Устройство для стабилизации экспозиции светового пятна на экране электронно-лучевой трубки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭКСПОЗИЦИИ СВЕТОВОГО ПЯТНА НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содержащее фотоприемник, оптически связанньм через светоделитель и объектив с ЭЛТ интегратор, компаратор, первый вход которого через источник опорного напряжения, выполненный в виде преобразователя кода в напряжение, подключен к шине цифрового кода, а выход компаратора - к входу блока подсвета, управляющий вход которого соединен через цифроаналоговьй преобразователь с пшной цифрового кода, вход синхронизации - с шиной синхронизации , а первый выход - с модулятором ЭЛТ, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени стабилизации экспозиции светового пятна на экране ЭЛТ, между выходом фотоприемника и вторым входом компаратора введены блок слежения-моделирования , блок вычитания, блок масштабирования и блок суммиС S рования , соединенные последовательно , при этом к второму входу блока (Л вычитания подключен выход фотоприемника , к второму входу блока суммирования через интегратор подключен выход блока вычитания, к объединенным входу сброса интегратора и управляющему входу блока слежения-моделирования подключен второй выход блока подсвета. 00 со iU

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

am Н 04 N 5/68

>CECOI03gpq

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3351829/18-09 (22) 23. 10.81 (46) 30.03.84. Бюл. М - 12 (72) А.Н. Ушаков, Ж. Шаршеналиев и В.А. Бусаргин (71) Фрунзенский политехнический институт и Особое конструкторское бюро Института космических исследований AH СССР (53) 621.397(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 487470, кл. H 04 N 5/68, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 745015, кл. Н 04 N 5/68, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭКСПОЗИЦИИ СВЕТОВОГО ПЯТНА НА

ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содержащее фотоприемник, оптически связанный через светоделитель и объектив с ЭЛТ, интегратор, компаратор, первый вход которого через источник опорного напряжения, выполненный в виде преобразователя кода в напряжение, подключен к ши„„SU„„ не цифрового кода, а выход компара- тора — к входу блока подсвета, управляющий вход которого соединен через цифроаналоговый преобразователь с шиной цифрового кода, вход синхронизации — с шиной синхронизации, а первый выход — с модулятором ЭЛТ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени стабилизации экспозиции светового пятна на экране ЭЛТ, между выходом фотоприемника и вторым входом компаратора введены блок слежения-моделирования, блок вычитания, блок масштабирования и блок суммирования, соединенные последователь" но, при этом к второму входу блока вычитания подключен выход фотоприемника, к второму входу блока суммирования через интегратор подключен выход блока вычитания, к объединенным входу сброса интегратора и управляющему входу блока слежения-моделирования подключен второй выход блока подсвета.

1ОВ3 ОВ

Изобретение относится к электронике и может быть чспользовано в устройствах ввода и вывода полутоновых изображений на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ ), в частности при цифровом управлении положением луча ЭЛТ от цифровой вычислительной машины и импульсном режиме подсвета луча.

Известно устройство стабилизации яркости .7уча электронно-лучевой .грубки, содержащее фотоприемник, связанньй через светоделитель и объектив с ЗЛТ. Выход фотоприемника электрически соединен с входом компаратора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения. Вбпсод компаратора через последовательно соединенные коммутируе1ьй элеменг

/ и интегратор подключен к модулятору ЗЛТ. К другому входу коммутируемо

ro элемента подключен стабилизатор тока (1) .

Указанное устройство может быть использовано для стабилизации экспозиции светового пятна ЗЛТ, однако оно имеет низкую пространственную разрешающую способность по экра у

ЗЛТ и низкое быстродействие, Наиболее близким к предлагаемому является устройство Для стабил.1зации экспозиции светового пятна на экране ЗЛТ, содержащее фотопри« :.v:-fê,. оптически связанный через св«тоделитель и о1бъектив с ЭЛТ, вьгход фстс"приемника через последователь:r; -.сединенные интегратор и компарат;р подкл10чен к БхОДУ блока пОДсвета . управляющий вход которого соединен через цифроаналоговый преобразов .тель с шиной цифрового кода, вход синхронизации — с шиной синхронизации, а первый выход — с модулятором

ЭЛТ при этом выход компаратора ..оединен с входом сброса интегратора. а другой вход через источник опорного напряжения, выполненнььй = виде пр образователя кода в напряжение — с шиной цифрового кода 321.

Однако известное устройство имеет большое время стабилизации экспозиции каждой отдельной точки экрана

ЗЛТ.

Цель изобретения — уменьшение времени стабилизации экспозиции светового пятна на экране ЭЛТ.

Поставленная цель достигается тем, что B устройство для стабилизации "-:ê«позиции светового пятна на экране ЗЛТ„содержащее фотоприемник, оптически связанньгй через светоделитель и объектив с ЭЛТ, интегратор, компаратор первый вход которого через источник опорного напряжен::я выполненный в виде преобразоват гя кода в напряжение, подключен к шине цифрового кода, а выход компаратора — к входу блока подсвета, у:травляющий вход которого соединен через цифроаналоговый преобразователь с шиной цифро;=.ого кода вход синхронизации — " шиной синхронизацяи, а первый выход — с модулятором

ЗЛТ,. между выходом фотоприемника и вторы:.-:. входом компаратора введены блок слежения-модeëèpoзания, олок вычитания, блок ма штабирования и

u;-.:.îê суммирования, соединенные последова гель-:î, при этом к второму входу блОка в61чита:- ия лОдключен выход фотоприемника, к второму входу блока суммирования через интегратор подключен выход блока вычитания, к объединенным входу сброса интегратора и управляющему входу блока .л«жен -!я моделирования подключен

H"copoé выход блока подсвета.

На чертеже представлена структурная эл«ктрическая схема предлагаемого у" "." ойства.

Устройство для стабилизации экспозиции световс-о пятна ча экэлектронно-лучевой трубки содеожит ЗЛТ 1 и оптически связанный с ней -1ерез объектив 2 и светоделитель 3, фотоприемник 4„ выход которого подключен к вхoqy блока 5 слеж«ния-моделирования и первому входу блока 6 вычитания, второй вход кс "oðo o подключен к вььходу блока

5 слежения-моделирования. Выход блок а б вььчит ания дом б.;,ка 2 масштабирования и входо11 и1 =.«ГРатОРа В зьгхОДь1 -COTciP6K ссед1 иены с входаг.=" блока 9 суммирования. выход кот-;. †р,-о-.о подключен к в|ором", входу ко:- .паратсра 10. ВыХСД K гМПЯРатОРа f . ОЕДИНЕН С ПЕР в61м входом блока 11 подсветки„ состоящего из триггер 12 и ключа 13.

Вход григгера 12 является входом блска -;1 подсветки,. а выход соедиi- н с уHpBBJIRIÎBI входами ключа

f3 и блока 5 слежения-моделирования, а также с входом сбрс=-=:»:fHòeãpàeора

Б. -, 1правляющему -=хогу ключа 13

083408

15

25

35

3 1 подключен цифроаналоговый преобразователь 14, выход ключа 13 соединен с модулятором ЗЛТ 1, к второму входу компаратора 10 подключен источник 15 опорного напряжения, выполненный в виде преобразователя кода в напряжение, при этом к входу цифроаналогового преобразователя 14 и входу источника 15 опорного напряжения подключена шина 16 цифрового кода, а к входу синхронизации триггера 12 подключена шина 17 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства триггер 12 сброшен, модулятор ЭЛТ 1 заперт, интегратор 8 обнулен сигналом с выхода триггера 12. При этом блок 5 слежения-моделирования работает в режиме слежения и повторяет входной сигнал Е () фотоприемника

4, образующийся в результате действия на него световой энергии от ранее экспонированных световых пятен, не успевших погаснуть из-за эффекта послесвечения люминофора.

В момент времени t по шине 17 синх1. ронизации на второи вход триггера

12 поступает импульс, при этом на выходе триггера 12 появляется напряжение, переключающее ключ 13 и переводящее интегратор 8 в режим интегрирования, а блок 5 слежениямоделирования в режим моделирования.

Модулятор ЭЛТ 1 отсоединяется от шины "Корпус" и подключается к выходу цифроаналогового преобразователя

14. Блок 5 слежения-моделирования начинает вырабатывать сигнал где Е (t ) — суммарное значение осве-45 1 . щенности ранее экспонированных и еще не погасших световых пятен (фоновая засветка от послесвечения люминофора), причем значение фоновой засветки берется в момент поступ- 50

1 ления синхроимпульса. Начало отсчета времени t в последнем выражении совпадает с моментом t поступления синхроимпульса, а коэффициенты aL и

Iп, 1 ь есть относительные амплитуды и 55 постоянные времени соответственно, характеризующие процесс послесвечения люминофора ЭЛТ 1, причем х

1, а количество К экспо1, 1 ненциальных функций определяется из требований по точности устройства стабилизации экспозиции.

Для получения указанного сигнала VZ(t) блок 5 слежения-моделирования может быть выполнен, например, в виде сумматора и К фильтров низкой частоты первого порядка, при этом на накопительных конденсаторах фильтров в режиме слежения принудительно поддерживается напряжение Е (t), а в режиме моделирования они имеют постоянные времени ь„ и коэффициенты передачи по постоянному току К, . Сигналы указанных фильтров складываются в сумматоре и образуют сигнал Uq(t).

Можно показать, что, выбирая и.

g с,, К, можно получить сигнал

U5(t), повторяющий сигнал фоновой засветки E8(t) фотоприемника 4 с необходимой точностью. После срабатывания ключа 13 на экране ЭЛТ 1 появляется очередное световое пятно, световой импульс от которого вместе с фоновой засветкой от ранее экспонированных и еще не погасших пятен проходит через объектив 2 и светоделитель 3 на фотоприемник

4. При этом сигнал U (t) с выхода фотоприемника 4 пропорционален сумме Eg(t) + Е,(), где Eg(t) освещенность светового пятна, экс- . понирование которого только что началось; Е (} — суммарная освещенность ранее экспонированных световых пятен, продолжающих светиться из-за эффекта послесвечения люминоI фора. При этом на выходе блока 5 слежения-моделирования вырабатывается сигнал VZ (t), пропорциональный

Е, (г.), а на выходе блока 6 вычитания появляется напряжение U<(t), пропорциональное освещенности Е () экспонируемого светового пятна.

Этот сигнал накапливается в интеграторе 8, имеющем постоянную времени Т<, и проходит через блок 7 масштабирования, имеющий коэффициент передачи K> = —, где с

6 р к 4 и (-1 суммарное эквивалентное время послесвечения люминофора

ЭЛТ 1. Напряжение U> (t) на выходе блока 9 суммирования при этом пропорционально H(t} = Нэ() + Hq(t) где Н э11.) — тe:<"Óøåe значение экспозипии светового пятна 1ему пропорционален сигна »ta выходе интег— ратора 8), НП (С) — з наче н»»е экспо(зиции, которое будет передано световому пятну после запирания ЗЛТ 1 за счет энергии послесвечения люминофора {ему пропорционален сигнал на выходе блока 7), При равенстве нагряжений на г выходе блока 9 суммирования и на выходе истсчникя 15 опорного няпря— жения компаратор 10 -рабатывает и переводит триггер 12 в исходное состояние. При этом модулятор 3JIT отключается oт выхода цифрояналого— ного преобразователя 1А и подключaåòCB К ШИНЕ »(ОРПУС (ЧТО ВЫЗЫБЯЕТ прерывание электрснного луча ЗЛТ 1, интегратор 8 сбрасывается в нуль, а блок 5 слеже»:ия-моделирования перевоцится в режим слежения за выходным сигналом фотоприемника А. После этого момента времени экспозиция уе светового пятна продолжается за счет энергии послесве ения люминофора в данном световом пятне и при пол— ном его погасании экспозиция оказывается равной зяцанному значению, Так как время -..oñëåñBå÷åíHÿ люмино- 30 фора может в несколько ряз превы»цать период импульсов синхрониза— ции, то в процессе работы устройства,на экране ЗЛТ 1 наблюдается нескслько световых пятен, причем значение экспозиции кяждогО иэ них в отдель ности задается входным цифровым коцом и стабилизируется предлагaem(I (IcTp oHcTBoM B соотве т< TBHH кодом независима от значений экспозиций сосецних, ранее экспонированных точек.

Зкспозиция светового пятна определяется в Общем случае как Н

=Н + Н где Нз — --кспозиция светов,—

П го пятна за время > активного воз— действия электронного луча на люминофор при открытом модуляторе ЗЛТ

Нп — экспозиция светового пятна получается после окончания действия электронного луча на люминофор ЗЛТ

1 в точке, координаты которой соответствуют данному световому пятну„ это значение экспозиции сообщается световому пятну за счет энергии послесвечения »»юминофора. Если в первом приближении г»ренебречь временем воз гopatrttÿ:1юм»»1»оф(ора, то

П„ ",, (1 це о — время цействИЯ зле ктронн зго лу »а .а люминофор в световом пятне „Еg — яaмплитуда светс Бого импул» са, Тогда к

Г - 1 .,п

=;., - 2 -Ж.((. гце Ы, ; — относительные амплитуды и постоя It«te Bpе =Ä»t I оответстве».Io KRpaKTep I3 y"B!öHc "IooIr pc c после свечения люминофора,. при этом (, е -: =- 1, .а количестве:. К экспочен1=, 1(И а,»1 Ь Н(ЫХ ((»".(Н("(»ИЦ ЯППР ОК ((«МЧР 1Ю»»»ИХ послесвечении люминофора,, зависит от необходимой точности стабилизации экспозиции. При интегоировании последнего выражения Бремя отсчитывалось с момента начала послесвече— пия данного световог,". пятна,. т.е. с момента запиряния модулятора ЗЛТ 1 зкспОнировян(»и ванного cBE-.TOBo гс пятня, Таким обрaçot, экспозиция данно;: СВЕТОВОГО Пятиа Н=Н (-Н„= V. ((.Ä+ „), ll

1-1 няя времени послесвечения люминофо".,а ЗЛТ 1.

Ь результате анализа послецних выражений можно сделать следующие

BbIBoI;I t. Величина световой энергии (экспозиции) световога пятна ЗЛТ 1

Bà время активного всзпействия электронного луча на люминофор

ЗЛТ определяется путем интегрирования сигнала освещенности Е, ;:слу-::яемсго в результате компенcaù»»ê послесвечения pa»tåå экспонирОвянных сБРтОВь1х пятен (эту операцию в устройстве выполняет ин".-е.г-«ратор 8 с постоянной времени ин:-егриравания Тн), Величина свеговой энергии (экспозиции) cветовога пятна ЗЛТ, сообщаемая ему зя счет энергии послесвечения люминофора, может быть определена как произведение Eg(t) п еще qo =ого., как она

-:..-удет »»олнсстью передана световому

Составитель Т. Афанасьева

Техред M. Гергель Корректор А.Зимокосов

Редактор В. Петраш

Заказ 1790/54 Тираж 635 Подписное

ВН1ЯП1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 7 10 пятну ЭЛТ 1 (эта операция в устройстве выполняется с помощью блока 7 масштабирования, имеющего коэффицил ент передачи К =i>P, указанное значение К устанавлива тся для обеспечения масштабного соответствия между величинами Н> и НП). Так как значительная доля требуемого значения экспозиции Н светового пятна может сообщаться ему за счет экспозиции послесвечения Н11, величина освещенности светового пятна Е снижается, что увеличивает пространственно-разрешающую способность ЭЛТ 1, а время с активного воздействия электронного луча на люминофор умень83 08 8 шается что уменьшает время стабилизации экспозиции светового пятна.

Таким образом, в предлагаемом устройстве уменьшается время стабилизации экспозиции каждого светового пятна, так как введение новык элементов и связей позволяет исполь— зовать энергию послесвечения люминофора ЭЛТ для создания в световом

10 пятне заданного значения экспозиции Н, при этом амплитуда светового импульса Е,а следовательно,и диаметр светового пятна,а также время с активного воздействия электронного луча на люминофор ЭЛТ оказываются меньшими, чем в устройстве-прототипе.