DE3340668A1

DE3340668A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung einer zeitveraenderlichen spannung

Info

Publication number: DE3340668A1
Application number: DE19833340668
Authority: DE
Inventors: John C. 91790 West Covina Calif. Freeborn
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1984-05-17
Also published as: US4497492A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Derartige Schaltungen sind bekannt und werden verwendet, um auf analoge oder digitale Weise Äblenksignale für eine Kathodenstrahlröhre zu erzeugen. Die analoge Erzeugung der Äblenksignale führt zu einer realistischen Darstellung, ist aber schaltungstechnisch aufwendig und nicht kompatibel mit rechnergesteuerten Einrichtungen. Die digitale Erzeugung der Ablenksignale besitzt den Nachteil, daß die Darstellung von Kurven nur in Schritten oder Punkten erfolgt, was dem natürlichen Verlauf widerspricht und oftmals als unerwünscht angesehen wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten , daß einerseits eine rechnergesteuerte Kurvenerzeugung möglich ist und andererseits ein für den Betrachter natürlicher Verlauf erzielt wird. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen ' des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es seigern

Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen

Schaltungsanordnung; und

Figur 2 ein mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erzeugter Kurvenverlauf.

Figur 1 zeigt eine Kathodenstrahlröhre 10 mit vertikalen und horizontalen Signaleingängen 12 und 14, einem Dunkeltasteingang 16 und einem Bildschirm 18, auf dem eine vorbestimmte Kurvenform 20 erzeugt und bleibend dargestellt werden soll.

Der Kathodenstrahlröhre 10 wird eine horizontale Ablenkspannung an dem Signaleingang 14 von einem Ablenkgenerator 22 zugeführt. Dieser Ablenkgenerator 22 umfaßt einen Operationsverstärker 24 mit einem geerdeten nichtinvertierenden Eingang 26, einem über einen Widerstand 30 an eine negative Spannungsquelle 32 angeschlossenen invertierenden Eingang 28, einem an den Monitoreingang 14 angeschlossenen Ausgang 34 und einem Rückkopplungskondensator 36 zwischen dem Ausgang 34 und dem Eingang 28, Der Kondensator 36 kann durch eine Schaltstrecke 38 eines Feldeffekttransistorschalters 40 kurzgeschlossen werden.

Dem vertikalen Signaleingang 12 des Monitors 10 wird ein Signal von einem Integrator 42 zugeführt. Dieser Integrator 42 umfaßt einen Operationsverstärker 44 mit einem geerdeten nicht-invertierenden Eingang 46, einem an den Ausgang eines Digital/Analog-Wandlers 50 über eine Leitung 52 angeschlossenen invertierenden Eingang 48, einem an den Monitoreingang 12 angeschlossenen Ausgang 54 und einem Rückkopplungskondensator 56 zwischen dem Ausgang 54 und dem Eingang 48. Der Kondensator 56 kann durch eine zweite Schalterstrecke 58 des Feldeffekttransistorschalters 40 kurzgeschlossen werden.

Der Digital/Analog-Wandler 50 ist über einen Datenbus 60 an einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 62 angeschlossen. Der Speicher 62 seinerseits ist über einen Adressbus 64 mit einem durch einen Taktgenerator 68 angesteuerten Zähler 66 verbunden. Jedesmal wenn der Zähler 66 einen Zählzyklus beendet, was beispielsweise nach 256 Impulsen der Fall ist, lief er t er ein Signal auf einer Ausgangsleitung 70. Die Ausgangsleitung 70 ist über eine Leitung 72 auf den Rückstelleingang des Zählers 66 zurückgeführt, und sie betätigt über eine Leitung 74 den Schalter 40 und wirkt über eine Leitung 76 auf den Dunkeltasteingang 16 des Monitors 10 ein.

Der Speicher 62 weist eine Anzahl von Adressen auf, auf die über den Adressbus 64 Zugriff genommen wird, und unter jeder Adresse kann ein Digitalwort enthalten sein, dessen Bits dem Digital/Analog-Wandler 50 über den Datenbus zugeführt werden«, Im dargestellten Beispiel speichert der Speicher 62 256 Worte mit jeweils 8 Bit, wobei natürlich eine andere Speicherstruktur ebenfalls möglich ist.

Als eine Voraussetzung für den Betrieb des Systems ist in dem Speicher 62 eine Folge von Wörtern gespeichert, die die Neigungen der Kurve 20 an aufeinanderfolgenden Abtastpunkten repräsentieren. Die Adressen der Wörter werden der Reihe nach durch den Ausgang des Zählers 66 aufgerufen, der durch den Taktgenerator 68 hochgezählt wird.

Figur 2 zeigt eine beliebige Kurvendarstellung, die mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erzeugt wird. Sie erstreckt sich über eine Distanz, die durch die Linie 80 angedeutet ist und muß zur Darstellung auf dem Bildschirm 18 zyklich wiederholt werden. Eine Null-Bezugslinie für die Kurve 20 ist in Figur 2 durch die Linie 82 veranschaulicht. Die Kurve 20 umfaßt Abschnitte 84 - 98, die sich ausgehend von einem Ablenkungspunkt 100 zu den Ablenkungspunkten 102 - 116 erstrecken. Mit Ausnahme der Abschnitte 88 und 94 verlaufen alle dargestellen Abschnitte geradlinig und haben somit eine konstante Steigung» Die Steigungen der Abschnitte 84, 92 und 94 verlaufen negativ, diejenigen der Abschnitte 86, 88, 90 und 98 positiv, und die Steigung des Abschnittes 96 besitzt den Wert 0. Die Steigungen der gebogenen Abschnitte 88 und 94 verändern sich kontinuierlich.

Vor einer Verwendung der Schaltungsanordnung wird der Verlauf der Kurve 20 an sovielen aufeinanderfolgenden Abtastpunkten festgelegt, wie Speicheradressen im Speicher

62 vorhanden sind. Digitalworte, die die Steigung der Kurve nach Größe und Richtung angeben, werden in den Speicher in herkömmlicher Weise unter diesen Adressen eingeschrieben. Beispielsweise kann der Kurvenabschnitt 84 40 Abtastpunkte aufweisen, wobei für jeden Abtastpunkt der Steigungswert der gleiche ist. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Abtastpunkten entlang der Kurve ist klein im Vergleich zu der horizontalen Abmessung der Kurve und liegt vorzugsweise in der gleichen Größen-Ordnung wie die Breite des Elektronenstrahls.

Wenn einer der Abtastpunkte zufällig mit einem Ablenkungspunkt der Kurve zusammenfällt, an dem die Steigung der Kurve unbestimmt ist, so kann der nächste festlegbare Steigungswert verwendet werden, ohne daß ein bedeutender Verlust an Genauigkeit auftritt.

Wenn eine Kurve aufgezeichnet werden soll, die nicht im Nullpunkt, sondern in einem anderen Punkt ihren Ausgang nehmen soll, so können geeignete Auslöseschaltkreise Anwendung finden, welche zusätzliche Register 162, einen weiteren Digital/Analog-Wandler 150 und einen Summierschaltkreis 112 vor dem vertikalen Signaleingang 12 aufweisen, und die erforderlichenfalls einen Verzögerungsschaltkreis 176 vor dem Dunkeltasteingang 16 aufweisen.

Aus dem vorstehend beschriebenen Aufbau ergibt sich folgende Wirkungsweise der Schaltungsanordnung: Der Speicher 62 ist mit Digitalwörtern geladen worden, die die Steigung der speziellen Kurve 20 vorgeben. Wenn das System in Betrieb genommen wird, so beaufschlagt der Taktgenerator 68 den Zähler 66 bis ein Überlauf stattfindet, zu welchem Zeitpunkt der Monitor 10 dunkelgesteuert wird und der Schalter 40 betätigt wird, um den Ablenkungsgenerator 22 auf einen Anfangswert zurückzustellen, den Integrator 42 zu initialisieren und den Zähler 66 auf 0 zurückzusetzen.

Beim nächsten Taktimpuls beginnt der Zähler 66 zu zählen, wobei das Ausgangssignal auf der Leitung 70 verschwindet, so daß der Schalter 40 geöffnet wird und der Ablenkgenerator 22 und der Integrator 42 freigegeben werden. Der Ablenkgenerator 22 ruft eine Horizontalablenkung des Elektronenstrahles auf dem Bildschirm 18 in der Zeit hervor, die erforderlich ist, um dem Zähler 66 die Beendigung eines Zählzyklus zu gestatten.

Der Zähler 66 liefert nunmehr auf dem Adressbus 64 die Adresse des Digitalwortes im Speicher 62 entsprechend dem ersten Äbtastpunkt auf der Kurve 20, woraufhin ein Digitalxfort auf dem Datenbus 60 an den Digital/Analog-Wandler 50 geliefert wird, das die Polarität und Größe der Steigung der Kurve 20 in diesem Abtastpunkt darstellt. Der Digital/Analog-Wandler 50 liefert an den Integrator 42 eine äquivalente Änalogspannung, woraufhin sich das Ausgangssignal des Integrators von einem Anfangswert mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt, so daß dem Elektronenstrahl des Monitors 10 eine in bezug auf die durch den Ablenkgenerator 22 erzeugte Ablenkung orthogonale Bewegungskomponente vorgegeben wird. Diese Bewegungskomponente startet von einer Anfangsposition, die sich ergibt, wenn das Ausgangssignal des Integrators den Wert 0 aufweist. Wenn eine Kurve aufgezeichnet werden soll, die abweichend von dem Wert 0 mit einem anderen Wert beginnen soll, so können geeignete Auslöseschaltkreise Anwendung finden.

Wenn die Ablenkung den horizontalen Ort des zweiten Abtastpunktes erreicht hat, so liefert der Zähler 66 eine Adresse, mit der das zweite Digitalwort aus dem Speicher 62 ausgelesen und an den Digital/Analog-Wandler 50 abgegeben wird,, Dieses zweite Wort kann dem ersten Wort entsprechen? wenn die Steigung der Kurve in dem zweiten Abtastpunkt keine Änderung erfährt, so daß das Eingangssignal des Integrators 42 auf dem gleichen Wert

verbleibt und der Elektronenstrahl seine Bewegung in der gleichen Richtung fortsetzt.

Dieser Betrieb setzt sich in dieser Weise fort und dem Eingang des Integrators 42 werden sich ändernde Werte zugeführt, wenn die Steigung der aufgezeichneten Kurve verändert werden soll.

Wenn beispielsweise ein Rechteckwellensignal aufgezeichnet werden soll, so muß dem Integrator ein maximales Steigungsignal mit der erforderlichen Polarität zugeführt werden.

Wenn der Zähler 66 seinen vollen Zählstand erreicht hat, so hat die Aufzeichnung eine Ablenkung über den Monitorbildschirm beendet, und der Integrator und der Ablenkungsgenerator werden zurückgestellt, der Monitor wird dunkelgetastet und der Zähler wird für eine weitere Operation auf 0 gesetzt. Da die Werte immer die gleichen sind, wiederholt der Elektronenstrahl auf dem Monitor immer wieder die gleiche Kurvenaufzeichnung.

Wenn es erwünscht ist, die Ablenkung selbst nichtlinear zu gestalten, so kann der Ablenkungsgenerator durch einen weiteren gesteuerten Integrator entsprechend dem Integrator 42 ersetzt werden.

Claims

HONEYWELL INC. ⁹· November 1983

Honeywell Plaza A3309764 DE

Minneapolis, Minn. USA Hz/ep

Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitveränderlichen Spannung

Patentansprüche;

Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitveränderlichen Spannung mit einem durch Abtastpunkte und Steigungen vorgegebenen Kurvenverlauf, insbesondere Ablenkspannung für eine Kathodenstrahlröhre, gekennzeichnet durch

einen Integrator (42); und

eine an den Eingang des Integrators (42) angeschlossene Einrichtung (50, 62, 66), die der Reihe nach Spannungen entsprechend der Größe und Polarität der Kurvensteigung an den aufeinanderfolgenden Abtastpunkten erzeugt, so daß sich die resultierende Ausgangsspannung des Integrators zeitabhängig im wesentlichen entsprechend dem Kurvenverlauf verändert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Einrichtung einen an den Eingang des Integrators (42) angeschlossenen Digital/Analog-Wandler (50) , einen Speicher (62) zur Speicherung von Digitalwörtern entsprechend der Größe und Polarität der gewünschten Kurvensteigung unter verschiedenen Adressen und eine Adressiereinrichtung (66) umfaßt, um wiederholt Wörter unter ausgewählten Adressen aus dem. Speicher (62) an den Wandler (50) zu liefern.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Adressiereinrichtung einen durch einen Taktgenerator (68) angesteuerten Zähler (66) aufweist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgang des Zählers (66) auf den Dunkeltasteingang (Z, 16) der Kathodenstrahlröhre (10) geführt ist und eine dem Integrator (42) und einem Ablenkgenerator (22) zugeordnete Rückstelleinrichtung (40) betätigt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Speicher ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM 62) ist, der über einen Datenbus (60) an den Digital/Analog-Wandler (50) und einen Adressbus (64) an den Zähler (66) angeschlossen ist.