemäß der Erfindung erzielbar sind. Der obigen Beschreibung ist daher auch zu entnehmen, daß der ganze Wert der größeren geschobenen Binärzahl zum Steuern des Steigungs-Digital-Analog-Umsetzers 43 verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß eine annehmbare Genauigkeit erhalten werden kann, wenn nur die drei oder vier höchstwertigen Ziffernstellen von den £\X- oder /^Y-Schieberegister 35 und 36 verwendet werden.

309851/0965

Claims

Patentansprüche

Einrichtung zum Darstellen und Zeichnen einer Linie in einem rechtwinkligen Koordinatensystem durch Ablenken eines Bildpunktes aus einer Ausgangslage, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einrichtung zum Steuern der Punktablenkung entlang der Linie folgende Einrichtungen vorgesehen sind:

eine Einrichtung zum Steuern der die Ausgangslage der Linie anzeigenden Signale;

eine Einrichtung zum Speichern einer Digitaldarstellung der Ablenkungskomponente aus der Ausgangslage entlang der zueinander senkrechten Achsen;

einen Rampengenerator (17) veränderlicher Steigung;

eine Vergleichseinrichtung (21; 42) zum Bestimmen der größeren Digitaldarstellung;

eine Einrichtung, welche mit der Vergleichseinrichtung und der Speichereinrichtung zum Normieren der beiden Digitaldarstellungen bezüglich der größeren Digitaldarstellung verbunden sind;

eine Einrichtung, welche mit der Normiereinrichtung (35, 36) und dem Generator (17) zum Steuern der Steigung des Rampengenerators entsprechend der größeren normierten Darstellung verbunden ist;

309851/0965

eine Einrichtung (50, 51) zum Verknüpfen der jeweiligen normierten Digitaldarstellungen mit dem Ausgang des Rampengenerators (17) , um Ablenksignale zu erzeugen; und

eine auf die Ablenksignale ansprechende Einrichtung (31, 32) zum Ablenken des Punktes, wobei die Geschwindigkeitskomponente entlang der Achse mit der größeren Ablenkungskomponente im wesentlichen gleichmäßig ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rampengenerator (17) eine auf eine Eingangsgleichspannung ansprechende Integratorschaltung (45 bis 48) zum Erzeugen eines linearen Ausgangssignals mit einer von der Größe in der Eingangsgleichspannung abhängenden Steigung aufweist, und

daß die die Steigungssteuereinrichtung (16) einen Digital-Analogumsetzer und eine Einrichtung aufweist, um die größere normierte Darstellung an den Digital-Analogumsetzer anzulegen, wobei das analoge Ausgangssignal des Umsetzers die Integratorschaltung (45 bis 48) erregt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Normiereinrichtung erste und zweite Schieberegister (35, 36) für digitale Ablenksignale für die erste bzw. zweite Achse, eine Einrichtung (37, 40, 41) zum Verschieben der Daten in jedem Schieberegister auf eine höchstwertige Bittstelle hin und eine auf eine "1" in der höchstwertigen Bittstelle ansprechende Einrichtung zum Sperren der Schiebeeinrichtungen aufweist.

309851/0965
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinrichtung erste und zweite, den ersten und zweiten zueinander senkrechten Achsen zugeordnete, multiplizierende Digital-Analog-Umsetzer (50,51) aufweist, die jeweils einen ersten Eingang für Digitaldaten und einen zweiten Eingang haben, der mittels des Rampengenerators (45 bis 48) erregt wird, und daß eine auf eine Beendigung eines Schiebevorgangs ansprechende Einrichtung zum Übertragen der normierten Inhalte der Schieberegister in die entsprechenden multiplizierenden Digital-Analog-Umsetzer (50, 51) vorgesehen ist, wobei nach dem Auslösen des Rampengenerators (45 bis 48) die multiplizierenden Digital-Analogumsetzer (50, 51) jeweils ein analoges Ausgangssignal erzeugen.
5. Anzeigeeinrichtung mit einer Kathoden-Strahlröhre, mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, um einen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem festgelegten Punkt auf einer Kathodenstrahlröhre zu beleuchten, mit Ablenkeinrichtungen für die X- und die Y-Achse zum Positionieren des Strahles, mit einer Austastschaltung zum An- und Abschalten des Strahls und mit einer Einrichtung zum Steuern der Ablenkung des Strahls zum Zeichnen einer Linie entsprechend digitalen Daten, welche die Koordinaten einer Ausgangslage der Linie von dieser Ausgangslage aus und die Ablenkungen der Linie entlang der X- und Y-Achsen bestimmen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zum Erzeugen von ersten bzw. zweiten Analogsignalen zum Anzeigen der Ausgangslage des Strahls;

erste und zweite Einrichtungen zum Speichern der Ahlenkungen entlang der X- und der Y-Achse als binäre Ablenkzahlen;

309 8 5 1/0965

eine Vergleichseinrichtung, welche mit der Speichereinrichtung verbunden ist, um die größere Ablenkzahl zu bestimmen;

erste und zweite Einrichtungen zum gleichzeitigen Verschieben der die X- und Y-Ablenkung darstellenden Zahlen, um sie bezüglich der größeren binären Ablenkzahl zu normieren;

einen Digital-Analogumsetzer (43), welcher auf die normierten Inhalte des ersten oder zweiten, die größere Binarzahl enthaltenden Schieberegisters anspricht, und welcher ein Analogsignal erzeugt;

einen gesteuerten Rampengenerator (45 bis 48) mit Eingangseinrichtungen, welche mit dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers verbunden sind, so daß der Rampengenerator ein lineares Signal mit einer Steigung erzeugt, welche sich zwischen einem Normal- und einem zweifachen Normalwert ändert;

erste und zweite multiplizierende Digital-Analogumsetzer (50, 51), deren Eingänge jeweils mit dem Ausgang des gesteuerten Rampengenerators (45 bis 48) verbunden ist, und welche jeweils digitale Eingabeeinrichtungen für die normierten Ausgänge von den ersten bzw. zweiten Schieberegistern aufweisen, wobei die Umsetzer ein Analogsignal erzeugen, welches das Produkt des Rampensignals und des entsprechenden digitalen Eingangssignals darstellt;

erste und zweite Einrichtungen (57, 61) zum Summieren der die Ausgangsstellen darstellenden X- und, Y-Analogsignale und der ensprechenden Ausgänge von den ersten und zweiten multiplizierenden Digital-Analogumsetzern (50,51);

eine Taktsteuereinrichtung zum Ansteuern des Rampengenerators, um die Ablenkung des Strahls einzuleiten und die Austastschaltung auszulösen, wodurch der Strahl angeschaltet wird;

309851/0965

2329U6

eine Bezugseinrichtung zum Erzeugen einer Analogsignaldarstellung der größeren digitalen Ablenkzahl; und eine Einrichtung zum Vergleichen der Ausgangssignale des der größeren Ablenkzahl zugeordneten Digital-Analogunsetzers und des Ausgangs der Bezugseinrichtung, um den gesteuerten Rampengenerator zurückzustellen und den Strahl bei Übereinstimmung der beiden Signale abzuschalten.

30985 1/0965

Leerseite