SU1185367A1 - Имитатор изображени точечных объектов - Google Patents

Abstract

ИМИТАТОР ИЗОБРАЖЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащий последовательно включенные первый генератор, коммутатор, первый счетчик и первый блок сравнени , последовательно соединенные второй генератор, второй счетчик, второй блок сравнени  и первый регистр, выход которого подключен к второму входу первого блока сравнени , и блок индикации, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторьм выходами второго генератора, первый выход которого подключен к входу первого генератора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности. в него введены последовательно включенные формирователь кодов, формирователь импульсов, блок пам ти, второй регистр и цифроаналоговый преобразователь , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого блока сравнени  и с третьим входом блока индикации, и последовательно включенные третий счетчик, триггер, мультиплексор и четвертый счетчик, выход которого соединен с вторым входом блока пам ти, второй выход которого подключен к второму входу первого регистра, а третьи вход i и выход - к второму выходу формировател  кодов и второму входу второго (Л блока сравнени  соответственно, выход триггера соединен с входом С коммутатора, второй выход которого подключен к второму входу мультиплексора , третий вход которого соединен с первым выходом формировател  кодов, выход первого генератора подключен к первому входу третьего счетчика, а первый выход второго генератора - к 00 У1 вторым входам третьего счетчика, триггера и формировател  импульсов, второй вход второго регистра соединен со с выходом второго блока сравнени . Од vl

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл  имитации сигналов точечных объектов, и может быт использовано при создании средств обу чени  и тренировки операторов. Цель изобретени  - повышение точности имитатора. На фиг. 1 представлена структура имитатора; на фиг. 2 - формирователь импульсов (записи); на фиг. 3 - блок сравнени ; на фиг. 4 - мультиплексор и коммутатор; на фиг. 5 - цифроаналоговый преобразователь. Имитатор изображени  точечных объектов содержит формирователь 1 кодов , формирователь 2 импульсов (запи си), блок 3 пам ти, блок 4 сравнени  счетчик 5 (координаты X), мультиплексор б, счетчик 7 (адресов), регистр 8 (кода  ркости), цифроаналоговый преобразователь 9, генератор 10, счетчик 11 (длительности), триггер 12, коммутатор 13, регистр 14 (координаты X)5 блок 15 сравнени , счетчик 16 (координаты У), генератор 17, видеоконтрольное устройство, представл ющее собой блок 18 индикадии. Формирователь 2 (фиг. 2) содержит дифференцирующую цепочку, состо щую из конденсатора 19 и резистора 20, дифференцирующую цепочку, состо щую из конденсатора 21 и резистора 22, инвертор 23, триггер 24, элемент И-НЕ 25, триггер 26, дифференцирующую цепочку , состо щую из конденсатора 27 и резистора 28, инвертор 29, дифферен цирующую цепочку, состо щую из конденсатора 30 и резистора 31, инвертор 32, дифференцирующую цепочку, состо щую из конденсатора 33 и резистора 34, инверторы 35 и 36, дифференцирующую цепочку, состо щую из конден сатора 37 и резистора 38, инвертор 39 Блоки 4 и 15 (фиг. 3) содержат элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 40,инверторы 41 и элемент И-НЕ 42. Мультиплексор 6 и коммутатор 13 (фиг. 4) объединены, так как имеют общие цепи управлени  и содержат элементы И-НЕ 43 и 44, инвертор 45 и элементы И-11Е 46. и 47. Цифроанапоговый преобразователь 9 (фиг. 5) содержит диоды 48 резистора 49 и 50, транзиctop 51, резистор 52, инвертор 53 н диод 54. Имитатор изображени  точечных объектов работает в двух режимах. Режим сортировки данных. Он осуществл етс  за период гашени  обратного хода луча видеоконтрольного устройства , что соответствует начальному участку строки. Длительность цикла сортировки задаетс  счетчиком 11. За врем  цикла сортировки производитс  анализ массива данных, содержащихс  в блоке 3, вы вл ютс  данные о точечных объектах, подлежащих отображению на строке, следующей за циклом сортировки. По приходу строчного синхроимпульса на синхронизируюпщй вход устройства от телевизионной системы генератор 10 устанавливаетс  в исходное . состо ние, счетчик 11 обнул етс , выход триггера 12 устанавливаетс  в состо ние 1,состо ние формировател  2 не измен етс . Триггер 12 запрещает передачу колебаний генератора 10 через коммутатор 13 к счетчику 16 координаты X и разрешает передачу через коммутатор 13 и мультиплексор 6 на счетный вход счетчика 7. При этом запрещаетс  прохождение через мультиплексор 6 сигнала Выполнить с входа формировател  2. Счетчик 7 начинает циклический сче и перебор адресов  чеек блока 3. Одновременно счетчик 11 ведет отсчет импульсов, максимальное количество которых, укладывающеес  в цикл сортировки , соответствует количеству страниц блока 3. По мере перебора адресов блока 3 на выходах последнего по вл ютс  кодовые слова, состо щие из разр дов координат точечного объекта по вертикали и горизонтали и разр дов кода  ркости объекта. В режиме сортировки код одной координаты сравниваетс  с кодом на выходе счетчика 5 в схеме преобразовател  9. Счетчик 5 устанавливаетс  в нулевое состо ние в начале телевизионного кадра кадровым синхроимпульсом, поэтому код на его выходе соответствует номеру строки телевизионного растра . В том случае, если в массиве данных обнаруживаетс  объект с координатой , соответствующей номеру строки , подлежащей отображению, на выходе схемы совпадени  кодов блока 4 формируетс  короткий отрицательный импульс. Этот импульс производит запись кодов координаты X и  ркости объекта в регистры 8 и 14 соответственно. По завершении цикла сортировки на входе счетчика 11 формируетс  импульс, пе-реключающий триггер 12. Таким образом запрещаетс  передача колебаний генератора 10 через мультиплексор 6, а разрешаетс  их подача на вход счетчика 16 и.формирование сигналов записи в формирователе 2.

При этом на выходе счетчика 7 устанавливаетс  тот же адрес, что и до начала сортировки. Этим достигаетс  посто нна  готовность блока пам ти 3 к приему данных на очередную страницу .

Режим загрузки и воспроизведени , Этот режим осуществл етс  на активном участке строки телевизионной развертки . В этом режиме производ тс  операции: загрузка данных в блок 3 от внешнего задатчика - формировател  кодов (координат точечных объектов); воспроизведение на выходе устройства в необходимый момент времени информации в регистрах 8 и 14.

Режим загрузки осуществл етс  следующим образом.

По готовности данных об очередном объекте либо обновленных данных об объекте, подаваемых на входы блока 3, на вход формировател  2 поступает синхроимпульс Выполнить, имеющий положительную пол рность. Передним фронтом этого импульса, проход щего через мультиплексор 6, осуществл етс  смена кода адреса счетчика 7 и блока 3. Формирователь 2 приводитс  в состо ние готовности по приходу очередного строчного синхроимпульса, производитс  дополнительна  подготовка и по завершении действи  цикла сортировки на выходе формировател  2 вьщел етс  импульс записи, поступающий на соответствующий вход блока 3. Производитс  запись информации. Дл  вьтолнени  указанного пор дка работы в формирователе 2 предусмотрены

цепи подготовки и задержки импульсов I

Воспроизведение происходит следую1Щ1М образом.

Одновременно с загрузкой производитс  сравнение кода на выходе регистра 1А с кодом на выходе счетчика 16 При совпадении этих кодов на выходе блока 15 формируетс  отрицательньш синхроимпульс, разрешающий преобразование цифроаналоговым преобразователем 9 кода с выхода регистра 8 в аналоговый видеосигнал.

Таким образом на выходе устройства формируетс  импульс, амплитуда которого соответствует  ркости объекта , а положению объекта - момент по влени  на экране.

Преобразователь 9 работает следующим образом.

Сигнал Выполнить в виде положительного импульса безразличной длительности поступает с информационного входа имитатора через дифференцирующую цепочку на инвертор 23. Передний фронт импульса, свидетельствующий о готовности информации к записи , дифференцируетс  и формируетс  инвертором 23 в импульс отрицательной пол рности, длительность которого .определ етс  параметрами дифференцирующей цепочки. Триггер 24 переключаетс , на его выходе устанавливаетс  единичное состо ние, и разрешаетс  работа элемента 25 от входа строчных синхроимпульсов через дифференцирующую цепь. Передний фронт первого же строчного синхроимпульса, следующего за импульсом Выполнить, дифференцируетс , после чего формируетс  элементом 25 в отрицательный импульс, а задний фронт строчного синхроимпульса, преобразованного инвертором 36 и продифференцированного, формируетс  инвертором 36. Импульс с выхода переключает пр мой выход триггера 26 в нулевое состо ние по началу, а импульс с выхода инвертора 39 - в единичное состо ние по концу строчного синхроимпульса.

Перепад напр жени  на выходе триггера 26 из нул  в единицу после дифференцировани  формируетс  в отрицательньш импульс инвертором 29, этот импульс в свою очередь дифференцируетс  , а затем формируетс  инвертором 32. Таким образом, на выходе формировател  2 образуетс  импульс записи , смещенный относительно строчного синхроимпульса. Запись производитс  на активной части строки, когда завершен процесс перебора адресов блока 3. Триггер 24 переключаетс  в нулевое состо ние положительньм перепадом с инвертирующего выхода триггера 26, сформированным инвертором 35.

Блок 4 (фиг. 3) работает следующим образом.

По совпадению логических состо ний на входах элементов на их выходах формируютс  нулевые состо ни , которые после инвертировани  перемножаютс  элементом 42; Таким образом, при поразр дном совпадении кодов на выходе элемента 42 образуетс  нулевое сое то ние. В противном случае выход поддерживаетс  в единичном состо нии. .Мультиплексор 6 и коммутатор 13 (фиг. 4) работают следующим образом. Во врем  сортировки данных на вход инвертора 45 и элемента 46 с выхода триггера 12 подаетс  единичный уровень, которым разрешаетс  счет адреса блока 3 по цепи генератор 10 элемент 46 - элемент 44 - счетчик 7. Одновременно нулевой уровень с выхода инвертора 45 запрещает прохождение импульсов от генератора 10 через элемент 47 на иход счетчика 16 и импульса Выполнить через элементы 43 и 44 на вход счетчика. В режиме загрузки на вход инвертора 45 и элемента И-НЕ 46 подаетс  нулевой уровень, которым запрещаетс  пр хождение импульсов от задающего генератора элементы И-ИЕ 43 и 44 к счетчику адреса и разрешаетс  прохождение импульсов через элемент И-НЕ 47 к. счетчику координат X импульса Выполнить через элементы И-НЕ 43-44 к счетчику 7. Цифроаналоговый преобразователь 9 (фиг. 5) работает следующим образом. Стробирующий импульс с выхода блог ка 15 инвертируетс  инвертором 53 и запирает диод 54. При этом разрешаетс  cyм шpoвaниe потенциалов на базе транзистора 5-1 в соответствии с весовым коэффициентом резисторов 49. Общий уровень сигнала определ етс  резистором 50. Диоды 48 защищают выходы регистра Таким образом, во врем  действи  стробирующего импульса на резисторе 52 формируетс  импульс амплитудой, со ответствующей коду на входе преобразо вател  9. Генератор 10 формирует пр моугольные импульсы дл  того, чтобы его переключени  в каждой строке происходили в один и тот же момент и обеспечивали правильную обработку горизонталь ных координат точек. Генератор 10 останавливаетс  на короткое врем  по приходу строчного синхроимпульса из телевизионной системы и затем стартует из одного и того же состо ни  синфазио в каждой строке. Счетчик 11 устанавливаетс  в нулевое состо ние тем же импульсом, что и генератор 10, счетчик 5 отсчитывает интервалы времени режима сортировки (дл  16 объектов - 4 мкс, дл  32-8 МКС, 64-16 мкс) и выдает импупьс , поступающий на вход триггера 12 (установленный в единичное состо ние синхроимпульсом), который переключаетс  в нулевое состо ние. Далее счетчик 11 не останавливаетс  и каждые 4 (8,16) мкс выдает импульс, поступающий на вход триггера 12. По отработке первого интервала работы счетчика 11 триггера 12 (установленный в единичное состо ние синхроимпульсом ) переключитс  в нулевое состо ние . Затем счетчик 11 не останавливаетс  и каждые 4 (8,16) мкс выдает импульсы на триггер 12. Эти импульсы подтверждают его состо ние. Счетчик 7 при этом не измен ет своего состо ни . Смена кода адреса счетчика 7 осуществл етс  в режиме воспроизведени  на одну позицию по приходу данных от ЭВМ и импульса Выполнить. При этом на управл ющем входе мультиплексора 6 (фиг. 4) присутствует нулевой потенциал , запрещающий прохождение импульсов от генератора 10 через элемент 46 и разрешающий с помощью инвертора 45 прохождение импульса Выполнить на счетный вход счетчика.7. Нулевой потенциал на входе мультиплексора 6 поддерживаетс  триггером 12 в течение всего периода воспроизведени  (активной части строки), переключение триггера 12 и соответственно мультиплексора 6 осуществл етс  только на врем  сортировки, когда счетчик 7 переключаетс  импульсами от генератора 10 и выполн ет полньй. цикл перебора адресов. Затем счетчик 7 устанавливаетс  в то же положение, что и до сортировки . Таким образом осуществл етс  доступ к адресам пам ти устройства дл  записи новых данных и дл  воспроизведени  уже записанных. Предлагаемый имитатор обладает повьщ1енной точностью за счет того, что положение точечных объектов однозначно определ етс  входным двоичным кодом пр мого замещени  и выдерживаетс  на прот жении всего периода отображени . Высока  достоверность изображени  обеспечиваетс  высокой разрешающей

способностью цепей воспроизведени , а именно высокой частотой генератора 10, что позвол ет позицировать объект на экране с точностью 1/512 от его длины (0,2%).

Имитатор изображени  точечных объектов может быть использован дл  формировани  изображени  участков звездного неба от задатчика кодов с получением изображени  основных на вигационных созвездий. Изображение отличаетс  высокой стабильностью и хорошей адекватностью моделируемому сюжету. Процесс регенерации не за-метен дл  глаза.

Смена сюжета осуществл етс  по мере готовности данных,- модифицируемых ЭВМ. При этом изображение смещаетс , вращаетс , масштабируетс  либо измен ютс   ркостные характеристики объектов.

Периодичность смены фаз изображени  может варьироватьс  в зависимости от динамики объектов.

Дл  предлагаемого устройства характерна высока  достоверность отображаемой картины, что особенно важно дл  объектов в динамике, достигаетс  возможностью формировани  произвольных композиций точечных объектов в реальном масштабе времени, т.е. в точном соответствии с изменением управл ющего воздействи .

Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  также его простота при высокой сложности задачи моделировани  визуальной обстановки и разветвленности алгоритма работы.

Данное устройство позвол ет решать задачу подготовки операторов к астроориентации, так как основные астронавигационные приборы имеют поле зрени  10-23°(или близко к этому) и через них можно одновременно увидеть 15-17 звезд, а на участке наибольшей плотности - 30 - 31 звезду.

Увеличение количества изображаемых объектов достигаетс  увеличением объема пам ти.

f«j|

Ома о-t-1|zi

ш

и

Nhr-j- l

J

бпвы

Hfxtucff pof

/.

г oti

1ЛВходы

J

oВходы (

TJ

;4j|-

выход 1

1,6

Вшод2

tf7iо

и„

KF-i

Claims (1)

1. ИМИТАТОР ИЗОБРАЖЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащий последовательно включенные первый генератор, коммутатор, первый счетчик и первый блок сравнения, последовательно соединенные второй генератор, второй счетчик, второй блок сравнения и первый регистр, выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, и блок индикации, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго генератора, первый выход которого подключен к входу первого генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно включенные формирователь кодов, формирователь импульсов, блок памяти, второй регистр и цифроаналоговый преобразователь, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого блока сравнения и с третьим входом блока индикации, и последовательно включенные третий счетчик, триггер, мультиплексор и четвертый счетчик, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, второй выход которого подключен к второму входу первого регистра, а третьи вход и выход - к второму выходу формирова- fg теля кодов и второму входу второго блока сравнения соответственно, выход триггера соединен с вторым входом р коммутатора, второй выход которого подключен к второму входу мультиплек- д сора, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя кодов, выход первого генератора подключен к первому входу третьего счетчика, а первый выход второго генератора - к вторым входам третьего счетчика, триггера и формирователя импульсов, второй вход второго регистра соединен с выходом второго блока сравнения.

   >

   1 185367