FR2489553A1 - Appareil pour l'affichage rapide de graphiques sur un tube cathodique ou analogue - Google Patents

Abstract

POUR COMMANDER L'AFFICHAGE SUR UN TUBE CATHODIQUE D'UNE COURBE TELLE QU'UNE ELLIPSE OU SES DERIVES (CERCLE, PARABOLE, LIGNE DROITE, ETC...) ON UTILISE DEUX APPAREILS DE TRAITEMENT DE DONNEES OU "PROCESSEURS" 30, 31. LE PREMIER, OU PROCESSEUR DE DECLENCHEMENT, RECOIT LES DONNEES TELLES QUE DEMI-AXES A ETB DE L'ELLIPSE, ANGLE D'INCLINAISON TH DE SON GRAND AXE ET ANGLE D'AZIMUTH TH D'UN DE SES POINTS. IL CALCULE LES COORDONNEES X1, Y1 DU POINT ET LEURS DERIVEES X1, Y1 POUR LES ENVOYER AU SECOND OU PROCESSEUR RECURRENT 31 QUI EN DEDUIT UNE SUCCESSION D'AUTRES POINTS AVEC UNE PRECISION SUFFISANTE POUR LE TRACE ENTRE DEUX POINTS SUCCESSIFS CHOISIS PAR 30. EN UTILISANT DES COORDONNEES POLAIRES TH, R ET EN SE BASANT NON PAS SUR LE RAYON R LUI-MEME, MAIS SUR SON INVERSE (SLR) ON PEUT N'IMPOSER AU PROCESSEUR RECURRENT 31 QUE DES OPERATIONS D'ADDITION ETOU DE DECALAGE BINAIRE, TRES RAPIDES A REALISER ET QUI PERMETTENT AINSI UN AFFICHAGE "AU VOL" D'UN TRACE EN DEPLACEMENT OU EN DEFORMATION, SANS L'INCONVENIENT DU CLIGNOTEMENT.

Description

La présente invention a trait aux affichages graphiques à grande vitesse.

L'application de tels affichages par exemple sur des tubes catho-

diques et analogues, a connu une croissance explosive durant ces dernières années. Un grande nombre de ceux-ci sont nécessaires pour- illustrer,

simuler ou présenter des courbes complexes. La combinaison de la néces-

sité d'éviter le clignotement avec la complication des figures à afficher a fait que les dispositifs utilisés pour commander l'affichage sont devenus de plus en plus compliqués et coûteux. Le seul remède concernant cette tendance a été d'abaisser les résolutions ou définitions (finesse du tracé) ou d'utiliser des affichages approximatifs par rapport

à ce qui est désiré, en vue de simplifier l'appareillage nécessaire.

Dans bien des cas l'approximation ou la diminution de résolution est exigée par la pratique alors que l'utilisateur désirerait un affichage plus fin et plus exact. Malheureusement toutefois de tels affichages ont souvent été impossibles à obtenir en raison de l'exigence d'absence de clignotement (ce qui aboutit à environ 30 images par seconde) combinée avec la forte charge en calcul nécessaire pour déterminer un grand nombre de couples ou "paires" de coordonnées (par exemple au moins 1000

par image).

Une autre difficulté qui a encore multiplié la complication a été la nécessité apparente d'utiliser des circuits ou combinaisons de circuits de caractère particulier pour engendrer les signaux destinés aux différents tracés graphiques. C'est ainsi par exemple que dans les techniques antérieures un générateur d'affichage pouvait mettre en oeuvre toute une série de circuits pour afficher des lignes droites, d'autres circuits ou combinaisons de circuits pour des cercles et encore d'autres pour des ellipses. Dans certains cas quelques uns de ces circuits s'utilisaient en commun, mais cependant chaque forme particulière de graphisme exigeait au moins un circuit particulier. Il est évident que la complexité aurait pu être réduite s'il avait été possible d'utiliser des ensembles de circuits communs pour engendrer des lignes droites, des

cercles et des ellipses ou arcs d'ellipses.

Ainsi que cela est bien connu des techniciens, dans de nombreux cas les circuits complexes prévus pour résoudre des formes spécifiques d'équations peuvent être remplacés par un ordinateur simplifié ou, pour

utiliser un terme couramment employé dans le jargon technique, un "proces-

seur", dans lequel est enregistré un programme qui simule le fonction-

nement du circuit suivant une logique à accès aléatoire au lieu d'une logique fixe déterminée. Cette possibilité de la technique antérieure de substituer un traitement à programme enregistré à l'action de circuits particuliers ne peut pas aboutir à la solution des problèmes mentionnés ci-dessus étant donné que les diverses formes de graphismes exigent des sous-routines différentes et que par conséquent la réalisation d'une image complète peut obliger un processeur à programme enregistré à se référer à une multiplicité de routines, ce qui aboutit là encore à une

lourde charge en calcul.

La représentation d'objet à trois dimensions sur un affichage n'en comportant que deux semble exiger la possibilité de faire apparaître des cercles, des lignes droites et des ellipes. En particulier la représentation isométrique d'un cercle affecte la forme d'une ellipse et par conséquent

bien des affichages à deux dimensions illustrant des objets tridimension-

nels sont constitués par des lignes droites et des ellipses ou arcs d'ellipse. Si l'objet considéré doit être représenté en mouvement (par

exemple en rotation, en translation et avec modification de ses dimen-

sions), un affichage non clignotant de 30 images par seconde peut exiger la génération successive en quelques dizaines de microseconde de chacune des lignes et/ou des ellipses que la figure peut comporter. Cela risque déjà d'aboutir à une charge de calcul coûteuse lorsque les figures sont constituées par des graphismes définis par des polynômes dont la solution engendre des opérations complexes, telle que multiplication, division

et/ou extraction de racine carrée.

Un exemple typique d'un dispositif d'affichage qu'il est possible de perfectionner par application de la présente invention est décrit dans le brevet américain 4 181 956 délivré le ler janvier 1980 au nom de SCHWAB et autres sous le titre de "Générateur de tracés numériques utilisant des données comprimées" et qui a été cédé à la présente Demanderesse. Dans ce brevet l'on peut trouver un générateur d'affichage de lignes droites qui met en oeuvre une approximation de premier ordre de la représentation exacte d'une telle ligne, lorsqu'on l'utilise avec balayage polaire (c'est-à-dire R - 9) et non plus cartésien. Pour réaliser un affichage faisant raisonnablement ressortir une ligne droite, particulièrement dans le cas de tracés relativement longs, la ligne qu'on désire afficher est découpée en segments dans chacun desquels l'approximation du premier ordre précitée est exacte avec une tolérance acceptable. Comme le générateur d'affichage ne découpe pas automatiquement le tracé à afficher, cela constitue pour l'opérateur une charge qui ne

serait nullement nécessaire si ce générateur réalisait celui-ci, c'est-à-

dire une ligne droite. Cette charge pourrait être éliminée par le moyen d'un générateur d'affichage fonctionnant suivant un processus exact et non plus approximatif. En outre l'approximation réalise une succession de segments dont chacun est décalé angulairement par rapport à ses voisins, de sorte que finalement la ligne droite approximative est en

réalité une figure en dents de scie.

La présente invention vise par conséquent à réaliser un générateur d'affichage capable d'engendrer les signaux qu'il est nécessaire d'utiliser pour un affichage comportant un système de balayage prédéterminé en

vue de représenter des lignes droites, des cercles et des ellipses.

L'invention vise encore: - à réaliser ce qui précède en utilisant des circuits et/ou

des routines qui n'exigent pas des processus complexes, tels que multipli-

cation, division ou extraction de racine carrée; - à établir un tel générateur qui puisse afficher des lignes droites, des cercles et des ellipses, et auquel on puisse faire comporter des circuits ou processus numériques simples qui n'exigent essentiellement que des opérations de décalage et d'addition en éliminant presque entièrement les opérations plus complexes précitées de multiplication, division et/ou extraction de racine carée; - et à réaliser ce qui précède dans un appareil qui puisse s'utiliser aves différents systèmes de balayage, par exemple du type cartésien. La présente invention remplit ces conditions, ainsi que d'autres, en prévoyant dans un dispositif d'affichage propre à faire apparaître des tracés chosis sur un champ balayé suivant un système déterminé un

processeur pour engendrer une succession de signaux dont chacun représen-

te des coordonnées de ceux-ci, en réponse à des signaux de sélection, lequel processeur comprend; - un processeur élémentaire de déclenchement qui répond aux signaux de sélection pour émettre des signaux numériques réprésentatifs d'une première coordonnée desdits tracés choisis, ainsi que d'autres signaux numériques représentant la vitesse de variation d'au moins une composante de cette première coordonnée; - un processeur élémentaire récurrent qui répond aux premiers et aux second signaux numériques précités, pour engendrer une succession d'autres signaux numériques dont chacun représente des coordonnées différentes desdits tracés choisis, chacune de ces coordonnées étants séparée de celles adjacentes d'une distance pré-déterminée; - et un comparateur qui répond au processeur élémentaire récurrent et à des signaux indicateurs de la position instantanée du balayage pour éclairer le champ d'affichage lorsque le balayage se

trouve à une position qui correspond à une coordonnée desdits tracés.

Conformément à l'invention le processeur de déclenchement agit sur des signaux de sélection de tracés. Ceux-ci peuvent, par exemple dans le cas d'une ellipse, comprendre des signaux définissant l'étendue du grand et du petit axe de l'ellipse, de même que d'autres indiquant l'orientation de cette dernière par rapport aux coordonnées de balayage. Le processeur de déclenchement répond à ces signaux et émet lui-même des signaux numériques représentant une première coordonnée du tracé intéressé, en même temps que d'autres signaux numériques qui représentent de leur

côté la vitesse de variation d'au moins une composante de cette coordon-

née. Ainsi qu'on le décrira ci-après, le processeur de déclenchement

exige une opération de multiplication. Cependant comme il n'a à inter-

venir qu'une fois pour chaque symbole graphique déterminé, la charge que

représente cette mutiplication se trouve relativement limitée.

Le processeur récurrent répond aux premiers et aux seconds signaux numériques engendrés par le processeur de déclenchement pour engendrer une succession de signaux numériques différents des précédents et qui

représentent d'autres coordonnées du tracé choisi. Ce processeur récur-

rent ne met en oeuvre que le décalage et l'addition, c'est-à-dire des processus numériques qui peuvent être réalisés dans un temps se situant dans le domaine de la nanoseconde, à la façon connue dans la technique

des circuits ou processeurs en général.

Ainsi en réponse aux signaux de sélection de tracés le processeur général suivant l'invention va engendrer une succession d'autres signaux représentant les coordonnées des tracés désirés avec une résolution ou définition qu'on peut choisir lors de la réalisation des circuits ou de l'écriture des routines de traitement. L'amélioration de la définition exige une augmentation correspondante du nombre d'opérations qu'il faut exécuter, mais comme le temps unitaire nécessaire pour le traitement d'une seule coordonnée se situe dans le domaine de la nanoseconde, il est possible d'effectuer des milliers de telles opérations dans des

temps mesurés en microsecondes, ce qui permet ainsi d'obtenir la défini-

tion désirée sans que cela entraîne des temps de traitement exagérés.

Comme on l'a expliqué jusqu'ici le processeur suivant l'invention engendre les coordonnées des tracés désirés et qu'on peut définir comme centrées sur l'origine d'un champ d'affichage. Ainsi que le savent bien les techniciens, les tracés à afficher peuvent être disposés à n'importe quel emplacement de ce champ moyennant la simple addition d'une ou plusieurs constantes à chacun des signaux représentatifs des coordonnées, cette ou ces constantes correspondant à une translation à partir de l'origine. Comme tout cela est bien connu dans la technique et n'exige qu'un supplément négligeable de temps de traitement, au moins pour les balayages du type à réseau (axes rectangulaires), on ne s'y référera

ci-après que de façon très sommaire.

Pour faire ressortir les avantages de l'invention, on considérera la solution d'un problème exigeant l'affichage d'une ellipse centrée sur l'origine. Du fait que les cercles et les lignes droites peuvent être considérés comme des formes dégénérées d'une ellipse, il est évident pour un technicien que les mêmes processus (c'est-à-dire les mêmes circuits et/ou les mêmes routines) qui peuvent engendrer des signaux susceptibles d'afficher une ellipse, sont également capables d'émettre

ceux nécessaires à l'affichage de cercles et/ou de lignes droites.

Fig. 2 ilustre une ellipse centrée sur le point X0, Y0 du plan d'un système de coordonnées. cette ellipse comportant un grand axe 2A et un petit axe 2B; comme montré ces axes sont inclinés d'un angle e par rapport aux axes de systèmes. Si l'on se donne la valeur de x sur l'ellipse, la valeur correspondante y (x) est donnée par les équations suivantes y (x) = y ±b tVbi-4ac (1) o 2a 2 B sin e (2) a = cos + 2 A2 b = (X - X0) ( 2 -1) sin 2 0 (3)

A 2 2

2 2 B cos 8) 2 c = (X - X 0) (sin 8 + A2) -B (4) A expressions dans lesquelles A est égal à la moitié du grand axe de

l'ellipse et B à celle du petit axe de celle-ci.

Pour afficher cette ellipse sur le tube à rayons cathodiques en connaissant ses paramètres d'inclinaison 0 et de grand et petit axe 2A et 2B, ainsi que le décalage X0 et Y0 de son centre, on part d'un X quelconque qui correspond à la déflexion horizontale du tube, et l'on calcule la déflexion verticale Y en utilisant les équations 1 à 4. Si dans l'équation 1 le radical est imaginaire c'est que le X choisi se trouve en dehors de l'ellipse et qu'il n'existe donc aucune valeur correspondante de Y. Quand le radical est réel, il y a pour Y deux valeurs, comme cela ressort bien de fig. 2. Si l'on balaye successivement X sur toute l'étendue des radicaux réels, on couvre la totalité de l'ellipse. Il y a lieu de noter que la détermination de Y exige des fonctions d'addition, de soustraction, de multiplication, de division et d'extraction de racine carrée. Pour un affichage comprenant un grand nomdre de telles ellipses pour chacune des images qu'il faut faire apparaître en susccession, et compte tenu de la nécessité de réaliser 30 de celles-ci par seconde, la charge de calcul à laquelle on aboutit

devient tout à fait importante.

Toutefois si l'on utilise une variable angulaire factice 0, les équations 1 à 4 peuvent s'écrire comme suit en fonction de celle-ci: x (0) = A" cos 0 - B' sin 0 (5) x' (0) = -A sin 0 - B' cos0 (6) y (0) = A' cos 0 + B" sinO (7) y' (0) = -A' sin 0 + B" cos 0 (8) expressions dans lesquelles x' (0) est la première dérivée de x (0) par rapport à 0 et y' (0) celle de y (0); tandis que: A' = A sin 0 (9) A" = A cos 0 (10) B' = B sin 0 (11) B" = B cos 0 (12) Cependant le seul fait de ré-écrire les équations de l'ellipse

sous la forme représentée en 5 à 12 ne diminue par la charge de calcul.

On aboutit simplement à une forme différente en ce que l'extraction de racine carrée, la multiplication et la division de trouvent maintenant

réduites à un grand nombre de multiplications.

Par ailleurs on peut toutefois rapporter aussi les coordonnées d'un point du tracé déterminé par la variable factice 0 au point adjacent correspondant à 0 + u, ce qui amène aux équations exactes 13 à 16 suivantes: x (0 + u) = x (0) cos u + x' (0) sin u (13) x' (0 + u) = x' (0) cos u - x' (0) sin u (14) y (0 + u) = y (0) cos u + y' (0) sin u (15) y' (0 + u) = y' (0) cos u - y (0) sin u (16) dans lesquelles u représente une petite augmentation ou incrément angulaire entre le point défini par 0 et celui adjacent qui correspond

alors à 0 + u.

En ce qui concerne ces équations 13 à 16 il est important de remarquer que si l'on se donne x (0) et y (0) en même temps que les dérivées x' (0) et y' (0), l'on peut déterminer les nouvelles coordonnées x(0 + u) et y (0 + u) pour le nouvel angle 0 + u. Il y a lieu de noter que ces équations 13 à 16 ne sont pas des approximations, mais qu'elles sont au contraire exactes. En outre il est également important, concernant les circuits et/ou les processus numériques, que ces équations correspondent à des relations de récurrence en ce que si l'on se donne les"anciennes" valeurs x (0), y (0), x' (0), y' (0) en même temps que l'incrément ou angle u, l'on peut déterminer les "nouvelles" coordonnées x (0 + u), y (0 + u) pour l'angle 0 + u. La caractéristique récurrente de ces équations réduit l'enregistrement ou mémoire nécessaire puisqu'il suffit de retenir les "anciennes" coordonnées précédentes pour n'importe quel 0 afin d'en déduire les nouvelles à 0 + u. On peut encore noter qu'on n'a plus besoin de dérivées de x et y d'ordre supérieur au premier pour déterminer exactement les nouvelles coordonnées à 0 + u lorsqu'on

connait celle à 0.

Bien que la valeur de u dans les équations 13 à 16 ne soit pas limitée, pour obtenir une continuité adéquate de l'affichage il est indispensable que ce paramètre soit petit. Mais lorsque u est petit on peut, sans nuire de façon significative à la précision des résultats, utiliser les relations simplifiées sin(u) = u et cos (u) = 1 - 0,5u. De plus si l'on choisit u de façon à ce qu'il corresponde à un nombre binaire 2 b, l'on peut lier les "nouvelles" coordonnées aux "anciennes", désignées par les indices respectifs 2 et 1, de la façon suivante: x2 xl - x (2)b 1 + x (2) (17) xi2 = xil - x'i (2 b) - x'1 (2) (18) On peut écrire des relations semblables aux équations 17 et 18 en ce qui concerne les composantes de l'autre coordonnée y. Pour mettre ces équations sous forme numérique, on obtient x2 en partant de x1 dont l'on soustrait ce même x1 (préalablement décalé vers la droite de 2b + 1 positions de bit - étant rappelé qu'on désigne par "bit" un élément binaire) et en ajoutant enfin x'1 (après l'avoir décalé vers la droite de b positions de bit). On peut utiliser un processus semblable pour obtenir Y2 et Y'2 à partir de y1 et de y'1. Les opérations exigées pour la solution des équations consistent simplement en un décalage et en une addition; elles peuvent s'effectuer dans un temps de quelques dizaines de nanosecondes. Ainsi par exemple une ellipse dont la résolution ou définition exige qu'on fasse apparaître sur l'écran 1000 couples de

coordonnées, peut être déterminée en quelques dizaines de microsecondes.

Cela correspond à des ordres de grandeur bien inférieurs au temps nécessaire pour traiter le même nombre de coordonnées en utilisant les relations 1 à 4 qui exigent multiplication, division et extraction de

racine carrée.

De plus la charge de calcul, déjà allégée conformément aux équations 17 et 18, peut encore être réduite en utilisant les relations x (0 + u +)=x' (0 + u) (19) y (0 + u +)=y (0 + u) (20) Si l'on utilise ainsi les relations représentées par les équations 19 et 20, l'on peut déterminer des coordonnées couvrant toute l'ellipse en mettant en oeuvre les équations 17 et 18 sur la moitié de celle-ci, c'est-à-dire de -e!2 à +r; puis en employant les équations 19 et 20 2 2,psenepoatlsqutos1et2 pour la partie + 2 à W. Les calculs ci-dessus concernant x (0) se rapportent à l'origine 1 du centre de l'ellipse en fig. 2. Pour revenir aux coordonnées de ladite fig. 2 il suffit d'ajouter les décalages x et y0 qui apparaissent

entre 01 et 0.

Une fois qu'on a engendré les coordonnées représentatives de points des tracés à afficher, on peut comparer ces signaux avec ceux de balayage et éclairer l'écran lorsqu'il y a correspondance; voir à cet

égard fig. 1, 3 et 12 du brevet américain sus-mentionné 4 181 956.

Dans les générateurs d'affichage de la technique antérieure il était recommandable de prédéterminer toutes.les coordonnées des tracés à afficher, d'enregistrer les résultats, puis de lire cette information à l'instant de l'apparition du balayage, au lieu de calculer chaque

point lors de celui-ci. Un avantage significatif de la présente inven-

tion consiste en ce que pareille façon de procéder n'est plus nécessaire.

Si l'on se réfère plus particulièrement aux affichages classiques de radar, dans lesquels on utilise 2048 positions d'azimuth dont chacune présente une résolution de 2048 positions, le balayage se déplace d'une rangée à l'autre en environ 40 nanosecondes. La présente invention permet de déterminer les différentes coordonnées dans des temps du même ordre de grandeur, de sorte que si on le désire il est possible d'afficher ces coordonnées en réponse à des calculs effectués "au vol" au moment o

le balayage apparaît. Cela élimine la nécessité d'une mémoire considé-

rable et n'exige que l'enregistrement de la seule information utilisée pour définir initialement les tracés au processeur récurrent. En outre de ce qui précède et conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'on peut utiliser des coordonnées représentatives de tracés (tels que lignes droites, cercles, ellipses, etc...) sans afficher ces tracés euxmêmes. Il peut être désirable, par exemple, d'effectuer un choix parmi certains signaux renfermant de l'information et basés sur un tracé particulier. Pour fixer les idées, un utilisateur peut vouloir afficher la partie d'une onde située au-dessus d'un certain seuil, auquel cas les tracés pourraient être une ligne horizontale ou verticale, tandis que le signal d'information ne serait affiché que lorsqu'il

comporte une relation fixe par rapport au tracé (supérieur à celui-ci).

Cela s'effectue en comparant avec la position du balayage les coordonnées traitées au vol et en n'effectuant l'affichage que lorsque la condition désirée est remplie. Dans un autre exemple pratique, il peut être désirable dans le cas d'un radar d'aéroport susceptible d'afficher les avions roulant au sol, de ne le faire qu'à l'intérieur de certaines limites (tracés), lesquelles peuvent être constituées par des lignes

droites correspondant par exemple à une piste ou trajet de roulage.

L'invention peut s'utiliser pour choisir les signaux d'information qui présentent des critères prédéterminés par rapport à des tracés choisis, c'est-à-dire qui se situent dans les limites précitées. Fig, 12A montre l'indicateur en plan d'un radar faisant ressortir une piste délimitée par les traits Ll et L2 (Ll s'étendant entre Rîl et R12 et L2 entre R21

et R22). La piste elle-même est comprise entre les azimuths 01 et 02.

Dans cette application l'information, constituée par un signal vidéo,

est renfermée dans le temps qui lui correspond; par conséquent l'appa-

reil doit déterminer pour un azimuth particulier si la limite est définie et, dans l'affirmative, si la distance correspondant à un signal vidéo particulier se trouve à l'intérieur de cette limite pour l'azimuth considéré. Cela s'effectue en mettant en circuit et hors circuit le

générateur d'affichage récurrent lorsque le balayage atteint respective-

ment les azimuths de départ et d'arrêt. On détermine pour chaque limite une première coordonnée (01 et S1 = 1/r1), on compare S avec le signal vidéo réfléchi et si la relation désirée existe, ce signal est conditionné alors qu'il ne l'est pas dans la négative. Le générateur d'affichage est amené chronométriquement à l'azimuth suivant pour claculer une nouvelle coordonnée 2 = 01 + t S2 et l'on répète la comparaison. De cette manière on n'affiche que les signaux vidéo qui comportent la relation

désirée. Par conséquent une autre caractéristique de la présente inven-

tion est constituée par un appareil propre à afficher des signaux correspondant à une information sélective et qui ont été choisis par comparaison avec les coordonnées de tracés pré-sélectionnées, lesquelles sont définies par des données comprimées (c'est-à-dire mises sous forme plus resserrée), ledit appareil comprenant - un processeur récurrent qui répond à l'information de définition des tracés pour engendrer une succession de signaux numériques dont chacun représente différentes coordonnées des tracés choisis; - une horloge et des moyens de balayage qui répondent à cette horloge en engendrant des signaux propres à balayer une surface d'affichage suivant deux dimensions; - des moyens de porte pour commander le passage des signaux d'informations précités; - des moyens de génération de signaux visibles qui répondent aux moyens de balayage et aux moyens de porte pour engendrer de tels signaux correspondant aux signaux d'information qui ont traversés lesdits moyens de porte; - un premier comparateur propre à comparer l'un des signaux de définition de tracés avec une coordonnée de position instantanée du balayage; - des seconds moyens de porte pour commander le processeur récurrent en réponse au signal d'égalité du comparateur; - un second comparateur qui répond à un signal du processeur récurrent et à un autre signal représentatif de la position instantanée du balayage suivant l'autre coordonnée pour engendrer un signal lorsque le signal représentatif de la position instantanée du balayage comporte une relation pré-déterminée par rapport à un signal reçu du processeur - et des moyens pour relier le second comparateur aux moyens

de porte.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 représente le schéma par rectangles d'un générateur

d'affichage susceptible d'utiliser le processeur suivant l'invention.

Fig. 2 fait ressortir les paramètres d'une ellipse typique

en coordonnées rectangulaires.

Fig. 3A montre le schéma par rectangles du processeur

général de l'invention.

Fig. 3B est un schéma détaillé du processeur élémentaire de

déclenchement de fig. 3A.

Fig. 3C et 3D représentent deux formes d'exécution différentes 1.1

du processeur élémentaire récurrent de cette même fig. 3A.

Fig. 4 et 5 illustrent les fonctionnements respectifs des

processeurs de fig. 3D et 3C.

Fig. 6 montre la représentation d'une ligne droite en coordonnées cartésiennes et polaires. Fig. 7 représente le schéma par rectangles d'un processeur

utilisable dans le cas de balayage polaire.

Fig. 8 et 9 sont des schémas détaillés représentatifs de

composants apparaissant en fig. 7.

Fig. 10 illustre la sortie du processeur de ladite fig. 7.

Fig. 11A montre une ellipse dans un système de coordonnées

polaires, l'un de ses foyers se trouvant à l'origine.

Fig. 1lB montre de même manière une parabole dont le foyer

se trouve à l'origine d'un système de coordonnées polaires.

Fig. 12A correspond à l'utilisation du processeur suivant l'invention dans un affichage de radar ne faisant apparaître que les cibles qui se trouvent sur une piste rectiligne d'atterrissage dans un aéroport. Fig. 12B représente le schéma d'une forme d'exécution de

processeur propre à assurer l'affichage suivant fig. 12A.

On aperçoit en fig. 1 un dispositif d'affichage, tel qu'un tube à rayons cathodiques 10, comportant un système de réseau de balayage avec générateurs 11 et 12 correspondant respectivement aux Y et aux X. Ce

tube est prévu de façon à afficher des tracés choisis et il peut égale-

ment faire apparaître, en liaison avec ceux-ci, des signaux comportant une certaine information. Plus particulièrement les générateurs de balayage 12 et Il sont commandés par une horloge 13, à travers un diviseur 14 pour le générateur 11. On a représenté en 15 une source de signaux provenant de l'extérieur et qui peuvent être affichés sur l'écran du tube 10 en même temps que les tracés précités. Cette source est reliée à travers un mélangeur 16 au système de commande d'éclairage

du tube 10 et par ailleurs elle émet une entrée de déclenchement appli-

quée à l'horloge 13. Pour fixer les idées par un exemple, la source 15 peut être constituée par la sortie d'un système de radar. Le reste de l'appareil de fig. 1 est agencé de manière à afficher un tracé choisi en même temps que les signaux provenant de la source 15, moyennant utilisation du même système de déflexion. Comme montré en fig. 1, ces autres composants de l'appareil comprennent un dispositif de mémoire 17 qui commande un générateur de tracé 18. Ce dernier reçoit outre l'entréeprovenant de la mémoire 17, des signaux chronométriques horizontaux et verticaux ainsi que d'autres signaux de réenclenchement de balayage horizontal et vertical (non illustrés), et il envoie un second signal d'entrée au mélangeur 16 pour commander l'affichage. On peut trouver dans le brevet

américain 4 181 956 précité, une description plus détaillée de l'appareil

de fig. 1 ainsi que d'un agencement propre à l'affichage de tracés

choisis dans un système de balayage en coordonnées polaires.

La présente invention vise plus particulièrement un procédé et un appareil perfectionnés propres à créer les données d'information requises pour le générateur de tracés 18 des fig. 1 et 3 du brevet précité en

utilisant des affichages avec balayage à axes de coordonnées ou polaire.

Fig. 3A représente sous forme de schéma à rectangles une forme d'exécution d'un processeur général suivant l'invention comprenant un processeur élémentaire de déclenchement 30 et un autre processeur élémentaire récurrent 31. Comme montré, le processeur de déclenchement 30 répond à des signaux de sélection de tracés, c'est-à-dire à ceux qui identifient ce qu'il y a lieu d'afficher. Les signaux en question comprennent respectivement les paramètres A, B et 9 d'une part et 0 d'autre part qui définissent respectivement ceux de fig. 2. Les signaux de sortie de ce processeur de déclenchement peuvent être considérés comme représentant quatre mots, savoir d'une part un premier groupe de deux correspondant aux premières coordonnées du tracé et renfermant X'1 et Y'1, c'est-à-dire les vitesses de variation du tracé suivant le premier groupe ou paire de coordonnées. Le processeur récurrent émet alors une succession de signaux numériques représentant le tracé qu'on veut afficher et qui est défini par l'arrivée initiale des signaux de sélection au processeur de déclenchement. La sortie de la succession de signaux précitée à partir du processeur récurrent comprend une série de signaux X et Y dont chaque couple ou paire définit un point différent du tracé et ces signaux sont envoyés aux comparateurs, comme exposé dans le brevet sus-mentionné, pour amener aux temps voulus le mélangeur 16 à agir sur l'affichage en vue d'éclairer un point correspondant aux coordonnées identifiées par les mots X et Y. En variante la sortie du processeur récurrent peut être retenue par un tampon avant d'être amenée aux comparateurs. Comme montré en fig. 3A, et comme sus-indiqué, les tracés définis par les mots de sélection peuvent être affichés à tout emplacement désiré sur le

champ d'affichage moyennant des translations appropriées des coordonnées.

Pour effectuer une telle translation, l'on déplace l'origine en envoyant

des mots X0 et YO à l'une des entrées des circuits d'addition ou totali-

sateurs 32 et 33, l'autre entrée de ces circuits étant constituée par la succession des mots X et Y provenant du processeur récurrent 31. Il en résulte que la sortie desdits circuits 32 et 33 correspond à une succession de signaux qui identifient les coordonnées dans un tracé tel que déplacé en correspondance avec X et YO. Fig. 3B montre un schéma par rectangles détaillé du processeur de

déclenchement 30.

Pour mettre en oeuvre les équations 5 à 12, il faut dériver les fonctions trigonométriques de G et de 0. Comme le montre fig. 3B l'on utilise à cet effet une mémoire trigonométrique 39 à lecture seule (connue sous l'abrévation anglo-saxone ROM) à laquelle on adresse successivement les représentations numériques de G et de 0 pour obtenir les quatre sorties indiquées sur le dessin. On comprend que cette mémoire ROM 39 pourrait être remplacée par tout autre dispositif propre à émettre les grandeurs désirées, par exemple par calcul. L'ensemble de circuits destiné à assurer l'adresse de la succession d'entrées et à retarder les sorties par des tampons, peut comprendre de simples registres avec des dispositifs de portes. Pour la clarté du dessin l'on n'a pas figuré cet ensemble étant donné que tout technicien peut aisément

l'imaginer.

Une fois qu'on dispose des représentations des fonctions trigono-

métriques, on les applique avec celles des paramètres A et B à une

matrice de multiplication et d'addition comme représenté en fig. 3B.

Plus particulièrement les multiplicateurs (numériques) Ml à M4, dont chacun comporte deux entrées, engendrent les grandeurs A', B', A", B. Cela peut se réaliser en commandant à la fois par portes tous les multiplicateurs lorsqu'on se trouve simultanément en présence des fonctions précitées et des paramètres A et B. A la suite de cette opération l'on fait intervenir les multiplicateurs M5 et M12, qui là encore comportent deux entrées affectées aux mêmes fonctions et au résultat d'opération provenant de Ml à M4. Ces multiplicateurs M5 à M12 engendrent les huit paramètres dont la somme, par paires, correspond à X1, Y1 et X',, Yi. Là encore cela s'obtient en commandant simultanément par portes tous ces multiplicateurs M5 à M12 en présence à la fois des fonctions et des sorties de Ml et M4. Il en résulte que les huit paramètres

des grandeurs désirées sont présentés aux circuits d'addition ou totali-

pas

sateurs 34 et 37 avec les polarités indiquées. Là encore on n'n.Ireprésen-

té les circuits chronométriques commandant les portes affectées aux divers multiplicateurs MI à M12 et aux tampons associés à ceux-ci, étant

donné qu'il s'agit d'un appareillage que tout technicien peut établir.

Fig. 3C et 3D représentent respectivement deux formes d'exécution

différentes d'un processeur récurrent conformément à la présente invention.

Le processeur de fig. 3D est du premier ordre. Il engendre une approximation qui se rapproche étroitement de l'ellipse exacte; pour les petites portions de celle-ci les signaux de sortie de ce processeur récurrent de

premier ordre suivant fig. 3D peuvent en fait s'avérer suffisants.

On se référera toutefois à fig. 3C dans laquelle on trouve un processeur récurrent de second ordre produisant des signaux qui représentent très exactement le tracé qu'on désire afficher; les deux processeurs suivant fig. 3C et 3D peuvent engendrer les signaux nécessaires à une coordonnnée (par exemple X ou Y) et par conséquent il faut normalement deux processeurs de ce genre pour n'importe quel affichage. Toutefois tout technicien peut comprendre qu'en réglant de façon appropriée dans le temps et/ou autrement les signaux intéressés, on peut utiliser un seul processeur suivant fig. 3C ou 3D pour les deux coordonnées en

divisant de façon appropriée son temps de travail.

Si l'on revient maintenant à fig. 3C, on peut voir que le processeur récurrent représenté comprend un certain nombre de portes, de circuits de décalage et de circuits d'addition ou totalisateurs, mais, et cela est à retenir, aucun dispositif de multiplication, division ou extraction de racine carrée. On y trouve plus particulièrement deux portes 40 et 41 dont chacune a une entrée et une sortie. Les sorties de ces portes 40 et 41 sont envoyées respectivement aux circuits 42 et 43 dont chacun assure un égal décalage de b bits dans le mot présenté à son entrée. Chaque circuit 42 ou 43 comporte une sortie reliée respectivement aux entrées de deux autres circuits de décalage 44 et 45. Chacun de ces derniers

décale l'entrée qui lui est présentée d'une quantité égale à b + 1 bits.

Les sorties des circuits de décalage 42 et 43 sont également reliées respectivement à l'entrée inverseuse d'un circuit d'addition ou

totalisateur 47 et à l'entrée non-inverseuse d'un autre totalisateur 46.

Les autres entrées de ces circuits 46 et 47 proviennent respectivement des sorties des portes 40 et 41. Quant aux sorties des totalisateurs 46 et 47, elles sont respectivement utilisées comme entrées à des totaliateurs supplémentaires 48 et 49. Ces derniers comportent des entrées inverseuses reliées respectivement aux sorties des seconds circuits de décalage 44 et 45. La sortie du totalisateur 48 comprend une succession de signaux dont chacun définit une coordonnée de l'affichage, de sorte que la

succession en question correspond finalement à une coordonnée du tracé.

De son côté la sortie du totalisateur 49 est faite de signaux successifs dont chacun représente la vitesse de variation de la coordonnée en question, de sorte que la succession de ces signaux définit quant à elle cette vitesse sur le tracé pour la coordonnée considérée. Les sorties de ces totalisateurs 48 et 49 sont respectivement reliées à une entrée des portes 40 et 41. L'autre entrée de ces portes provient du processeur de

déclenchement 30 pour la coordonnée intéressée et sa vitesse de varia-

tion. Les portes 40 et 41 sont conditionnées pour ne transmettre la sortie du processeur de déclenchement aux circuits de décalage 42 et 43 qu'au début du processus de réalisation du tracé. Quand les totalisateurs 48 et 49 émettent leur première sortie, celle-ci est renvoyée aux portes et 41 et cette sortie, ainsi que les suivantes provenant desdits

circuits, sont amenées par ces portes aux circuits de décalage respecti-

fs 42, 43. Pour contrôler les portes 40, 41 en vue de réaliser l'opération

désirée, l'on peut utiliser par exemple un simple multivibrateur mono-

stable, enclenché à son état instable par le signal de départ du proces-

seur de déclenchement d'amorçage 30. Lorsque ce vibrateur déclenche pour revenir à son état de repos les portes 40 et 41 sont commandées pour

relier les sorties des circuits totalisateurs à ceux de décalage.

Tout technicien comprendra comment les divers éléments de fig. 3C peuvent être contrôlés par des signaux chronométriques. Il n'est donc

besoin d'aucune description particulière à cet égard.

Bien que fig. 3C et 3D illustrent divers dispositifs de liaison par lignes uniques, on comprend que cela ne doit pas être entendu comme impliquant un transfert de données en série. Plus particulièrement chacun des signaux mentionnés plus haut est à bits multiples et bien que ces signaux puissent être transférés d'un circuit élémentaire à un autre en série, le transfert peut également s'opérer en parallèle, à la façon

bien connue dans la technique.

Lorsqu'il fonctionne le circuit général de fig. 3C réalise la solution des équations 17 et 18. Plus particulièrement les portes 40 et 41 amènent aux circuits de décalage 42, 43, les coordonnées telles que Xancien et X' ancie. L'utilisation des indices "ancien" et "nouveau" est bien entendu relative étant donné que le processeur récurrent fonctionne par successions. Une sortie du circuit totalisateur 48 est une coordonnée nouvelle, alors que ce même signal, lorsqu'il est renvoyé à la porte 40, devient une coordonnée "ancienne". Chacun des circuits 42, 43 décale vers la droite de b bits, ce qui correspond à une multiplication par 2 b. Ainsi le totalisateur 46 additionne Xancienavec X ancien(2-b)_ Ce total est envoyé à l'une des entrées du totalisateur 48 dont l'autre borne reçoit à partir du circuit de décalage 44 un signal représentant X (2 2bî1). Cette entrée est inversée par le circuit 48 et par ancien conséquent la différence obtenue correspond à X De même manière nouveau la combinaison du totalisateur 47, du circuit de décalage 42, du totali- sateur 49 et du circuit de décalage 45 engendre un signal représentant X'I ea. Ce signal est amené au totalisateur 32 et il est également nouveau

renvoyé en arrière pour devenir Xancien lors du cycle suivant de fonction-

nement du circuit général de fig. 3C. Tout technicien comprendra immidia-

tement que l'ensemble de circuits de fig. 3C peut être doublé pour traiter l'autre coordonnée ou, en variante qu'il est possible de diviser

son temps opératoire pour correspondre tantôt à l'une, tantôt à l'autre.

Bien entendu cette division du temps exige l'utilisation de tampons pour enregistrer les signaux représentant les paramètres de l'une des coordonnées, par exemple X et X', pendant que le circuit précité s'occupe de l'autre

Y et Y'.

Par conséquent, et comme expliqué ci-dessus, le processeur récurrent répond à la sortie de celui de déclenchement et engendre une série de signaux numériques dont chacun représente une coordonnée particulière du

tracé choisi. Comme le déplacement entre X et X +1 est rapporté à u.

c'est-à-dire au paramètre d'augmentation, chaque coordonnée se trouve

écartée de celles adjacentes d'une distance (angulaire) déterminée.

De même manière le circuit de fig. 3D met en oeuvre une équation du premier ordre qui fournit des signaux plus précis représentant les coordonnées du tracé choisi. Compte tenu de ce qu'on a exposé concernant fig. 3C, on peut estimer qu'il n'est pas nécessaire de s'attarder

davantage sur cette fig. 3D, ni sur son fonctionnement.

Fig. 4 et 5 montrent une représentation illustrative de la sortie du processeur récurrent, respectivement suivant fig. 3D et3C. Chacune représente un quadrant d'un jeu d'ellipses dont un demi-axe A a une

longueur égale à 6 unités, tandis que l'autre B va de 0 à 9 par augmen-

tations d'une unité. Comme montré, chaque ellipse est décalée angulairement de 300 par rapport au système de coordonnées (donc 0 = 30 ). Dans chacune des figures on a représenté le tracé de l'ellipse exacte pour permettre la comparaison avec les résultats "simulés" fournis par le processeur suivant l'invention. On notera qu'en fig. 4 la différence entre l'ellipse exacte et le tracé provenant du processeur est moindre que l'épaisseur d'un trait, tandis qu'en fig. 5 elle ne peut être distinguée. Fig. 4 et 5 montrent également que la ligne droite et le cercle (ou plutôt la circonférence) constituent en quelque sorte des formes dégénérées de l'ellipse. Plus particulièrement dans le cas ou B 0, l'ellipse devient la ligne droite représentée, tandis que pour B = A

= 6, la courbe obtenue représente le quart d'un cercle.

Bien que dans ce qui précède on ait envisagé le problème de réaliser un affichage dans un système de coordonnées cartésiennes, le processeur suivant l'invention n'est pas limité à ce cas particulier de balayage. Une variante qu'on utilise couramment en remplacement d'un tel réseau est le système polaire et, ainsi qu'non le décrira ci-après, le

1O processeur précité est également applicable à un tel système.

A cet égard on se référera à nouveau au brevet américain mentionné au début des présentes et qui illustre la manière dont les signaux représentatifs des coordonnées des points du tracé qu'on désire afficher, peuvent s'utiliser pour assurer l'éclairage de ceux-ci. Ce brevet

indique que les valeurs calculées des diverses coordonnées sont enregis-

trées dans des mémoires effaçables et sont lues en correspondance avec le balayage. On utilise un appareillage semblable avec le processeur suivant la présente invention, ainsi qu'on l'exposera plus clairement ci-après. Fig. 6 montre une ligne droite dont l'équation en coordonnées cartésiennes est y - Mx + b, comme indiqué. En coordonnées polaires cette même équation peut s'écrire b r= sin 0 - M cos 0

Dans cette équation 21 les paramètres b et M ont les mêmes signifi-

cations que dans le cas des coordonnées cartésiennes. r représente la longueur radiale d'un vecteur allant de l'origine à un point quelconque

du tracé et 0 est l'angle correspondant au point considéré.

La forme de l'équation 21 rend difficile l'utilisation de r(0) et de sa dérivée r'(0) pour engendrer de façon récurrente les données de r(0) correspondant aux points successifs, comme le montre d'ailleurs le brevet précité. Toutefois l'on peut écarter cette difficulté en utilisant non pas r(0), mais bien son inverse S(0) = 1/r(0). Ainsi le processeur suivant l'invention utilise-t-il: S(O) = l/r(0) = (1/b) sinO - (M/b) cosO (22) Dans le brevet américain sus-mentionné, la ligne droite de fig. 6 est réalisée en coordonnées polaires de façon approximative en calculant un petit accroissement ou incrément à r pour chaque i0 jusqu'à ce que la courbe dévie de la ligne droite au-delà des limites de précision acceptables. Comme la courbe d'approximation r(0) est une spirale tangente à la ligne droite en son milieu, il faut plus d'une telle spirale pour obtenir une représentation de la ligne droite désirée. Le nombre de spirales d'approximation ainsi exigé augmente dans la zone o la ligne droite se rapproche de l'origine des coordonnées et/o ces spirales comportent une forte courbure. Il faut en outre enregistrer dans une mémoire les paramètres de début et d'arrêt ainsi que les accroissements Ar pour les diverses spirales et disposer de fonctions logiques de calcul qui font passer d'une spirale à la suivante, à mesure que le paramètre d'azimuth 0 augmente. Dans le processeur suivant l'invention cette segmentation de la représentation et la mémoire qu'elle exige ne sont plus nécessaires et l'on élimine les dents de scie résiduelles de l'approximation, ainsi qu'on le verra plus loin, ce qui

aboutit à une absence d'erreur presque totale.

Dans ce mode de réalisation les équations entre s(0) et 0 se présentent comme indiqué plus haut en (5), ce qui permet les mêmes

avantages de récurrence pour s(0) et s 1(0).

Fig. 6 fait ressortir deux points représentatifs 1 et 2 sur le tracé, ces points étant associés à des vecteurs radiaux r1 et r2 auxquels correspondent les angles d'azimuth 01 et 02- Pour avoir la relation qui correspond aux autres points r du tracé on peut noter que: 1 r2 cos 02 rl cos01 (23)1

= C (23)

b rlr2 sin (01 - 02) et M r2 sin 02 - r sin (24)

M -22 1 1 D (24)

b rlr2 sin (01 - 02) et ainsi, comme dans les équations 5-6 et 13-14: s(0) = Csin 0 - Dcos 0 (25) s (0) =Ccos 0 +Dsin 0 (26) s(0 + u) = s(0) cos u + s (0) sin u (27) s(0 + u) = s (0)cos u - s(0) sin u (28) Ici encore les équations 27 et 28 sont exactes et valables pour

toutes les valeurs de u. Quand u est petit, on peut utiliser les approxi-

mations de second ordre cos u = 1 - u- et sin u = u. les équations 27 et 28 deviennent alors celles approximatives ci-après: s(0) + u = s(0) - u2 s(0) + us'(0) (29)

19 2489553

s' + u s' _ u s'(0) - us (0) (30) Fig. 7, 8 et 9 illustrent respectivement, sous forme de schémas par rectangles, une autre forme d'exécution d'un processeur suivant l'invention, destiné à engendrer les signaux nécessaires à l'affichage de tracés en ligne droite dans un système de coordonnées polaires, fig. 8 correspondant au processeur élémentaire de déclenchement et fig. 9 au

processeur élémentaire récurrent.

Fig. 7 montre bien les deux processeurs élémentaires de déclenchement 70 et de récurrence 71. Les entrées au premier sont constituées par un

couple ou paire de coordonnées, savoir un paramètre radial et un paramètre.

angulaire ou d'azimuth, ces entrées devenant efficaces lorsqu'elles passent les portes commandées par le signal de départ. La sortie du processeur élémentaire 70 comprend un paramètre radial réciproque ou inversé s et un autre s' correspondant à la vitesse de variation du précédent, ces deux paramètres étant appliqués sous forme d'entrées au processeur récurrent 71. Une autre entrée de ce dernier est constituée par le paramètre angulaire initial 0. Les sorties du processeur récurrent se présentent sous la forme d'une succession de signaux numériques dont chacun correspond à une coordonnée (ou couple de coordonnées élémentaires)

du tracé à afficher, chaque coordonnée (ou couple de coordonnées élémen-

taires) comportant à son tour un paramètre linéaire s et un paramètre angulaire 0. Il est désirable que le paramètre radial inversé s soit associé à travers une mémoire d'inversion à lecture seule 72 à la sortie du paramètre radial correspondant r. Quand on envoie à un système d'affichage, par exemple du genre représenté dans le brevet mentionné plus haut, une succession de telles coordonnées r, 0 correspondant l'une

à l'autre, on fait apparattre sur l'écran le tracé désiré.

Le processeur de déclenchement 70 a été détaillé en fig. 8. Il traite les équations 23 et 24. Plus particulièrement le paramètre r est envoyé à l'entrée d'une mémoire d'inversion ROM 81, en même temps qu'à l'une des entrées de trois multiplicateurs 84, 85 et 86. La mémoire 81 fait correspondre l'entrée à la façon d'une adresse avec la quantité inversée. Ainsi l'entrée ri aboutit à une sortie s suivant l'équation sl = 1/r1. De son côté le paramètre r2 est envoyé en guise d'entrée aux multiplicateurs 91, 92 et 86.Le paramètre d'azimuth initial 0 est envoyé aux entrées de deux mémoires à lecture seule ou ROM 82 et 83 correspondant

respectivement aux sinus et aux cosinus, en même temps qu'à l'entrée non-

inverseuse d'un circuit totalisateur 89. L'autre paramètre d'azimuth 02 est également envoyé aux entrées de deux mémoires à lecture seule 87 et 88 correspondant respectivement aux sinus et aux cosinus ainsi qu'à l'entrée inverseuse d'un totalisateur 89. La sortie de la mémoire sinus 82 est appliquée à la seconde entrée du multiplicateur 84 ainsi qu'à l'une d'un autre multiplicateur 93. De même la sortie de la mémoire cosinus 83 est appliquée à la seconde entrée du multiplicateur 85 ainsi qu'à l'une des entrées d'un autre multiplicateur 94. Toujours dans le même ordre d'idées la sortie de la mémoire 87 aboutit à la seconde entrée du multiplicateur 91 et celle de la mémoire 88 à la seconde entrée du multiplicateur 92. La sortie du totalisateur 89 aboutit à l'entrée d'une mémoire ROM 90 correspondant aux sinus. Les sorties des multiplicateurs 91 et 84 sont additionnées dans un totalisateur 96 dont la sortie aboutit à une entrée d'un multiplicateur 98. La sortie de la mémoire sinus 90 est appliquée à la première entrée d'un multiplicateur 80, la seconde de celui-ci provenant du multiplicateur 86. La sortie de ce multiplicateur 80 aboutit à l'entrée d'une mémoire d'inversion à lecture seule 100 dont la sortie est reliée à la seconde entrée du multiplicateur 98 et à la première d'un autre multiplicateur 99. La sortie du multiplicateur 92 aboutit à l'entrée non-inverseuse d'un circuit totalisateur 97. L'entrée inverseuse de celui-ci provient de la sortie du multiplicateur 85 et sa sortie constitue la seconde entrée du multiplicateur 99. De même la sortie du multiplicateur 91 est appliquée à l'entrée non-inverseuse d'un totalisateur 96 dont l'entrée inverseuse provient de la sortie du multiplicateur 84, la sortie du circuit 96

aboutissant à la seconde entrée du multiplicateur 98.

Bien que fig. 8 représente les secondes coordonnées r2 et 0 comme "finales", tout technicien comprendra que ce choix est commode, mais

arbitraire et qu'on pourrait sélectionner toutes coordonnées intermédiaires.

Comme dans le cas du processeur de déclenchement de fig. 3B, lors de l'application des paramètres d'entrée un unique cycle opératoire de

l'appareil aboutit aux résultats désirés, c'est-à-dire, plus particulière-

ment,à s et s'. Grâce à ces paramètres le processeur récurrent va engendrer une série de signaux numériques qui vont représenter en coordonnées polaires une succession de points-du tracé qu'on desire

afficher.

Le processeur récurrent suivant fig. 9 comprend des composants identiques à ceux du processeur de fig. 3C et il fonctionne de façon semblable pour engendrer à partir d'entrées référencées s a e et sani (dérivéesdu processeur de déclenchement de fig. 8) une succession de grandeurs Snouveau et s' nouveau dont la première constitue l'un des

paramètres de coordonnées du tracé à afficher.

Le processeur général décrit en référence aux fig. 3A à 3D traitait une équation dans laquelle le paramètre d'accroissement ou incrément u était une variable factice et par conséquent il fallait un processeur récurrent, c'est-à-dire une fonction de traitement de données pour les deux paramètres constituant les coordonnées d'un point du tracé. Au contraire le paramètre d'accroissement des équations 29 et 39 est constitué par la coordonnée angulaire elle-même. Il en résulte qu'il n'est plus besoin d'un processeur récurrent particulier, ou d'une fonction correspondante pour engendrer une nouvelle valeur de 0 à partir d'une anérenne. En fait, en fig. 9, la valeur ancienne, c'est à dire 01, est appliquée à une porte 111 (semblable aux portes 101 et 102). La sortie de cette porte 111 est envoyée à un totalisateur 112 dont l'autre entrée est assurée par un dispositif émettant un signal de sortie représentatif de u. Le résultat, c'est-à-dire la sortie du totalisateur 112 précité, est 0 = 0 + u (expression dans laquelle nouveau ancien ancien' 0 et u sont exprimés en radians). Par conséquent pour engendrer une succession de 0 nouveaux il suffit de renvoyer 0nouveau précédent à l'autre entrée de la porte 111. Ainsi, lors de la première opération du processeur de déclenchement la valeur 01 est envoyée au totalisateur 112 à travers la porte 111. Au contraire par la suite cette porte 111 reçoit en retour sur son entrée la sortie du totalisateur 112 précité de façon à obtenir ainsi une succession de valeurs de 0nouveau dont chacune correspond à une valeur de s. Bien entendu le nouveau fonctionnement cyclique du processeur de fig. 9 exige que les valeurs de nouveau et de 0 nouveau soient engendrées en synchronisme de façon à

ce que ces deux grandeurs puissent se correspondre l'une à l'autre.

Toutefois, ainsi qu'on l'a déjà exposé plus haut, les circuits chronomé-

triques et de contrôle nécessaires pour réaliser cette synchronisation sont évidents pour tout technicien et n'ont donc pas à être détaillés

dans les présentes.

Fig. 10 est une illustration du fonctionnement du processeur général de fig. 7 en vue de tracer une ligne droite. Pour faire ressortir les résultats de l'opération de traitement de données, cette figure représente chacun des vecteurs qui, partant de l'origine, aboutit au tracé désiré. Bien entendu sur l'affichage réel chacun n'apparaît pas dans son entier et seul son point d'extrémité est éclairé. Il est facile de vérifier la précision avec laquelle le processeur a fonctionnné en remarquant que toutes ces extrémités se trouvent exactement sur une

ligne droite.

* Bien que la description qui précède concerne un processeur propre

à afficher des lignes droites en coordonnées polaires, tout technicien peut comprendre aisément commment on peut utiliser les mêmes techniques pour afficher n'importe quelle autre courbe r, 0 comportant la même forme générique qu'en fig. 2. Comme exemples de telles courbes on peut citer les ellipses ayant un de leurs foyers à l'origine, comme montré en fig. llA et les paraboles dont le foyer unique se trouve également à l'origine, ainsi que cela est représenté en fig. l1B. Pour parvenir à ce

qui précède il suffit de modifier le processeur de déclenchement.

La description ci-dessus a été celle d'un générateur d'affichage

qui, en réponse à des signaux définissant le tracé à afficher, permet d'engendrer les coordonnées de celui-ci plus rapidement que suivant la technique antérieure, cette rapidité pouvant être suffisante pour éliminer l'obligation d'enregistrer en fait l'information concernant chacune des coordonnées à afficher. Toutefois l'invention peut également s'appliquer dans le cas o les tracés dont les coordonnées sont détermi-

nées par le processeur qui en constitue l'objet, ne sont pas eux-même affichés, mais sont utilisés pour sélectionner des signaux d'information

propres à l'affichage, à partir d'un jeu plus important de tels signaux.

Fig 12A et 12B permettent de faire ressortir d'autres formes d'exécution de l'invention dans lesquelles on n'affiche que les signaux correspondant à des cibles radar (c'est-à-dire à des objets frappés par un faisceau radar tournant), se trouvant dans une zone limitée prédéterminée, par exemple sur une piste particulière d'un aéroport. Fig. 12A montre l'écran d'un radar dans lequel il est désiré de n'afficher que les cibles se trouvant dans la zone hachurée entre les lignes parallèles Ll et L2, lesquelles sont définies entre deux azimuths de début et de fin 01 et 02, la ligne Ll étant associée à deux points d'extrémité Rll et R12 de coordonnées polaires et la ligne L2 à deux autres points R21 et

R22. Ces paramètres, savoir les azimuths 01 et 02 et les points d'extré-

mités, sont suffisants pour définir les deux tracés (formant limite) Ll

et L2.

Fig. 12B montre le schéma par rectangles de cette forme d'exécution de l'invention. On y trouve un dispositif de mémoire 121 agencé pour enregistrer l'information représentative des tracés ou limites qu'on vient de mentionner. Lorsqu'elle est chargée, cette mémoire 121 fournit les tracés dont elle dispose à un processeur de déclenchement 70' (qui peut constituer la répétition du processeur 70 de fig. 8), de sorte que celui-ci fournit sur sa sortie l'information représentative de s1 et s' correspondant à Ll, ainsi que de s2 et s'2 pour L2. Avant de décrire l'utilisation de ces signaux, on se référera aux parties de fig. 12B qui illustrent les composants classsiques nécessaires à un affichage sur écran. On y relève plus particulièrement une horloge 122 qui fournit des signaux chronométriques suivant une cadence répétitive constante à un diviseur 123 et à un compteur de zone 125. Le diviseur 123 émet à son tour des signaux chronométriques synchronisés avec la sortie de l'horloge 122, mais comportant une cadence plus lente, et il les envoie à un compteur d'angle d'azimuth 124. A tout point dans le temps, c'est-à-dire

à n'importe quel instant, la sortie du compteur 124 constitue la représen-

tation de l'angle d'azimuth instantané 0 du balayage. Les sorties des compteurs 124 et 125 aboutissent à des circuits de balayage respectifs 126 et 127 de façon à réaliser les tensions de déflexion du faisceau électronique du tube cathodique 128. De cette manière, lorsque les tensions précitées varient, le faisceau balaie l'écran du tube suivant un système polaire. Le rectangle 130 correspond à une source de signaux vidéo de radar représentant des cibles qui renvoient les faisceaux incidents. La source 130 est reliée à une porte 129. La sortie de cette dernière aboutit à l'électrode de commande du tube 128 de manière telle que sont affichés les signaux d'information émis par la source 130 et qui ont passé la porte 129. On exposera maintenant la

façon dont sont émis les signaux de commande de cette porte.

Les comparateurs 140 possèdent trois entrées et une sortie. Ils reçoivent sur leurs entrées l'angle d'azimuth instantané 0 ainsi que les azimuths de départ et d'arrêt 01 et 02. Leur sortie peut être utilisée

pour commander le passage de celles du processeur élémentaire déclenche-

ment 70' vers le processeur élémentaire récurrent à partir des tampons qui retiennent lesdites sorties. En variante la sortie des comparateurs peut s'utiliser pour commander le fonctionnment du processeur de déclenchement 70'. Dans l'un et l'autre cas les signaux sl, si s2 et

si2 sont envoyés respectivement aux processeurs récurrents 71-1 et 71-2.

Ceux-ci peuvent affecter la forme représentée en fig. 9.-Les sorties de chacun d'eux correspondent respectivement à s et s 2 Ces grandeurs représentent bien entendu l'inverse du rayon correspondant à l'un des deux points extrêmes de chaque ligne. La sortie du compteur de zone 125

est également appliquée à une mémoire d'inversion à lecture seule 141.

Par conséquent la sortie de cette mémoire correspond en temps réel à l'inverse de la zone dans laquelle le balayage s'effectue. Cette donnée est appliquée à l'une des entrées des comparateurs 142, dont les autres sont constituées par les sorties des processeurs récurrents 71-1 et 71-2. Lorsque, et seulement quand cela se produit, le balayage se trouve entre les limites imposées par s et s2, les comparateurs 142 envoient un signal de conditionnement à la porte 129. Par conséquent à partir de l'azimuth 01 tous les signaux vidéo de radar se situant entre les

lignes Ll et L2 traverseront la porte 129 et seront affichés.

Lorsque l'azimuth est indexé, le compteur 124 change d'état et par conséquent le circuit de balayage 126 émet une tension de déflexion modifiée pour assurer l'affichage de cet azimuth. En même temps l'impulsion qui détermine le changement d'état dans le compteur 124 est envoyé aux

processeurs récurrents 71-1 et 72-2 pour déclencher un cycle de fonctionne-

ment de ceux-ci en vue de déterminer les nouvelles grandeurs s et s2 correspondant au nouvel azimuth. Un signal envoyé par le diviseur 123 aux processeurs 71-1 et 71-2 peut être appliqué aux circuits de porte 101 et 102 (voir fig. 9) pour permettre l'envoi de s aux processeurs nouveau récurrents. Ainsi dans ce balayage de zone de nouvelles grandeurs s et S2 sont utiliséespar les comparateurs 142. De cette manière pour chaque azimuth d'affichage on détermine les points appropriés de limite dans le sens radial et la porte 129 n'est conditionnnée que pour ceux des

signaux vidéo radar qui se trouvent entre les limites précitées.

Il y a lieu de noter que les coordonnées des limites sont déter-

minées "au vol" et ne sont enregistrées nulle part. Elles sont en fait

calculées en même temps que l'affichage se réalise. En outre ces coordon-

nées ne sont pas elles-mêmes affichées, mais elles constituent simplement

des limites permettant de choisir l'information radar à laquelle l'affi-

chage doit être appliqué.

On comprend que la mémoire 121, le processeur de déclenchement 70 ainsi que les processeurs récurrents 71-1 et 71-2 avec les comparateurs 142, pourraient être doublés un certain nombre de fois pour chaque système différent de limites, de sorte qu'on pourrait mettre en oeuvre simultanément plusieurs zones ainsi limitées. On conçoit en outre que l'appareil de fig. 12B n'exige pas qu'on calcule à l'avance et qu'on

enregistre les coordonnéesdes limites, ce qui simplifie l'appareillage.

Dans la présente description on a supposé que le signal de change-

ment d'azimuth représentant la variation a 0 est égal à u. c'est-à-dire

à la variation d'accroissement ou incrément du processeur récurrent.

Cela pourrait ne pas être nécessaire si l'on avait n XÀCJ u = u, n étant un nombre entier supérieur à l: on pourrait alors utiliser un compteur pour diviser les impulsions de variation d'azimuth servant à actionner le processeur récurrent. Si l'on avait au contraire a a = nu, n étant là encore un nombre entier supérieur à 1, il serait possible de prévoir une horloge et un compteur pré-réglé pour actionner le processeur récurrent n fois pour chaque impulsion de variation d'azimuth, ce pré-réglage du compteur correspondant évidemment à n et l'horloge étant utlisée pour ramener le compteur à zéro, tandis que chaque changement

d'état de ce compteur assure un fonctionnement du processeur.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi par

exemple que les opérations logiques exécutées par les circuits représen-

tés au dessin annexé pourraient l'être non pas par un processeur renfer-

mant un programme enregistré, mais bien en programmant de façon appropriée

un tel processeur ou ordinateur.

Claims (11)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Dispositif pour afficher des tracés choisis sur un champ d'affichage balayé suivant un système prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les éléments suivants dont certains au moins sont connus soit à l'état isolé, soit dans des combinaisons différentes de celles ciaprès: - un appareil de traitement de données ou processeur (70, 71) propre à engendrer une succession de signaux numériques dont chacun représente une coordonnée des tracés précités, en réponse à des signaux de sélection appropriés, ce processeur comportant à son tour:

- des moyens (70) de processeur élémentaire de déclen-

chement qui répondent aux signaux de sélection pour émettre au moins un

premier signal représentant une première coordonnée et un autre représen-

tatif de la vitesse de variation d'au moins une composante de cette première coordonnée; - des moyens (71) de processeur élémentaire récurrent dont une entrée est reliée à une sortie des précédents et qui répondent au premier signal émis par celui-ci ainsi qu'à l'autre signal pour engendrer une succession de signaux numériques dont chacun représente des coordonnées différentes des tracés, chacune de ces coordonnées étant écartée de celles adjacentes d'une distance prédéterminée; - des moyens comparateurs (140) qui répondent aux successions de signaux des moyens de processeur récurrent ainsi qu'à des signaux indicateurs de la position instantanée du balayage pour éclairer le champ d'affichage lorsque ce balayage se trouve à une

position correspondant à une coordonnée des tracés.

2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le processeur récurrent (71) engendre pour chaque signal numérique successif

(x) représentant une coordonnée, un autre signal numérique (x') représen-

tatif de la vitesse de variation d'au moins l'une des composantes de

ladite coordonnée.

3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de processeur récurrent renferment au moins un tel processeur lequel comprend en combinaison: - un couple de moyens de décalage (42, 44 - 43, 45), chacun comportant une entrée ainsi qu'une sortie et étant propre à décaler les signaux numériques appliqués sur son entrée pour les émettre à l'état décalé sur sa sortie; - un couple de moyens totalisateurs algébriques (46, 48 - 47, 45), chacun comportant des entrées et une sortie, et étant propre à émettre sur cette sortie un signal égal à la somme de ceux reçus sur ses entrées; - et des moyens de porte (40, 41) reliant aux moyens de décalage tantôt les moyens de processeur de déclenchement, tantôt les

sorties des moyens totalisateurs algébriques.

4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par la combi-

naison des dispositions suivantes: - chaque couple de moyens de décalage comprend un premier élément (42 - 43) et un second élément (44- 45) dont chacun est propre à décaler son entrée d'une quantité prédéterminée et égale; - les moyens de porte comprennent une première et une

seconde porte proprement dite (40, 41), dont les sorties sont respective-

ment reliées au premier et au second élément des moyens de décalage; - le couple de totalisateurs algébriques comprend un premier et un second totalisateur élémentaire (46, 48 - 47, 49), les entrées du premier étant reliées à la première porte précitée et au second élément des moyens de décalage, tandis que les entrées du second totalisateur élémentaire sont reliées à la seconde porte et au premier élément

desdits moyens de décalage, les sorties du premier totalisateur élémen-

taire étant constituées par ladite succession de signaux; - les sorties du premier et du second totalisateur élémentaire sont respectivement reliées aux autres entrées des première et seconde porte.

5. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que - le couple de moyensde décalage comprend en combinaison un premier et un second dispositif de décalage dont chacun comporte un élément principal (42) et un élément auxiliaire (44) qui lui est associé, une sortie du premier étant reliée à une entrée du second; - les moyens de porte comprennent une, première et une seconde porte (40, 41), la sortie de chacune étant respectivement reliée aux entrées des éléments principaux des dispositifs de décalage; - le couple de totalisateurs algébriques comprend un premier et un second totalisateur élémentaire principal (46, 47) et auxiliaire (48, 49), chacun comportant deux entrées et une sortie, les entrées du premier totalisateur principal (46) étant reliées à la première porte (40) et au second dispositif principal de décalage (42), les entrées du premier totalisateur auxiliaire (48)étant reliées à une sortie du premier totalisateur principal (46) et au premier dispositif de décalage auxiliaire (44), les entrées du second totalisateur principal (47)

étant reliées à la seconde porte (41) et à une sortie du premier dispo-

sitif de décalage principal (42) et les entrées du second totalisateur auxiliaire (49) étant reliées à la sortie du second totalisateur principal (47) ainsi qu'au second dispositif de décalage auxiliaire (45); - les sorties du premier totalisateur auxiliaire étant constituées par ladite succession de signaux, tandis que les sorties des premier et second totalisateurs auxiliaires sont respectivement reliées

aux entrées de la première et de la seconde porte (40, 41).

6. Appareil d'affichage suivant la revendication 1, propre à afficher des signaux d'information comportant une relation prédéterminée avec des tracés fixes, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les éléments ou dispositions suivants dont certains au moins sont connus soit à l'état isolé, soit dans des combinaisons différentes de celle ci-après: - des signaux définissant lesdits tracés - des moyens de processeur (70, 71)qui répondent aux signaux de définition de tracés pour émettre en réponse à un signal de passage de porte une succession de signaux numériques dont chacun représente des coordonnées différentes desdits tracés - une horloge (122), - des moyens (126, 127) qui répondent à ladite horloge pour engendrer des signaux propres à balayer un champ d'affichage à deux dimensions; - des premiers moyens de porte (129)pour commander le passage desdits signaux d'information, - des moyens (128) qui répondent aux moyens de balayage et aux moyens de porte en vue d'engendrer des signaux visibles correspondant aux signaux d'information qui ont traversé lesdits moyens de porte - des premiers moyens comparateurs (140) pour comparer l'un des signaux de définition de tracé avec un signal représentant une coordonnée de la position instantanée du balayage et pour engendrer un signal de sortie; - des seconds moyens de porte qui répondent aux premiers moyens comparateurs pour donner le passage aux moyens de processeur en

réponse à un signal de sortie des premiers moyens comparateurs correspon-

dant à l'égalité entre les grandeurs comparées; - des seconds moyens comparateurs (142) qui répondent à une

L. n v t - -

sortie des moyens de processeur (70, 71) et à un signal représentatif de la position instantanée du balayage suivant une autre coordonnée pour émettre un signal de sortie lorsque ledit signal de position instantanée de balayage comporte une relation prédéterminée vis-à-vis d'une sortie des moyens de processeur; - et des moyens transférant les signaux de sortie des

seconds moyens comparateurs aux premiers moyens de porte.

7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour engendrer des signaux indicateurs des tracés comprennent des moyens (121) pour enregistrer des signaux indicateurs d'une zone d'angle d'azimuth pour chacun desdits tracés et d'une longueur radiale ou rayon polaire pour les points terminaux de ceux-ci aux extrémités de la zone angulaire précitée; tandis que les moyens processeurs (70, 71) comprennent de leur côté des moyens de processeur de déclenchement (71) propres à engendrer, en réponse aux signaux des moyens d'enregistrement (121), des signaux représentatifs de l'inverse du rayon polaire et de la vitesse de

variation de cet inverse pour au moins un point dudit tracé.

8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les tracés fixes comprennent une première et une seconde ligne (Ll, L2),

tandis que les moyens enregistreurs (12) retiennent des signaux représen-

tatifs des angles d'azimuth (01, 02) de commencement et de fin desdites lignes ainsi des longueurs radiales ou rayons polaires (Rll, R12, R21, R22) correspondant aux extrémités de ces lignes, et que: - lesdits moyens de processeur comprennent en outre un premier et un second processeur récurrent (71-1, 71-2) qui répondent respectivement aux signaux définissant la première et la seconde ligne pour émettre la première et la seconde succession de signaux, chacune représentant les coordonnées de ces lignes; - les seconds moyens comparateurs (142) émettent ledit signal de sortie et l'émettent seulement, si le signal de balayage instantané représente une coordonnée se situant entre les coordonnées desdits tracés telles que représentées par les sorties du premier et du

second processeur récurrent.

9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8,

caractérisé en ce que les moyens de balayage engendrent un signal de variation d'angle d'azimuth, tandis qu'il est prévu des moyens pour amener ce signal de variation d'azimuth aux moyens de processeur récurrent en vue de commander la cadence suivant laquelle sont engendrées les

successions de signaux numériques.

10. Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de processeur récurrent comprennent en combinaison: - des moyens de décalage (103, 106) propres à décaler un signal numérique appliqué à des moyens de porte (101, 102) d'entrée du processeur pour relier à l'entrée desdits moyens de décalage soit une sortie desdits moyens de processeur de déclenchement, soit une sortie des moyens de processeur récurrent; - et des moyens totalisateurs (107, 110) qui répondent aux sorties desdits moyens de porte et desdits moyens de décalage pour

réaliser la sortie des moyens de processeur récurrent.

11. Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de porte de passage affectés aux moyens processeurs, les moyens de décalage et les moyens totalisateurs comprennent chacun une première porte de processeur (101), un premier dispositif de décalage (103) et un premier totalisateur (107, 109) propre à traiter des signaux représentatifs de l'inverse du rayon polaire et une seconde porte de processeur (102), un second dispositif de décalage (105, 106) et un second totalisateur (108, 110) pour traiter les signaux représentant la vitesse de variation

de cet inverse du rayon polaire.