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Verfahren und Anordnung zum Testen von Sichtgeräten
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen von Sichtgeräten,
die eine Sichtgerätesteuerung und einen Monitor mit einer einen Bildschirm aufweisenden
Kathodenstrahlröhre enthalten, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
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Sichtgeräte werden häufig in Anlagen zur Prozeßsteuerung und der mittleren
Datentechnik (NDT) eingesetzt, wo sie den Zustand des gesteuerten Prozesses anzeigen
bzw. dem Dialog geführten Datenaustausch dienen. Wegen des großen Umfanges und der
geforderten Zuverlässigkeit solcher Anlagen werden in den Betriebsablauf Testphasen
eingeschaltet, um die Funktionsfähigkeit der einzelnen Anlagenteile zu überprüfen.
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Hierzu werden von einem Prozessor bestimmte Befehle ausgegeben, auf
welche die angesprochenen Anlagenteile bei einwandfreiem Zustand in vorgegebener
Weise reagieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Testen von Sichtgeräten anzugeben, mit welchem alle Komponenten, also auch die
Bildröhre, überprüft werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, bestimmte Testsignale
als Videosignale auf die Kathodenstrahlröhre zu geben, den dadurch erzeugten Strahlstrom
zu messen und dns Meßergehllis mit einem Sollwert zu vergleichen. Damit sind alle
Komponenten der Sichtgeräteanordnung einschließlich der Bildröhre in den Test einbezogen.
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Zweckmäßig ist zum Messen des Strahlstromes in die Ableitung der Bildschirmelektrode
der Kathodenstrahlröhre ein Strommeßwiderstand geschaltet. Der an diesem auftretende
Spannungsabfall oder ein davon abgeleitetes Signal wird dann zur Datenverarbei-tungseinheit
übertragen.
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Die Steuerungen von Datensichtgeräten enthalten in der Regel einen
zyklisch ausgelesenen Bildwiederholungsspeicher, dessen Zellen je einem aus einem
oder mehreren Bildpunkten bestehenden Bildelement des Bildschirmes zugeordnet sind.
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Nach Eintragen bestimmter Signalkombinationen in die Bildwiederholungsspeicherzellen
werden die Bildelemente in den Signalkombinationen entsprechender Weise hellgetastet,
z. B.
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erscheinen in den Bildelementen alphanumerische Zeichen.
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Derartige Sichtge räte steuerungen haben häufig einen eigenen Sichtgeräteprozessor.
Der Bildwiederholungsspeicher kann der Arbeitsspeicher des Sichtgeräteprozessors
oder auch ein externer Speicher sein. Die in der Testphase die Testsignale ausgebende
Datenverarbeitungseinheit kann der Sichtgeräteprozessor oder auch ein anderer, evtl.
ein übergeordneter Prozessor sein. Die Testsignale bestehen im Falle eines solchen
Datensichtgerätes darin, daß bestimmte Signale in bestimmte Zellen des Bildwiederholungsspeichers
eingetragen werden, die dann bei störungsfreiem Betrieb zu bestimmten Zeiten einen
bestimmten Anoden- oder Kathodenstrom bewirken, der ein Maß für den Strom in der
Bildschirmzuleitung ist. Dieser Strom wird, im allgemeinen mit Hilfe eines Strommeßwiderstandes,
gemessen und mit dem Sollwert verglichen. Das Helltasten der Bildelemente kann einzeln
oder auch in beliebiger Kombination überprüft werden. Wegen der Vielzahl der Bildelemente
würde eine Uberprüfung der einzelnen Bildelemente oder gar verschiedener Kombinationen
im allgemeinen zu viel Zeit in Anspruch nehmen, In den meisten Fällen reicht ein
einfacher Test aus, bei dem zunächst in alle Zellen des Bildwiederholungsspeichers
eine die Hellsteuerung aller Bildelemente bewirkende Signalkombination und dann
eine zum Dunkeltasten führende Signalkombination
eingetragen wird.
Selbstverständlich kann die Reihenfolge auch umgekehrt sein. Aus den dabei auftretenden
Bildschirmströmen und Stromänderungen kann mit Hilfe der Sollwerte die Funktionsfähigkeit
der Sichtgerätesteuerung und des Sichtgerätes erkannt werden. Dabei kommt es nicht
darauf an, den jeweiligen Strom während der Darstellung der einzelnen Bildelemente
festzustellen und zu vergleichen, sondern es genügt, den Bildschirmstrom über eine
oder mehrere Bildperioden, das sind Auslesezyklen des Bildwiederholungsspeichers,
zu mitteln und den erhaltenen Mittelwert mit einem Sollwert zu vergleichen. Die
Mittelwertbildung ist wegen der Zeilen und Bildaustastlücken erforderlich, während
deren der Bildschirmstrom Null wird. Zur Mittelwertbildung kann ein Tiefpaßfilter
verwendet werden, dessen Zeitkonstante im Falle eines nach dem Zeilenrasterverfahren
arbeitenden Sichtgerätes und der Uberprüfung des Helltastens von einzelnen Zeilen
mindestens gleich einer Zeilenperiode und des Uberprüfens des Helltastens des gesamten
Bildschirms mindestens gleich einer Bildperiode ist.
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Wenn auch die Erfindung bevorzugt zum Testen von Datensichtgeräten
und deren Steuerung geeignet ist, da in diesem Falle eine ohnedies vorhandene Datenverarbeitungseinheit
zum Ausgeben der Testsignale und zum Vergleich des gemessenen Strahlstromes mit
den Sollwerten verwendet werden kann, kann die Erfindung auch zum Testen aller anderen
mit Kathodenstrahlröhren ausgerüsteten Sichtgeräten, z. B. von industriellen Fernsehanlagen,
eingesetzt werden. Die Testsignale können die Videosignale von Testbildern sein.
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Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere
Vorteile und Ausgestaltungen näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen Figur 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels
ler 1.!.' r itlkl'nig und
Figur 2 einen in der Anordnung nach Figur
1 verwendbaren Frequenzdiskriminator.
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In Figur 1 ist mit DVE eine Datenverarbeitungseinheit bezeichnet,
welche über eine Busleitung BL mit peripheren Geräten, z, B. einer Sichtgerätesteuerung
SGS, verbunden ist. Diese enthält eine Busschnittstelle BK, welche die Signalübertragung
zwischen Sichtgerätesteuerung und Busleitung BL ausführt. Die Sichtgerätesteuerung
SGS enthält ferner einen Bildwiederholungsspeicher BWS, in dem die auf dem Bildschirm
einer Kathodenstrahlröhre BR wiederzugebenden Informationen in codierter Form gespeichert
sind. An ihn ist ein Zeichengenerator ZG angeschlossen, der die Ausgangssignale
des Bildwiederholungsspeichers BWS in Videosignale umformt. Ihm ist ein Videosignalmischer
VM nachgeschaltet, der ebenso wie der Bildwiederholungsspeicher BWS und der Zeichengenerator
ZG von einer Bildaufbausteuerung BFS angesteuert ist und der aus den ihm zugeführten
Signalen normgerechte, Bild- und Zeilensynchronimpulse enthaltende Videosignale
bildet.
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An den Ausgang des Videosignalmischers VM ist ein erster Frequenzdiskriminator
FD1 angeschlossen, der feststellt, ob Impulse mit der Zeilen- und/oder der Bildfrequenz
in dem Ausgangssignal des Videosignalmischers VM enthalten sind. Er kann z. B. auf
diese Frequenzen abgestimmte Resonanzkreise enthalten. Ein bevorzugter Aufbau ist
in Figur 2 dargestellt. Mittels eines an sich bekannten Amplitudensiebes AS werden
die zeilenfrequenten Impulse dem Ausgangssignal des Videosignalmischers VM entnommen
und über einen Eingang SH zwei monostabilen Kippstufen MFH1, MFH2 sowie dem Takteingang
einer bistabilen Kippstufe BKH zugeführt.
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Die erste monostabile Kippstufe MFH1 hat eine Zeitkonstante, die gleich
der unteren Grenze der zugelassenen Zeilenperioden ist. Die Zeitkonstante der zweiten
Kippstufe MFH2 ist gleich der oberen Grenze. Die Ausgänge der beiden monostabilen
Kippstufen sind so mit einem NAND-Glied NH verbunden,
daß sich eine
Antikoinzidenzschaltung ergibt, die nur dann log. "l"-Signal auf den Vorbereitungseingang
der bistabilen Kippstufen BK schaltet, wenn die Periodendauer der dem Eingang S
zugeführten Impulse innerhalb der in den beiden monostabilen Kippstufen MFH1, MFH2
eingestellten Grenzen liegt. In diesem Falle wird mit jedem Impuls am Eingang S
die bistabile Kippstufe BK so geschaltet bzw. in dem Schaltzustand gehalten, in
dem an deren Ausgang AH l'0ll-Signal liegt. Unter- oder überschreitet die Periodendauer
der dem Eingang S zugeführten Impulse die eingestellten Grenzen, wird die Kippstufe
BKH in den anderen Schaltzustand gebracht, Zum Uberprüfen der bildfrequenten Impulse
ist aus zwei monostabilen Kippstufen MFV1, MFV2, einem NAND-Glied NV2 und einer
bistabilen Kippstufe BKV eine entsprechende Schaltung aufgebaut, die an ihrem Ausgang
AV log. "0"-Signal abgibt, wenn die bildfrequenten Impulse mit der richtigen Frequenz
vorhanden sind.
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An die monostabilen Kippstufen MFH1, und MFV1 sind zwei Eingänge einer
Torschaltung TR angeschlossen, der über eine Leitung B das Ausgangssignal des Videosignalmischers
VM zugeführt ist. Die Torschaltung TR blendet daher aus diesem Signalgemisch die
Bildsignale aus und gibt sie auf einen Ausgang AB. Die an den Ausgängen AV, AH und
AB auftretenden Signale können auf die Busleitung BL gegeben und von der Datenverarbeitungseinheit
DVE überprüft werden, nachdem diese in den Bildwiederholungsspeicher BWS Testsignale
eingetragen hat. Es kann daher festgestellt werden, ob die Sichtgerätesteuerung
SGS einwandfrei arbeitet.
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Das Ausgangssignul der Sichtgerätesteuerung SGS wird zu einem davon
entfernt aufgestellten Monitor MO übertragen.
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An dessen Eingang befindet sich ein zweiter Frequenzdiskriminator
FD2, der in gleicher Weise wie der erste Diskriminator FD1 aufgebaut ist. Das von
ihm über die Busleitung BL zur Datenverarbeitungseinheit DVE abgegebene Signal zeigt
an, ob die Uber tragungss trecke zwischen Sichtgerätesteue-
rung
SGS und Monitor MO einwandfrei ist. Er ist mit einer das Bildsignal aufbereitenden
Einheit BSA verbunden. Anstelle des in solchen Einheiten üblicherweise enthaltenen
Amplitudensiebes kann das des Frequenzdiskriminators FD2 verwendet werden. Die Einheit
BSA liefert die Versorgungsspannungen für die Kathodenstrahlröhre BR, ausgenommen
der Anodenhochspannung. Diese wird in bekannter Weise durch Gleichrichten der an
einer Wicklung W des Zeilentransformators ZT auftretenden Wechseispannung gebildet.
Der Hochspannungsgleichrichter ist mit HSG bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel ist
angenommen, daß in der Kathodenstrahlröhre BR die Anode A und die Nachbeschleunigungsanode
NA, die von einer auf dem Bildschirm aufgebrachten Metallschicht gebildet ist, elektrisch
miteinander verbunden sind.
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In Reihe zur Wicklung W des Zeilentransformators ZT ist ein Strommeßwiderstand
R1 geschaltet. Der von den Anoden A, NA über diesen Widerstand R1 abfließende Strom
ist ein Maß für den Strahlstrom der Kathodenstrahlröhre BR und damit ein Maß für
die Helligkeit des vom Elektronenstrahl getroffenen Punktes des Bildschirmes. Ein
Integrierglied R2, C bildet den Mittelwert der am Widerstand R1 abfallenden Spannung.
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Ein Transistor TS dient als Spannungsdiskriminator. Sein Ausgangssignal
wird über die Busleitung BL zur Datenverarbeitungseinheit DVE übertragen.
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In der Testphase lädt die Datenverarbeitungseinheit DVE den Bildwiederholungsspeicher
BWS mit Testsignalen, die zur Darstellung eines Testbildes auf dem Bildschirm der
Röhre BR führen. Jeder Bildpunkt muß entsprechend den im Speicher BWS enthaltenen
Testsigrialen hellgesteuert werden, so daß die Spannung am Widerstand R1 einen bestimmten
Verlauf haben muß. Dieser Signalverlauf könnte gegebenenfalls nach Analog-Digital-Umsetzung
unmittelbar über die Busleitung BL der Datenverarbeitungseinheit DVE zugeführt werden
und dort mit Sollwerten verglichen werden, die z. B. bei einwandfrei arbeitendem
Sichtgerät aufgenommen wurden. Ein solcher Test der einzelnen Bildpunkte wäre sehr
umfangreich. Es hat sich
gezeigt, daß es genügt, in den Bildwiederholungsspeicher
BWS die Signale einzutragen, die das Helltasten aller Bildelemente bewirken. Es
fließt dann ein maximaler Strom über den Meßwiderstand R1, der den Transistor TS
zum Durchschalten bringt. Das Tiefpaßfilter R2, C filtert die Bildaustastlücken
aus. Nach einer oder mehreren Bildperioden gibt die Datenverarbeitungseinheit DVE
der Sichtgerätesteuerung SGS den Befehl, das Bild zu invertieren, d. h., alle Bildschirmelemente
werden bei ordnungsgemäßem Betrieb dunkelgetastet.
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Es darf dann kein Strom mehr über den Widerstand R1 fließen, und der
Transistor TS muß gesperrt sein. Mit einer solch einfachen- Prüfung kann der überwiegende
Teil des Sichtgerätes getestet werden. Ist z. B. die Stromversorgung des Monitors
defekt, gibt es keine Hochspannung, und es fließt kein Strahlstrom. Ist z. B. die
das Bildsignal auswertende Einheit BSA ausgefallen, so werden keine Vertikal- oder
Horizontalimpulse erzeugt, die Wechselspannung am Zeilentransformator ZT ist Null
und damit auch der Strahlstrom.
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Auch ein Fehler der Steuerung, die das Bild invertiert, kann erkannt
werden. Mit Hilfe der Frequenzdiskriminatoren FD1, FD2 wird ein etwaiger Fehler
lokalisiert.
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8 Patentansprüche 2 Figuren
Zusammenfassung Verfahren
und Anordnung zum Testen von Sichtgeräten Zum Testen von Sichtgeräten schaltet eine
Datenverarbeitungseinheit (DVE) in Testphasen auf die Sichtgerätesteuerung (SGS)
Signale, welche die Stromstärke des Kathodenstrahls des Sichtgerätes in vorgegebener
Weise steuern. Die Stromstärke wird gemessen. Die Datenverarbe itungsc inhc i t
vergleicht die gemessene Stromstärke mit Sollwerten und gibt bei Abweichung um mehr
als einen vorgegebenen Betrag ein Fehlersignal ab.
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Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist das Testen von Datensichtgeräten.
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FIG 1