DE2605468C2

DE2605468C2 - Schaltungsanordnung zur Abbildung von Spannungs-Zeit-Kennlinien mittels eines nach dem Zeilenrasterverfahren arbeitenden Sichtgeräts

Info

Publication number: DE2605468C2
Application number: DE19762605468
Authority: DE
Inventors: Bernhard 7980 Ravensburg Miller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-12
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE2605468A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Abbildung von Spannungs-Zeit-Kennlinien mittels eines nach dem Zeilenrasterverfahren arbeitenden Sichtgeräts, wobei eine Gruppe von mehreren im gleichen Takt angesteuerten Schieberegistern vorgesehen ist, deren Aus- und Eingänge jeweils miteinander verbindbar sind und welche die Zeilennummer einzelner Bildpunkte in kodierter Form enthalten, wobei dieser gesamte Schieberegisterinhalt während einer Zeilenperiode des Sichtgeräts einmal umläuft, und ferner ein mit Zeilenfrequenz angesteuerter, dem Kode der Schieberegister entsprechender Zähler dieser Schieberegistergruppe unter Zwischenschaltung eines Vergleichers gegenübergestellt ist, wobei der Schreibstrahl in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Vergleichers hellgetastet wird.

Mit einer in der deutschen Auslegeschrifl 21 49 636 beschriebenen Schaltungsanordnung dieser Art ist es zum Beispiel möglich, den Bildschirm eines handelsüblichen Fernsehempfängers zu verwenden, wobei die zusätzlichen Schaltungselemente in einem Vorsatzgerät enthalten sein können. Prinzipiell wird dabei die darzustellende Kennlinie nach dem vorliegenden Zeilenraster in einzelne Bildpunkte aufgelöst, diese Bildpunkte werden in den Schieberegistern gespeichert und dann wird das gespeicherte Bild Zeile für Zeile wiedergegeben. Die Kennlinie ist auf dem Bildschirm so orientiert, daß ihre Ordinate in Spalten- und ihre Abszisse in Zeilenrichtung verläuft.

Ein Merkmai des bekannten Verfahrens zur Auflösung des darzustellenden Bildes in einzelne Punkte und zur Wiedergabe der gespeicherten Punkte ist, daß jeder Spalte des Bildrasters jeweils nur ein Bildpunkt zugeordnet werden kann. Das Bild besieht also insgesamt nur aus so viel Punkten, als hintereinander auch auf einer Zeile angeordnet werden könnten. Steile Ranken der Kennlinie sind daher kaum sichtbar, denn die Erfindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildpunkten ist hier wesentlich größer als im Bereich der Kuppen oder Spitzen der Kennlinien.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und auf dem Bildschirm auch sehr steile und sogar vertikale Flanken der abzubildenden Spannungs-Zeit-Kennlinie gut sichtbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit der Schieberegistergruppe synchron getaktetes weiteres Schieberegister vorgesehen ist, dessen Ausgang über ein ODER-Glied zu seinem Eingang zurückgeführt ist, daß der Ausgang des Vergleichers an einem weiteren Eingang dieses ODER-Gliedes liegt, daß von der Anfangs- und Endflanke jeder am Ausgang dieses weiteren Schieberegisters auftretenden zusammenhängenden Impulskette ein zusätzlicher Impuls zur Helltastung des Schreibstrahls gewonnen und das weitere Schieberegister nach jedem Bild gelöscht wird.

Dieses weitere Schieberegister wiederholt in jeder Zeile die Impulse aller in den vorhergehenden Zeilen geschriebenen Bildpunkte und füllt sich infolge der bei den weiteren Zeilen hinzukommenden Impulse immer weiter an, bis es am Ende der Bildperiode ganz gefüllt ist. Kommen im Bereich steiler Flanken von dem in der Schieberegistergruppe gespeicherten Bild keine weiteren Bildpunkte hinzu, so werden statt dessen der erste und letzte der Wiederholungsimpulse als zusätzliche Helltastimpulse verwendet, welche die Impulslücken an den steilen Flanken füllen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile eines Fernsehempfänger-Vorsatzes zur Abbildung von Spannungs-Zeit-Kennünien und

F i g. 2 einen schematischen Bildausschnitt.
Eine a!s ein Block dargestellte Schieberegistergruppe 1 hat acht Eingänge und acht Ausgänge, wobei jeder Ausgang mit dem zugehörigen Eingang über einen MuI-tiplexer 2 verbunden ist. Der Multiplexer 2 ist ein achtpoliger elektronischer Umschalter, der es ermöglicht, wahlweise die zurückgeführten Ausgänge oder acht Ausgänge einer Aufnahmestufe 3 mit den Eingängen der Schieberegistergruppe 1 zu verbinden.
Die Schieberegistergruppe 1 hat eine Kapazität von 256 Binärwörtern. Sie erhält ihre Taktimpulse von einem 4 MHz-Taktgeber 4, dessen Frequenz mittels eines Frequenzumsetzers 5 im Verhältnis 256 :1 herabgesetzt und einem Zeilenzähler 6 zugeführt wird. Hierbei handelt es sich um einen achtstelligen Binärzähler, dessen Ausgänge mittels eines Vergleichers 7 mit den Ausgängen der Schieberegistergruppe 1 verglichen werden können. Die herabgeteilte Frequenz wird weiter zur Zeilensynchronisation des Fernsehempfängers 8 einer Mischstufe 9 zugeleitet und gelangt von dieser über ein VHF-Teil 10 an die Antennenbuchse 11 des Fernsehempfängers.

Weitere Schaltungsteile sind zur Flankenaufhellung des Schirmbildes vorgesehen. F i g. 1 zeigt ein weiteres b") Schieberegister 12, das ebenfalls eine Kapazität von 256 Bit hat und am selben Taktgeber 4 wie die Schieberegistergruppe 1 angeschlossen ist. Der Ausgang dieses weiteren Schieberegisters 12 ist über ein ODER-Glied 13

sowie ein Tor 14 zum Eingang zurückgeführt Der zweite Eingang des ODER-Gliedes 13 ist mit dem Vergleic.<er 7 verbunden. Das Tor 14 dient zur Löschung des Schieberegisters 12 nach jedem geschriebenen Bild.

Vom Ausgang des Schieberegisters 12 führen weitere Leitungen zu den Eingängen zweier Monoflops 15 und 16, von denen das eine auf ansteigende und das andere auf abfallende Impulsflanken anspricht Diese Monoflops 15,16 haben eine Rückstellzeit von etwa 120 Nanosekunden und geben Impulse ab, deren Dauer größenordnungsmäßig den Ausgangsimpulsen des Vergleichers 7 entspricht Die Ausgangsimpulse des Vergleichers 7 sowie die Ausgangsimpulse der beiden Monofiops 15,16 gehen an die Eingänge eines ODER-Gliedes 17 und von dort zu dem Helltast-Eingang der Mischstufe 9.

Die gezeigte Anordnung wirkt wie folgt: Zunächst wird der Multiplexer 2 in die Stellung »Aufnahme« gebracht so daß die Aufnahmestufe 3 mit der Schieberegistergruppe 1 verbunden ist Beispielsweise sei angenommen, daß eine Wechselspannungskennlinie abgebildet werden solL Es werden nun über mehrere Perioden hinweg von jeder Periode ein »Bildpunkt« aufgenommen. Dies geschieht in der Weise, daß die Spannung in dem betreffenden Aufnahmemoment mittels einer Vergleichsschaltung erfaßt und über einen Analog-Digital-Wandler als Binärwort in der Schieberegistergruppe 1 abgespeichert wird. Die Aufnahmemomente innerhalb der einzelnen Wechselspannungsperioden sind um etwa 250 Nanosekunden gegeneinander verschoben. Es kön nen entsprechend der Kapazität der Schieberegistergruppe bis zu 256 Einzelaufnahmen gemacht werden. Der Abbildungsmaßstab der Wechselspannungsamplitude muß entsprechend der größtmöglichen Binärzahl, hier 256, gewählt werden.

Nach der Aufnahme wird der Multiplexer 2 auf »Wiedergabe« umgeschaltet, so daß der Inhalt der Schieberegistergruppe 1 umläuft.

Sobald der bislang noch dunkelgetastete Schreibstrahl des Fernsehempfängers an den Anfang der ersten Zeile des hier zu betrachtenden Schirmbildes gelangt, erhält der Zeilenzähler 6 seinen ersten Impuls. Die Binärwörter in der Schieberegistergruppe 1, welche jeweils die Höhe eines Bildpunktes und somit die Nummer der Zeile angeben, auf welcher er liegt gelangen bei dem Umlauf an den Ausgang der Schieberegistergruppe 1. Bei Koinzidenz gibt der Vergleicher 7 einen Impuls ab. Dieser gelangt über das ODER-Glied 17 zur Mischstufe 9 und über den auch noch in dem Vorsatz enthaltenen VHF-Teil 10 zur Antennenbuchse 11 des Fernsehempfängers 8. Der Impuls bewirkt eine HeIltastung des Schreibstrahls an derjenigen Stelle innerhalb der betreffenden Zeile, welche der Ordnungsziffer der Binärzahl in der Schieberegistergruppe entspricht.

In dem schematischen, punktweise dargestellten Schirmbildausschnitt nach Fig. 2, der eine nach oben ausgewölbte Kennlinie zeigt, sind diejenigen Bildpunkte, welche auf die Helltastimpulse des Vergleichers 7 zurückzuführen sind, als volle schwarze Punkte dargestellt. In der mit ζ 1 bezifferten ersten Zeile findet sich kein Bildpunkt, in der folgenden Zeile ζ 2 sind drei solcher vollschwarzer Punkte, in der Zeile ζ 3 zwei Punkte und in der Zeile ζ 4 nurmehr ein Punkt zu finden, da die Flanken der darzustellenden Kennlinie, insbesondere die linke Flanke, sehr steil sind. Erst in der Zeile ζ 7 findet sich ein weiterer vom Vergleicher 7 ausgelöster Bildpunkt und in der Zeile ζ8 sind weitere Bildpunkte, welche den horizontalen Verlauf der Kennlinie andeuten.

Zur Erläuterung der Flankenaufheüung sei angenommen, daß das Schieberegister 12 zunächst leer ist Die drei Ausgangsimpulse des Vergleichers 7, weiche die drei Bildpunkte in der Zeile ζ 2 erzeugen, gelangen über das ODER-Glied 13 sowie über das normalerweise geöffnete Tor 14 auch zum Schieberegister 12 und werden

ίο dort eingespeichert In der nächsten Zeile z3 erzeugt der schon erwähnte Helltastimpuls vom Vergleicher 7 einen ersten Bildpunkt. Sodann werden die drei gespeicherten Impulse — infolge der Bauart des Schieberegisters als zusammenhängende Impulskette — vom Ausgang zum Eingang des Schieberegisters 12 übertragen. Die Aniangsflanke bewirkt über das Monoflop 15 einen weiteren Helltastimpuls, der als Kreis mit fetter Strichstärke dargestellt ist, während die Endflanke über das Monoflop 16 einen Helltastimpuls erzeugt der in dieser Zeile allerdings mit einem weiteren Vergleicherimpuls zusammenfällt Die beiden hinsichtlich der Helitastung unwirksamen Speicherimpulse sind als Kreise mit dünner Strichstärke dargestellt.

In der Zeile ζ 4 erfolgt an der Vorderflanke des Schirmbildes kein Vergleicherimpuls. Hier setzt nun die künstliche Flankenaufhellung voll ein, indem aus der Anfangsflanke der Kette von fünf Speicherimpulsen mittels des Monoflops 15 ein zusätzlicher Helltastimpuls erzeugt wird. Der Endimpuls dieser Zeile fällt wieder mit einem Vergleicherimpuls zusammen. In den folgenden beiden Zeilen ζ 5 und ζ 6 treten sechs zusammenhängende Speicherimpulse auf. Der jeweils erste und ein jeweils zusätzlicher letzter gehen als Helltastimpulse zum Fernsehempfänger. In Zeile ζ 7 fällt der Endimpuls wieder wie erwähnt mit dem Vergleicherimpuls zusammen.

Somit zeigt F i g. 2, wie an den Stellen schneller Änderung der abzubildenden Meßgröße das Schirmbild zum Ausgleich für die vom Vergleicher 7 nicht gelieferten Bildpunkte durch künstlich erzeugte zusätzliche Bildpunkte ergänzt werden kann.

Nach Vollendung jedes Bildes wird mit Hilfe des Bildaustastimpulses während wenigstens einer Zeilenperiode das Tor 14 gesperrt, so daß das Schieberegister 12 gelöscht wird und der Vorgang sich beim Schreiben des nächsten Bildes wiederholen kann.

Statt einer stationären Umschaltung des Multiplexers 2 zwischen den Stellungen »Aufnahme« und »Wiedergabe« ist es auch möglich, während des Umlaufs des Informationsinhalts der Schieberegistergruppe 1 den Multiplexer 2 nur sehr kurz, z.B. 100 Nanosekunden lang, in die Stellung »Aufnahme« umzulegen. Dadurch wird ohne Unterbrechung des Wiedergabevorgangs beispielsweise nur ein Binärwort gegen ein anderes ausgetauscht, nach z. B. 1100 Umläufen erfolgt bei der nächsten Kurzumschaltung ein Austausch des nächsten Binärworts und so weiter. Dieses Vorgehen erlaubt eine Wiedergabe langsam bewegter Bilder. Ein Anwendungsfall ist die Beobachtung bzw. Messung von langsa-

men Änderungen einer Meßgröße über lange Zeit.

Die Erfindung eignet sich vorzüglich für Unterrichtszwecke. Eine Vervielfachung der beschriebenen Schaltanordnung des Fernsehempfänger-Vorsatzes erlaubt die Darstellung von mehreren Kennlinien zu gleieher Zeit. Es wird auch möglich sein, bei Verwendung eines Farbfernsehgerätes die verschiedenen Kanäle in einer jeweils anderen, frei wählbaren Grundfarbe darzustellen. Ein beliebtes Anwendungsbeispiel hierfür ist

die verschiedenfarbige Darstellung der Phasen von
Drehstrom. Durch Verwendung eines Gittermusters auf
dem Bildschirm, das ebenfalls von dem schon erwähnten
Taktgeber 14 abgeleitet ist, wird eine quarzgenaue Zeitablesung auf dem Bildschirm möglich. 5

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Abbildung von Spannungs-Zeit-Kennlinien mittels eines nach dem Zeilenrasterverfahren arbeitenden Sichtgeräts, wobei eine Gruppe von mehreren im gleichen Takt angesteuerten Schieberegistern vorgesehen ist deren Aus- und Eingänge jeweils miteinander verbindbar sind und welche die Zeilennummer einzelner Bildpunkte in kodierter Form enthalten, wobei dieser gesamte Schieberegisterinhalt während einer Zeilenperiode des Sichtgeräts einmal umläuft, und ferner ein mit Zeilenfrequenz angesteuerter, dem Kode der Schieberegister entsprechender Zähler dieser Schieberegistergruppe unter Zwischenschaltung eines Vergleichers gegenübergestellt ist, wobei der Schreibstrahl in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Vergleichers hellgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Schieberegistergruppe (1) synchron getaktetes weiteres Schieberegister (12) vorgesehen ist, dessen Ausgang über ein ODER-Glied (13) zu seinem Eingang zurückgeführt ist, daß der Ausgang des Vergleichers (7) an einem weiteren Eingang dieses ODER-Gliedes (13) liegt, daß von der Anfangs- und Endflanke jeder am Ausgang dieses weiteren Schieberegisters (12) auftretenden zusammenhängenden Impulskette ein zusätzlicher Impuls zur Helltastung des Schreibstrahls gewonnen und das weitere Schieberegister (12) nach jedem Bild gelöscht wird.