NO127993B - - Google Patents

Description

Krets for presentering av kurveformer.

Foreliggende oppfinnelse angår en krets

for presentering av kurveformer hvor hver kurveform beskriver en første variabel y, som en funksjon av en andre variabel x på en fremvisningsskjerm, f.eks. et katodestrålerør, på hvilken skjerm en lysende flekk med en intensitet som kan være modulert av et videosignal, bringes til å sveipe over skjermen samtidig i to ulike retninger og ved en vesentlig forskjellig avsøkningsfrekvens i hver av disse retninger, slik at det dannes et linjeraster som f.eks. i et fjernsynssystem og slik at de to avsøkningsretninger faller sammen med den positive eller negative x-akse, og den positive eller negative y-akse i et imaginært koordinatsystem som ér tilforordnet kurveformene.

Ved presentering av grafisk informasjon på fremvisningsskjermer har det tidligere vært gjort bruk av apparatur som baserer seg på prinsippet med direkte avbøyning av strålen, hvor elektronstrålen (i slukket tilstand) i et katodestrålerør først avbøyes til startpunktet for kurveformen når denne skal tegnes på skjermen, mens strålen deretter "tennes" og fås til å følge kurveformen nøyaktig som om den ble tegnet med en penn. Avbøyningen styres herved ved direkte styring av strålen i x- og y-rethingene.

Apparater av ovennevnte type er også velegnet for presentering av alfanumerisk informasjon på fremvisningsskjermer. Imidlertid er et slikt apparatur meget komplisert i konstruksjon og virkemåte og produksjonskostnadene blir derfor tilsvarende høye.

En krets som gjør bruk av prinsippet i henhold til foreliggende oppfinnelse vil bli betraktelig billigere, og dette arrangementet kan svært lett tilpasses kretser for presentering av alfanumerisk informasjon, slik at de totale kostnadene holdes på et lavt nivå.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å frem-

bringe en krets for fremvisning av kurveformer på en fremvisningsskjerm, hvilken krets egner seg for gjengivelse av såvel grafiske kurver som alfanumerisk informasjon samtidig som kretsen blir enklere og dermed rimeligere enn tidligere brukte løsninger.

Dette oppnås ved å utforme kretsen

i overensstemmelse med de nedenfor fremsatte krav.

For å gi en klarer forståelse av oppfinnelsen, vil det nedenfor bli vist til et utførelseseksempel, idet det vises til de led-sagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et bilde som er gjengitt på en fremvisningsskjerm, Fig. 2 viser en detalj av bildet vist i figur 1 i forstørret målestokk, Fig. 3 viser et blokkdiagram for et arrangement egnet for presentering av grafisk og/eller alfanumerisk informasjon, og Fig. 4 viser et blokkdiagram for én utførelse av kretsen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Figur 1 viser et typisk bilde som kan fremkomme på en frem-visningssk jerm under anvendelse av en krets i henhold til foreliggende oppfinnelse for observering av pasienter på et sykehhus. Det kan ses at bildet omfatter såvel grafisk som alfanumerisk informasjon. Rektangelet A som er vist på bildet, har en dimensjon på 1 x 1 cm og er vist i forstørret målestokk i figur 2, og den

sistnevnte figur viser derfor på hvilken måte bildet i figur 1

er oppbygget i detalj.

Figur 3 viser prinsippet for kretsen i henhold til oppfinnelsen når den er forbundet med et kjent system for alfanumerisk presentasjon. Det supplerende utstyr er hovedsakelig vist arrangert innenfor det stiplede rektangel. Referanstallene 1, 2 og 3 viser til en dynamisk bufferhukommelse som er tilforordnet en magnetostriktiv forsinkelseslinje i form av en sløyfe hvis ender er forbundet med hverandre over et skyveregister 3 på en slik måte at informasjonen som sirkulerer i forsinkelseshukommelsen kan utleses fra skyve-registeret 3 ved påvirkning av tidspulser fra en sentralt anbragt styringsenhet 4. Således kan linjen som representerer informasjon som skal presenteres på en fjernsynsskjerm, innføres i linjehu-kommelser 5 henholdsvis 6 som er av skyveregistertypen. Linjehukommelsen 5 som vises på høyre side av figur 3 er tenkt for informasjoner av alfanumerisk art, mens linjehukommelsen 6 på venstre side av figur 3 er tenkt benyttet for informasjoner i forbindelse med grafisk presentasjon. Datainnholdet i linjehukommelsene 5, 6 kan sirkuleres i en lukket sløyfe i hver enkelt linjehukommelse. Fra den høyre linjehukommelse 5 blir den alfanumeriske informasjon tilført over en såkalt syirbolgenerator 7 til en blanderkrets 8,

i hvilken den alfanumeriske informasjon koordineres med den grafiske informasjon for samtidig presentasjon på fremvisningsskjermene.

Den spesielle kretsutførelse som er vist på illustrasjonen, omfatter en linjehukommelse 6 som er tenkt for grafisk informasjon og som er av samme type som linjehukommelsen 5 som er tenkt for alfanumerisk informasjon. En kalkulator 9 og en logisk komparator 10 er koblet i serie mellom den "grafiske linjehukommelsen" og blanderkretsen 8. En vertikal posisjonsteller 11 er koblet mellom, programstyringsenheten 4 pg den logiske komparator 10, mens en krets 12 for generering av et referansemønster kan være anbragt mellom den grafiske hukommelsen 6 og blanderkretsen 8.

I et arrangement i henhold til foreliggende oppfinnelse er

en informasjonsstørrelse som bare tilsvarer 1 tekstlinje nødvendig for å generere en kurveform. Denne informasjonen leses inn i den grafiske linjehukommelsen 6 og forblir her enten inntil alle til-gjengelige nivåer er blitt gjennomsøkt eller inntil ny informasjon blir lest inn i linjehukommelsen 6, hvilken nye informasjon er til-tenkt en kurve som skal strekes opp under den første. Informasjonen består av 80 7-bits siffer, et siffer kan være reservert for identifikasjon av den aktuelle linje som grafisk informasjon, og

andre sifre kan være reservert for spesifisering av, målestokkfor-hold, posisjon av koordinataksene osv.. Alle de 80 siffer kan leses ut i løpet .av én horisontal avsøkning, idet linjehukommelsen 6 blir styrt av et signal med 1/8 - av klqkkefrekvensen fra programstyringsenheten 4. De sifre i en linje som benyttes for å beskrive en kurveform på egnet måte.består ganske enkelt av en binær 7-bits kode for funksjonsverdier i de tilsvarende sifferposisjoner. Imidlertid kan ikke alle 128 kombinasjoner av de 7 bits benyttes ved vanlige omstendig-heter. Numrene 0 til 31 er reservert for kontrollsymboler. For å avbryte en kurveform eller for å slukke deler av denne kan på tilsvarende måte tallet 32 benyttes, hvilket tall angis av "all space"

(d.v.s. bare nuller) i ASCII-koden. Normalt utelukkes også tallet 127. Således er funksjonsverdiene som kan tillates 33-126, d.v.s. totalt et antall på 94 verdier.

De punkter som er beskrevet av informasjonen i en linjehukommelse 6 er alltid forbundet med 80 sifferposisjoner horisontalt og kan ligge ved 94 ulike nivåer vertikalt. Disse nivåer kan ligge på hver annen vertikalposisjon (i delbildet). Ved hjelp av kretsen i henhold til foreliggende oppfinnelse er det mulig å trekke en kontinuerlig kurve ved å forbinde disse punktene med rette linjer. Disse linjene er bygget opp av prikker, hvis posisjoner er gitt

ved interpolering mellom de gitte verdier i kalkulatoren og ved

i den logiske komparator å sammenligne med verdiene til den vertikale posisjonsteller. Antall mulige posisjoner for disse sistnevnte prikker er bare begrenset av tidsfrekvensen (horisontalt) og fjernsynsrasteret (vertikalt).

Ved hver 8. tidspuls fra programstyringsenheten 4 tilføres

en ny funksjonsverdi til kalkulatoren 9 som består av en inter-poleringskrets, fra den grafiske linjehukommelsen 6. Dette tallet som da representerer funksjonsverdien introduseres i registeret 13 (figur 4), som er direkte koblet til den grafiske linjehukommelsen 6. Tallet som fremkommer ved utgangen av den nedre addisjonskrets

14 i figur 4 blir samtidig introdusert i registeret 15 som er forbundet med addisjonskretsen 14. Imidlertid blir de 3 minst betydningsfulle posisjoner i registeret 15 ved hver 8. tidspuls satt lik 100, dvs. en halv, uavhengig av addisjonskretsen 14. De 7 mest betydningsfulle summasjonssiffer fra den nedre addisjonskrets 14 inverteres og innføres i registeret 16. Kretsen er nå utført,slik (sammenlign med figur 4) at den øvre addisjonskrets17 adderer tallene i registrene 13 og 16 og adderer en ekstra ener (over-førings-inngangskonstanten er lik 1). Verdien ved overførings-utgangen inverteres. Den øvre addis jonskrets 17 frembringer: hå.' ; et 8-bits siffer som er -lik differansen mellom verdiene i register 13 og den heltallige del i register 15 (de 7 mest betydningsfulle posisjoner). Dersom denne differansen er negativ, fås det samme ved 2-rkomplementær form. Den nedre addis jonskrets 14 tilføyer til det oppnådde tall de minst betydningsfulle sifre i register 15 (fortegnssifre til differansen unntatt). Dette med-fører en forskyvning til høyre på tre posisjoner, som tilsvarer at differansen deles med 8. Ved de 7 nærmest følgende tidspulser energiseres bare registeret 15. Dets innhold forandres hver gang med 1/8 av den opprinnelige differanse mellom verdien i register 13 og verdien av den heltallige del av register 15. Tallet som innføres i register 15 når neste funksjonsverdi fastsettes i register 13 er lik en halv pluss den heltallige del av det tall som forelå ,i register 13 øyeblikket før. Nå innføres også enerkomple-mentet til dette tallet i register 16 og en ny differanse beregnes.

Den heltallige delen av verdien i register 15 sammenlignes

nå i komparatorenhetén 18 med innholdene i den vertikale posisjons-telleren 19 som forutsettes å telle tilbake fra 127. Det er ikke tilstrekkelig å fastlegge hvorvidt likhet eksisterer eller ikke, dersom sprang i kurveformen.ikke tolereres når differansen mellom to funksjonsverdier som følger på hverandre overskrider 8. To signaler a og b formes på en slik måte at a = 1 hvis.verdien av den vertikale posisjonsteller 19 er større enn verdien av register 15, ellers er a = 0, og b = 1 dersom verdien til linje-telleren 19 er lik verdien til registeret 15 og er ellers lik 0. Ved hver tidspuls blir signalene a og b lagret i to flip-flop kretser 20, 21. I tillegg til signalene a og b fremkommer nå signal c som er lik den forrige verdi på a og signal d som er lik den forrige verdi for b. Ved hjelp av signalene a, b, c og d frembringer nå den logiske kretsen 22 det endelige video utgangs-signal som er lik 1, tilsvarende et hvitt punkt på skjermen, dersom verdien i den vertikale posisjonsteller 19 er lik verdien i registeret 15 eller dersom verdien i den vertikale posisjonsteller 19 er større enn verdien i registeret 15, men mindre enn den tidligere forekommende verdi i register 15, eller dersom verdien i den vertikale posisjonsteller~19 er mindre enn verdien i registeret 15, men større enn den tidligere verdi i register 15. Ellers er videosignalet lik 0, som tilsvarer mørk skjerm.

Dersom det kreves to vertikale posisjoner for hvert ni vå, må det utføres en sammenligning med 8 bits istedenfor 7 bits fra den vertikale posisjonsteller 19 idet tykkelsen til kurveformen ellers ville bli fordoblet målt vertikalt. Dette tilleggsbit adderes til (dvs. at det er mindre betydningsfullt enn) det bit som ligger lengst til venstre av de 7 bits, som normalt sammenlignes med den heltallige delen av verdien i register 15. Av hensyn til rent kretstekniske forhold utføres sammenligningen med det tilsvarende tilleggsbit i registeret 15 idet dette antas å være konstant og lik en. For å bedre formen på videosignalet bør en tilleggs flip-flop benyttes. Denne vil forårsake en kort forsinkelse av utgangssignalet. I figur 2 er det ikke tatt hensyn til denne forsinkelse.

Ved en modifikasjon av arrangementet nevnt som et eksempel ovenfor, kan det første trinnet i interpoleringsprosessen, dvs. subtraksjonen, utføres i en regnemaskin idet funksjonsverdi-differansen istedenfor selve funksjonsverdien tilføres kalkulatoren 9. I denne utførelsen kan kretsene som er benevnt med 16 og 17

i figur 4 henholdsvis register 16 og addisjonskrets 17 elimineres.

En slik kobling har vist seg fordelaktig for bruk i visse an-vendelser. Derved vil kalkulatoren 9 få en struktur som er mindre komplisert og produksjonskostnadene for kretsen ifølge oppfinnelsen vil bli redusert. Det må også bemerkes at arbeidet som overlates til regnemaskinen ved en således utført forandring av oppbygningen ikke vil medføre noen betydelig økning av belastningen for regnemaskinen, idet regnemaskinen likevel er beregnet for å utføre det nødvendige arbeid for å presentere bildet på skjermen.

Claims (6)

1. Krets for presentering av kurveformer som alle uttrykker en første variabel y som funksjon av en annen variabel x på en fremvisnings-

sk jerm f.eks. i form av et katodestrålerør på hvilken fremvisningsskjerm et lyspunkt med en intensitet som kan moduleres av et videosignal er bragt til å utføre en samtidig, sveiping av skjermen i to ulike retninger med vesentlig forskjellige sveipefrekvenser i de to retninger slik at det dannes et linjeraster på samme måte som i et fjernsynssystem, idet de to sveiperetninger faller sammen med henholdsvis den positive eller negative x-akse og den positive eller negative y-akse i et tenkt koordinatsystem som er tilfbr-ordnet kurveformen, karakterisert ved at det benyttes en linjehukommelse (6) som er utformet slik at den i digital form frembringer funksjonsverdier (y-verdier) eller differanser mellom funksjonsverdier som følger etter hverandre for flere ekvidistante x-koordiriater og ordnet etter x-verdier samtig som lysflekken sveiper over frémvisningsskjermen i x-retning, at en kalkulator (9) som er koblet til linjehukbmmelsen, ér utformet slik at den kan motta disse etterhverahdrefølgende funksjonsverdier, eller differanseverdier mellom disse, og derav kan beregne ytterligere utfyllende y-verdier for ekvidistante x-koordinater som ligger tilstrekkelig tett til å gi den ønskede oppløsningsevne i x-retning, og ved at en komparator (10) som er koblet til kalkulatoren (9) er slik konstruert at den foretar en sammenligning mellom ide sist dannede y-verdier og den aktuelle posis jon av,lyspunktet i y-rething, hvilken posisjon fås fra en teller (11) som ved hjelp av tilbakestillings-pulser er synkronisert med lyspunktets bevegelse i y-rething og som mens lyspunktet sveiper med konstant hastighet i y-retning teller pulser med konstant repitisjonsfrekvens og derved blir i stand til å avgi et tall som representerer lyspunktets posisjon i y-retning, hvoretter et videosignal frembringes etter en regel som muliggjør dannelse av en sammenhengende kurve.

2. Krets ifølge krav 1,karakterisert ved at den sammenhengende kurve dannes ved at lyspunktet etter en endring i videosignalet bare "tennes" dersom den y-verdi som tilsvarer lyspunktets posisjon i y-retning enten stemmer overens med den sist beregnede y-verdi eller ligger mellom den sist beregnéde og den foregående y-verdi.

3. Krets ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den hurtigste sveipefrekvensen som ér tilforordnet den horisontale bevegelse i linjerasteret, foretas i x-retning og ved at linjehukommelsen omfatter en hukommelse fra hvilken alle funksjonsverdier eller -differanser kan utleses i rekkefølge i løpet av hver horisontal sveiping eller i løpet av hver horisontal sveiping som i y-retning faller innenfor det område av fremvisningsskjermen hvor kurveformen som uttrykkes ved funksjonsverdiene eller differansene fra hukommelsen (6) skal presenteres, hvorved flere kurveformer kan tegnes på skjermene av informasjonen i hukommelsen (6) idet informasjonen blir utskiftet hver gang lysflekken passerer forutbestemte nivåer i y-retning.

4. Krets ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved a t kalkulatoren (9) er slik utformet at den til funksjonsverdiene som fås fra linjehukommelsen (6) og som forutsettes å være i binær digital form, tilføyer ytterligere funksjonsverdier slik at det fås funksjonsverdier 2n ganger oftere enn fra linjehukommelsen (6) , idet h er heltallig og ikke negativ mens funksjonsverdiene beregnes én ad gangen ved lineær interpolering mellom på hverandre følgende verdier fra linjehukommelsen.

5. Krets ifølge et av kravene 1-3, karakterisert, v. ed a t kalkulatoren (9) er således oppbygget at den er i stand til å addere i serie hver funksjonsverdi differanse som fås fra linjehukommelsen (6) og som antas å være i binær digital form, 2n ganger til den foregående nettopp beregnede verdi slik at verdiene oppnås 2n ganger så ofte som verdiene fra linjehukommelsen og hvor n da er heltallig og ikke negativ.

6. Krets ifølge krav 4, karakterisert ved at kalkulatoren (9) omfatter en øvre addisjonskrets (17) som er slik arrangert at den kan beregne forskjellen mellom en funksjonsverdi som skriver seg fra linjehukommelsen (6) og det tall som når funksjonsverdien finnes, befinner seg i kalkulatorens utgangs-register (15), at kalkulatoren (9) er i stand til å dividere denne forskjellen i binær form med 2n ved at sifrene forskyves n posisjoner mot høyre, og at kalkulatoren (9) dessuten omfatter en nedre addisjonskrets (14) som er arrangert slik at den med jevne tids-intervall adderer det således fremkomne tallet 2n ganger til innholdet i utgangsregisteret (15) som etter den siste addisjonen vil inneholde det tall som sist fremkom fra linjehukommelsen (6) hvorved en ny funksjonsverdi fås fra linjehukommelsen samtidig med den siste addisjonen, hvoretter forløpet gjentas.