RU1795444C - Устройство дл отображени графической информации на экране электронно-лучевой трубки - Google Patents

Abstract

Использование: область автоматики и вычислительной техники, периферийные устройства информационно-вычислительных систем. Сущность изобретени : устройство содержит блок синхронизации 1, блок управлени  2, блоки масштабировани  4, 7, формирователь значений отображаемых функций 5, блоки коммутации 6, 8, блок пам ти 9, блок селекции 10, формирователь управл ющих сигналов 3, электронно-лучевую трубку 7-8-9-10-3-11, 2-1, 2-3, 2-6, 2-8,2 з.п, ф-лы. 10 ил.

Description

СЛ С

%г/

VI Ю СЛ

.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в периферийных устройствах информационно-вычислительных систем,

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - блок управлени ; на фиг. 3 - формирователь управл ющих сигналов; на фиг. 4 - первый блок масштабировани ; на фиг. 5 - формирователь значений отображаемых функций; на фиг. б - второй блок масштабировани  и первый и второй коммутаторы; на фиг. 7 - блок селекции; на фиг. 8 - блок индикатора на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ); на фиг. 9 и 10 представлены графики отображаемых функций.

Устройство содержит блок 1 синхронизации , блок 2 управлени , формирователь 3 управл ющих сигналов, первый блок 4 масштабировани , формирователь 5 значений отображаемых функций, первый блок б коммутации , второй блок 7 масштабировани , второй блок 8 коммутации, блок 9 пам ти, блок 10 селекции и блок 11 на электроннолучевой трубке (ЭЛТ) 11.

. На фиг. прин ты следующие обозначени : 12 - вход сигнала изменени  режима масштабировани  аргумента отображаемых функций, 13 - управл ющий вход, 14 - вход сигнала изменени  режима масштабировани  значени  отображаемых функций устройства, 15 - выход блока 1,

. Таблична  форма представлени  функций степень их воспри ти ,

В предложенном устройстве используетс  однопор дковэ  шкала отсчета значений функций надежности за счет использовани  следующего масштабирующего соотношени 

(lg(y) 1)|, (1) где у - действительное значение функции,

V - масштабированное значение функции .

Соотношение 1 позвол ет перейти от многопор дковых действительных значений функции к однопор дковым масштаба рованным значени м той же функции и реализуетс  блоком 7 масштабировани .

Поскольку линейно (или ступенчато) измен ющеес  напр жение вертикальной (кадровой) развертки следует считать масштабированным значением аргумента, то действительные значени  аргумента следует определ ть, использу  блок 4 масштаби- ровани , реализующий следующее соотношение

X (2)

где () выражение, заключенное в скобках, и X  вл ютс  показател ми степени;

X - действительное значение аргумента , дл  которого в данный момент должно

быть вычислено значение функции;

х - масштабированное значение аргумента , которому ставитс  в соответствие одно из значений линейно измен ющегос  напр жени  (тока) кадровой развертки.

0 Блок 1 синхронизации представл ет со- ,бой генератор импульсов синхронизации, поступающих на выход 15.

Блок 2 управлени  содержит первый счетчик 16 синхронизирующих импульсов,

5 дешифратор 17, N (по числу отображаемых функций) выходов 18, на которые поступают управл ющие сигналы с дешифратора 17, генератор 19 пилообразного напр жени  (ГПН) строчной развертки растра, второй

0 счетчик 20 и цифроана/юговый преобразователь (ЦАП) 21.

Первый счетчик 16 представл ет собой, например дев тиразр дный двоичный счетчик , импульс переполнени  от которого по5 ступает на вход запуска генератора 19 пилообразного напр жени .

Дешифратор 17 представл ет собой дешифратор двоичных кодов, с выхода 22 которого подаетс  сигнал сброса на ГПН 19, а

0 с выхода 23 подают сигналы на счетный вход счетчика 20. Коды, зафиксированные в счетчике 20, поступают на ЦАП 21. Счетчик 20 также  вл етс  двоичным счетчиком, напри- мёр, с шестью разр дами.

5 Позици ми 24 и 25 обозначены выходы счетчиков 19 и 21.

На выходе 24 создаетс  первичное пилообразное напр жение строчной развертки , значени  которого поступают в

0 формирователь 3 и блок 10 селекции моментов отображени  знаков.

Счетчик 20 запускаетс  сигналом с выхода 23, совпадающим с каждым, например, 402-м импульсом, поступающим на счетчик

5 |б по входу 15. По времени поступлени  на счетчик 16 по входу 15 401-го импульса прекращаетс  пр мой ход строчной развертки (выход 22). По времени поступлени  512-го импульса, переполн ющего счетчик 16, с его

0 выхода подаетс  сигнал запуска ГПН 19.

В интервале времени между импульсом, поступающим на счетный вход счетчика 20 и импульсом запуска ГПН 19, через равные промежутки времени вырабатываютс  по5 следовательно друг за другом N управл ющих сигналов, каждый из которых подаетс  на один из выходов 18.1-18.N.

Формирователь 3 управл ющих сигналов содержит усилитель 26 сигналов строчной и кадровой разверток, формирозатель

27 знаков, формирователь 28 импульсов подсвета, элемент 29 И. На входы усилител  26 поступают сигналы с выходов 24 и 25 от ГПН 19 и ЦАП 21 блока 2 управлени , соответственно . Формирователь знаков 27 (генератор знаков) может их формировать различными способами.

Позици ми 30, 31, 32 и 33 обозначены соответственно, управл ющий вход формировател , выходы усилител  26, выход формировател  28 и информационные входы формировател .

По входам 33..fsl от блока 10 селекции передаетс  N-разр дный позиционный код номера знака. Последовательность импульсов подсвета элементов разложени  знака поступает из формировател  27 знаков на элемент 29 И и далее на формирователь 28 импульсов подсвета. На элемент 29 И также поступает управл ющий (селектирующий ) сигнал от блока 10 селекции. Моменты по влени  сигналов на входе 30 и на одном из выходов 33.1 -33.N строго соответствуют определенному положению луча на строке развертки.

Таким образом, сформированный знак будет отображатьс  в месте, соответствующем ординате функции.

Целесообразно формировать простейшие знаки типа точка, но отличающиес  размером. Перепутывани  таких знаков в семействе кривых как правило не будет, так как большинство кривых будут иметь характер , близкий к линейному (в силу двойного логарифмировани ).

Блок 4 масштабировани  содержит первый инвертор 34, первый блок 35 возведени  в степень, второй инвертор 36, второй блок 37 возведени  в степень, переключатель 38. Первый 34 и второй 36 инверторы осуществл ют математическую операцию умножени  на единицу со знаком минус, т.е. инвертирование сигнала. В случае инвертировани  сигнала в качестве инвертора 34 или 36 может быть использован обычный операционный усилитель. Первый 35 и второй 37 блоки возведени  в степень осуществл ют возведение основани  равного числу 10 в степень, значение которой поступает с выхода соответствующего инвертора.

Позици ми 39, 40, 41 и 42 обозначен соответственно выход и входы переключател  38, который обеспечивает при подключении ко входу 40 немасштабированную передачу значени  аргумента, при подключении ко входу 41 - осуществл етс  логарифмическое масштабирование аргумента, а при подключении ко входу 42 производитс  масштабирование аргумента в соответствии с соотношением (2).

Со входа 12 на переключатель 38 подаетс  сигнал режима масштабировани  аргумента функции при изменении условий масштабировани .

5Формирователь 5 значений отображаемых функций может быть реализован с использованием цифровой ЭВМ и устройства сопр жени  с ней, или соответствующей частью аналоговой ЭВМ и т.п. На фиг. 5 он 0 представлен блоками 43.1-43.N, каждый из которых, в свою очередь, представл ет совокупность аналоговых вычислительных блоков, но соединенных таким образом и в таком составе, что обеспечивают преобра- 5 зование поданного на их вход сигнала, пропорционального аргументу, в сигнал, значение которого подаетс  на один из выходов 44.1-44.N и пропорциональный значению одной из N отображаемых функций. 0 Значение сигнала, пропорционального аргументу , на выходе 39 устанавливаетс  на интервале времени между моментами окончани  и начала пр мого хода строчной развертки и сохран етс  в пределах всего 5 интервала пр мого хода строчной развертки . Таким образом, в течение всего интервала Лг до начала пр мого хода строчной развертки .и после него на выходах 44.1-44.N блоков 43.1-43.N будут сигналы, пропорцио- 0 нальные значени м соответствующих отображаемых функций.

На входы 13.1-13.N подаютс  сигналы, воздействующие на параметры соответствующих отображаемых функций. 5 Первый блок 6 коммутации, содержит коммутатор 45 и элемент 46 ИЛИ.

Второй блок 7 масштабировани  содержит первый блок 47 логарифмировани , первый инвертор 48, второй блок 49 лога- 0 рифмировани , второй инвертор 50 и переключатель 51.

Коммутатор 45 и элемент 46 ИЛИ обеспечивают поочередное подключение значений функций, поступающих по выходам 5 44.1-44.N на вход первого блока 47 логарифмировани , временна  очередность подключени  которых осуществл етс  в соответствии с поступлением управл ющих сигналов по выходам 18.1-18.N соответст- 0 венно.

Блоки 47, 48, 49, 50 обеспечивают вы- полнение операций масштабировани  значений функций в соответствии с соотношением (1).

5 Переключатель 51 обеспечивает при подключении своего выхода 52 ко входу 53 дл  немасштабированной передачи значени  функции, при подключении ко входу 54 осуществл етс  передача логарифмированного значени  функции, при подключении

ко входу 55 осуществл етс  передача значений функции, преобразованного в соответствии с соотношением (1). Выбор варианта переключени  производит пользователь подачей соответствующего сигнала на вход 14.

Блок 8 обеспечивает поочередное во времени подключение выхода 52 переключател  51 к соответствующей  чейке пам ти блока 9. Моменты переключений в блоке 8 определ ютс  сигналами на выходах 18.1- 18.N. Таким образом, блоки 6 и 8, работа  синхронно и синфазно, обеспечивают поочередное подключение немасштабированных значений функции на вход блока 4 и запись масштабированных значений (в случае включени  масштабировани  переключателем 51) в соответствующие  чейки пам ти блока 9, выходы 56 которого содержат N шин, на каждой из которых в течение пр мого хода строчной развертки удерживаетс  сигнал, пропорциональный масштабированному значению соответствующей отображаемой функции.

Блок 10 селекции (моментов отображени  знаков) содержит N компараторов 57.1- 57.N, N формирователей импульсов 58.1-58.N, элемент 59 ИЛИ. На первые входы всех компараторов 57.1-57.N поступает с выхода 24 сигнал, пропорциональный текущему значению координаты Y в течение пр мого хода строчной развертки. На ато- рые входы компараторов 57.1-57.N поступают с выходов 56.1-56.N соответствующие значени  отображаемых функций, хран щиес  в  чейках блока 9. Сигнал на выходе каждого из компараторов 57.1-57.N возникает в тот момент, когда станут равными оба входных сигнала. Этот и будет момент отображени  знака ординаты соответствующей отображаемой функции. Каждый из компараторов 57.1-57.N. таким образом, будет вырабатывать выходной сигнал в строго определенный момент, соответствующий значению ординаты этой функции запоминаемому в соответствующей  чейке блока 9. Выходные сигналы компараторов 57.1-57.N формируютс  формировател ми 58.1-58.N и затем используютс , с одной стороны, дл  идентификации знака, которым отображаетс  крива  соответствующей функции (входа 33.1-33.N), а также дл  стро- бировани  формировател  импульсов подсвета (вход 30).

Электроннолучева  трубка 11 состоит из соответственно ЭЛТ 60 и магнитной отклон ющей системы 61,

По выходам 31 поступают сигналы формировани  растровой развертки, а на модул тор трубки поступают импульсы подсвета по входу 32.

Устройство работает следующим образом .

С помощью входов 12 и 14 пользователь устройства устанавливает целесообразный

режим масштабировани  аргумента и значени  функций. По входу 13 поступают значени  функций из ЭВМ. Блок 1 синхронизации вырабатывает первичные синхронизирующие сигналы, поступающие

0 в блок 2 управлени , который, в свою очередь , вырабатывает группу сигналов, управл ющих работой первого 6 и второго 8 блоков коммутации и блока 10 селекции (моментов отображени  знаков). Кроме того,

5 блок 2 управлени  формирует первичные сигналы строчной и кадровой разверток растра, формируемого в пределах экрана ЭЛТ, которые поступают в формирователь 3 и далее на ЭЛТ 11. Текущее значение напр 0 жени  строчной развертки подаетс  еще на блок 10 селекции, а текущее значение напр жени  кадровой развертки подаетс  из блока 2 в первый блок 4 масштабировани  в качестве масштабированного значени  ар5 гумента. В течение пр мого хода строчной развертки это значение аргумента выдерживаетс  неизменным.

На выходе первого блока 4 масштабировани  с учетом соотношени  (2) вырабатыва0 етс  сигнал, соответствующий действительному значению аргумента, которое поступает на вход блока 5 формировани  значений отображаемых функций. Блок 5 вырабатывает действительные значени 

5 по каждой из отображаемых функций дл  данного значени  аргумента, которые поступают в первый блок б коммутации и далее во второй блок 7 масштабировани . Блок 7 масштабировани  с учетом выраже0 ни (1) осуществл ет преобразование сигналов , соответствующих действительным значени м отображаемых функций, в масштабированные значени .

Первый 6 и второй 8 блоки коммутации

5 осуществл ют одновременно синхронное и синфазное подключени  входа второго блока 7 масштабировани  к соответствующим выходам блока 5, а выходов второго блока 7 масштабировани  к соответствующим  чей0 кам 9 ЗУ, тем самым обеспечива  поочередное масштабирование значений отображаемых функций.

Вычислени  действительных и масштабированных значений функций осуществл 5 етс  в интервале времени между окончанием и началом импульсов строчной развертки так, что к началу пр мого хода очередной строки на входе блока 10 селекции существуют сигналы, соответствующие масштабированному значению всех отображаемых функций. В блоке 10 селектируютс  (определ ютс ) моменты времени, когда текущее значение напр жени  строчной развертки станет равным масштабированному значению соответствующей отображаемой функции, при этом на выходе блока 10 вырабатываютс  сигналы, определ ющие пор док управлени  ЭЛТ дл  отображени  в соответствующем месте очередной строки знака, которым отображаютс  значени  конкретной функции. Эти сигналы из блока 10 поступают на формирователь 3. К моменту окончани  пр мого хода строчной развертки на строке экрана ЭЛТ будут отображены масштабированные значени  всех функций. До начала пр мого хода очередной строки будут сформированы значени  аргумента, соответствующего очередной строке, и вычислены масштабированные значени  функций. Этот процесс повтор етс  от строки к строке в пределах кадра и от кадра к кадру.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  отображени  графической информации на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок синхронизации, блок управлени , формирователь управл ющих сигналов, выход которого  вл етс  выходом устройства дл  подключени  к модул тору и отклон ющей системе ЭЛТ, выход блока синхронизации соединен с входом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, оно содержит первый и второй блоки масштабировани , первый и второй блоки коммутации, блок пам ти, блок селекции и формирователь значений отображаемых функций, управл щий вход которого  вл етс  управл ющим входом устройства, информационный вход подключен к выходу первого блока масштабировани , а выходы - к информационным входам первого блока коммутации, выход которого соединен с информационным входом второго блока масштабировани , управл ющий вход которого  вл етс  входом сигнала изменени  режима масштабировани  значени  отображаемых функций устройства, а выход подключен к информационному входу второго блока коммутации, выходы которого соединены с входами блока пам ти, выходы которого подключены к информационным входам блока селекции, управл ющий вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а выходы - с управл ющими входами формировател  управл ющих сигналов, информационные

   Пример изображени  графиков семейства функций надежности в исходной системе координат представлен на фиг. 9, согласно которому видно, что в районе значений аргумента и функции равных 0,999 кривые сливаютс , станов тс  неразличимыми . Из графиков на фиг. 10 видно, что то же семейство кривых в масштабированной системе координат представл ет собой отдельно идущие кривые, несливающиес  а единую линию.

   Шкалы осей координат на фиг. 10 обеспечивают различимое представление кривых до значений аргумента и функций, равных 0,999999, при сохранении размеров осей теми же, что и на фиг. 9.

   Повышение точности отсчета значений функций надежности особенно в диапазоне значений, близких к единице, достигаетс  без увеличени  размеров растра, на котором изображаютс  графики функций.

   входы которого подключены к выходам первой группы блока управлени , выходы второй группы которого подключены к управл ющим входам первого и второго блоков коммутации, второй выход блока управлени  соединен с информационным входом первого блока масштабировани , управл ющий вход которого  вл етс  входом сигнала изменени  режима масштабировани  аргумента отображаемых функций устройства.
2. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что первый блок масштабировани  содержит первый инвертор, вход которого

    вл етс  информационным входом блока, а выход соединен с входом первого блока возведени  в степень, выход которого подключен к входу второго инвертора, выход которого соединен с входом второго блока

   возведени  в степень, и переключатель, управл ющий вход которого  вл етс  управл ющим входом блока, а информационные входы подключены соответртвенно к выходам второго и первого блоков возведени  в

   степень и информационному входу блока, выход переключател   вл етс  выходом блока.
3. 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что второй блок масштабировани  содержит первый блок логарифмировани , вход которого  вл  етс  информационным входом блока, а выход соединен с входом первого инвертора, выход которого подключен к входу второго блока логарифмировани , выход которого соединен с входом

   второго инвертора, и переключатель, управл ющий вход которого  вл етс  управл ющим входом блока, а информационные входы соединены соответственно с выходаФиг .З

   В

   (ригМ

   ми второго и первого инверторов и информационным входом блока, выходом которого  вл етс  выход переключател .

   I

   //

   44.1

   ff 7

   44/V

   18.1 - |- fff.V фи г. 6

   фаг. e

   -I---,---|---,---i---i---p- 0,iОЯ « 0.9

   . .9

   m$

   55

   БТ

   ct

   o,9

   0,09

   Фи г. 10

   0,999

   00999