DE1276350B

DE1276350B - Anordnung zur Anzeige von in codierter (digitaler) Form gegebenen Winkeln

Info

Publication number: DE1276350B
Application number: DEST22383A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Boehm; Dipl-Ing Hans-Joachim Panitz; Dr-Ing Fritz Steiner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1964-07-10
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1968-08-29

Description

Anordnung zur Anzeige von in codierter (digitaler) Form gegebenen Winkeln Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige von in codierter (digitaler) Form gegebenen Winkeln durch einen gegen eine Bezugsrichtung um einen gemeinsamen Mittelpunkt um den gegebenen Winkelwert gedrehter Vektor, dessen Richtung und Größe durch die überlagerung von zwei senkrecht aufeinanderstehenden elektrischen oder magnetischen Teilvektoren festgelegt wird, insbesondere zur Darstellung auf Bildröhren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine derartige Anordnung eine Lösung zu schaffen, mit der eine möglichst einfache Anzeige des Winkelwertes möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß von dem Vektor eine symmetrische Vieleckfläche überstrichen wird, die eine Kreisfläche annähert, daß die den Vektor zusammensetzenden Teilvektoren je aus einem festen und einem veränderlichen Anteil bestehen, daß die festen Anteile, die durch die h hochwertigen Stellen des verwendeten Codes gesteuert werden, 2n Grobwinkelwerte bilden können und daß mit den variablen Anteilen, die von den restlichen m Stellen des verwendeten Codes gesteuert werden, 2m Feinwinkelwerte einzustellen sind.
Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die Spannungen, die die Größe der elektrischen oder magnetischen Felder bestimmen, eine resultierende Spannung ergeben, die möglichst wenig in ihrer Amplitude schwankt. Damit werden bei der Darstellung des Winkelwertes auf Radarbildschirmen Helligkeitsschwankungen im geschriebenen Strahl vermieden.
Bei den bekannten Anordnungen mit mechanischer Einstellung z. B. eines Zeigers besteht diese Forderung nicht, da nur die Richtung der Resultierenden von Interesse ist, und diese Anordnungen lassen sich deshalb auch nicht für die Anordnungen mit optischer Darstellung verwenden.
Die Erfindung wird nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen in Sektoren aufgeteilten Kreis, bei dem sich für die Amplitude der resultierenden Spannung ein Achteck ergibt, F i g. 2 einen ähnlich aufgeteilten Kreis, bei dem sich ein Sechzehneck ergibt, F i g. 3 einen Ausschnitt aus dem Kreis nach F i g. 1 mit den zur Erzeugung benötigten Teilspannungen, F i g. 4 einen Ausschnitt aus dem Kreis nach F i g. 2 mit den zur Erzeugung benötigten Teilspannungen, F i g. 5 eine Ausführungsmöglichkeit zur Erzeugung der Teilspannungen und F i g. 6 eine weitere Ausführungsmöglichkeit zur Erzeugung der Teilspannungen.
Das Wesentliche des Verfahrens ist, daß die zunächst nur kompliziert zu dekodierende Winkelfunktion durch lineare Funktionen aproximiert werden. Um mit einer festen und einer veränderlichen Wechselspannung auf einer Kathodenstrahlröhre eine Gerade schreiben zu können, deren Neigung einem durch einen Code definierten Winkel entspricht, muß die Größe der veränderlichen Spannung dem Tangens des Winkels proportional sein. Da die Tangensfunktion für kleine Winkel durch eine Gerade ersetzt werden kann, kann man die veränderliche Spannung durch »gewichtsmäßiges« Addieren binär gestufter Spannungswerte erhalten. Damit das Verfahren auch für andere Sektoren anwendbar ist als für die der x- und y-Achse benachbarten, werden Koordinatentransformationen durchgeführt: u=xcosa+ysina, v = y cos a - x sin a.
Es wird also ganz allgemein jede der beiden Ablenkspannungen aus einer festen Komponente und einer linear gestuften, mit einem Faktor zu multiplizierenden Komponente bestehen, wobei das Multiplizieren in der praktischen Ausführung z. B. dadurch erfolgen kann, daß die binär gestuften Spannungsteiler mit den den Faktoren entsprechenden Strömen gespeist werden.
Der gesamte Winkelbereich eines Kreises von 360° ist in 16 gleiche Sektoren von je 22,5° unterteilt (F i g. 1).
Zur deutlicheren Darstellung ist in F i g. 2 bzw. 3 ein Bereich von nur vier Sektoren dargestellt. Zusätzlich sind noch die Spannungen dargestellt, die zur Erzeugung der überlagerten Felder benötigt werden. So wird z. B. die Ablenkspannung für einen Wert im Sektor 1 durch eine feste Spannung u in y-Richtung und durch eine veränderliche Spannung a in x-Richtung festgelegt.
Die veränderliche Spannung a wird dabei durch die letzten Codestellen bestimmt, da die ersten vier Stellen den Sektor festlegen. Im Sektor 2 wird in der y-Richtung zu einer festen Spannung v noch eine veränderliche Spannung b addiert und in der x-Richtung zu einer festen Spannung w eine veränderliche Spannung c. Die Werte für die veränderlichen Spannungen sind dabei so gewählt, daß bei zunehmendem Winkel die Spannung b um den Wert kleiner wird, um den die Spannung c größer wird. Für den Sektor 3 werden dann einfach die Koordinatenrichtungen x und y vertauscht, d. h., in y-Richtung wirkt jetzt die feste Spannung w mit der veränderlichen Spannung c und in der x-Richtung die feste Spannung v mit der veränderlichen Spannung b. In gleicher Weise werden die Spannungen für den Sektor 4 durch Vertauschen der Werte für den Sektor gewonnen.
Um jetzt auch die Spannungen für die anderen Sektoren festzulegen, wird außer der Vertauschung noch eine Umpolung durchgeführt. Im Sektor 5 wird also eine feste Spannung u und eine veränderliche Spannung a gewählt. Es zeigt sich, daß die Spannungen für einen Sektor durch Vertauschen und/oder Umpolen auch für die Sektoren verwendet werden können, die symmetrisch zu den Koordinatenachsen oder zu den 45°-Diagonalen liegen. Die Werte für die restlichen Sektoren ergeben sich in entsprechender Weise. Mit dieser Verteilung hat man bereits eine Annäherung an die Kreisform durch das Achteck erreicht.
Wünscht man eine noch größere Annäherung, so wählt man das Sechzehneck nach F i g. 2 bzw. 4. Es ist aber dazu ein weiterer veränderlicher Wert erforderlich. Zur Vereinfachung der Bezeichnung sind für die Spannungen die gleichen Bezeichnungen gewählt wie in F i g. 3, jedoch mit einem Index 1.
Im Sektor 1 wird jetzt eine Spannung in y-Richtung aus der festen Spannung u1 und der veränderlichen Spannung dl gebildet, während in der x-Richtung wieder die veränderliche Spannung a1 wirkt. Für den Sektor 2 gelten die gleichen Beziehungen wie bei der F i g. 3, jedoch sind die Änderungen von bi und cl nicht mehr gleich. Für die übrigen Sektoren gelten wieder die schon oben erläuterten Vertauschungen und Umpolungen.
Eine schematisierte Anordnung zur Erzeugung der Spannungen ist in der F i g. 5 dargestellt. Der ankommende Code wird, sofern erforderlich, in einem Codewandler CW aufgenommen, von dem aus die verschiedenen Steuervorgänge durchgeführt werden. Jede der veränderlichen Widerstandseinheiten, bei denen noch für die festen Spannungen bestimmte, nicht dargestellte Abgriffe vorhanden sein können, kann über einen im Block VP vorgesehenen Kontakt wahlweise an Plus- oder Minus-Spannung, z. B. Sägezahnspannung, gelegt werden, während mit dem Umschalter US die Vertauschung für die x- und y-Richtung durchgeführt wird. Die Einschaltung der einzelnen binär gestuften Widerstände erfolgt in bekannter Weise, z. B. mit Relaiskontakten. Der Gesamtwiderstand einer Kette beträgt immer R, da die Widerstände einer Kette gegenläufig geschaltet werden. Damit erzielt man einen konstanten Strom auch bei Quellen mit endlichem Innenwiderstand.
Eine weitere Möglichkeit, zwei gleiche parallelliegende Reihen von binär gestuften Widerständen gegenläufig mittels Transistoren zu schalten, ist in der F i g. 6 angedeutet. Die binär gestuften Widerstände (20R, 21R) und die der Vorspannungserzeugung dienenden Widerstände (Rul, v1; Rw1) werden von einem Ablenkspannungsgenerator G gespeist, der z. B. eine Sägezahnspannung abgibt. Zusätzlich sind zur Korrektur noch Widerstände Rki einschaltbar. Es tritt an ihnen ein entsprechender Spannungsabfall auf, wenn ein zugehöriger Transistor durchgesteuert, d. h. niederohmig ist. Die einzelnen Spannungen werden mit den Übertragern Ü addiert. Außerdem wird zu jeder Spannung zusätzlich eine geeignete feste Vorspannung addiert. Durch Umpolen und Vertauschen in den Einheiten UP und US der beiden so gewonnenen Spannungen kann jeder Winkelwert dargestellt werden.
Die Spannungen werden in bekannter Weise, z. B. den Ablenksystemen einer PPI-Bildröhre zugeführt.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Anzeige von in codierter (digitaler) Form gegebenen Winkeln durch einen gegen eine Bezugsrichtung um einen gemeinsamen Mittelpunkt um den gegebenen Winkelwert gedrehten Vektor, dessen Richtung und Größe durch die überlagerung von zwei senkrecht aufeinanderstehenden elektrischen oder magnetischen Teilvektoren festgelegt wird, insbesondere zur Darstellung auf Bildröhren, dadurch ge- kennzeichnet, daß von dem Vektor eine symmetrische Vieleckfläche überstrichen wird, die eine Kreisfläche annähert, daß die den Vektor zusammensetzenden Teilvektoren je aus einem festen und einem veränderlichen Anteil bestehen, daß die festen Anteile, die durch die n hochwertigen Stellen des verwendeten Codes gesteuert werden, 211 Grobwinkelwerte bilden können und daß mit den variablen Anteilen, die von den restlichen m Stellen des verwendeten Codes gesteuert werden, 2- Feinwinkelwerte einzustellen sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilvektoren durch Vertauschen und/oder Richtungsumkehrung auch für die Winkelwerte verwendet werden, die symmetrisch zu den Koordinatenachsen oder zu den 45°-Diagonalen liegen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Anteil des einen Teilvektors eines Winkelwertes um den gleichen Wert zunimmt, um den der variable Anteil des anderen Teilvektors abnimmt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Einstellung der veränderlichen Anteile benötigten Stellen des verwendeten Codes in den normalen Binärcode überführt werden, wenn der Cray-Code verwendet wird, während für Einstellung der festen Teilvektoranteile die n gewichtigsten Stellen des Cray-Codes direkt verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1092 815; französische Patentschrift Nr. 1365 858. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1218 744.