NO117989B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for opptegning av kurver på skjermen

av et katodestrålerør.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for opptegning av kurver på skjermen av et katodestrålerør etter rastermetoden. Denne metode er i prinsipp den samme som anvendes ved frem-stilling av et bilde på skjermen av en televisjonsmottager når et video-signal mottas. I den versjon som benyttes i forbind-else med oppfinnelsen, går den ut på at en elektronstråle i katodestrålerøret bringes til å dekke rørets skjermflate suksessivt og uniformt ved hjelp av et tidsaksesveip langs en, fortrinnsvis horisontal akse og et samtidig vesentlig hurtigere sveip langs en annen, fortrinnsvis vertikal akse, idet elektronstrålen, bare der hvor en kurve skal opptegnes, gis tilstrekkelig energi til at strålens treff-punkt på skjermen lyser. Dette skjer ved hjelp av videopulser som tilføres et gitter i katode-. strålerøret, slik at de under hvert hurtigløpende sveip energi-serer elektronstrålen en gang for hver kurve som skal opptegnes. Disse pulser gjøres vanligvis så korte i forhold til den vertikale sveiptid og elektronstrålens radius at de opptegnede kurvepunkter opptrer som små runde flekker på skjermen. Ved økende pulslengde vil opptegningspunktene suksessivt miste sin "punkt-karakter" og i stedet fremtre som lysende streker i sveipretningen.

Når der ønskes en samtidig opptegning av et større antall kurver, slik at fremstillingen på skjermen til en viss grad får preg av et televisjonsbilde, kan denne metode være å foretrekke fremfor den vanlige metode, der elektronstrålen avbøyes i horisontal retning av en sagtann-spenning eller strøm, slik at der dannes en tidsakse i denne retning, og i vertikal retning av det strøm- eller spenningssignal som skal representeres av en kurve på skjermen.

En rasteropptegning av de aktuelle kurver kan således med for-del anvendes i medisinsk elektronikk, der det f.eks. ved opp-tagelse av kardiogram er ønskelig med en samtidig opptégning av små biologiske spennings-signaler fra flere elektroder som er plassert på forskjellige steder av kroppen. Disse signaler er imidlertid vanligvis av puls-karakter med raskt stigende og fallende avsnitt som således vil bli opptegnet med forholdsvis lav lysstyrke og/eller forholdsvis usammenhengende, idet der bare blir opptegnet et kurvepunkt for hvert sveip,

og et kurveavsnitt som vesentlig strekker seg i vertikal retning, bare skjæres av et lite antall sveip i forhold til sin lengde. En større sammenheng for disse kurveavsnitt kan naturligvis oppnås på kjent måte ved å øke antallet sveip pr. lengdeenhet slik at der opptegnes flere punkter på skjermen. Men derved må også sveiphastigheten økes, hvilket betyr at videopulsens bredde må minskes, om opptegnelsespunktene skal beholde sin "punktkarakter". På grunn av dette blir lysstyrken pr. punkt mindre, og den samlede lysstyrke for en gitt linje øker derfor ikke med sveiptettheten under disse omstendigheter. Med fast

innstilt pulsbredde og pulshøyde vil derfor lysstyrken for en raster-opptegning variere med vedkommende kurves helning mot tidsaksen, Dette fører til vesentlige ulemper ved utlesning og spesielt ved fotografering av sådanne kurver på skjermen.

Problemet kan naturligvis tenkes løst ved at pulshøyden gjøres større ved sterkt stigende eller fallende kurveavsnitt, slik at hvert opptegningspunkt får større lysstyrke, men dette kan lett lede til dårlig fokusering av elektronstrålen i visse kurveavsnitt slik at kurven blir uskarp.

Det er derfor et formål for oppfinnelsen å angi en bedre fremgangsmåte for å oppnå en raster-kurveopptegning der lysstyrken er tilnærmet uavhengig av kurvens helning og som for en gitt sveiptetthet er mer sammenhengende i kurveavsnitt med stor helning enn opptegninger utført med konvensjonelle fremgangs-måter. Fremgangsmåtens særtrekk består i at bredden av hver videopuls, innenfor visse grenser, gjøres avhengig av vedkommende kurves helning mot tidsaksen i det punkt vedkommende videopuls skal gjengi. Det er da hensiktsmessig å fastlegge den nedre grense for videopulsens bredde ved den pulsbredde som gir tilfredsstillende lysstyrke og/eller opptegning når vedkommende kurve forløper langs tidsaksen. For det aktuelle området der pulsbredden er avhengig av kurvens helning, er det da nærliggende å la tillegget i pulsbredden utover den angitte minimumsverdi være proporsjonal med absoluttverdien for den tidsderiverte av den funksjon som vedkommende kurve skal representere. Denne versjon av oppfinnelsens fremgangsmåte er dessuten lett å bringe til utførelse og har gitt gode resultater i praksis.

De lysende opptegningspunkter på skjermen vil da som nevnt opp-tre som streker med økende utstrekning i retning av det hurtige sveip når pulsbredden øker proporsjonalt med helningen. Men jo mer strekenes utstrekning øker, jo mindre vil deres retning avvike fra kurvenes retning i vedkommende punkt, slik at strekenes komponenter vinkelrett på kurven kan holdes innenfor rimelighetens grenser ved et hensiktsmessig valg av proporsjonalitetsfaktor. Dette er viktig da det er disse komponenter som

gjør kurven uskarp og eventuelt maskerer en finstruktur.

Videre vil det være innlysende at lysstyrken for hvert opptegningspunkt vil være proporsjonal med videopulsens bredde og således også med kurvens helning i et visst område, og dette komp-enserer da for cen minskning i punkt-tettheten som fremkommer ved økende helning av kurven, slik at lysstyrken langs kurven blir tilnærmet konstant.

Da strekenes dominerende komponent således er i retning av kurven når helningen mot tidsaksen er stor, vil de bidra vesentlig til å gjøre opptegningen mere sammenhengende. De beste resultater oppnås her ved forholdsvis jevnt stigende kurver. Ved en brå overgang fra et avsnitt med sterk helning til et med liten helning, eller omvendt, f.eks. ved hjørnene av en firkantpuls, vil det derimot lett oppstå en strek som skyter over eller under en flat del av kurven.

Den øvre grense for videopulsens bredde bør derfor fastlegges ved den største pulsbredde som kan tillates uten at kurvens finstruktur maskeres av opptegningens utstrekning i retning av det hurtige sveip.

Oppfinnelsens fremgangsmåte skal nå beskrives nærmere under hen-visning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser for sammenligning en og samme karakteristiske kurve opptegnet med vanlig rasterteknikk og med oppfinnelsens fremgangsmåte . Fig. 2 viser en skjæring mellom to steile kurver, opptegnet med vanlig teknikk og med en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 viser en opptegning av en firkantpuls etter oppfinnelsens fremgangsmåte, men med utilstrekkelig begrenset pulsbredde opp-ad.

I fig. 1a er der vist en spiss trekantet kurve av en type som vanligvis forekommer i et kardiogram, mens fig. 1b viser denne kurve opptegnet med konvensjonell rasterteknikk og en linjeavstand på 1 mm for det hurtige sveip. Fig. 1c viser den samme kurve opptegnet etter en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen, idet opptegningen ved denne steile kurve består av streker av forskjellig lengde i retning av det hurtige sveip, således at strekenes lengde, 1, som jo er proporsjonal med videopulsens bredde, er bestemt ved formelen:

Her er 1Q= streklengden ved den minste forekommende pulsbredde, k = en proporsjonalitetsfaktor av lengdedimensjon og o = kurvens helningsvinkel. ]"tgaj er da proporsjonal med absolutt-verdien av den tidsderiverte for denfunksjon som skal opptegnes.

I det foreliggende eksempel er valgt 1Q = k = 0,5 mm, slik at streklengden først blir av betydelig størrelse ved kurver av den steilhet som er vist på figuren. Det er åpenbart at kurven i det siste angitte tilfelle blir langt lyssterkere enn ved den konvensjonelle opptegning i fig. 1b. Linjeavstanden er ved opptegnelsen i fig. 1c den samme som i fig. 1b, men det er likevel tydelig at kurvens utseende langt lettere kan oppfattes av opptegnelsen i henhold til oppfinnelsen, da denne gir et bedre inntrykk av en sammenhengende kurve.

Som et annet eksempel er der i fig. 2a vist to steile kurver P og Q som skjærer hverandre. Fig. 2b og fig. 2c viser disse kurver opptegnet henhv. med den konvensjonelle fremgangsmåte og den fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen som er angitt i eksemplet ovenfor. Punktsamlingen omkring skjæringspunktet i fig. 2b virker ved første øyekast forvirrende, og det er åpenbart at kurvenes forløp og skjæringspunktet mellom dem fremtrer klarere i fig. 2c, samt at den samlede lysstyrke i dette område blir langt større i det sistnevnte tilfelle.

Som tidligere nevnt er det imidlertid som regel ikke hensiktsmessig å la pulsbredden og streklengden løpe opp i abnorme verdier, når kurvenes retning blir meget nær vertikal. Grunnen til denne begrensning kan lett forstås av fig. 3. I 3a er det vist en firkantpuls med nesten vertikale flanker. Hvis denne skulle tegnes opp med den teknikk i henhold til oppfinnelsen som er angitt ovenfor, idet ligning (1) antas å gjelde ubegrenset, vil der som vist i fig. 3b lett oppstå lange streker som rager opp over pulsens flate topp. Disse streker kan lett forveksles med de overskytende spisser som iblant oppstår utilsiktet i puladannende nettverk, og således resultere i en mistolkning av den opptegnede kurve. Ved en manuell variasjon av videopulsens bredde og dermed streklengde kan det naturligvis lett undersøkes hvorfra den overskytende del skriver seg.

Men det er likevel som regel også av praktiske grunner hensiktsmessig å begrense pulsbredden og streklengden. I stedet for ligning (1) gjelder da:

Her er 1 m den maksimalt tillatte streklengde, som da nås ved en helningsvinkel, am for kurven.

Den optimale største pulsbredde er imidlertid sterkt avhengig av den kurvetype som skal opptegnes, og bør eventuelt gjøres innstillbar i apparater, der oppfinnelsens fremgangsmåte skal bringes til utførelse.

Den linjetetthet som er brukt i de opptegnede eksempler for anskuelighetens skyld, er naturligvis langt mindre enn den som det vil være hensiktsmessig å anvende i praksis ved utførelse av fremgangsmåten. Således er der i et foreliggende prøveapparat anvendt 150 til 1500 linjer pr. mm uten at disse verdier bør oppfattes som noen norm eller begrensning for de linjetett-heter som kan anvendes, I dette apparat, der den hurtige sveip-frekvens er lik 15 kHz, er den minste forekommende pulsbredde valgt til 0,15 >is og den maksimale pulsbredde lik 1,5^3, idet videopulsens bredde øker lineært mellom disse to verdier i av-hengighet av absolutt-verdien for den tidsderiverte av den funksjon som skal opptegnes.

Oppfinnelsens fremgangsmåte kan bringes til utførelse på mange måter ved kjent teknikk, som således ikke skal beskrives her.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for opptegning av kurver på skjermen av et katodestrålerør etter rastermetoden, der en elektronstråle bringes til å dekke skjermflaten uniformt og suksessivt ved hjelp av et tidsaksesveip langs en fortrinnsvis horisontal akse og et samtidig vesentlig hurtigere sveip langs en annen, fortrinnsvis vertikal akse, idet elektronstrålen ved hjelp videopulser, bare der hvor en kurve skal opptegnes, gis tilstrekkelig energi til at strålens treff-punkt på skjermen lyser, karakterisert ved at bredden av hver videopuls, innenfor visse grenser, gjøres avhengig av vedkommende kurves helning mot tidsaksen i det punkt vedkommende videopuls skal gjengi.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den nedre grense for videopulsens bredde er fastlagt ved den pulsbredde som gir tilfredsstillende lysstyrke og/eller opptegning når vedkommende kurve forløper langs tidsaksen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at økningen av videopulsens bredde utover den nedre grense for pulsbredden, gjøres proporsjonal med absolutt-verdien av den tidsderiverte for den funksjon som vedkommende kurve representerer.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den øvre grense for videopulsens bredde er fastlagt ved den største pulsbredde som kan tillates uten at kurvens finstruktur maskeres av opptegningens utstrekning i retning av det hurtige sveip.