DE3215128C2 - Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Wiedergabe von durch eine Kathodenstrahlröhre darstellbaren Figuren - Google Patents

Abstract

Zuvor ist eine Schaltungsanordnung mit einem Hilfsjoch für die Wiedergabe graphischer Figuren und Kurven auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre beschrieben, damit der Elektronenstrahl innerhalb jedes Teilstückes der Figur korrigierend in die wahre Position abgelenkt wird, während die Figur auf dem Schirm erscheint. Folglich vergrößert das Vorführsystem die Auflösung der Wiedergabe innerhalb jedes Teilstückes, so daß die dargestellten graphischen Figuren geglättet werden können. Die verbesserte Auflösung wird mit Hilfe eines Positions-Korrekturcode aus 4 Bits erreicht, die im Bildspeicher bei den Adressen gespeichert werden, die den Koordinaten der Teilstücke entsprechen, aus denen die Figur aufgebaut ist. Der Positions-Korrekturcode wird seinerseits beim Auslesen des Bildspeichers decodiert und benutzt, um das x- oder y-Spulenpaar des x,y-Hilfsjoches mit Strom anzutreiben. Folglich besteht die Verbesserung im wesentlichen aus der Hinzufügung von drei Ebenen zu einem Bildspeicher, einer decodierenden x,y-Treiberschaltung und eines x,y-Hilfsjoches zur Kathodenstrahlröhre, von denen der Elektronenstrahl hinsichtlich seiner Position innerhalb jedes Teilstückes einer Figur in Abhängigkeit von einem besonderen Positions-Korrekturcode korrigiert wird, der für diese Teilstücke von einem Graphik-Generator des Vorführsystems erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Wiedergabe von auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre in einer Punktmatrix darstellbaren graphischen Figuren oder Kurven mit einem Speicher, dessen Plätze in Zahl und Anordnung der Punktmatrix entsprechen und in Obereinstimmung mit der darzustellenden Figur oder Kurve belegt sind, und *nit einer an den Speicher und an Ablenkmittel des Kais thodenstrahles angeschlossenen Steuereinheit von der die Speicherplätze der Reihe nach ausgelesen werden und über die Ablenkmittel die Belegung der Speicherplätze als Wiedergabe auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre hervorgerufen wird. Von dieser Schaltungsanordnung wird während der rasterartigen Abtastung des Röhrenschirms durch den Elektronenstrahl die Auflösung der graphischen Figuren oder Kurven gesteigert und ihr Aussehen geglättet
Wenn nach den bekannten Verfahren graphische Figuren wiedergegeben werden, zeigt sich dem Betrachter bei der genaues Überprüfung eines Vorführschirmes, daß die graphischen Figuren nicht mit einem glatten Übergang zwischen den aufeinanderfolgenden Teilstücken hervorgerufen werden, die jede graphische Figur enthält Während die relative Glättung jeder Figur für einen Betrachter weniger bemerkbar ist, wenn er sich in größeren Entfernungen vom Vorführschirm aufstellt ist es doch in vielen Fällen notwendig, nahe am Schirm zu verbleiben. Daher möchte man den graphisehen Figuren ein glatteres Aussehen verleihen und dadurch die Beanspruchung der Augen verringern, sowie jede graphische Figur genauer wiedergeben. Obgleich zahlreiche Algorithmen und Verfahren zur Bestimmung der einzelnen Punkte bekannt sind, die eine graphische Figur enthält, so leiden sie doch ·ΐϊί allgemeinen unter gewissen Fehlern, die sich bei der Erzeugung einer graphischen Figur anhäufen. Die Hauptfehlerkomponente ergibt sich im allgemeinen jedoch aus der beschränkten Auflösung der meisten im Handel verfügbaren Kathodenstrahlröhren, die in typischer Weise bei 512 χ 512 Teilstücken bzw. im x, /-Koordinatensystem bei 9 Bits χ 9 Bits liegt.

In der deutschen Offenlegungsschrift 21 61 186 ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Elektronen-Strahles einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Abschnitten zur Betätigung getrennter Ablenkmittel des Elektronenstrahles beschrieben, die von einer Rechenanlage synchron mit Videosignalen in einem X- und V-Eingangsregister digitale Werte empfängt. An der Stelle der Rechenanlage kann auch ein Steuerimpulse liefernder Generator benutzt werden, der durch die Zeilen- und Bildsynchronisierimpulse des Videosignales synchronisiert wird. In diesem Falle werden miteinander verbundene Zähler eingesetzt deren Impulse Digital/ Analog-Umsetzern zugeleitet werden, von denen dann stufenförmige X- bzw. V-Signale an die Ablenkmittcl des Elektronenstrahles ausgegeben werden.

Im einzelnen setzen sich die von der Rechcnaniage zu dieser Schaltungsanordnung herangeführten Signale aus zwei Folgen Bitgruppen mit je acht Bits zusammen; dabei geben zwei einander zugeordnete Bitgruppen jeweils die X- und V-Koordinalen des Auftreffpunktes des Elektronenstrahles auf dem Röhrenschrim an. Da-

mit ein solches Bitgruppenpaar gleichzeitig in die X- und Y-Eingangsregister der Schaltungsanordnung eintreten können, wird von der Rechenanlage ferner ein Beladebefehl ausgegeben. Dieser Beladevorgang ist mit dem Videosignal synchronisiert, das über einen Video-Verstärker am Gitter der Kathodenstrahlröhre angelegt wird. Da die herangeführten Bitgruppen stets 8 Bits enthalten, kann das X- bzw. Y-Eingangsregister nacheinander 256 unterschiedliche digitale Werte annehmen, die über den jeweiligen Digital/Analog-Umsetzer und Ablenkverstärker das X- bzw. Y-Ablenkplattenpaar der Elektronenstrahlröhre derart beeinflussen, daß der Auftreffpunkt des Elektronenstrahles der Reihe nach die 256 χ 256 = 65 536 Punkte einer Punktmatrix durchläuft

Von dem 8stelligen Wert im X- fozw. y^Eingangsregister werden jeweils die letzten 5 Bits zu einem X- bzw. Y- Decodierer hin abgezweigt, was zur Folge hat, daß sich die dem Decodierer zugeleitete Restbitfotge jeweils einmal nach jeder achten Änderung der in die X- bzw. V-Eingarigsregister eingespeisten Bitfoigen ändert. Vor. dem betreffenden Decodierer gehen entsprechend den 5 Bits der Restbitfolge 32 Leitungen zu einer Linearitäts-Korrekturschaltung und zu einer Astigmatismus-Korrekturschaltung aus, die mit dem X- bzw. Y-Ablenkverstärker verbunden sind. Auf diese Weise kann an acht aufeinanderfolgenden Auftreffpunkten des Elektronenstrahls längs einer Zeile bzw. Spalte der Punktmatrix dieselbe Korrektur bezüglich der Linearität und des Astigmatismus angebracht werden. Femer sind die 32 Ausgangsleitungen des X-Decodierers zusätzlich mit einem Funktionsgenerator verbunden, von dem über einen Verstärker gesonderte Plattenpaare der Kathodenstrahlröhre beeinflußt werden. Diesen können entsprechend den 32 unterschiedlichen Signalen aus dem ^-Decodierer 32 verschiedene Steuersignale zugeleitet werden, von denen in Abhängigkeit von bekannten Parametern die Strahlfokussierung verbessert wird.

Die Anwendung der soweit erläuterten Schaltungsanordnung bekannter Bauart ist besonders dann von Interesse, wenn auf Grund einer speziellen Ausbildung der Kathodenstrahlröhre oder wegen anderer Ursachen zwischen den Auftreffpunkten des Elektronenstrahls ungleichförmige Abstände erscheinen, was, grob betrachiei, eine ungleichförmige Ausleuchtung der Bildfläche bedeutet, wenn Teile des Punktmuster insbesondere an den Rändern verzerrt und die Ränder der Bildfläche selbst gekrümmt erscheinen oder anderweitige Fehler bei der Betrachtung des Punktmusters wahrgenommen werden. Bei der Wiedergabe einzelner Teilstücke einer graphischen Figur oder Kurve schlagen natürlich derartige Fehler durch.

Da bei dieser bekannten Schaltungsanordnung an jeweils acht aufeinanderfolgenden X- bzw. Y-Koordinaten dieselbe Korrektur bezüglich der Linearität und/ oder des Astigmatismus angebracht wird, hat dies längs der Zeilen bzw. Spalten auf dem Röhrenschirm nur ziemlich grobe Korrekturen zur Folge.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Schaltungsanordnung der eingangs bezeichneten anzugeben, von der an jedem Teilstück der graphischen Figur oder Kurve, dem ein Punkt der Punktmatrix zugeordnet wird, die gesonderte Korrektur vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wirH erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Speicher mehrere zusätzliche Ebenen zur Belegung durch einen Position.s-Korrekturcode enthält, und daß von jedem Speicherplatz ein gesondertes, codiertes Korrekturwort an eine zusätzliche Ablenkmittel betätigende Schaltung abgebbar ist

Da für jedes Teilstück einer Figur oder Kurve ein gesondertes Positions-Korrekturcodewort abgespeichert und ein Hilfsjoch mit der zugehörigen Decodier-Treiberschaltung hinzugefügt wird, damit die x- und y-Spulen des HilfsJoches entsprechend angetrieben werden, kann die Auflösung des Bildes der Figur oder Kurve auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre wesentlich

ίο gesteigert werden. Von der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird den für jedes Teilstück einer graphischen Figur erzeugten Koordinaten ein Positions-Korrekturcode aus vier Bits zugeteilt, um den Elektronenstrahl innerhalb jedes Teilstückes in die richtige Position korrigierend abzulenken. Die Positions-Korrekturcodes werden von einem Graphik-Generator festgelegt, der die x, ^-Koordinaten der Teilstücke errechnet, die jede graphische Figur enthält Außerdem bestimmt der Graphik-Generator einen Vorcode für die Teilstücke, die den Teilstücken auf der graphischen Figur vorangehen; dieser Vorcode setz? fest, ob die Positions-Korrektur innerhalb eines Teilstücices in der x- oder y-Richtung erfolgen soll. Der Vorcode und die Positions-Korrekturcodes werden bei den Adresesen eines Bildspeichers abgelegt die den x, y-Koordinaten der Teilstücke entsprechea

Eine Steuereinheit für die Bildspeicheradressen erzeugt auch horizontale und vertikale Synchronisiersignale, mit deren Hilfe der Treibstrom zu den primären x, y-Jochen und zu den x- und /-Spulen des HilfsJoches synchronisiert wird, damit die korrigierende Ablenkung mit dem Aufblenden des Gitters der Kathodenstrahlröhre in Synchronisation erfolgt Der Positions-Korrekturcode wird jedoch zuerst von x- und y-Gegentakt-Treiberschaltungen decodiert, die an den x- und y-Spulenklemmen des Hilfsjoches angeschlossen sind. Ferner ermöglicht die Steuereinheit unabhängig vom Graphik-Generator das Lesen des Bildspeichers während eines jeden Auffrischungszyklus.

Während bei der bevorzugten Ausführungsform der Bezugspunkt des Positions-Korrekturcodes in die Mitte jedes Teilstückes gelegt wird, befindet sich der Bezugspunkt bei einer anderen Ausführungsform an der einen Ecke des Teilstückes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. la ein Blockschaltbild für eine verbesserte Wiedergabe durch die Kathodenstrahlröhre,

so F i g. 1 b die verschiedenen Speicherebenen des Bildspeichers zur Unterbringung des Vorcode und der Positions- Korrekturcodes,

Fif lc ein ausführliches Schaltbild von der Steuereinheit der Bildspeicheradressen, die

Fig. 2a und 2b duz Erscheinungsbild einer Ellipse ohne bzw. mit Anwendung der Schaltung gemäß der Erfindung,

Fig.3a mehrere Vorcodes, die im Bildspeicher bei der Adresse eines '; eilstückes gespeichert sind, das dem mit ihm verbundenen Teilstück vorangeht,

F i g. 3b mehrere Positions-Korrekturcodes end die zugehörige Größe der Korrektur,

F i g. 3c einen Vektor und die Vor- und Positions-Korrekturcodes, die zu den verschiedenen Teilstücken an

fts der graphischen Figur gehören, und

F i g. 4 ein Blockschaltbild der decodierenden x-Ablenkschaltung, von der die Treibströme an die x-Ablenkspulen des Hilfsjoches geliefert werden.

In einem verallgemeinerten Blockschaltbild der F i g. 1 sind die Schaltungselemente gezeigt, durch die bei der Wiedergabe die Auflösung gesteigert und das Erscheinungsbild der dargestellten graphischen Figuren verbessert wird. Insbesondere wirken sie mit einer eine Kathodenstrahlröhre im Raster abtastenden Schaltung zusammen und arbeiten folgendermaßen: Mit dem Beginn der Wiedergabe, nachdem die gewünschte graphische Figur ausgewählt, sowie ihr Platz und ihre Größe auf dem Vorführschirm festgelegt sind, werden von einem Graphik-Generator 1 die einzelnen Punkte bestimmt, die den Umriß der graphischen Figur bilden sollen. Die Auflösung, auf die der Graphik-Generator 1 reagiert, ist jedoch durch die Auflösung der Kathodenstrahlröhre 10 und damit auf eine Matrix von 512 χ 512 Teilstücken beschränkt. Wenn der Graphik-Generator 1 die verschiedenen Punkte errechnet, erzeugt er somit die 9*9 Bits-Adresse, die den x- und /-Koordinaten für jeden errechneten Punkt der graphischen Figur entspricht.

Diese grundlegende Adressenangabe wird dann über zwei je 9 Bits aufnehmende Schienen 3 und 5 zu einer Steuereinheit 7 für die Bildspeicheradressen übertragen. Falls diese auf den Rechnungsmodus geschaltet ist, wird die Adressenangabe über zwei weitere je 9 Bits aufnehmende Schienen 9 und 11 zu einem Bildspeicher 13 weiter übertragen. Dort werden von den binären Adressenangaben innerhalb der Ebenen die entsprechenden Plätze adressiert, in die der betreffende binäre Code eingeschrieben wird.

Gleichzeitig mit der Übertragung der Adressenangaben zum Bildspeicher 13 führt der Graphik-Generator 1 über eine 4 Bits aufnehmende Schiene 16 einen Positions-Korrekturcode aus 4 Bits dem Bildspeicher 13 zu. Dieser Positions-Korrekturcode legt im allgemeinen den Betrag der für jedes Teilstück erforderlichen Positions-Korrektur fest und wird an den adressierten Plätzen des Bildspeichers 13 abgelegt

Gemäß der F i g. Ib ist der Bildspeicher 13 der bevorzugten Ausführungsform in vier Ebenen unterteilt, die einander identisch sind und eine 512 χ 512-Matrix enthalten, wobei jeder Adressenplatz einem gesonderten Teilstück auf der Kathodenstrahlröhre 10 entspricht Folglich legt der Graphik-Generator 1 jedes auf der Kathodenstrahlröhre 10 wiederzugebende Teilstück, sowie den speziellen Ort innerhalb des Teilstückes fest, auf den der Elektronenstrahl gerichtet werden soll.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Graphik-Generator 1 in Obereinstimmung mit dem Algorithmus von Bresoham ausgeführt der in einem Aufsatz von M. L V. Pitteway mit der Überschrift: »Algorithm for Drawing Ellipses or Hyperbolae with a Digital Plotter« erläutert ist der im »Computer Journal«, Band 10, Nr. 3, (November 1967), Seiten 282 bis 289, veröffentlicht wurde. Es ist von Bedeutung, daß bei einer Anwendung anderer Graphik-Generatoren diese mit einer ausreichenden Geschwindigkeit arbeiten müssen, um die Daten anzunehmen, die erforderlichen Punkte zu errechnen und den Bildspeicher mit der Korrektur-Information zu beladen, damit dieser vom Vorführsystem rechtzeitig genutzt werden kann. Die Zeitspanne zur Auffrischung ist jedoch weniger kritisch.

Sobald die entsprechenden binären Informationen im Bildspeicher 13 abgelegt sind, kann zum Auffrischungsmodus umgeschaltet werden, in dem der Bildspeicher 13 ausgelesen und sein Inhalt zur Ablenkung des Elektronenstrahles der Kathodenstrahlröhre 10 genutzt wird, um die verschiedenen Teilstücke zum Leuchten zu bringen, die die errechnete graphische Figur enthält. Während des Auffrischungsmodus wird die Steuereinheit 7 für die Bildspeicheradressen wahlweise geschaltet, damit diese nacheinander in einer Art Rasterabtastung ausgelesen werden und dieser Lesevorgang mit der Abtastung des Rasters durch die Kathodenstrahlröhre 10 synchronisiert wird. Diese Synchronisierung wird mit Hilfe von synchronisierenden horizontalen und vertikalen Einzelbit-Signalen auf Leitungen 15 und 17 erreicht.

um Sägezahn-Generatoren 19 und 21 für die Horizontal- bzw. Vertikalablenkung im Takt zu schalten. Die beiden Sägezahn-Generatoren 19 und 21 sprechen auf die Einzelbitsignale an, um auf einer Leitung 23 bzw. 25 dem x- und /-Joch 24 bzw. 26 der Kathodenstrahlröhre 10 Treibsignale zuzuleiten und den Elektronenstrahl nach Art einer Rasterabtastung über den Schirm der Kathodenstrahlröhre 10 abzulenken.

Gleichzeitig ruft die Steuereinheit 7 der Reihe nach die verschiedenen Adressen des Bildspeichers 13 in allen vier Ebenen an und liest bei ihnen die gespeicherte binäre Positions-Korrektur aus, die dann in codierter Form über eine 3 Bits aufnehmende Schiene 27 und eine für ein Bit ausgelegte Schiene 29 zu einer decodierenden x. /■Treiberschaltung 31 und zu einem Digital-Analog-

Umsetzer 33 übertragen wird.

Während 4 Bits der codierten Positions-Korrektur in die x, /-Treiberschaltung 31 gelangen, wird nur eines von diesen Bits dem Digital-Analog-Umsetzer 33 zugeführt Dieses einzelne Bit rührt von der Ebene des BiId- Speichers her, die die Bezugspunkte innerhalb aller entsprechenden Teilstücke der Figur enthält. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Bezugspunkt in die Mitte jedes Teilstückes gelegt. Somit wird beim Auslesen dieses einzelnen Bit aus dem Bildspeicher 13 vom Digital-Analog-Umsetzer 33 ein Analogsignal erzeugt, das über eine Leitung 35 dem Gitter 37 der Kathodenstrahlröhre 10 aufgeprägt wird. Dort bewirkt es eine Ablenkung des Elektronenstrahles zur Mitte des Teilstückes, das der Adresse des Bildspeichers 13 entspricht, die die codierte Positions-Korrektur enthält.

Wenn der Elektronenstrahl nicht auf andere Weise abgelenkt wird, wird er auf die Mitte des Teilstückes gerichtet; da der wirkliche Punkt auf der graphischen Figur nicht derselbe zu sein braucht, sollte das Vorführ system imstande sein, den Elektronenstrahl innerhalb jedes Teilstückes um einen kleinen Betrag zu dem exakten Punkt hin abzulenken, der für das Teilstück vom Graphik-Generator 1 errechnet ist Diese Funktion wird von der decodierenden x, /-Treiberschaltung 31 durch Decodieren der 4 Bits der Positions-Korrektur L den Leitungen 27 und 29 übernommen, und das erzeugte Analogsignal wird auf einer Leitung 39 der x- oder /-Spulenklemme eines x, /-HilfsJoches 41 zugeführt In Abhängigkeit von der Größe des Analogsignals und der additiven Wirkung durch die magnetische Störung durch die Hilfsspule wird der Elektronenstrahl zum wahren errechneten Punkt und nicht zum Bezugspunkt hin abgelenkt

Somit ermöglicht der Graphik-Generator der

F i g. 1 a, daß das Vorführsystem graphische Figuren und Kurven mit einem gleichförmigen Umriß wiedergibt In dieser Hinsicht zeigt die Fig.2a eine von einem bekannten Vorführsystem wiedergegebene Ellipse, wobei nur eine Ebene des Bildspeichers 13 benutzt wird. Wenn auch der Umriß der Kurve in der F i g. 2a etwas übertrieben bezüglich des Fehlers dargestellt ist. der bei der Wiedergabe der Ellipse auftritt so ist er doch deutlich in der Praxis zu erkennen, was von der Nennauflösung

einer typischen Kathodenstrahlröhre herrührt, und da außerdem der Bezugspunkt für jedes Teilstück der graphischen Figur zur Schau gestellt werden muß.

Demgegenüber stellt die Ellipse der F i g. 2b, die vom Vorführsystem der Erfindung zur Schau gestellt wird, eine weit gefälligere graphische Figur dar, deren Aussehen nicht vom Abstand des Betrachters vom Schirm der Kathodenstrahlröhre abhängig ist. Dadurch daß die Auflösung d.er Kathodenstrahlröhre gesteigert wird, wird vom vorliegenden Vorführsystem das Aussehen der graphischen Figuren und Kurven wesentlich verbessert. Dies wird über die Erzeugung dreier zusätzlicher Bits für die Positions-Korrektur bei einem Aufwand von 750 000 Bits oder drei Ebenen des Bildspeichers erreicht.

Vor der ausführlichen Beschreibung der Steuereinheit 7 für die Bildspeicher-Adressen seien das Codierschema der Positions-Korrektur und die decodierende x. ^-Treiberschaltung 31 betrachtet, obgleich man einige Konstruktions-Besonderheiten beachten sollte. Bei einer Kathodenstrahlröhre mit einem Schirm von 60,5 cm², der eine Matrix mit 512 χ 512 Teilstücken wiedergibt, entspricht einem Teilstück eine quadratische Fläche des auftreffenden Elektronenstrahles von etwa O^ mm². Zugleich müssen die x- und y-Spulen des x. y-Hilfsjoches 41 so bemessen sein, daß bei einer Ablcnkfähigkeit der Kathodenstrahlröhre von 90° eine Ablenkung von 0,018" möglich ist. Wenn auch die Positions-Korrektur bei dem vorliegenden Gegenstand nur drei Bitsignale zur Steigerung der Auflösung anwendet, können a'ich je nach der speziellen Anwendung mehr oder weniger Bitsignale benutzt werden. Diese Wahl erfordert jedoch einen Vergleich des zusätzlichen Aufwandes mit der gewünschten Auflösung.

In der Fig. Ic ist ein genaues Blockschaltbild der Steuereinheit 7 für die Bildspeicher-Adressen mit einem Schaltgerät 43 dargestellt, dessen Eingangsklemmen mit dem Gräphik-Gcncfatöf 1 und einem Auffrischungszähler 45 verbunden sind. Mit dem Auffrischungszähler 45, der eigentlich zwei Aufwärtszähler für 9 Bits enthält, steht seinerseits ein Taktgeber 47 in Verbindung. Der Ausgang des Schaltgerätes 43 ist an einer Synchronisiereinheit 49 angeschlossen, die die Hilfsmittel zur Erzeugung der synchronisierenden horizontalen und vertikalen Einzelbitsignale mit einer Häufigkeit aufweist, die mit den gewünschten Zeilen- und Spaltenauffrischungszeilen der Kathodenstrahlröhre 10 vereinbar ist Diese Funktion wird durch ein Verfahren erreicht, bei dem ein Taktsignal aus der Adresse für die x-Achse von der die

9 Bits aufnehmenden Schiene 9 herausgezogen wird, um die horizontale Synchronisierung der Kathodenstrahlröhre 10 zu beeinflussen, (also das Maß, mit dem die Teilstücke aller Zeilen der Kathodenstrahlröhre 10 abgetastet werden). Die Spalten der Kathodenstrahlröhre

10 werden ihrerseits mit einer Verzögerung abgetastet, die durch das Taktsignal bestimmt ist, das der Adresse für die y-Achse auf der 9 Bits aufnehmenden Schiene 11 entnommen ist

Wie bereits erwähnt, arbeitet das vorliegende Vorführsystem entweder im Rechnungs- oder im Auffri- eo schungsmodus, was durch ein Wahlsignal auf einer zum Schaltgerät 43 führenden Leitung 51 festgelegt wird. Nun sei noch die Arbeitsweise der Steuereinheit 7 im Auffrischungsmodus erläutert Wenn dieser gewählt ist nimmt das Schaltgerät 43 über Leitungen 53 und 55 Signale aus dem Auffrischnngszähler 45 auf. Wenn zuvor die x- und y-Adressen aus dem Graphik-Generator 1 ausgewählt und in den Bildspeicher 13 eingeschrieben wurden, werden nun die zum Lesen des Bildspeichers 13 benötigten x- und y-Adressen der Reihe nach von den Aufwärtszählern des Auffrischungszählers 45 angewählt. Mit Hilfe eines Taktsignals auf einer Leitung 57 werden diese Aufwärtszähler im Takt geschaltet, wobei der die x-Adressen erzeugende Aufwärtszähler 512 mal schneller als der andere Aufwärtszähler für die y-Adressen läuft. Mit der Wahl des Auffrischungsmodus werden somit nacheinander die x- und y-Adressen erzeugt und über die 9 Bits aufnehmenden Schienen 9 und 11 aus dem Schaltgerät 43 ausgegeben. Mit diesen Adressen werden auch, wie bereits erläutert, die synchronisierenden horizontalen und vertikalen Einzelbitsignale in den Leitungen 15 und 17 hervorgerufen. Sobald die notwendigen Informationen in den Bildspeicher 13 eingeschrieben sind, braucht der Bildspeicher 13 nur ununterbrochen ausgelesen und der Schirm der Kathodenstrahlröhre 10 aufgefrischt zu werden, bis die nächste graphische Figur dargestellt werden soll; zu diesem Zeitpunkt würde das Schaitgerät 43 erneut zum Rechnungsmodus umgeschaltet werden.

In Verbindung mit den F i g. 3a, 3b und 3c seien die Besonderheiten des bei der bevorzugten Ausführungsform angewendeten Positons-Korrekturcodes betrachtet, mit dem das Vorführsystem arbeitet Wie erinnert sei, enthalten nur diejenigen Speicherplätze, die den Teilstücken der berechneten graphischen Figur zugeordnet sind, eine Angabe über den Positions-Korrekturcode. Außerdem enthalten die Speicherplätze, die jedem dieser Teilstücke unmittelbar vorausgehen, einen Vorcode, der die Richtung der Positions-Korrektur für das nachfolgende Teilstück festlegt Der Aufbau dieses Positions-Korrekturcode ist in der F i g. 3b für jede der 4 Bitpositionen bezüglich der verschiedenen Funktionen, sowie für die verschiedenen Permutationen gezeigt, die der Positions-Korrekturcode bei einem gegebenen Teilstück annehmen kann. Insbesondere enthalten die 4 Bits des Code Angaben bezügiich dreier Funktionen. Die erste Bitposition legt dabei fest, ob das adressierte Teilstück vorgeführt werden soll oder nicht, und bewirkt eine Freigabe des Gitters 37. Zur Vorführung eines adressierten Teilstückes enthält die erste Bitposition eine Eins, im anderen Fall eine Null.

Von der nächsthöheren Bitposition wird bestimmt ob die Korrektur bezüglich des in der Mitte liegenden Bezugspunktes in der positiven oder negativen Richtung stattfinden soll. Im vorliegenden Codierschema sei jedoch angenommen, daß die positive Richtung nach rechts oder oben und die negative Richtung nach links oder unten weist. Falls in dieser Bitposition eine Null auftritt, sei die Positions-Korrektur positiv und sonst negati'.

Die beiden letzten Bitpositionen des Positions-Korrekturcode sind zur Festlegung der Größe der Positions-Korrektur vorgesehen. Insbesondere legen die Bitpositionen M1 und M 2 die schrittweisen Ablenkungen in Achteln bezüglich jedes Teilstückes von 03 mm² fest Für die drei Bitkombinationen des Vorzeichens und der Größe stehen acht Permutationen zur Verfügung. Für das Codierschema der Fig.3b sind die möglichen positiven Korrekturen + Ve, +¹A und +³h und die negativen Korrekturen -V₈, — V₄, —³/₈ und -V₂. Wenn auch dieses Codierschema nicht für eine positive Korrektur von + V₂ Rechnung trägt gestattet die negative Korrektur von -V₂ dem Graphik-Generator 1, daß dem nächstfolgenden Teilstück eine Positions-Korrektur gegenüber demjenigen Teilstück zukommt, an dem sonst die Positions-Korrektur stattfinden könnte, so daß

die notwendige Korrektur in Einklang gebracht werden kann. Natürlich können auch andere Codierschemen mit mehr oder weniger Bits angewendet und die Zuteilungen der schrittweisen Abweichungen geändert werden.

Unter Berücksichtung, daß der Positions-Korrekturcode gemäß der F i g. 3b von der x, y-Treiberschaltung 31 decodiert w<rd, sei beachtet, daß die 4 Bitpositionen nicht bestimmen, ob die Positions-Korrektur bezüglich der x- oder y-Achse oder einer anderen Achse stattfinden soll. Obgleich eine zusätzliche fünfte Bitposition hinzugesetzt werden könnte, würde dieses die Hinzufügung einer weiteren Ebene zum Bildspeicher 13 bedeuten. Stattdessen wird beim vorliegenden Vorführsystem diese Belastung dem Graphik-Generator 1 zugeschoben. Wenn er nämlich die Koordinaten jeden Punktes der graphischen Figur errechnet, erzeugt er außerdem einen besonderen Vorcode, der im Bildspeicher 13 bei den übrigen Adressen gespeichert wird.

In der F i g. 3a sind mehrere mögliche Vorcodes gezeigt. Vom vorliegenden Vorführsystem werden die Teilstücke der Kurven nur für die x- und y-Richtung hinsichtlich der Position korrigiert, obgleich Korrekturen in anderen Richtungen möglich sind, wenn eine zusätzliche Schaltung angebracht und die Codierung an diese Positions-Korrekturen angepaßt wird. In den meisten Fällen reicht jedoch die Positions-Korrektur in der x- und /-Richtung aus.

Ein Vorcode 0000 bedeutet einen Code ohne Korrektur, der bei allen Adressen des Bildspeichers 13 untergebracht wird, an denen keine Korrektur stattfinden soll. Folglich enthält der Bildspeicher 13 für eine gegebene graphische Figur den Vorcode 0000 an allen Adressen außer denen, die den zu korrigierenden Teilstücken vorangehen, und den Adressen der tatsächlich zu korrigierenden Teilstücke. Somit enthalten alle den Teilstücken der Kurve vorangehenden Adressen den Vorcode der x- oder y-Korrektur (also 0001 oder 0010). Beim Auffrischen werden diese Vorcodes von der decodierenden x, y-Treiberschaltung 31 wahrgenommen und zur Wahl zwischen den x- und y-Spulenpaaren des HilfsJoches 41 verwendet.

Der Vektor der F i g. 3c wird gemäß der Erfindung von der Kathodenstrahlröhre 10 zur Schau gestellt Außerdem sind die verschiedenen Vorcodes, die Positions-Korrekturcodes und die korrigierten Plätze des Auftreffpunktes am Vektor gezeigt, zu denen der Elektronenstrahl vom Vorführsystem zurückgelenkt würde.

In der Abtastzeile 1 des Rasters sind in der Mitte der Teilstücke liegende Bezugspunkte dargestellt Bezüglich des wiederzugebenden Vektors sollte beachtet werden, daß bei der Adresse des Bildspeichers, die dem Teilstück zugeordnet ist das dem wiederzugebenden Teilstück vorangeht der Vorcode keine Korrektur vorschreibt Wenn somit der Elektronenstrahl auf die Koordinaten des nächsten Teilstückes gerichtet und der Positions-Korrekturcode 1000 wahrgenommen wird, wird das Gitter 37 freigegeben, und der Elektronenstrahl bewirkt daß die Mitte dieses Teilstücks erhellt wird.

Bei der Verfolgung der Abtastzeile 2 des Rasters und der Wahrnehmung des Vorcodes 0001 bestimmt das Vorführsystem zunächst daß das nächste Teilstück in der x-Richtung korrigiert werden soIL Beim Adressieren des Teilstückes im Bildspeicher 13 stellt der Positions-Korrekturcode fest daß eine Korrektur von —³/g stattfinden soIL Die diesem Code auswertende x, y-Treiberschaltung,31 bewirkt dann eine Ablenkung des Elektronenstrahles um ³/₈ des Teilstückes in der negativen x- Richtung, damit das Teilstück am nächsten Punkt des Vektors erhellt wird. In ähnlicher Weise decodiert die x, y-Treiberschaltung 31 den Vorcode und die Positions-Korrekturcodes für alle nachfolgenden Abtastzeilen des Rasters und stellt damit sicher, daß der Elektronenstrahl auf die Stellen innerhalb der Teilstücke gerichtet wird, die enger auf die wahren Punkte der graphischen Figur bezogen sind; siehe die Fig.2b, verglichen mit der F i g. 2a.

In der F i g. 4 ist der x-Ablenkteil der decodierenden x. y-Treiberschaltung 31 mit seinen näheren Einzelheiten gezeigt, mit dem der y-Ablenkteil identisch ist, der in derselben Weise arbeitet, aber lediglich das /-Spulenpaar des x, y-Hilfsjoches 41 antreibt. Insbesondere ent- hält der Ar-Ablenkteil ein Korrektionscode-Register 61, einen logischen Decodierer 63 und einen Analogtreiber 65. Die —x- und +^-Spulen befinden sich dagegen im *. y-Hilfsjoch41.

Im allgemeinen besteht die Arbeit des x-Ablenkteils

darin, jeden Code aus 4 Bits, der in der Adresse des Bildspeichers 13 beim Auslesen enthalten ist, zu empfangen und festzuhalten. Während die decodierendc x. y-Treiberschaltung 31 bei jeder Adresse einen Code empfängt, stellt die Kathodenstrahlröhre 10 nur die Adressen zur Schau, die den Positions-Korrekturcode enthalten, da die erste Bitposition in allen anderen Fällen null ist wodurch weder der Digital-Analog-Umsetzer 33 geschaltet noch das Gitter 37 freigegeben wird. Ferner setzt das erste Bit 0 über eine Abschaltleitung die decodierende x, y-Treiberschaltung 31 außer Betrieb. Obgleich nicht dargestellt, enthält die x, y-Treiberschaltung 31 ein 2 Bit-Flipflop, das auf die Vorcodes für die x- und y-Korrektur reagiert und vor dem Empfang des nächsten Code den x- oder y-Ablenkteil auswählt.

Wenn der Umriß der graphischen Figur Punkte in aufeinanderfolgenden Teilstücken auf einer Abtastzeile des Rasters, z. B. im oberen und unteren Abschnitt einer Ellipse enthält, bleibt der Vorcode für die nächsten aufeinanderfolgenden Teilstücke der Figur konstant.

Beim Empfang des von den Adressen des Bildspeichers 13 erhaltenen Code gibt das Korrektionscode-Register 61 den speziellen binären Code an die entsprechenden UND-Glieder des logischen Decodierers 63 aus, damit ein Gegentakt-Effekt (bezüglich der Strom differenz zwischen den +x- und — x- oder +y- und —y-Spulen) auftreten kann. Dieser Gegentakt-Effekt ist darauf zurückzuführen, daß die von den UND-Gliedern des logischen Decodierers 63 abgegebenen Signale die Basis des betreffenden parallel geschalteten Transisto ren Q1, Q2, Q3 bzw. <?4, Q5, Q6 antreiben und dem entsprechend in Abhängigkeit vom Code und von der Leitung bzw. Nichtleitung der Transistoren den Stromfluß durch die Spulenpaare des .^y-Hilfsjoches 41 beeinflussen.

Wie man sieht betragen die Größen der Widerstände des Analogtreibers 65 Vielfache eines gegebenen Wertes R, die in Abhängigkeit von der Stärke des Stromes gewählt sind, der durch die Spulenpaare des x,y-Hilfsjoches 41 fließen soll. Ihre tatsächliche Bemessung hängt von der Drahtdicke und der Anzahl Wicklungen in den Spulenpaaren des x, y-Hilfsjoches 41 ab. Entsprechend dem speziellen Positions-Korrekturcode, der von der decodierenden x, y-Treiberschaltung 31 empfangen wird, ändert sich die Differenz der zwischen den ver schiedenen Spulenpaaren fließenden Ströme, wovon die Größe des Magnetflusses abhängig ist der zur korrigierenden Ablenkung des Elektronenstrahles innerhalb des gewählten Teilstückes benötigt wird.

Wenn auch die bevorzugte Ausfüirungsform im Hinblick auf Teilstücke erläutert ist, deren Bezugspunkte in
der Mitte liegen, sind auch andere Bezugssysteme mög-It. i. Es kann auch wünschenswert sein, den Bezugspunkt in eine Ecke eines Teilstückes, z. B. in die links zu 5 verlegen, so daß dann alle Korrekturen in der x- oder
y-Richtung positiv sein würden. Dies Codierschema erweist sich auch in seiner Ausführung innerhalb der
Schaltung einfacher, aber man benötigt ein x, y-Hilfsjoch 41 mit einer größeren Ablenkkapazität, sowie ein 10 zusätzliches Bit, folglich eine zusätzliche Ebene im Bildspeicher 13.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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55

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65

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Wiedergabe von auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre in einer Punktmatrix darstellbaren graphischen Figuren oder Kurven mit einem Speicher, dessen Plätze in Zahl und Anordnung der Punktmatrix entsprechen und in Obereinstimmung mit der darzustellenden Figur oder Kurve belegt sind, und mit einer an den Speicher und an Ablenkmittel des Kathodenstrahles angeschlossenen Steuereinheit, von der die Speicherplätze der Reihe nach ausgelesen werden und über die Ablenkmittel die Belegung der Speicherplätze als Wiedergabe auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (13) mehrere zusätzliche Ebenen zur Belegung durch einen Posit'ons-Korrekturcode enthält und daß von jedem belegten Speicherplatz ein gesondertes, codiertes Korrekturwort an eine zusätzliche Ablenkmittel (41) betätigende Schaltung (31) abgebbar ist

2. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturwort eine Stelle zur Angabe einer von zwei entgegengesetzten Ablenkrichtungen und eine oder mehrere Stellen zur Angabe zweier oder mehrerer Ablenkbeträge enthält

3. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der dem mit einem Korreltturwort belegten Speicherplatz vorausgehende Speicherplatz mk einem Vorcodewort belegbar ist, von dem die die zusätzlichen Ablenkmittel (41) betätigende Schaltung (31) entsprechend einer von mehreren Ablenkrichtungen voreinstellbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Ablenkmittel (41) ein auf Analogsignale ansprechendes Hilfsjoch aufweisen, dem von einer sie betätigenden x, /-Treiberschaltung (31) zu einer Eintstellung des Kathodenstrahls längs der x- oder /-Achse entsprechende Analogsignale zuführbar sind.

5. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugspunkt des Positions-Korrekturcode die Mitte oder eine Ecke jedes Teilstückes der Figur oder Kurve gewählt ist.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (13) als Bildspeicher zwischen einem Graphik-Generator (1) und der x, /-Treiberschaltung (31) angeschlossen ist, und daß von der die Speicherplätze anwählenden Steuereinheit (7) während eines Rechivungsmodus mit den x- und /-Koordinaten des Bezugspunktes in jedem Teilstück der zugeordnete Positions Korrekturcode einschreibbar und während eines Auffrischungsmodus zu der x, /-Treiberschaltung (31) hin auslesbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem x- bzw. /-Ablenkteii der decodierenden x. /-Treiberschaltung (31) einem Korrektionscode-Register (61) zur Aufnahme des Positions-Korrekturcode ein mit UND-Gliedern bestückter Decodierer (63) nachgeschaltel ist, an den ein Analogtreiber (65) mit Hilfsmitteln (Q \-QS, R. 2R,4R)zur Herbeiführung eines Gcgentakteffektes bezüglich der Stromdifferenz zwischen den +Ar- und —x- bzw. +y- und —/-Spulen des Hilfsjoches (41) angeschlossen ist