Спосіб формування імпульсів підсвічування елементів розкладання повноформатного телевізійного растра в засобах відображення графічних інформаційних моделей, що надходять у машинних кодах, на екрані електронно-п

Спосіб формування імпульсів підсвічування елементів розкладання повноформатного телевізійного растра в засобах відображення графічних інформаційних моделей, що надходять у машинних кодах, на екрані електроннопроменевої трубки, у якій використовуються Спосіб формування імпульсів підсвічування відноситься до області засобів відображення інформації з електронно-променевими трубками (ЕПТ), на екранах яких по даним у машинних кодах відтворюються графічні інформаційні моделі, що синтезовані з елементів розкладання повноформатного телевізійного растра Традиційно в засобах відображення інформації на екранах ЕПТ з повноформатним телевізійним растром використовуються імпульси підсвічування прямокутної форми (Шер С Электронные дисплеи М Мир, 1982 - с 391, Говоров В С , Голиков А Н , Калюжный И Л и др Радиотехнические системы передачи, обработки и отображения информации Севастополь, Министерство связи СССР, 1990 - с 417, Говоров В С , Исмагилов Д И Преобразователи машинного кода в графические символы Киев Техника, 1983 - с 61 ) Щоб показати основний недолік цього способу формування імпульсів підсвічування, необхідно відзначити, що зоровий аналізатор людиниоператора у ВІДПОВІДНОСТІ З законом Тальбота реагує тільки на середню яскравість Вср зображення, відтвореного на екрані ЕПТ імпульси підсвічування, який відрізняється тим, що як імпульси використовують імпульси пилкоподібної форми де U m і т - амплітуда і тривалість імпульсів підсвічування, a (t) - функція Хевісайда, що забезпечує при інших рівних умовах у три рази збільшення КІЛЬКОСТІ елементів розкладання в такому растрі і, як наслідок, значне поліпшення форми накреслення зорових символів, що виділяються з них, включаючи умовні позначки цілей j B 2 ( t ) d t + jB 3 Ct)dt (1) де х, тривалість імпульсів підсвічування променя ЕПТ прямокутної форми, Х2-хі - година насичення люмінофора, утворюючого екран ЕПТ, хз - та - година ПІСЛЯСВІТІННЯ люмінесцентного екрана, B-i(t) - закон зміни яскравості в годину разгоряння люмінофора хі, ВгО) - яскравість насичення люмінофора, яка рівна її максимальному значенню В т , Взф-закон зміни яскравості в годину ПІСЛЯСВІТІННЯ, Т - період повторення растрового розгорнення Проміжок години Х визначає розв'язувальну 2 здатність рядків растра Тому в сучасних засобах відображення інформації проміжок години Х2-хь відсутній, що не позначається на яскравості відтвореної інформаційної моделі, так як година ПІСЛЯСВІТІННЯ х з » Х2-Х] У результаті розв'язувальна здатність рядків повноформатного телевізійного растру визначається тривалістю імпульсів підсвічування хі, а у вираженні (1) доданок т jB 2 (t)dt відсутній При цьому відзначимо, що розв'язувальна здатність Х] повноформатного со Ю ю 59532 телевізійного растру визначає якість накреслення відтвореної на екрані ЕПТ графічної інформаційної моделі При посиленні прямокутних імпульсів підсвічування їх форма спотворюється, як це показано на фіг 1 Передній фронт прямокутного імпульсу наростає по експонентному закону і при тривалості, менше критичної, амплітуда експонентного сигналу U m exp виявляється менше амплітуди прямокутного імпульсу U m , що зменшує В т Мінімально дозволена тривалість імпульсів підсвічування променя ЕПТ визначається їх базою В = і ! 2Af, де 2uf - ширина їх амплітудного спектра, що визначає ширину смуги пропущення їх підсилювача Так як різні автори монографій трактують величину В для прямокутних імпульсів по різному, наприклад, автор монографії (Баскаков С И Радиотехнические цепи и сигналы М Советское радио, 1988, на стр 50) затверджує, що стосовно до прямокутних імпульсів В = 1, автор монографії (Гоноровский И С Радиотехнические цепи и сигналы М Советское радио, 1986, на стр 48) виводить цю же залежність і одержує, В = 1,8 Виникає необхідність показати, чому ж дорівнює база прямокутних сигналів Для цього необхідно отримати вираження для модуля спектральної ЩІЛЬНОСТІ U(cu) імпульсу такої форми (фіг 2), математична модель якого представлена так u(t) = Um[a(t+x/2)-a(t-x/2)] Тут a(t) - функція Хевісайда Спектральна ЩІЛЬНІСТЬ сигналу u(t), з якої випливає її модуль, визначається в ЗГІДНОСТІ З прямим перетворенням Фур'є «. U(co) = т/2 J u(t)exp(-jcot)dt = -оо JUmexp(-jcot)dt -Т/2 У ЗГІДНОСТІ з формулою Эйлера exp(-jcut)dt = coscut - jsm cut По цьому U(co) = U m Так як . т/2 [smcotdt = — fsmcotd(cot) = О Ю -т/2 -т/2 т/2 п(ш) = и т Jcoscotdt 2U сох ..,, - s i n — = U(co) -т/2 Щоб визначити максимум спектральної ЩІЛЬНОСТІ U(cu), якої відповідає со = 0, це вираження представляється ще так sin (сох/2) U(co) = hm сох/2 sin (сох/2) З цього вираження випливає B = x*2Af=3,18 (3) Велика база сигналів прямокутних імпульсів обумовлює х = 3,18/2Af, що не дозволяє забезпечити розважальну здатність р5щків повно форматного телевізійного растра більш 1200 У цьому складається основний недолік способу формування імпульсів підсвічування прямокутної форми В основу винаходу поставлено задачу в зменшенні бази імпульсів підсвічування променя електронно-променевої трубки і, як наслідок, у збільшенні розв'язувальної здатності рядків повноформатного телевізійного растра, з елементів розкладання якого по даним, що надходять у машинному коді, синтезуються графічні інформаційні моделі Ця мета досягається тим, що як імпульси використовують імпульси пилкоподібної форми, один із яких показаний на фіг За Математична модель цього сигналу и„ип(Ч = и т - [ с ( Ч - а ( і - х ) ] (4) х де Ub і х - амплітуда і тривалість імпульсів підсвічування, a(t) - функція Хевісайда Викладена сутність винаходу пояснюється кресленнями на який зображені Фіг 1 Ідеальна u(t) і реальна uexp(t) форми імпульсів підсвічування променя ЕПТ, Фіг 2 Прямокутний імпульс, симетричний щодо вертикальної осі прямокутної системи координат, Фіг 3 Пилкоподібний сигнал (а) і його перша похідна (б) Для визначення спектральної ЩІЛЬНОСТІ и (2) т/2 т/2 J c o s c o t d t - j U m Jsmcotdt -т/2 -т/2 т/2 ти пил \Щ сигналу іпилО:) скористаємося наступними властивостями перетворення Фур'є спектральною ЩІЛЬНІСТЮ першої похідної сигналу иПИл(Ч, тобто и и'пилО) = dunivi(t) / dt, спектральною ЩІЛЬНІСТЮ сигналу и'пилО), зміщеного уздовж часової осі прямокутної системи координат щодо прямокутного імпульсу u(t) (фіг 2) і спектральною ЩІЛЬНІСТЮ невизначеного інтеграла від сигналу и'ПИл(Ч ВІДПОВІДНО ДО вираження (4) u'nunft) = du n ^(t) / dt =(U/x) * [a(t) - a(t - x)] Сигнал и'пилО) являє собою прямокутний імпульс, амплітуда якого дорівнює Um/x, а тривалість -х Цей імпульс показаний на фіг 4 Імпульс и'пилО) відстає від сигналу u(t) (фіг 2) на часовий інтервал, рівний х/2 По цьому спекти ю О) ральна ЩІЛЬНІСТЬ пил(. ) СИГНалу U пил дорівнює С)" = 1 х_ , 2 (со) = Ufa СОХ/2 У результаті Um(cu) = U(cu = 0) = U m x, тобто площі прямокутного імпульсу Ширина спектра сигналу визначається на рівні 0,Ш(си = 0) при sin(cux/2) = 1 Тому можемо записати 0,1 Umx = 2Um/coB, де сов = 2тт/в - верхня частота, що обмежує модуль спектральної ЩІЛЬНОСТІ U(CU) праворуч, fB = 2Af З урахуванням цих зауважень можемо записа 2U сох СОХ , X. sin—exp(-jco-) 2 2 З урахуванням вираження (2) можемо записати iUm СОХ СОХ — — s i n — c o s j ZUm — — 2 сох сох 2 sin 2 сох и и пил(. ю ) Спектральна ЩІЛЬНІСТЬ пил(.ю) сигналу иПИл(Ч визначається шляхом інтегрування останнього 59532 вираження, тобто розподілу и п ш п ш ^ Hajco і_ JO C 2Um пил(га) = 9 CT O 2U r —J Модуль 2Ur 2 сот 2U r сот сот -sin—cos— 2 2 CT O CT O sin — c o s — 2 2 иПил((о) спектральної ЩІЛЬНОСТІ л И визначається так 2U (sin2 —) + (sin — cos—) = 2 2 2 2Ur 2Ur Пряме перетворення Фур'є є ЛІНІЙНИМ перетворенням Тому, якщо ш = 0 U(co = 0) = Um*x, тобто площі прямокутного імпульсу (фіг 2), то стосовно до пилкоподібного сигналу (фіг 3) иПил(а>-0)=ІІтт/2 3 урахуванням цього зауваження можемо записати наступну рівність 2 0,1Umx/2 = 2U = х = 2Um/(27ifB)2 x = 2U 2 /(27i*2Af) x З нього випливає, що база пилкоподібного імпульсу Впил =1,05 (5) З порівняння виражень (3) і (5) випливає, що база пилкоподібних сигналів у три рази менше бази прямокутних імпульсів 3 цього випливає, що при однаковій ширині смуги пропущення підсилювача імпульсів підсвічування тривалість пилкоподібних сигналів у три рази менше, ніж прямокутних, тобто КІЛЬКІСТЬ елементів розкладання у рядках повноформатного растра при інших рівних умовах збільшується втри рази Техніко-економічна ефективність передбачуваного винаходу складається в збільшенні розв'язувальної здатності рядків повноформатного телевізійного растра при інших рівних умовах у три рази, що поліпшує якість відтворених на екрані електронно-променевої трубки графічних інформаційних моделей, які надходять по даним у машинних кодах а, ФІг.1 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна