DE2013218B2 - Einrichtung zum Erzeugen einer Vektordarstellung auf den Bildschirm eines Anzeigegerätes - Google Patents

Description

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den Vektor darstellende Markierung unabhängig vom Kathodenstrahl freigegeben wird und die Vektordar-

Wert des Winkel θ mit konstanter Geschwindigkeit, stellung auf den Leuchtschirm schreiben kann,

da (sin* -f cos»)¹/* = 1, also eine Konstante ist Gleichzeitig mit dem Abschatten der Vorspannung

' Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Aus- von der Kathodenstrahlröhre 26 liefert die Steuerem-

führungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung 5 heit 20 ein Tastsignal 28, wie es durch die Kurve A in

näher erläutert Es zeigt F i g. 2 dargestellt Ist, über Leitungen 30 und 32 an die

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Aus- Integratoren 8 bzw. 16. Das Tastsignal tastet nicht dar-

führurrgsbeispieles der Brandung, gestellte Torschaltungen auf, die in den nur in Block-

F i s. 2 eine graphische Darstellung von Schwingun- form dargestellten Integratoren enthalten sind und aus

gen* die in der Einrichtung gemäß F i g. 1 auftreten, io üblichen Verknüpfungsgliedern bestehen können.

Fig. 3 ein Vektordiagramm, auf das bei der Erfiute- Durch das Auftasten werden die Integratoren in die

rung der Arbeitsweise der Einrichtung gemäß der Er- Lage versetzt, mit der Integration zu beginnen,

findung Bezug genommen wird, und Im Horizontalteil des Vektorgenerators liefert der

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Teiles eines weiteren D/A-Umsetzer 6 über eine Leitung 34 an den Inte-

Ausführux^beispietes der Erfindung. 15 grater 8 eine Gleichspannung, deren Größe ein Maß

Der in Fig. 1 dargestellte Vektorgenerator dient für cos© ist Diese Gleichspannung bestimmt die

zum Erzeugen einer Vektordarstellung mit konstanter Polarität (plus oder minus) und die Neigung der durch

Geschwindigkeit wobei die Zeh tür die Darstellung den Integrator 8 erzeugten Sägezahnspannung,

von Länge (dem Betrag) des Vektors abhängt Der Das Ausgangssignal des Integrators 8 wird durch die

Vektorgenerator enthält einen Teil zum Erzeugen der ao folgende Gleichung bestimmt:

korizontalen Komponente des Vektors, einen Teil r

zum Erzeugen der vertikalen Komponente des Vektors J X (cos Θ) d t = R (cos Θ) T.

und eine Steuereinheit, die die Zeit während der der 0

Vektor erzeugt und die Zeitspanne, während der das K (cos Θ) T ist die Amplitude der vom Integrator 8

Anzeigegerät eingeschaltet ist bestimmt. »5 erzeugten Sägezahnspannung 35 (Kurve B in F i g. 2)

Die für die Vektordarstelhing erforderliche I nforrna- im Zeitpunkt T. K ist eine Apparatekonstante des tion wird von einer digitalen Datenquelle 2 geliefert, Integrators, selbstverständlich wird der lineare Teil bei der es sich um einen Computer (EDV) handeln des Integratorausgangssignals für die Ablenkung verkann. Die Datenquelle 2 liefert binäre Daxen, die den wendet.

darzustellenden Vektor beschreiben, und außerdem 30 Die Neigung d der Sägezahnspannung ist durch die

Signale zum Steuern der Vektorerzeugungsoperation. Ableitung des obigen Ausdrucks bezüglich der Zeit

Der Horizontalteil des Vektorgenerators enthält gegeben, die der Geschwindigkeit der JT-Komponente einen Digital-Analog-Umsetzer 4, dem von der Daten- des Vektors entspricht. Die ^-Komponente der Gequelle 2 ein Binärsignal zugeführt wird, welches den schwindigkeit ist
Anfangswert X₀ der Horizontalkomponente des Vek- 35 X = dx\dt = KcosO.
tors angtot, und einen weiteren Digital-Analog-Umsetzer 6, dem von der Quelle 2 ein Binärsignal züge- Die Sägezahnspannung vom Integrator 8 wird der führt wird, das den Cosinus des Vektorwinkels Θ an- Summiereinrichtung 10 zugeführt. Das zweite Eingibt. Mit dem D/A-Umsetzer 6 ist ein Integrator 8 gangssignal der Summiereinrichtung 10 ist eine Gleichverbunden, dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangs- 40 spannung, die dem Anfangswert X₀ der Horizontalsignal des D/A-Umsetzers 4 einer Summieranordnung komponente des Vektors entspricht und vom D/A-10 zugeführt ist. Umsetzer 4 erzeugt wird. Das Ausgangssignal der

Der Vertikalteil des Vektorgenerators enthält einen Summiereinrichtung 10 ist dementprechend eine Säge-Digital-Analog-Umsetzer 12, dem von der Daten- zahnspannung, deren Amplitude mit der Geschwindigquelle2 ein Binärsignal zugeführt wird, das den An- 45 keit K (cos©) von einer Grundlinie aus, die gleich der fangswert Y₀ der Vertikalkomponente des Vektors an· Gleichspannung entsprechend X₀ ist, linear zunimmt, gibt, und einen zweiten Digital-Analog-Umsetzer 14, Diese Spannung wird einem Horizontalablenkverdem von der Datenquelle 2 ein Binärsignal zugeführt stärker 36 über eine Leitung 38 zugeführt und lenkt den wird, das den Sinus des Vektorwinkels Θ angibt. Mit Kathodenstrahl beginnend bei X₀ in der Horzontaldem D/A-Umsetzer 14 ist ein Integrator 16 gekoppelt. 50 richtung mit der Geschwindigkeit K (cos©) linear ab. Die Ausgangssignale des D/A-Umsetzers 12 und des Dies ist bei 40 in dem Vektordiagramm gemäß Integrators 16 werden einer Summieranordnung 18 F i g. 3 dargestellt. Das Ausgangssignal der Summierzugeführt, einrichtung 10 wird außerdem aus noch zu erläutern-

Der Steuerteil des Vektorgenerators enthält eine den Gründen über eine Leitung 42 der Vergleichsein-Steuereinheit 20, der von der Datenquelle 2 ein Signal 55 richtung 22 zugeführt.

zugeführt ist, das den Vektorerzeugungsvorgang be- Im Vertikalteil des Vektorgenerators liefert der

ginnen läßt. Außerdem enthält der Steuerteil eine D/A-Umsetzer 14 über eine Leitung 44 an den Inte-

Vergleichseinrichtung 22 und einen Digital-Analog- grator 16 eine Gleichspannung die sin© entspricht.

Umsetzer 24, der ein Binärsignal erhält, das den End- Diese Gleichspannung bestimmt die Polarität (plus

wert Xf der Horizontalkomponente des Vektors dar- 60 oder minus) und die Neigung der vom Integrator 16

stellt. erzeugten Sägezahnspannung.

Nachdem die verschiedenen D/A-Umsetzer die ent- Der Integrator 16 liefert ein Ausgangssignal entsprechenden Daten von der digitalen Datenquelle 2 er- sprechend der folgenden Gleichung:
halten haben, wird der Steuereinheit 20 von der τ

Datenquelle 2 über eine Leitung 21 ein Startsignal zu- 65 JK(sin©) df = Ä^sin©) T.

geführt. Als Antwort auf das Startsignal schaltet die 0

Steuereinheit 20 eine Vorspannung vom Anzeigegerät K (sin©) T ist also die Amplitude 46 der in F i g. 2

ab, das eine Kathodenstrahlröhre sein kann, so daß der durch die Kurve C dargestellten Sägezahnspannung im

Zeitpunkt T. K ist wie beim Horizontalteil der Einrich- Endwert Xf der Horizontalkomponente des Vektors

tung eine Apparatekonstante des Integrators 16, und entspricht, erreicht, erzeugt die Vergleichseinrichtung

nur der lineare Teil des Ausgangssignals des Integra- 22 ein Ansgangssignal auf einer Leitung 60. Die

tors wird für die Ablenkung verwendet. Steuereinheit 20 schaltet als Antwort auf dieses Signal

Die Neigung β der Sägezahnspannung ist die Ab- 5 das Tastsignal 28 (Kurve A in F i g. 2) ab, wodurch die

leitung der obigen Gleichung und damit die vertikale Integratoren 8 und 16 wieder in den Anfangszustand

Geschwindigkeitskomponente Y des Vektors ent- gebracht werden, wie die Kurven B und C in F i g. 2

sprechend der Gleichung zeigen, und außerdem der Kathodenstrahlröhre über

ύ—α IAt — r(<iinfi)\ ^eme Leitung62 ein Austastsignal zugeführt wird.

x - ajvaι - λ \μαν). _{ιο Die Steuereinheit} 20 liefert außerdem über eine Leitung

Die Sägezahnspannung vom Integrator 16 wird der 64 ein Rückmeldesignal an die digitale Datenquelle, Summiereinrichtung 18 zugeführt. Das zweite Ein- das anzeigt, daß die Einrichtung bereit ist, die nächste gangssignal der Summiereinrichtung 18 ist eine vom Vektordarstellung zu erzeugen. D/A-Umsetzer 12 gelieferte Gleichspannung, die Der Vergleich kann auch auf andere Weise durchge-

dem Anfangswert Y₀ der Vertikalkomponente des 15 führt werden. Beispielsweise kann der D/A-Umsetzer Vektors entspricht. Das Ausgangssignal der Summier- ein Binärsignal erhalten, das dem Endwert Yf der einrichtung 18 ist dementsprechend eine Sägezahn- Vertikalkomponente des Vektors entspricht und nicht spannung, deren Amplitude von einem durch die Xj, und das andere Eingangssignal der Vergleichs-Gleichspannung vom Umsetzer 12 bestimmten An- einrichtung 22 würde dann nicht von der Summiereinfangswert entsprechend Y₀ mit der Geschwindigkeit ao richtung 10, sondern von der Summiereinrichtung 18 .K (sin©) linear ansteigt. Diese Spannung wird einem zugeführt werden.

Vertikalablenkverstärker 48 über eine Leitung 50 zu- Eine andere Möglichkeit, die Dauer der Vektorer-

geführt und lenkt den Kathodenstrahl in der Vertikal- zeugung in Abhängigkeit von der Länge (dem Betrag) richtung, beginnend bei Y₀, mit der Geschwindigkeit des Vektors zu erzeugen, besteht darin, an Stelle des K(sm&) linear ab. Dies ist bei 52 in Fig. 3vektoriell 25 D/A-Umsetzers24 und der Vergleichseinrichtung22 dargestellt. einen Vektorlängenzähler 66 zu verwenden, wie es in

Die von den Ablenkverstärkern erzeugten linearen F i g. 4 dargestellt ist Dem Zähler 66 werden von der Ablenkspannungen werden einer Horizontalablenk- Datenquelle 2 über eine Leitung 68 als erstes Eingangsanordnung 54 bzw. einer Vertikalablenkanordnung 56 signal ein Binärsignal, das die Länge des gewünschten zugeführt, um den in F i g. 3 dargestellten resultieren- 30 Vektors angibt und über eine Leitung 70 als zweites den Geschwindigkeitsvektor 58 zu erzeugen. Wie oben Eingangssignal ein Taktimpulszug, dessen Periode probereits gezeigt worden war, sind die horizontale und portional zu K ist zugeführt. Dieser Taktimpulszug vertikale Geschwindigkeitskomponente des Vektors läßt den Zähler von einem der gewünschten Länge des .K cos© bzw. tfsin©, so daß der resultierende Ge- Vektors entsprechenden Zählwert rückwärts zählen, schwindigkeitsvektor durch den Ausdruck 35 Wenn der Zähler den Wert Null erreicht liefert ein im

Zähler enthaltender Null-Wertdetektor über eine Lei-

J/ΛΓ⁸ cos*0 + üC^asin^a© = K rung 72 ein Signal zur Steuereinheit 20, die dann die

Integratoren abschaltet, die Kathodenstrahlröhre ausgegeben ist. Da cos²© + sin²© = 1 ist, erfolgt die tastet und eine Anzeige erzeugt daß die Einrichtung für vektorielle Ablenkung für alle Werte von © mit der 40 die Erzeugung des nächsten Vektors bereit ist, wie konstanten Geschwindigkeit K. oben bereits erläutert worden ist

Da alle Vektoren mit der gleichen Geschwindigkeit K Die Einrichtung gemäß F i g. 1 enthält ferner einen

erzeugt werden, werden zum Erzeugen von Vektoren photoempfindlichen Aufzeichnungsträger 74 und ein unterschiedlicher Länge auch verschiedene Zeitinter- durch eine Einzellinse 76 schematioch angedeutetes valle benötigt Hierfür ist die Vergleichseinrichtung 22 45 Objektiv zur Projektion der Zeichen, Zahlen, Darstelvorgesehen. Ihren beiden Eingängen sind das Ausgangs- lungen u. dgl., die durch die Vektorablenkungen auf signal der Summiereinrichtung 10 und eine vom D/A- den Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre geschrie-Umsetzer 24 erzeugte Gleichspannung zugeführt, deren ben werden, auf den photoempfindlichen Aufzeich-Größe den Endwert Xf der Horizontalkomponente nungsträger 74, der dann später entwickelt wird und des Vektors angibt 5° z.B. die Basis für eine Druckmater für eine Druckseite

Wenn das Ausgangssignal der Summiereinrichtung bildet Die Zeichen oder andere graphische Infonna-10, das anfänglich dem Anfangswert Jf₃ der Horizon- tion, die auf diese Weise erzeugt wird, hat den wichtitaÜcomponente des Vektors entspricht, den Wert des gen Vorzog, daß sie eine gleichförmige Breite und vom D/A-Umsetzer 24 erzeugten Signals, das dem Dichte auf weist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. ι ²

   darstellung »schreibende« Markierung dar. Wenn eine

   Patentansprüche: solche Darstellung nur für «ine gelegentliche Beteachtung erzeugt wird, genügt es, wenn die Schreibge-

   L Einrichtung zum Erzeugen einer Vektordar- schwindigkeit nur annähernd konstant ist, 4a das steüung auf dem Bildschirm eines Anzeigegeräte!» 5 menschliche Auge Leuchtdichteuaterschiede um den

   mit zwei in zueinander senkrechten Ahlejikrichtun- Faktor 2 kaum wahrnimmt. Wenn die Darstellung

   gen wirkenden Ablenkvorrichtungen zum Steuern jedoch zur Belichtung eines photoempfindlichen

   der Bewegung einer Markierung längs «hier Bann, Mediums und ähnlichen Zwecken verwendet weiden

   Idle mit einer dieser Ablenkrichtungen einen soll und die Geschwindigkeit, mit der der Leuchtfleck Winkel # bildet, mit zwei in Abhängigkeit vom io über den Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre

   gewünschten Winkel θ gesteuerten Integrierschal- wandert, nicht wirklich konstant ist, ergeben sich uner-

   tungen, die den Ablenkvorrichtungen jeweils ein wünschte Schwankungen in der Breite und Intensität

   Sägezahnsignal zuführen, und miteiner Anordnung, des auf dem photoempfindlichen Medium erzeugten

   die die Sägezahnsignale nach einer von der Länge Bades des Vektors,

   df«s Vektors abhängigen Zeit abschaltet, d a- 15 Aus der DT-PS 1 239127 ist beispielsweise ein

   durch gekennzeichnet, daß die eine Datenanzeigegerät mit emer Elektronenstrahlröhre be-

   Integrierscftalfting (8) mit einer zu cox# propor- kannt, bei dem verschiedene Linienzüge mit nur an-

   ü'onalen Spannung und die andere Integrierschal- nähernd gleichbleibender Geschwindigkeit und ent-

   tung (16) mit einer einer zu sin θ proportionalen sprechend gleichmäßiger Helligkeit gezogen werden

   Spannung gesteuert ist und die Markierung in den ao sollen. Zu diesem Zweck werden x- und >>-Ablenk-

   beiden Ablenkrichtungen mit zu diesen Spannungen spulen von Sägezahngeneratoren gespeist, die ihrer-

   proportionalen Geschwindigkeiten bewegt wird. seits von Datenwörtern gesteuert werden, welche die
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- von einem Vektor zurückzulegenden Strecken in den kennzeichnet, daß die Spannungen zum Steuern der x- bzw. ^-Richtungen beinhalten. E:n Zähler, der die beiden Integrierschaltungen (8, 16) von je einem 35 diesen Strecken entsprechenden Schiebeschritte eines Digital-Analog-Umsetzer (6, 14) erzeugt werden. Registers zählt, schaltet die Sägezahngeneratoren und
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- die Röhre bei Erreichen der größeren der beiden durch gekennzeichnet, daß die beiden Integrier- Strecken ab. Es läßt sich zeigen, daß hierbei Vektoren schaltungen (8, 16) von einer Vergleichsschaltung unterschiedlicher Winkellage mit um bis zu 30% von-(22) abschaltbar sind, die eine anfänglich dem An- 30 einander abweichenden Geschwindigkeiten gezogen fangswert (AO) der ersten Richtungskomponente werden.

   des Vektors entsprechende und in der Amplitude Aus der »Siemens-Zeitschrift«, 1966, Heft 2, S. 61 mit einer Geschwindigkeit proportional zu cos Θ bis 66, ist ferner ein Interpolationsverfahren für Bahnzunehmende Spannung mit dem Endwert (Xf) der Steuerungen bei Werkzeugmaschinen bekannt, bei dem ersten Richtungskompontnte des Vektors ver- 35 aus den Komponentengeschwindigkeiten eines Vektors gleicht. in den Hauptachsen in einem Linearinterpolator, des-
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- sen Impulse vorzeichenrichtig gezählt werden, SoIldurch gekennzeichnet, daß die beiden Integrier- Positionen der Werkzeugmaschine errechnet werden, schaltungen (8, 16) von einem Zähler (66) ab- und zwar in gleichmäßigen Zeitabständen. Dieses schaltbar sind, dem an einem Rückwärtszählein· 40 Verfahren ist aufwendig, da vor allem bei längeren gang (70) Taktimpulse zugeführt sind, die er von Vektoren eine erhebliche Datenmenge verarbeitet einem die Länge des Vektors angebenden Daten- werden muß, und ist im übrigen nicht ohne weiteres wort, ausgehend bis zum Zählwert Null, rückwärts zur Steuerung einer Elektronenstrahlröhre geeignet, zählt. Aus der US-PS 3 434 135 ist ferner eine Einrichtung

   45 zur Vektordarstellung bekannt, deren Ablenkschaltun·

   ^_^^_^ gen von als Digital-Analog-Wandler arbeitenden Integrierschaltungen gesteuert werden. Die dem jeweiligen Vektorwinkel proportionalen sägezahnförmigen Steuerspannungen werden von in einem sogenannten Tan-

   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Er- 50 gens-Register gespeicherten digitalen Werten abgeleitet,

   zeugen einer Vektordarstellung auf dem Bildschirm die bei unterschiedlichen Winkeln eine konstante

   eines Anzeigegerätes mit zwei in zueinan-W senkrech- Schreibgeschwindigkeit bewirken, wobei die dem

   ten Ablenkrichtungen wirkenden Ablenkvorrichtungen Tangens-Register entnommenen Bits gleichzeitig beide

   zum Steuern der Bewegung einer Markierung längs Ablenkbewegungen steuern.

   einer Bahn, die mit einer dieser Ablenkrichtungen einen 55 Aufgabe der Erfindung ist, eine einfache Einrichtung Winkel Θ bildet, und mit zwei in Abhängigkeit vom anzugeben, mit der Vektoren auf dem Bildschirm einer gewünschten Winkel© gesteuerten Integrierschaltun- Anzeigeröhre unabhängig von ihrer jeweiligen Winkelgen, die den Ablenkvorrichtungen jeweils ein Säge- lage stets mit der gleichen Geschwindigkeit gezogen zahnsigtial zuführen, und mit einer Anordnung, die werden.

   die Sägezahnsignale nach einer von der Länge des 60 Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß bei

   Vektors abhängigen Zeit abschaltet. einer Einrichtung der eingangs genannten Art die eine

   Bei bekannten Einrichtungen zum Erzeugen einer Integrierschaltung mit einer zu cos Θ proportionalen

   Vektordarstfcilung gleichförmiger Dichte und Intensi- Spannung und die andere Integrierschaltung mit einer

   tat auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre zu sin Θ proportionalen Spannung gesteuert ist und die

   wird der Elektronenstrahl mit mehr oder weniger 65 Markierung in den beiden Ablenkrichtungen mit zu

   konstanter Geschwindigkeit über den Leuchtschirm diesen Spannungen proportionalen Geschwindigkeiten

   abgelenkt. Der Leuchtfleck, den der Elektronenstrahl bewegt wird,

   auf den Leuchtschirm schreibt, stellt die die Vektor- Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung wandert die