DE2728457A1 - TV display of digitally stored electric process data - using grid with line separation derived from sampling rate - Google Patents

TV display of digitally stored electric process data - using grid with line separation derived from sampling rate

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Abstract

A display system enabling digitally stored electrical processes to be shown on a television receiver screen is designed to enable direct accurate time and amplitude measurements to be made on the curve images displayed. Each image point is associated with a given line in storage. During a line period the data is compared using a line counter. For coincidence condition the comparator causes electron beam intensification. A grid pattern simultaneously displayed on the screen has horizontal lines separated by a fixed line distance using intensity pulses synchronised to the line period. The vertical lines are generated using intensity pulses derived by frequency division from the clock determining the image point time separation during reception and reproduction of the electrical process.

Description

Displaysystem zur Darstellung von digital gespeicherten Display system for the presentation of digitally stored

elektrischen Vorgängen auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers Die Erfindung betrifft ein Displaysystem zur Darstellung von digital gespeicherten elektrischen Vorgängen auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers, wobei jeder Bildpunkt mittels einer der gespeicherten Informationen einer bestimmten Zeile zugeordnet ist, die Informationen während einer Zeilenperiode der Reihe nach mit einem Zeilenzähler verglichen werden und der Vergleicher bei Koinzidenz den Schreibstrahl helltastet. electrical processes on the screen of a television receiver The invention relates to a display system for displaying digitally stored items electrical processes on the screen of a television receiver, with each pixel by means of one of the stored information of a certain line assigned is, the information during a line period in turn with a line counter are compared and the comparator lights up the write beam in the event of coincidence.

Ein Disnlaysystem dieser Art ist mit der deutschen Patentanmeldung P 26 05 468.2 schon vorgeschlagen worden in Form eines Vorsatzgerätes, das an den Antenneneingang eines handelsüblichen Fernsehempfängers anschließbar ist. Während dieser ältere Vorschlag jedoch vor allem auf eine kostensparende Großbildanzeige in guter Qualität abzielte, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur unmittelbaren und genauen Zeit- und Amplitudenmessung am Kurvenbild zu schaffen.A display system of this type is disclosed in the German patent application P 26 05 468.2 has already been proposed in the form of an attachment that is attached to the Antenna input of a standard television receiver can be connected. While However, this older proposal mainly focused on a cost-saving large-screen display aimed in good quality, the present invention is based on the object a possibility for immediate and precise time and amplitude measurement on the graph to accomplish.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Bildschirm gleichzeitig ein Gittermuster dargestellt wird, dessen horizontale Gitterlinien in bestimmtem Zeilenabstand durch zeilensynchrone Helltastimpulse von der Länge einer Zeilenperiode und dessen vertikale Gitterlinien durch Helltastimpulse entstehen, die durch Frequenzteilung von dem gleichen Taktgeber abgeleitet sind, der bei der Aufnahme und Wiedergabe des elektrischen Vorgangs die zeitlichen Abstände der Bildpunkte bestimmt.According to the invention, this object is achieved in that on the screen at the same time a grid pattern is displayed, whose horizontal grid lines in a certain line spacing by line-synchronous light pulse of the length a line period and its vertical grid lines are created by light pulse pulses, which are derived by frequency division from the same clock that is used in the Recording and reproduction of the electrical process, the time intervals between the pixels certainly.

Die mit einem solchen MeBgitter erzielbare Meßgenauigkeit ist wesentlich höher als bei bekannten Speicheroszilloskopen, bei denen das Kurvenbild mittels eines auf den Schirm aufgedruckten oder eingravierten Gitters vermessen wird. Bei diesen bekannten Speicheroszilloskopen wird der elektrische Vorgang zwar ebenfalls in digitaler Form gespeichert, dann aber zur optischen Sichtbarmachung wieder in eine analoge Ablenkspannung umgeformt. Die durch Fertigungs- und Umgebungseinflüsse bedingten Ungenauigkeiten des DA-Wandlers und des Oszilloskops gehen daher in die Messung ein. Bei der Erfindung scheiden solche Fehler dagegen vollkommen aus. Die Genauigkeit der Amplitudenmessung entspricht vielmehr exakt der Genauigkeit des AD-Wandlers bei der Aufnahme des elektrischen Vorgangs und die Zeitmessung ist quarzgenau. Der Zeitmaßstab bestimmt sich nach dem zeitlichen Abstand der aufgenommenen Kurvenpunkte.The measurement accuracy that can be achieved with such a measurement grid is essential higher than with known storage oscilloscopes in which the curve image is by means of one printed on the screen or engraved grid will. In these known storage oscilloscopes, the electrical process is indeed also stored in digital form, but then for visual visualization converted back into an analog deflection voltage. Due to manufacturing and environmental influences Due to inaccuracies in the DA converter and the oscilloscope go into the Measurement a. In the case of the invention, however, such errors are completely ruled out. the Rather, the accuracy of the amplitude measurement corresponds exactly to the accuracy of the AD converter when recording the electrical process and the time measurement is quartz-accurate. The time scale is determined by the time interval between the recorded curve points.

Das vorgeschlagene Gittermuster kann in horizontaler und vertikaler Richtung verschoben und so an das stehende Kurvenbild wie ein Maßstab "angelegt" werden.The proposed grid pattern can be horizontal and vertical Shifted direction and "applied" to the current curve image like a scale will.

Um die Untersuchung des Kurvenbildes des elektrischen Vorgangs durch das Gittermuster nicht zu behindern wird weiter vorgeschlagen, daß die Helligkeit des Gittermusters unabhängig von der Helligkeit des übrigen Bildes einstellbar ist.To investigate the graph of the electrical process through To not obstruct the grid pattern, it is further suggested that the brightness of the grid pattern is adjustable independently of the brightness of the rest of the image.

Ferner ist es zweckmäßig, zur Erleichterung der Ablesung auf dem Bildschirm ein Zwischengittermuster zu erzeugen, dessen Gitterlinien jeweils zwischen zwei Gitterlinien des zuerst erwähnten Gittermusters liegen und dessen Helligkeit getrennt einstellbar ist.It is also useful to facilitate reading on the screen to generate an interstitial pattern whose grid lines are between two Grid lines of the first-mentioned grid pattern lie and its brightness are separated is adjustable.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment is described below with reference to the schematic Drawing explained in more detail.

Der darzustellende elektrische Vorgang wird über eine Leitung 1 einem AD-Wandler 2 sowie dessen Steuereinheit 3 zugeführt.The electrical process to be represented is via a line 1 a AD converter 2 and its control unit 3 are supplied.

Der AD-Wandler 2 hat acht Ausgänge, die über einen Multiplexer 4 mit einem Schieberegister 5 verbunden sind. Dessen Ausgänge sind zu dem Multiplexer 4 zurückgeführt, so daß der Schieberegisterinhalt umlaufen kann. Der Multiplexer 4 wird ebenfalls von der Steuereinheit 3 gesteuert und zwar in der Weise, daß durch kurze Umschaltung des Multiplexers die am Ausgang des AD-Wandlers anliegende Information in das Schieberegister übernommen wird, gegebenenfalls im Austausch gegen eine ältere gespeicherte Information.The AD converter 2 has eight outputs, which via a multiplexer 4 with a shift register 5 are connected. Its outputs are to the multiplexer 4 is fed back so that the contents of the shift register can circulate. The multiplexer 4 is also controlled by the control unit 3 in such a way that by brief switching of the multiplexer the information present at the output of the AD converter is transferred to the shift register, if necessary in exchange for an older one stored information.

Das Schieberegister 5 hat eine Kapazität von 256 Bit. Es erhält seine Taktimpulse ebenso wie die Steuereinheit 3 von einem 4 MHz-Taktgeber 6. Die Schieberegisterinformationen rücken somit alle 250 Nanosekunden um eine Stelle vor. Damit liegt auch die maximale Einspeichergeschwindigkeit fest. Bei einem schnellen transienten Vorgang wird alle 250 Nanosekunden ein Bildpunkt aufgenommen und unmittelbar danach abgespeichert. Bei langsameren Vorgängen kann die Aufnahme aber auch in der Weise erfolgen, daß nach jedem vollen Umlauf des Schieberegisters, d.h. nach jeweils 64 Mikrosekunden, eine Bildpunktinformation eingegeben wird. Schließlich kann die Aufnahme der einzelnen Bildpunkte in beliebig großen Zeitabständen erfolgen, wenn die Bildpunktinformation jeweils zwischengespeichert und nach Abschluß des nächsten Schieberegisterumlaufs in das Schieberegister übernommen wird.The shift register 5 has a capacity of 256 bits. It gets his Clock pulses as well as the control unit 3 from a 4 MHz clock generator 6. The shift register information thus advance one place every 250 nanoseconds. This is also the maximum Storage speed fixed. A fast transient operation will all 250 nanoseconds, an image point was recorded and saved immediately afterwards. With slower processes, the recording can also take place in such a way that after each full cycle of the shift register, i.e. after every 64 microseconds, pixel information is input. Finally, the inclusion of the individual can Pixels take place in arbitrarily large time intervals, if the pixel information in each case buffered and after completion of the next shift register cycle in the Shift register is accepted.

Der wahre Zeitabstand der Bildpunkte bei der Aufnahme wird bestimmt mittels eines in der Steuereinheit 3 enthaltenen einstellbaren Frequenzteilers. Nach diesem wahren Zeitabstand richtet sich der zeitliche Ablesemaßstab, worauf noch eingegangen wird.The true time interval between the image points during the recording is determined by means of an adjustable frequency divider contained in the control unit 3. According to this true time interval, the time scale depends on what is yet to be received.

Ein Frequenzteiler 7 setzt die Taktfrequenz im Verhältnis 256 : 1 herab und erzeugt somit Zeilenimpulse mit einem Abstand von 64 Mikrosekunden. Diese werden unter anderem einem Zeilenzähler 8 zugeführt, nämlich einem achtstelligen Binärzähler, der die Zeilen jedes Bildes fortlaufend zählt. Dieser Zeilenzähler 8 ist unter Zwischenschaltung eines Vergleichers 9 dem Schieberegister 5 gegenübergestellt. Stellt der Vergleicher 9 Koinzidenz zwischen der am Ausgang des Schieberegisters 5 erscheinenden Information und dem Stand des Zeilenzählers 8 fest, so gibt er einen Helltastimpuls ab, der über eine Mischstufe 10, einen VHF-Teil 11 und die Antennenbuchse 12 eines Fernsehempfängers 13 dessen Schreibstrahl zugeführt wird und in diesem Augenblick einen Bildpunkt entstehen läßt.A frequency divider 7 sets the clock frequency in a ratio of 256: 1 and thus generates line pulses with an interval of 64 microseconds. These are fed, among other things, to a line counter 8, namely an eight-digit one Binary counter that counts the lines of each image continuously. This line counter 8 is compared with the shift register 5 with the interposition of a comparator 9. If the comparator 9 sets the coincidence between that at the output of the shift register 5 appearing information and the status of the line counter 8, it gives a Helltasteimpuls from, the over a mixer 10, a VHF part 11 and the antenna socket 12 of a television receiver 13 whose write beam is fed and in this Instantly creates a picture point.

Der Mischstufe 10 werden über einen Eingang 14 die erforderlichen Synchronisierungsimpulse zugeführt, d.h. der Zeilensynchron- und Bildsynchronimpuls sowie die entsprechenden Austastimpulse. Die an sich bekannte Erzeugung dieser Impulse ist nicht näher dargestellt.The mixer stage 10 has an input 14, the required Synchronization pulses supplied, i.e. the line sync and frame sync pulse as well as the corresponding blanking pulses. The known generation of these impulses is not shown in detail.

Der übrige Teil der Schaltanordnung dient zur Erzeugung eines Gittermusters auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers 13. Die vom Frequenzteiler 7 ausgehenden Zeilenimpulse werden einem Zähler 15 zugeführt, der jeweils 36 Zeilen abzählt und mit seinem Ausgangssignal zwei monostabile Kippschaltungen 16 und 17 ansteuert. Die eine reagiert auf die positive und die andere auf die negative Flanke des Zählerausgangssignals. Die Rückstellzeit der beiden Kippschaltungen 16 und 17 entspricht etwa der Zeit, die der Schreibstrahl für den Hinlauf benötigt. Es erscheinen somit nach jeweils 36 Zeilen an den Ausgängen der Kippschaltungen 16 und 17 abwechslungsweise Helltastsignale für die horizontalen Gitterlinien, welche eine Zeile lang andauern. Diese werden über eine Mischstufe 18 und je ein Helligkeitsstellglied 19 bzw. 20 geführt und gelangen schließlich über die Mischstufe 10 zum Fernsehempfänger 13.The remaining part of the circuit arrangement is used to generate a grid pattern on the screen of the television receiver 13. The outgoing from the frequency divider 7 Line pulses are fed to a counter 15 which counts 36 lines each and controls two monostable multivibrators 16 and 17 with its output signal. One reacts to the positive and the other to the negative edge of the counter output signal. The reset time of the two flip-flops 16 and 17 corresponds approximately to the time which the writing beam needs for the outward run. It thus appear after each 36 lines at the outputs of the flip-flops 16 and 17 alternating light-button signals for the horizontal grid lines that last one line. These will guided via a mixer 18 and one brightness control element 19 and 20 respectively finally arrive at the television receiver 13 via the mixer 10.

Zur Erzeugung der vertikalen Gitterlinien wird die Taktfrequenz des Taktgebers 6 mittels eines Frequenzteilers 21 im Verhältnis 20 : 1 herabgesetzt. Der Ausgang dieses Frequenzteilers 21 steuert ebenfalls zwei monostabile Kippschaltungen 22 und 23, von denen eine auf die positive und eine auf die negative Flanke des Frequenzteilersignals reagiert. Die Rückstellzeiten dieser Kippschaltungen 22 und 23 sind jedoch außerordentlich kurz, so daß nur Nadelimpulse erzeugt werden, die ebenfalls der Mischstufe 18 zugeführt werden und dann über die Helligkeitsstellglieder 19 und 20 als Helltastimpulse zum Fernsehempfänger 13 gelangen.To generate the vertical grid lines, the clock frequency of the Clock 6 reduced by means of a frequency divider 21 in a ratio of 20: 1. The output of this frequency divider 21 also controls two monostable Flip-flops 22 and 23, one on the positive and one on the negative Edge of the frequency divider signal reacts. The reset times of these flip-flops However, 22 and 23 are extremely short, so that only needle pulses are generated which are also fed to the mixer 18 and then via the brightness actuators 19 and 20 reach the television receiver 13 as light key pulses.

Zur Vertikalverstellung der horizontalen Gitterlinien ist eine einstellbare monostabile Kippschaltung 24 vorgesehen, an deren Eingang 25 die oben schon erwähnten, getrennt erzeugten Bildsynchronimpulse gelangen. Der Ausgang dieser monostabilen Kippschaltung ist mit einem Sperreingang des Zählers 15 verbunden. Mit der Kippschaltung 24 kann somit wahlweise bestimmt werden, wie lange der Zähler 15 nach Bildanfang ruhen soll. Je nachdem, wann er dann mit seinem Zählrhythmus beginnt, wird auch die erste horizontale Gitterlinie geschrieben, so daß alle horizontalen Gitterlinien entsprechend der Einstellung vertikal verschoben erscheinen. Eine ähnliche einstellbare monostabile Kippschaltung 26 ist einem Sperreingang des Frequenzteilers 21 vorgeschaltet. Diese Kippschaltung wird mit dem vom Frequenzteiler 7 erzeugten Zeilenimpuls angesteuert.For vertical adjustment of the horizontal grid lines, an adjustable one is available monostable multivibrator 24 is provided, at the input 25 of which the above-mentioned, separately generated image sync pulses arrive. The output of this monostable Flip-flop is connected to a blocking input of the counter 15. With the toggle switch 24 can thus optionally be determined how long the counter 15 after the beginning of the image should rest. Depending on when he starts his counting rhythm, will also the first horizontal grid line is written so that all horizontal grid lines appear shifted vertically according to the setting. A similar adjustable One-shot multivibrator 26 is connected upstream of a blocking input of the frequency divider 21. This flip-flop is controlled with the line pulse generated by the frequency divider 7.

Ihre Einstellung bestimmt somit die Lage des ersten Ausgangsimpulses des Frequenzteilers 21 zum Zeilenanfang. Da die weiteren vertikalen Gitterlinien in gleichem Abstand nachfolgen, erscheinen alle diese Gitterlinien entsprechend der Einstellung der Kippschaltung 26 horizontal versetzt.Your setting thus determines the position of the first output pulse of the frequency divider 21 to the beginning of the line. As the other vertical grid lines follow at the same distance, all these grid lines appear accordingly the setting of the toggle switch 26 offset horizontally.

Die beschriebene Schaltanordnung wirkt wie folgt. Es sei vorausgesetzt, daß von dem auf der Leitung 1 ankommenden analogen Eingangssignal mittels des AD-Wandlers 2 in wahren Zeitabständen von je 100 Mikrosekunden digitale Augenblickswerte gebildet wurden. 256 solcher Kurvenpunkte sind im Schieberegister eingespeichert.The circuit arrangement described works as follows. It is assumed that of the incoming analog input signal on line 1 by means of the AD converter 2 digital instantaneous values are formed at true time intervals of 100 microseconds each became. 256 such curve points are stored in the shift register.

Während nun der Schreibstrahl des Fernsehempfängers über eine Zeile läuft wird die am Zeilenzähler 8 anstehende Ordnungszahl der betreffenden Zeile der Reihe nach mit sämtlichen in dem Schieberegister 5 umlaufenden Informationen verglichen.While now the writing beam of the television receiver over a line The ordinal number of the relevant line on the line counter 8 is running one after the other with all information circulating in the shift register 5 compared.

Bei Gleichwertigkeit wird ein kurzer Helltastimpuls erzeugt und so ein Bildpunkt auf dieser Zeile geschrieben.In the event of equivalence, a short light pulse is generated and so on one pixel is written on this line.

Unabhängig von der so erzeugten Kurvendarstellung des elektrischen Vorgangs entsteht ein doppeltes Gitternetz. Die Helltastimpulse für die horizontalen und vertikalen Hauptgitterlinien werden von den monostabilen Kippschaltungen 16 und 22 erzeugt und die Helligkeit dieses Hauptgitters kann am Helligkeitsstellglied 19 eingestellt werden. Die Helltastimpulse für die horizontalen und vertikalen Zwischengitterlinien stammen von den monostabilen Kippschaltungen 17 und 23. Dieses Zwischengitternetz kann mittels des Helligkeitsstellgliedes 20 getrennt ausgeblendet werden. Das gesamte Gitternetz läßt sich am Stellglied der monostabilen Kippschaltung 24 auf und ab und an dem Stellglied der Kippschaltung 26 in horizontaler Richtung hin und her verschieben.Regardless of the curve display generated in this way for the electrical This process creates a double grid. The light pulse for the horizontal and vertical main grid lines are generated by the one-shot flip-flops 16 and 22 and the brightness of this main grating can be adjusted at the brightness control element 19 can be set. The light pulse for the horizontal and vertical interstitial lines come from the monostable flip-flops 17 and 23. This interstitial network can be faded out separately by means of the brightness control element 20. The entire The grid can be moved up and down on the actuator of the monostable flip-flop 24 and on the actuator of the flip-flop circuit 26 back and forth in the horizontal direction move.

Durch die Charakteristik des AD-Wandlers 2 ist festgelegt, welche Spannungsamplitude einem Zeilenabstand entspricht.The characteristics of the AD converter 2 determine which Voltage amplitude corresponds to a line spacing.

Der 36-fache Wert davon ergibt den Spannungswert zwischen zwei horizontalen Linien des Doppelgittermusters.The 36-fold value of this gives the tension value between two horizontal ones Lines of the double grid pattern.

Infolge des Frequenzteilers 21 haben die vertikalen Linien des Doppelgittermusters einen gegenseitigen Abstand von je 20 Bildpunkten. Da der wahre Zeitabstand der Meßpunkte bei der Aufnahme 100 Mikrosekunden betrug, gilt für die Zeitablesung am Kurvenbild ein Abstand von 2 Millisekunden zwischen zwei vertikalen Gitterlinien. Dieser Wert wird vorteilhafterweise mit Leuchtdioden angezeigt.As a result of the frequency divider 21, the vertical lines have the double grating pattern a mutual distance of 20 pixels each. Since the real time interval of the Measurement points at the time of recording was 100 microseconds, applies to the time reading on Curve a distance of 2 milliseconds between two vertical grid lines. This value is advantageously displayed with light-emitting diodes.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (4)

A n s p r ü c h e Displaysystem zur r)arstellung von digital gespeicherten elektrischen Vorgängen auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers, wobei jeder Bildpunkt mittels einer der gespeicherten Informationen einer bestimmten Zeile zugeordnet ist, die Informationen während einer Zeilenperiode der Reihe nach mit einem Zeilenzähler verglichen werden und der Vergleicher bei Koinzidenz den Schreibstrahl helltastet, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm gleichzeitig ein Gittermuster dargestellt wird, dessen horizontale Gitterlinien in bestimmtem Zeilenabstand durch zeilensynchrone Helltastimpulse von der Länge einer Zeilenperiode und dessen vertikale Gitterlinien durch Helltastimpulse entstehen, die durch Frequenzteilung (21) von dem gleichen Taktgeber (6) abgeleitet sind, der bei der Aufnahme und Wiedergabe des elektrischen Vorgangs die zeitlichen Abstände der Bildpunkte bestimmt. A n p r ü c h e display system for the r) presentation of digitally stored data electrical processes on the screen of a television receiver, with each pixel assigned to a specific line by means of one of the stored information is, the information during a line period in turn with a line counter be compared and the comparator lights up the writing beam in the event of coincidence, characterized in that a grid pattern is shown on the screen at the same time whose horizontal grid lines at a certain line spacing are replaced by line-synchronous Light pulse of the length of one line period and its vertical grid lines arise by light pulse, which by frequency division (21) of the same Clock (6) are derived from the recording and playback of the electrical The process determines the time intervals between the pixels. 2. Displaysystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit des Gittermusters unabhängig von der Helligkeit des übrigen Bildes einstellbar (19) ist.2. Display system according to claim 1, characterized in that the The brightness of the grid pattern can be adjusted independently of the brightness of the rest of the image (19) is. 3. Displaysystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm ein Zwischengittermuster erzeugt wird, dessen Citterlinien jeweils zwischen zwei Gitterlinien des Gittermusters liegen un<) dessen Helligkeit getrennt einstellbar (2()) ist.3. Display system according to claim 2, characterized in that on an interstitial pattern is generated on the screen, the citter lines of which are respectively between two grid lines of the grid pattern and its brightness are separated adjustable (2 ()). 4. Displaysystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das t>zw. bzw. die Gittermuster in horizontaler und/oder vertikaler Richtung verschiebbar (26, 24) sind.4. Display system according to claim 2 or 3, characterized in that the t> between or the grid pattern in the horizontal and / or vertical direction are displaceable (26, 24).
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