CN107146585A - 一种a显的实现方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种A显的实现方法及***，主要针对A显终端领域，可应用于各类距离显示器的设计。主要包含以下内容：强化快速闪过目标波形的显示观察效果，读写分开的双端口采样数据存储方式，采样数据保存时间的优化设计，无帧缓存的显示方式，电路的实现。本发明提供了一种区别于采用随机扫描距离显示器和基于计算机图形终端的A显的实现方法。

Description

一种A显的实现方法及***

技术领域

本发明属于A显终端领域，尤其涉及一种A显的实现方法及***。

背景技术

目前有相当数量的随机扫描距离显示器(A scope or range indicator)。随机扫描距离显示器依靠屏幕的荧光“余辉”时间完成发射回波信号波形积累。随机扫描距离显示器“余辉”亮度偏低，必须在遮光的环境下使用。在这种环境下工作强度高，视觉极易劳累。尤其在搜索时目标时，天线短暂扫过目标时，积累的目标回波数较少，造成显示亮度低，显示持续时间短。此外，伴随时间的推移，随机扫描显示器还面临停产及配件缺乏、维修成本增加、器件老化带来可靠性性低、可维性差的问题。

目前，液晶平板显示器亮度高，色彩丰富，可靠性高，获得普遍应用。数字示波器显示技术，普遍采用DSP、GPU或CPU为核心，采用计算机图形终端加工方式，在屏幕上显示波形。随机扫描距离显示器则与之不同，显示时直接对屏幕加工图形，而前者则对存放图形的一段内存—通常称之为帧缓存进行波形显示加工。采用液晶显示器后继承随机扫描距离显示器对屏幕直接加工的方式实现A显(距离显示)的研究未见报道。

计算机显示技术通常在帧缓存中加工图形，然后将帧缓存的图形输出到显示屏，图形加工与显示是异步的，在图形变化速度低于帧缓存图形往显示屏刷新速度时，图形能完整地显示出来；而一旦图形变化速度超过帧缓存图形往显示器刷新的速度时，则无法保证每一次图形变化都能显示出来，造成显示效果与图形加工脱节。在快速搜索目标时，A显上的目标信号往往一闪而过，能否有效直观地显示出该类信息，是A显的一项重要性能。本发明的一项重要目的就是避免上述问题影响A显的性能。

发明内容

本发明是A显(距离显示)A scope(range indicator)的一种不需要显示内存的实现方法及***。

本发明提供了一种使用液晶平板显示器的A显的实现方法，包括如下步骤：

步骤1、根据显示屏的尺寸、性能以及使用习惯，规划与确定显示屏上A显的显示区域的位置、高度值和宽度值；

步骤2、根据A显的显示区域的高度范围和输入信号幅度变化范围，以及是否对采样数据再进行对数非线性或线性二次变换，决定应采用的A/D采样分辨率，使得获得的数据幅度范围刚好对应于显示区域的高度范围，数据的每一个幅度对应于显示区域内的一个高度位置，保证采集到的信号数据对应的显示曲线不超出显示区域的范围；

步骤3、根据A显区域的水平宽度和设置的A显距离量程决定每个象素点代表的实际距离，根据光速换算成时间长度，对应于采样一次数据的时间间隔，即A/D采样率，以该采样率采集数据，从而保证量程范围内采集到的数据个数刚好等于显示区域的水平长度，即每一个数据对应一个水平位置，从而保证量程内的信号曲线不超出显示区域；

步骤4、A/D采样数据序列号决定在显示区域的水平位置，而数据幅度则决定在显示区域的高度位置，这样每一个数据对应于显示区域内一个位置点，根据水平顺序将这些位置点分别用线段连接，就组成一条信号曲线；

步骤5、根据步骤4，对信号的一组连续采样数据，在显示区域得到一条信号曲线；两组以上的连续采样数据则在显示区域得到一簇信号曲线；

步骤6、根据晶振时钟电路生成显示定时信号，包括行、场同步脉冲信号以及显示时钟信号；根据行、场同步脉冲信号和显示时钟信号产生显示行、列地址；

步骤7、基于步骤6的显示行、列地址以及步骤1确定的显示区域、步骤2的采样数据数值、用步骤4的信号曲线生成方法，根据步骤5所述，生成一簇信号曲线波形；

步骤8、基于步骤5的显示行、列地址以及步骤1确定的的显示区域生成包括距离刻度等的标志图形；

步骤9、将步骤6得到的信号曲线波形以及步骤7的标志图形在显示输出时合成，驱动显示屏图形显示。

步骤1中，确定A/D采样数据幅度等于0及满刻度值时分别对应的显示区域内的上下两个高度位置，其他A/D采样数据幅度则对应于这两个高度之间的位置；确定量程内的开始距离和结束距离分别对应的显示区域内的前后两个水平位置，量程内其它距离则对应于这两处之间的水平位置。

步骤4中，根据前一次A/D采样数据与当前A/D采样数据，在显示区域分别找到这两个数据对应的位置，然后根据这两个数据的比较结果，连接这两个位置的线段分为上升、下降及水平三种情况；所述在上升的情况下，线段上任意一点的高度位置大于等于前一次A/D采样数据对应的高度，小于当前A/D采样数据对应的高度；在下降情况下，线段内任意一点的高度位置小于等于前一次A/D采样数据对应的高度，大于当前A/D采样数据对应的高度；在水平情况下，线段内任意一点的高度值等于前一次A/D采样数据对应的高度和当前A/D采样数据对应的高度。

在步骤5至步骤9中，不需要帧缓存存，无须在帧缓存内加工图形，显示的时候也不是将帧缓存内的图形输出到显示屏上，而是边生成图形边往显示屏上输出，即往显示屏上输出什么位置的图形就生成什么位置的图形，图形显示到哪里就实时加工图形到哪里。

在步骤9中，将波形最低显示亮度设置成不低于1/4最大辉度。

在步骤8和步骤9中，每一组信号采样数据对应的曲线都至少被完整显示一次。计算机显示技术通常在帧缓存中加工图形，然后将帧缓存的图形输出到显示屏，图形加工与显示是异步的，在图形变化速度低于帧缓存图形往显示屏刷新速度时，图形显示的完整性是有保证的；而一旦图形变化速度超过帧缓存图形往显示器刷新的速度时，则无法保证每一次图形变化都能显示出来，造成显示效果与图形加工脱节。在快速搜索目标时，A显上的目标信号往往一闪而过，能否有效直观地完整显示出该类信息，是A显的一项重要性能。

本发明还公开了一种A显的实现***，包括A/D采样、距离计数器、双端口RAM、信号波形生成器、标志生成器、图像合成器、LVDS高速差分接口和液晶显示屏，所述***执行以下步骤：

步骤10-1、在触发脉冲及波门控制下距离计数；

步骤10-2、信号A/D采样；

步骤10-3、从双端口RAM的写入端保存A/D采样数据；

步骤10-4、基于时钟电路生成显示行、场同步脉冲显示定时信号以及显示时钟信号；

步骤10-5、根据显示行、场同步脉冲等显示定时信号以及显示时钟信号生成显示行列地址；

步骤10-6、根据显示列地址从双端口RAM读出端口读出A/D采样数据；

步骤10-7、基于双端口RAM读出A/D采样数据以及显示行地址，经信号波形生成器生成A显信号曲线；

步骤10-8、标志生成器根据显示行列地址生成距离刻度等标志；

步骤10-9、将基于步骤7-7生成的一簇信号曲线以及距离刻度标志进行合成，再添加上显示行场同步脉冲组成显示接口报文；

步骤10-10、将接口报文通过LVDS高速差分接口以显示器约定的报文格式驱动液晶显示屏。

目前存在一定数量A显仍在使用随机扫描显示器。伴随时间的推移，随机扫描显示器面临停产及配件缺乏、维修成本增加、器件老化带来可靠性降低、可维性差的问题，面临升级换代。随机扫描距离显示器在显示时直接对屏幕加工图形，具有显示相应快、，图形加工与显示同步等的特点。

目前，虽然液晶平板显示器亮度高、色彩丰富、可靠性高，获得普遍应用。但通常使用液晶显示器时其工作机理与随机扫描显示器存在很大不同，基本上采用对存放图形的一段内存—通常称之为帧缓存先进行波形加工，然后在屏幕上将帧缓存中的内容显示出来的方式。这与传统A显性能存在差异，尤其在面对快速闪过信号的观察、信号曲线的显示完整性等问题时。本发明则将随机扫描显示器对屏幕直接加工的特点，应用于采用液晶平板显示器的设计上，保证并进一步优化了在面对快速闪过信号的观察效果以及信号曲线的显示完整性，为A显提供了一种选则方法。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明的电路组成框图。

图2a和图2b是本发明的显示效果截图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

结合图1，本发明提供了一种不需要显示内存的A显(距离显示)A scope(rangeindicator)的实现方法及***。在显示时钟作用下，一列一列顺序输入一行图形中的各个像素，然后再一列一列顺序输入下一行图形中的各个像素，直至完成整幅图形画面，每秒重复几十次上述过程，这是液晶显示器图形输入的工作方式。在这种输入方式下，每次只输入一个或几个图形的像素点。本发明的关键点是只生成当前要输入的图形像素点，根据即将要输入的像素点的所处位置，判断该位置点是否处在信号曲线上？在几条曲线上？对应的亮度及颜色是多小？是否还处在刻度或字符等标识上？对应的颜色及亮度是多小？然后将各个结果综合起来决定该位置点的合成亮度及颜色是多小，生成的R、G、B(红、禄、2)数据输入到显示器，这就是本发明的实现方法，包括如下步骤：

步骤1、在触发脉冲及波门的控制下，清零对应的距离计数器，然后根据数据采样率的大小，设置相应的计数时钟，启动距离计数；

步骤2、根据A显的显示区域的高度范围和输入信号幅度，以及是否对采样数据再进行对数非线性或线性二次变换，决定应采用的A/D采样分辨率，使得获得的数据幅度范围刚好对应于显示区域的高度范围，数据的每一个幅度对应于显示区域内的一个高度位置，保证采集到的信号数据对应的显示曲线不超出显示区域的范围；

步骤3、根据A显区域的水平宽度和设置的A显的距离量程决定每个象素点代表的实际距离，然后根据光速换算成时间长度，对应于采样一次数据的时间间隔，即A/D采样率，以该采样率采集数据，从而保证量程范围内采集到的数据个数刚好等于显示区域的水平长度，每一个采样数据对应于一个水平位置，从而保证量程内的信号曲线不超出显示区域；

步骤4、A/D采样数据序列号决定在显示区域的水平位置，而数据幅度则决定在显示区域的高度位置，这样每一个数据对应于显示区域内一个位置点，根据水平顺序将这些位置点分别用线段连接，就组成一条信号曲线；

步骤5、根据步骤4，信号的一组连续采样数据，在显示区域相应得到一条信号曲线；两组以上的连续采样数据则在显示区域得到一簇信号曲线；

步骤6、根据晶振时钟生成显示定时信号，包括行、场同步脉冲信号以及显示时钟信号；根据行、场同步脉冲信号和显示时钟信号产生显示行、列地址；

步骤7、基于步骤6的显示行、列地址以及步骤1确定的显示区域、步骤2的采样数据数值以及步骤4的信号曲线生成方法，根据步骤5所述，生成一簇信号曲线波形；

步骤7、基于步骤5的显示行、列地址以及步骤1确定的显示区域生成包括距离刻度及字符等的标志图形；

步骤8、将步骤6得到的信号曲线波形以及步骤7的标志图形在显示输出时合成，驱动显示屏图形显示。

步骤1中，确定A/D采样数据幅度等于0及满刻度值时分别对应的显示区域内的上下两个高度位置，其他A/D采样数据幅度则对应于这两个高度之间的位置；确定量程内的开始距离和结束距离分别对应的显示区域内的前后两个水平位置，量程内其它距离则对应于这两处之间的水平位置。

步骤4中，根据前一次A/D采样数据与当前A/D采样数据，在显示区域分别找到这两个数据对应的位置，然后根据这两个数据的比较结果，连接这两个位置的线段分为上升、下降及水平三种情况；所述在上升的情况下，线段上任意一点的高度位置大于等于前一次A/D采样数据对应的高度，小于当前A/D采样数据对应的高度；在下降情况下，线段内任意一点的高度位置小于等于前一次A/D采样数据对应的高度，大于当前A/D采样数据对应的高度；在水平情况下，线段内任意一点的高度值等于前一次A/D采样数据对应的高度和当前A/D采样数据对应的高度。

在步骤5至步骤9中，不需要帧缓存存，无须在帧缓存内加工图形，显示的时候也不是将帧缓存内的图形输出到显示屏上，而是边生成图形边往显示屏上输出，即往显示屏上输出什么位置的图形就生成什么位置的图形，图形显示到哪里就实时图形加工到哪里。

在步骤9中，将波形最低显示亮度设置成不低于1/4最大辉度。从而强化快速扫过目标时的波形显示观察效果。基于以下原因：通常A显中单次出现的波形辉度最低，伴随波形重复积累辉度逐渐变强。在搜索目标时，天线快速扫过目标，目标波形出现时间短促，再加上波形积累不足造成亮度低，非常不利于人工观察寻找目标。在搜索模式下天线快速扫过目标时，若波形达到一定的显示亮度，并且波形能被完整的显示出来，这样的话人工观察不容易遗留目标。通过实验观察发现，若亮度过低，信号波形给观察者的印象会变弱，不利于搜索模式下的人工发现短暂出现的目标。在室内环境下，一个显示滞留时间约为20～50ms的信号波形，当其亮度不低于1/4最大亮度时，是很容易被人工观察到。

在步骤8和步骤9中，每一组信号采样数据对应的曲线都至少需要被完整显示一次。计算机显示技术通常在帧缓存中加工图形，然后将帧缓存的图形输出到显示屏上，图形加工与显示是异步的，在帧缓存中的图形变化速度低于帧缓存图形往显示屏刷新速度时，帧缓存中图形显示的完整性是有保证的；而一旦帧缓存中图形变化速度超过帧缓存图形往显示器刷新的速度时，则无法保证每一次图形变化都能显示出来，造成显示效果与图形变化的加工脱节。在快速搜索目标时，A显上的目标信号往往一闪而过，能否有效直观地完整显示出该类信息，是A显的一项重要性能。

线缓存数量的选取需满足将采样数据保存20～50ms的时间；一个线缓存保存一次触发周期内的数据，而一组线缓存对应的数据保存时间则为触发周期乘以线缓存的数量。随机扫描显示器是通过显示器荧光粉的“余辉”实现信号图形积累。液晶屏的图像是逐行输入的，并在一个帧周期内完成整幅画面的所有像素点的更新。当波形(图形)保持时间小于帧周期时，只有部分图形输出到屏幕上，波形显示不完整。因此，采样数据至少需要保存一个帧刷新周期以上的时间，使得每个波形都能完整地输出到屏幕上。通常显示器的帧频为50Hz以上，即屏幕刷新周期不大于20ms。因此，50ms的采样数据保持时间基本上可包含2次以上的屏幕刷新。在图1的方案中，一个线缓存保存一次发射采样数据，使用的线缓存的数量决定了保存多少个触发周期的采样数据；在循环使用情况下，触发周期乘以线缓存的数量就等于采样数据的保存时间。也就决定了采样数据在线缓存中的驻留时间。在最小显示持续时间为20～50ms范围时，根据触发周期可计算出所需线缓存的数量。本内容的关键特征在于：通过调整保存采样数据的线缓存的数量，间接来调整采样数据的保存时间，满足波形显示的持续时间和波形显示完整性的需要。图2a和图2b是本发明的显示效果截图。其中图2a跟踪状态的显示画面，上面一根曲线是A显波形，波门套住目标；下面一根曲线是对应于波门内的曲线放大，称为R显，其中的波门为跟踪波门。图2b是搜索目标的一个显示画面。

本发明提供了一种A显的实现方法及***，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种A显的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、确定显示屏上A显的显示区域的位置、高度值和宽度值；

步骤2、根据A显的显示区域的高度范围和输入信号幅度，以及是否对采样数据再进行对数非线性或线性二次变换，决定应采用的A/D采样分辨率，使得获得的数据幅度范围刚好对应于显示区域的高度范围，数据的每一个幅度对应于显示区域内的一个高度位置，使得采集到的信号数据对应的显示曲线不超出显示区域的范围；

步骤3、根据A显区域的水平宽度和设置的A显距离量程决定每个象素点代表的实际距离，根据光速换算成时间长度，对应于采样一次数据的时间间隔，即A/D采样率；以该采样率采集数据，从而保证量程范围内采集到的数据个数刚好等于显示区域的水平长度，即每一个数据对应一个水平位置，从而保证量程内的信号曲线不超出显示区域；

步骤4、A/D采样数据序列号决定在显示区域的水平位置，而数据幅度则决定在显示区域的高度位置，每一个数据对应于显示区域内一个位置点，根据水平顺序将这些位置点分别用线段连接，组成一条信号曲线；

步骤5、根据步骤4，对信号的一组连续采样数据，在显示区域得到一条信号曲线；两组以上的连续采样数据则在显示区域得到一簇信号曲线；

步骤6、根据晶振时钟电路生成显示定时信号，包括行、场同步脉冲信号以及显示时钟信号；根据行、场同步脉冲信号和显示时钟信号产生显示行、列地址；

步骤7、基于步骤6的显示行、列地址以及步骤1确定的显示区域、步骤2的采样数据数值、步骤4的信号曲线生成方法，根据步骤5生成一簇信号曲线波形；

步骤8、基于步骤6的显示行、列地址以及步骤1确定的的显示区域生成包括距离刻度及字符的标志图形；

步骤9、将步骤7得到的信号曲线波形以及步骤8的标志图形在显示输出时合成，驱动显示屏图形显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，确定A/D采样数据幅度等于0及满刻度值时分别对应的显示区域内的上下两个高度位置，其他A/D采样数据幅度则对应于这两个高度之间的位置；确定量程内的开始距离和结束距离分别对应的显示区域内的前后两个水平位置，量程内其它距离则对应于这两处之间的水平位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4中，根据前一次A/D采样数据与当前A/D采样数据，在显示区域分别找到这两个数据对应的位置，然后根据这两个数据的比较结果，连接这两个位置的线段，分为上升、下降及水平三种情况；所述在上升的情况下，线段上任意一点的高度位置大于等于前一次A/D采样数据对应的高度，小于当前A/D采样数据对应的高度；在下降情况下，线段内任意一点的高度位置小于等于前一次A/D采样数据对应的高度，大于当前A/D采样数据对应的高度；在水平情况下，线段内任意一点的高度值等于前一次A/D采样数据对应的高度和当前A/D采样数据对应的高度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤5至步骤9中，不需要帧缓存，无须在帧缓存内加工图形，显示的时候也不是将帧缓存内的图形输出到显示屏上，而是边生成图形边往显示屏上输出，即往显示屏上输出什么位置的图形就生成什么位置的图形，图形显示到哪里就实时加工哪里的图形。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤9中，将波形最低显示亮度设置成不低于1/4最大辉度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征还在于，在步骤8和步骤9中，每一组信号采样数据对应的曲线都至少被完整显示一次。

7.一种A显的实现***，其特征在于，包括A/D采样、距离计数器、双端口RAM、信号波形生成器、标志生成器、图像合成器、LVDS高速差分接口和液晶显示屏，所述***执行以下步骤：

步骤10-1、在触发脉冲及波门控制下距离计数；

步骤10-2、信号A/D采样；

步骤10-3、从双端口RAM的写入端保存A/D采样数据；

步骤10-4、基于时钟电路生成显示行、场同步脉冲显示定时信号以及显示时钟信号；

步骤10-5、根据显示行、场同步脉冲等显示定时信号以及显示时钟信号生成显示行列地址；

步骤10-6、根据显示列地址从双端口RAM读出端口读出A/D采样数据；

步骤10-7、基于双端口RAM读出A/D采样数据以及显示行地址，经信号波形生成器生成A显信号曲线；

步骤10-8、标志生成器根据显示行列地址生成距离刻度标志；

步骤10-9、将基于步骤7-7生成的一簇信号曲线以及距离刻度标志进行合成，再添加上显示行场同步脉冲组成显示接口报文；

步骤10-10、将接口报文通过LVDS高速差分接口以显示器约定的报文格式驱动液晶显示屏。