Устройство для визуализации волновой информации

 

Изобретение относится к технике регистратщи волновых колебаний и предназначено для применения в сейсморазведке для воспроизведения сейсмотрасс, а также в виброи сейсмометрии . Цель изобретения - расширение динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной длине алфавита цветов. Для кодирова- 1ШЯ поддиапазонов контурными признаками введены формирователь вида записи и усилитель с дискретно управляемым коэффициентом усиления. Источник входного сигнала, выполненный в виде цифроаналогового блока, с аналогового выхода передает на сигнальный вход формирователя вида записи информацию о мантиссе, а по цифровой выходной шине на дешифратор и встроенный мультиплексор - информацию о порядке характеристики, которая используется для формирования соответствующего цвета. 12 ил. i О) 00 4 сл 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 V 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3830741/31-25 (22) 25.12.84 (46) 23.10.87. Бюл. ¹ 39 (71) Тюменский государственный университет (72) В.Е.Стенников (53) 550.83(088.8) (56) Патент США № 3975705, кл. G 01 V 1/34, опублик 1976.

Патент CUIA ¹ 3193838, кл. 346-110, опублик. 1965. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦ1П(ВОЛНОВОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к технике регистрации волновых колебаний и предназначено для применения в сейсморазведке для воспроизведения сейсмотрасс, а также в вибро- и сейсмо- (19) (И)

А1 метрии. Цель изобретения — расширение динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной длине алфавита цветов. Для кодирования поддиапазонов контурными признаками введены формирователь вида записи и усилитель с дискретно управляемым коэффициентом усиления. Источник входного сигнала, выполненный в виде цифроаналогового блока, с аналогового выхода передает на сигнальный вход формирователя вида записи информацию о мантиссе, а по цифровой выходной шине на дешифратор и встроенный мультиплексор — информацию о порядке характеристики, которая используется для формирования соответствующего цвета. 12 ил.

1. 13

Изобретение относится к технике регистрации волновых колебаний, амплитудные значения которых представляются переменными цветами на двумерном носителе, и предназначено для применения в сейсморазвецке, для воспроизведения и интерпретации сейсмотрасс, а также может быть применено в виброметрии, сейсмологии и в других областях науки и техники.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной длине ал-, фавита цветов.

На фиг.1-4 приведены примеры видов записи с различными контурными признаками; на фиг.5 — вариант изображения волны на двумерном носителе записи; на фиг.6 — схема предлагаемого устройства; на фиг.7 — схема электрон ного цветокодирующего блока; на фиг.8-12 — примеры формирователей вида записи.

Сигнал 1 (фиг.1-4), относящийся к одному из измерительных поддиапазонов, приведен в координатах амплитуда А и время t. Горизонтальные линии 2-5, являющиеся уровнями срабатывания пороговых элементов, разбивают амплитудный диапазон колебаний на данном поддиапазоне на амплитудные зоны. Зона между осью времени t и линией 2 называется нулевой, зона между линиями 2 и 3 — первой, зона между уровнями 3 и 4 — второй и т.д. Изображения 6-8 на фиг.1 являются видами записи, отличающимися контурными признаками. На фиг.2 приведено десять изображений 9-18 с различными контурными признаками. В этих видах записи на участках экстремумов колебаний волны вырабатываются импульсы временного окна 19, с помощью которых формируются цветовые площадки

20. Цвет этих площадок определяет номер амплитудной зоны, в которую попадает экстремум данного колебания.

Прямоугольный контур цветовой площадки совместно с контурной линией сигнала 21 образует совокупный контурный признак каждого вида записи. На фиг.3 изображены еще четыре вида записи 22-25. Здесь в формировании контурных признаков, помимо упомянутых, участвуют контурная линия 26 компрессированного сигнала 1, нулевая линия (ось времени), пороговая линия

27 расцвечивания, 47058 2

Вид записи, представленный на фиг.4, реализован в регистрирующей системе GS-34/10. Область одного колебания, заключенная между контурной

5 линией 26 компрессированного сигнала

1 и нулевой линией, закрашивается полностью цветом той амплитудной зоны, в которую попадает экстремум данного колебания.

На фиг.5 изображена волна, состоящая из пяти положительных и четырех отрицательных колебаний 28-36.

Тонкими горизонтальными линиями указаны границы поддиапазонов, а тонкими вертикальными линиями со стрелками — сами поддиапазоны. Символом

Р; (i = 1, 2,...,8) обозначен номер поддиапазона. Индекс при букве P совпадает с номером поддиапазона.

На фиг.5 приведено изображение волны на цветном фотоносителе 37, направление движения которого указано стрелкой. Изображение формируется

25 относительно нулевой линии 38.

Устройство на фиг.6 содержит источник 39 входного сигнала, двоичный дешифратор 40 с Р выходами, П-входовой элемент ИЛИ 41, P формирователей

ЗО 42.1-42.P вида записи (ФВЗ), P аналоговых ключей 43.1-43.Р с управлением, ЗР-входовой строенный мультиплексор 44, электронный цветокодирующий блок 45, Т элементов 2И-HE 46.1-46.Т, 35

Т-входовой элемент И-НЕ 47, резистор

48, усилитель 49 яркости, блок 50 развертки, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 51, цилиндрическую линзу 52, фотобарабан 53 с закрепленным íà его боковой поверхности цветным фотоносителем 37, генератор 54 пилообразного напряжения, формирователь 55 коротких импульсов, кольцевой счетчик на три

56 с тремя управляющими выходами, 45 формирователь 57 ступенчатого напряжения, парафазный усилитель 58 вертикального отклонения, усилитель 59 с дискретно управляемым коэффициентом усиления и парафазный усилитель

60 горизонтального отклонения. На

50 экране ЭЛТ нанесены три горизонтальные полосы люминофоров синего 61, зеленого 62 и красного 63 цветов излучения. На фотоносителе 37 формируется изображение 64.

Аналоговый выход 65 мантиссы источ ника 39 входного сигнала соединен с сигнальными входами ФВЗ 42.1-42.Р, 40

3 13470 цифровая выходная шина 66 порядка источника 39 входного сигнала подключена к входной информационной шине дешифратора 40 и к входной адресной ши5 не строенного мультиплексора 44, выходы дешифратора 40 соединены с управляющими входами соответствующих аналоговых ключей 43.1-43.Р, П и P выходы дешифратора 40 (П «< P) соединены с входами П-входового элемента ИЛИ

41, а Т его выходов (Т и Р) — со вторыми входами элементов 2И-НЕ 46.146.Т, первый 67 и второй 68 входы формирования контурных признаков 15

ФВЗ 42.1-42.P подключены к выходам соответственно генератора 54 и формирователя 55, первый 69, второй

70 и третий 71 входы управления цве-.том ФВЗ вЂ” соответственно.к первому, второму и третьему управляющим выходам кольцевого счетчика на три 56, сигнальные выходы 72.1-72.P ФВЗ— к сигнальным входам соответствующих аналоговых ключей 43.1-43.Р, первые 25

73.1 — 73.Р, вторые 74.1-74.Р и третьи

75.1-75.Р выходы управления цветом

ФВЗ вЂ” к соответствующим информационным входам встроенного мультиплексора 44, Т из Р выходов формирования дб контурных признаков 76.1-76.P соответствующих ФВЗ вЂ” к первым входам элементов 2И-НЕ 46.1 — 46.Т, первый (сигнальный) 77 вход электронного цветокодирующего блока 45 соединен с выходами аналоговых ключей . 43.1-43.Р, второй 78, третий 79 и четвертый 80 входы (управления цветом) электронного цветокодирующего блока 45 соединены с соответствующими выходами строенного мультиплексора 44, выход

81 электронного цветокодирующего блока 45 непосредственно, а выход Твходового элемента И-НЕ 47 через резистор 48 подключены к входу усилите- 45 ля 49 яркости, выход которого соединен с модулятором 82 ЭЛТ 51, выходы элементов 2И-НЕ 46.1-46,Р подключены ко входам Т-входового элемента И-НЕ

47. Генератор 54, формирователь 55, кольцевой счетчик 56, формирователь

57 и парафазный усилитель 58 соединены последовательно, а выходы последнего подключены к вертикально отклоняющим пластинам 83 ЭЛТ 51. Выход генератора 54 связан через усилитель

59 и парафазный усилитель 60 с горизонтально отклоняющими пластинами 84

ЭЛТ 15.

58

Электронный цветокодирующий блок

45 включает (фиг.7) . амплитудный анализатор, состоящий из входного делителя на резисторах 85 — 92, в точках деления которого подключены входы пороговых элементов 93 — 99, элементы

ИЛИ 100-103, элементы ЗИ 104-110, выходы которых через весовые резисторы 111-117 подключены к суммирующему резистору 118 и выходу 81 блока. При этом первый вход блока 77 подключен к резистору 85, прямые выходы пороговых элементов 93-99 соединены с первыми входами элементов ЗИ 104-110 соответственно, второй вход 78 блока сое.динен с первыми входами элементов

ИЛИ 100, 101, 103 и вторым входом элемента ЗИ 105, третий вход 79 — с вторыми входами элементов ИЛИ 100, 101, элемента ЗИ 107 и с первым входом элемента ИЛИ 102, четвертый вход 80— с вторыми входами элементов ИЛИ 102, 103, элемента ЗИ 109 и с третьим входом элемента ИЛИ IOO, инверсные выходы пороговых элементов 94-99 соединены с третьими входами элементов ЗИ

104-109 соответственно.

Формирователь 42 вида записи (фиг.8) состоит из двухполупериодного выпрямителя 119, вход которого соединен с сигнальным входом 65, а выход — с сигнальным выходом 72, и трех проводников, которые соединяют входы

69-71 управления цветом с выходами

73-75 управления цветом соответственно, входы 67, 68 и выход 76 формирования контурных признаков не используются.

ФВЗ (фиг.9) содержит также двусторонний усилитель-ограничитель 120 с первым 121 и вторым 122 выводами, одновибратор 123 с прямым и инверсным выходами, элементы 2И-НЕ 124-126 и элементы 2И.127-129, причем сигнальный вход 65 соединен с входами двухполупериодного выпрямителя 119, двустороннего усилителя-ограничителя

120, выходы 121 и 122 которого подключены к первому и второму входам элементов 2И-НЕ 125 и 124 соответственно, первый вход элемента 2И-НЕ

124 и второй вход элемента 125 соеди нены соответственно с прямым и инверсным выходами одновибратора 123, а выходы их через элементы 2И-НЕ 126 с первыми входами элементов 2И 127129, вход 68 формирования контурных признаков подключен к входу одновиб1 (5 134705 ратора !23, входы 69-7! управления цветом — к вторым входам элементов

2И 127-129 соответственно, выход двухполупиродного выпрямителя 119

5 является сигнальным выходом 72 ФВЗ, выходы элементов 2И 127-)29 являются выходами управления цветом 73-75 соответственно, вход 67 и выход 76 формирования контурных признаков не используются.

ФВЗ (фиг.10) содержит устройство

130 задержки аналогового сигнала, экстрематор 131, причем сигнальный вход 65 подключен к входам экстрематора )31 и устройства 130 задержки, выход 132 которого через двухполупериодный выпрямитель 119 соединен с сигнальнь)м выходом 72 ФВЗ, выход экстрематора 131 соединен с первыми входами элементов 2И 127-129, к вторым входам которых присоединены входы 69-71 управления цветом, а выходы их соединены с выходами 73-75 управления цветом соответственно, входы 67, 25

68 и выход 76 формирования контурных признаков не используются.

ФРЗ (фиг.ll) содержит одновибратор 133, элемент ЗИ 134 и узел 135, схема которого соответствует схеме, З0 приведенной на фиг.10. Сигнальный вход 65 ФВЗ 42 соединен с сигнальным входом узла 135, выход )32 узла )35 подключен к входу двустороннего усилителя-ограничителя 120 первый вы7

35 ход 121 которого соединен с первым входом элемента ЗИ 134, второй вход которого подключен к инверсному выходу одновибратора !33, третий вход к первому входу 69 управления цветом 4р

ФВЗ, а выход — к выходу 76 формирования контурных признаков, вход 68 формирования контурных признаков соединен с входом одновибратора 133, входы 697l управления цветом ФВЗ 42 соединены с входами 135 управления цветом узла, а сигнальный выход 72 и выходы 7375 управления цветом узла 135 (фиг.10) являются соответственно сигнальным выходом 72 и выходами 73-75 управления цветом ФВЗ фиг.ll.

ФВЗ (фиг.12) содержит также компрессор 136, компаратор 137, одновибраторы 138, 139, элемент 2И 140 и узел 141, схема которого отличается

55 от схемы, приведенной на фиг.10 только тем, что вместо элементов 2И 127-!

29 применены элементы ЗИ, причем сигнальный вход 65 ФВЗ (фиг. 12) явля8

6 ется входом узла 141 (фиг.!0), выход, 132 узла 141 (фиг.)2) соединен с входами двустороннего усилителя-ограничителя 120 и компрессора 136, первый вход компаратора )37 подключен к выходу компрессора 136, второй его вход — к входу 67 формирования контурных признаков, прямой выход — к входу одновибратора 139, инверсный выход — к второму входу элемента ЗИ

134, выход 121 усилителя-ограничителя 120 соединен с первым входом элемента ЗИ, третий вход которого подключен к инверсному выходу одновибратора 138, а выход элемента ЗИ 134 к третьим входам элементов ЗИ 127-)29 (фиг.10) узла 141, выход одновибратора !39 соединен с первым входом элемента 2И 140, к второму входу которого подключен вход 69 управления цветом, а выход элемента 2И 140 является выходом 76 формирования контурных признаков ФВЗ, второй вход 68 формирования контурных признаков подключен к входу одновибратора 138 сигнальный выход 72 и выходы 73-75 управления цветом узла 141 (фиг.)0) являются соответственно сигнальным выходом 72 и выходами управления цветом ФВЗ 42 (фиг.12).

Вид записи б на фиг.! — это дорожка переменного цвета с высотой Н. Разные типы штриховок на участках дорожки указывают на различные цвета соответствующих амплитудных зон. Изображение

7 отличается от предыдущего только высотой дорожки, которая здесь равна

Н/2. Изображение 8 отличается от двух предыдущих более усложненным контуром, позволяющим различить положительные и отрицательные колебания.

Контуры цветовых площадок 20 на видах записи 9-18 (фиг.2) одинаковы и представляют собой прямоугольники, высота которых принимает значения

Н, Н/2, Н/4. Контурная линия сигнала

2l изображения 9 включает фронты, формируемые на участках пересечения регистрируемым сигналом нулевой линии, и положительные и отрицательные участки, соответствующие положительным и отрицательным колебаниям. Изображение 10 отличается от предыдущего отсутствием фронтов. В изображении

1! нет горизонтальных участков, а в изображении 12 контурная линия сигнала совсем не формируется. Изображе7 l 34 ние 13 уменьшено по высоте в два раза по сравнению с изображением 9.

Изображение 14 отличается от изображения 9 тем, что цветовая площадка имеет высоту Н/2. Изображения 15-17 являются частными случаями изображения 14 и отличаются видом контурной линии сигнала 21. Изображение 18 уменьшено по высоте в два раза по сравнению с изображением 14. На фиг.2 представлено 10 видов записи..Благодаря уменьшению изображений 10-12 и

15-17 в два раза по высоте можно получить еще 6 изображений, а всего—

16 видов записи, отличающихся контурными признаками.

Контурные линии сигнала 26 на видах записи 22-25 (фиг.3) получаются после компрессирования сигнала 1. В изображении 22 пороговая линия 27 рас цвечивания совпадает с нулевой линией, а в изображении 23 пороговая линия расцвечивания сдвинута от нулевой линии вверх для положительных и вниз для отрицательных колебаний. В видах записи 24 и 25 на участках экстремумов колебаний формируются цветовые площадки 20. Изображение 25 отличается от изображения 24 сдвигом пороговой линии 27 расцвечивания, как и для изображения 23.

Виды записи, представленные на фиг.1-3, могут быть сформированы в предлагаемом устройстве, а вид записи, изображенный на фиг.4, сложнее в реализации.

Построение волны на фиг.5 позволяет показать достаточно большое число колебаний. Положительное колебание

28 изображается на носителе 37 записи видом записи 9 (фиг.2), отрицательное колебани 29 — видом записи

10, колебание 30 — видом записи 17, колебание 31 — видом записи 15, колебание 32 — видом записи 13, колебание 33 — видом записи 15 с уменьшенным в два раза по высоте изображением, колебания 34 и 35 (оба колебания попали в один поддиапазон) — видом записи 25 (фиг.3) и колебание 36 видом записи 24.

Определение значения амплитуды колебания по иэображению волны производят следующим образом.

По цвету цветовой площадки 20 для рассматриваемого колебания с помощью шкалы цветов находится абсолютное значение мантиссы N. По изображению

7058 колебания определяются знак колебания и по шкале контурных признаков номер поддиапазона P.

Источник 39 входного сигнала (фиг.б) представляет собой блок вывода из 3ВМ, состоящий из регистров порядка и мантиссы и цифроаналогового преобразователя, цифровые входы которого соединены с оответствующими выходами регистра мантиссы. Выход цифроаналогового преобразователя является аналоговым выходом 65 источника

39 входного сигнала. Выходы регистра порядка образуют цифровую шину 66 порядка источника 39 входного сигнала.

Входы регистров порядка и мантиссы образуют входную цифровую шину (показанную пунктиром) источника 39 входного сигнала, которая подключается к серийной 3ВМ.

Устройство (фиг.6) работает следующим образом.

Аналоговый сигнал с выхода 65 ис25 точника 39 поступает на сигнальные входы ФВЗ 42.1,...,42.P. ФВЗ постоянно находятся в рабочем состоянии. C сигнальных выходов 72.1,...,72.Р

ФВЗ 42.1,...42.P снимается аналоговая

ЗО информация, поэтому эти выходы ФВЗ переключаются с помощью аналоговых ключей 43.1,...,43.P с управлением.

На остальных выходах 73.1-73.Р, 74.174.Р, 75.1-75.Р, 76.1-76.Р ФВЗ 42.142.P вырабатывается двоичная цифровая информация, поэтому эти выходы

ФВЗ переключаются с помощью двоичных цифровых элементов: строенного мульти" плексора 44 и элементов 2И вЂ” НЕ 46.!в

40 46.Т. Сигналы для переключения выходов ФВЗ вырабатываются в источнике

39 входного сигнала, которые в виде двоичных цифровых кодов поступают по шине 66 порядка (или шине кода номера поддиапазона) на информационную входную шину 40 двоичного дешифратора и адресную входную шину строенного мультиплексора 44. В зависимости от кода номера поддиапазона активизируется один из выходов дешифратора

40 и активный сигнал с него подается на управляющий вход соответствующего аналогового ключа 43.1-43.Р с управлением и переключает ключ в состоя55 ние с малым переходным сопротивлением. Аналоговый сигнал с одного из сигнальных выходов 72. 1,..., 72. P выбранного ФВЗ в соответствии с номером поддиапазона проходит через вклю".

9 134 ченный ключ и подается на первый вход

77 электронного цветокодирующего блока 45 для дальнейшей обработки. Одновременно в соответствии с. двоичным цифровым кодом номера поддиапазона на три выхода строенного мультиплек— сора 44 поступают сигналы в двоичном цифровом коде с одной из групп из трех выходов 73.1, 74.1, 75.1, 73.2, 74.2, 75 ° 2, 73.Р, 74.Р, 75.P. управления цветом выбранного ФВЗ, причем цифровой сигнал с одного из выходов

73.1, 73.2,...73.P поступает на вы-. ход 78, цифровой сигнал с одного из выходов 74.1, 74.2,...,74.P — на выход 79 и цифровой сигнал с одного из выходов 75.1, 75.2,...,75.P — на выход 80 встроенного мультиплексора 44.

Сигналы с выходов встроенного мультиплексора 44 подаются на второй, тре-: тий и четвертый входы электронного цветокодирующего блока 45.

Сигналы логической единицы с некоторых выходов дешифратора 40 поступают также на входы П-входового элемента ИЛИ 41 и на вторые входы элементов

2И-НЕ 46.1,...46.Т. Активный сигнал с выхода элемента ИЛИ 41 подается на управляющий вход усилителя 59 и снижает его коэффициент усиления в два раза, что приводит к такому же уменьшению по высоте изображения колебания волны на носителе записи.

На первые входы элементов 2И-НЕ

46.1,...,46.Т поступают двоичные цифровые сигналы с некоторых выходов формирования контурных признаков

76.1,...,76.Р ФВЗ 42.1,...,42;Р. В соответствии с кодом номера поддиапазона сигналом логической единицы с выхода дешифратора 40 один из элементов 2И-НЕ 46.1,...,46.Т оказывается подготовленным к переключению и обеспечивает прохождение сигнала с соответствующего выхода формирования контурных признаков ФВЗ. Сигналы низкого уровня с выходов элементов 2И-HE

46 ° 1,...,46.Т подаются на входы

Т-входового элемента И-НЕ 47, который для сигналов низкого уровня выполняет функцию ИЛИ-НЕ. Сигналы высокого уровня с выхода элемента И-НЕ 47 поступают через резистор 48 на вход усилителя 49 яркости, обеспечивая управления излучением ЭЛТ 51 по модулятору 82 в нужные моменты времени.

Узел 50 развертки вырабатывает необходимые развертывающие сигналы, 10

7058 второй выход дешифратора 40, встроен45 ный мультиплексор 44 переключается на второй канал и выбранным оказывается

ФВЗ 42.2. Пусть этот ФВЗ выполнен по схеме, изображенной на фиг.8.

Тогда вьгход формирования контурных признаков (76 на фиг.8, 76.2 на фиг.6) оказывается незадействованным.

Поскольку второй выход дешифратора

40 не присоединен к входу П-входового элемента ИЛИ 41, то выбранный ФВЗ

42.2 формирует изображение 6 (фиг.l).

Аналоговый сигнал мантиссы поступает по входу 65 на двухполупериодный выпрямитель 119. Выпрямленный сигнал с

55 сигналы формирования контурных признаков, подаваемые на входы 67, 68

ФВЗ 42.1,...,42.Р, и сигналы управления цветом, формируемые на выходах

69-71 кольцевого счетчика 56 и необ— ходимые для управления работой ФВЗ

42.1,...,42.P и электронного цветоко— дирующего блока 45.

Напряжение горизонтальной развертки с вьгхода генератора 54 подается через усилитель 59 и через парафазный усилитель 60 на горизонтально отклоняющие пластины 84. Узкие импульсы, 15 вырабатываемые формирователем 55 во время обратного хода развертывающего напряжения генератора 54, запускают кольцевой счетчик на три 56. Тактовые прямоугольные импульсы, которые явля—

20 ются одновременно сигналами управле-ния цветом, вырабатываемые на выходах 69 — 71 кольцевого счетчика 56, поступают на формирователь 57 на три ступеньки. Через парафазный уси25 литель 58 ступенчатое напряжение подается на вертикально отклоняющие пластины 83.

Элементарный цикл регистрации состоит из трех равных по времени такЗ0 тов, создаваемых на управляющих выходах 69-71 кольцевого счетчика 56. Когда на выходе 69 формируются импульсы первого такта, то это соответствует прохождению электронного пучка по полосе 61 люминофора синего цвета излучения. Аналогично импульсам второго и третьего тактов соответствует прохождение электронного пучка по полосам люминофоров зеленого 62 и

40 красного 63 цветов излучения.

Работу электронного цветокодирующего блока 45 (фиг.7) рассмотрим для случая, когда выбран второй поддиапазон Р = 2. При этом активизируется

7058

ll 134 . выхода 72.2 .ФВЗ 42.2 проходит через открытый аналоговый ключ 43.2 и по- . дается на вход 77 электронного цветокодирующего блока 45. В момент времени, когда сработали пороговые элементы 93, 94 и 95 (фиг.7) при поступлении выпрямленного сигнала мантиссы, на прямых выходах сработавших порого-. вых элементов будут высокие уровни напряжения, которые подаются на первые входы элементов ЗИ 104-106. Однако на третьи входы элементов 104 и

105 поданы низкие уровни напряжения с инверсных выходов сработавших поро— говых элементов 94 и 95, а на третий вход элемента 106 подан высокий уровень напряжения с инверсного выхода несработавшего порогового элемента

96. В результате подготовленным к переключению оказался только элемент

ЗИ 106, который переключится тогда, когда на второй его вход будет подан высокий уровень напряжения с элемента ИЛИ 101. В этом случае на выходе элемента 106 будет высокий уровень напряжения, который через весовой резистор 113 поступает на суммирующий резистор 118 и на вход усилителя 49 яркости (фиг.б).

Тактовые сигналы с выходов кольцевого счетчика на три 56, поданные на входы 69-71 управления цветом ФВЗ

42.2, которые одновременно являются выходами 73.2,74.2, 75.2 управления цветом (фиг.б и фиг.8) ФВЗ 42.2, подаются через включенный второй канал встроенного мультиплексора 44 на входы 78-80 электронного цветокодирующего блока 45. К входам элемента

ИЛИ 101 (фиг.7) подключены входы 78 и 79, поэтому в течение элементарного цикла регистрации на экране ЭЛТ высветятся линии синего и зеленого цветов.

На фиг.l случаю, когда сработал пороговый элемент 95, соответствует третья амплитудная зона между уровнями 4 и 5 срабатывания. На цветном фотоносителе 37 (фиг.5, б) линии синего и зеленого цветов объединяются в одну линию с помощью цилиндрической линзы 52, а цвет их смеси условно показан крестообразной штриховкой.

Если необходимо увеличить число амплитудных зон, то увеличивают число резисторов в делителе и число пороговых элементов, вводят дополнительные элементы ИЛИ, ЗИ и весовые резисторы, 25

55 иные по сопротивлениям, чем резисторы 111-117.

Дорожка переменного цвета высоты

Н расположена симметрично относительно нулевой линии (оси времени). Для формирования изображения 7 с высотой

Н/2 используется ФВЗ по рассмотренной схеме (фиг.8). Но в этом случае выход дешифратора 40 на соответствующем поддиапазоне подключается к входу П-входового элемента ИЛИ 41, актив. ным сигналом с выхода которого снижается в два раза коэффициент усиления усилителя 59 в канале горизонтального усиления. При этом получается изображение 7 на фотоносителе 37, уменьшенное в два раза по высоте по отношению к изображению 6 и расположенное симметрично относительно условной нулевой линии.

ФВЗ по схеме, показанной на фиг.9, обеспечивает формирование изображения 8 на фиг.l. Для различения на изображении положительных и отрицательных колебаний в данном ФВЗ применены двусторонний усилитель-ограничитель 120 с выходами 121 и 122 и одновибратор 123. По входным импульсам 68 с формирователя 55 коротких импульсов (фиг.б) на выходах одновиб-, ратора 123 вырабатываются положительные импульсы: на прямом выходе — импульсы, занимающие по длительности первую половину каждого тактового импульса, и на инверсном выходе— импульсы, занимающие по длительности вторую половину каждого тактового импульса. С выхода 121 двустороннего усилителя-ограничителя 120 снимаются положительные импульсы, соответствующие положительным колебаниям аналогового сигнала, а с выхода 122 — импульсы, соответствующие отрицательным колебаниям сигнала. Низ цветовой дорожки соответствует началу тактового импульса, а верх дорожки — концу тактового импульса. На выходе элемента 2И-НЕ 125 вырабатывается последовательность импульсов низкого уровня во время положительного колебания волны, причем каждый импульс формируется в течение второй половины длительности каждого такта. Аналогично на выходе элемента 2И-HE 124 вырабатывается последовательность импульсов низкого уровня во время отрицательного колебания волны, причем каждый!

3 13470 импульс формируется в течение первой половины. длительности каждого такта..

Элемент 2И-НЕ 126 для сигналов низкого уровня обеспечивает функцию 2ИЛИНЕ. Элементы 2И 127-129 по тактовым

5 сигналам 69-71 выделяют сформированные импульсы с элемента 126, выделенные импульсы 73-75 высокого уровня с выходов элементов 127, 128, 129 на- 10 правляются через мультиплексор 44 в электронный цветокодирующий блок 45.

Таким образом, ФВЗ, реализованный по схеме фиг.9, производит гашение светового луча ЭЛТ при формировании ниж- 15 ней половины дорожки для положительных колебаний волны и при формировании верхней половины дорожки для от-.. рицательных колебаний волны.

ФВЗ, схема которого приведена íà 2п фиг.l0, формирует цветовые площадки

20 (фиг.2 и фиг.5). Аналоговый сигнал с входа 65 задерживается устройством

130 задержки аналогового сигнала на половину длительности импульса вре- 25 менного окна, формируемого на выходе экстрематора 131. С выхода экстрематора 131 импульсы временного окна высокого уровня подаются на первые Вхо ды элементов 2И 127-129. На выходах З0 этих элементов импульсы 73-75 высокого уровня существуют только в тече— ние длительности временного окна, обеспечивая формирование цветовых площадок 20.

Формирование изображения 10 (фиг.2) для положительных колебаний волны

"осуществляется ФВЗ, схема которого .показана на фиг.ll. Формирование цветных площадок 20 здесь производится узлом 135 аналогично описанному. Для формирования контурной линии сигнала

21 (фиг.2) введены одновибратор 133 и элемент ЗИ 134. Одновибратор 133 по поступлению импульсов 68 вырабатывает на инверсном выходе узкие импульсы в конце каждого такта. Эти импульсы поступают на второй вход элемента

ЗИ 134, на первый вход которого подаются положительные импульсы 1?1 с вы — 5О хода двустороннего усилителя-ограничителя 120, соответствующие положи-. тельным колебаниям задержанного сигнала 132, а на третий вход — импульсы первого такта с входа 69, соответствующие прохождению электронного пучка по полосе люминофора синего цвета. С выхода элемента 134 снимают". ся положительные импульсы 76. Предпо14 ложим, что рассматриваемый ФВЗ вЂ” это

ФВЗ 42.1 на фиг.б и что включен первый поддиапазон. Тогда элемент 2И-НЕ

46.1 сигналом логической единицы с первого выхода дешифратора 40 подготовлен к переключению. Сигналы высо" кого уровня с выхода 76.1 формирования контурных признаков ФВЗ 42.! (фиг.б) переключают элемент 46.1 и поступают на первый вход Т-входового элемента И-HE 47, сигналы логической единицы с которого подаются через резистор 48 на вход усилителя 49 яркости, обеспечивая высвечивание конечных участков прямых ходов генератора 54 пйлообразного напряжения только на полосе люминофора синего цвета. Яркость синего цвета определяется сопротивлением резистора,48.

Формирование контурной линии сигнала 21 в виде записи 10 (фиг.2) для отрицательных колебаний сигнала 1 осуществляется аналогичным образом.

При этом используется выход 122 дву— стороннего усилителя-ограничителя

120 (фиг.ll) и вводятся в схему ФВЗ второй одновибратор и второй элемент

ЗИ.

Задержанный аналоговый сигнал с выхода 132 узла 141 поступает на входы компрессора 136 и двустороннего усилителя-ограничителя 120. Компрессированный сигнал подается на первый вход компаратора 13?, на второй вход которого подаются импульсы напряжения с генератора 54 пилообразного напряжения (фиг.б). Применяемый в рассматриваемом ФВЗ метод формирования изображения требует выполнения условия, чтобы размах пилообразного напряжения был не меньше размаха напряже- . ния с выхода компрессора. В момент сравнения этих напряжений на входе компаратора 137 на его прямом выходе вырабатываются положительные импульсы, задний фронт которых формируется во время обратного хода пилообразного напряжения. На инверсном выходе компаратора вырабатываются положительные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде компрессированного сигнала. На инверсном выходе одновибратора )38 вырабатываются в конце каждого такта положительные импульсы, длительность которых меньше половины длительности такта и определяет необходимый уровень пороговой линии 27 расцвечивания

Изображение для отрицательных колебаний волны формируется аналогично 4р описанному. При этом используются сигнал с выхода 122 двустороннего усилителя- ограничителя 120, дополнительный одновибратор для создания пороговой линии 27 расцвечивания и эле- 45 мент ЗИ.

Время готовности устройства по

-фиг.6 к регистрации следующего колебания волны зависит при применении достаточно высокочастотных логических

15 13470 на изображении 25 (фиг.3) для положительных колебаний волны. По совпаде нию положительных импульсов на выходе элемента ЗИ 134 формируются положи5 тельные импульсы, которые поступают в узел 141, обеспечивая формирование цветовых площадок 20 в виде записи

25 для положительных импульсов. Для формирования контурной линии сигнала

26 используется одновибратор 139, который запускается в моменты сравнения напряжений передними фронтами положительных импульсов. Из импульсов, снимаемых с выхода одновибратора 15

139, с помощью элемента 2И 140 выделяются импульсы, соответствующие люминофору синего цвета свечения. Импульсы 76 проходят через один из подготовленных к переключению на соот- 2р ветствующем поддиапазоне элементов

2И-HE 46.1,...,46.Т, T-входовый элемент И-НЕ 47, резистор 48 (фиг.6) и подаются на вход усилителя 49 яркос-, ти, выходное напряжение с которого 25 управляет яркостью излучению ЭЛТ 51 по модулятору 82. Частота генератора пилообразного напряжения выбирается такой, чтобы точки, формируемые одно вибратором 139, образовали на фотоно- 3р сителе контурную линию 26 сигнала, воспринимаемую зрением как сплошную.

Контурная линия 26 сигнала также,как и контурная линия 21 сигнала (фиг.2), изображается нафотоносителе слабо-си35 ним цветом, степень яркостикоторого за дается резистором 48 (фиг.6). элементов от времени переключения аналоговых ключей и времени завершения переходных процессов в ФВЗ при смене поддиапазона. Современная элементная база обеспечивает указанное время готовности устройства порядка единиц микросекунд, что позволяет регистрировать сигналы с верхней граничной частотой порядка 1-10 кГц.

Формула изобретения

Устройство для визуализации волновой информации, содержащее электронно-лучевую трубку, экран которой имеет три горизонтальные полосы люминофоров первичных цветов, последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, формирователь коротких импульсов, кольцевой счетчик с тремя выходами, формирователь ступенчатого напряжения и усилитель вертикального отклонения, усилитель горизонтальног6 отклонения, причем выходы усилителей вертикального и горизнтального отклонений подключены к соответствующим отклоняющим элементам электронно †лучев трубки, источник входного сигнала, электронный цветокодирующий блок, выход которого через усилитель скорости соединен со входом модулятора электронно †луч вой трубки, с которой оптически свя— заны цилиндрическая линза и носитель записи с приводом его перемещения по одной координате, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной длине алфавита цветов, введены дешифратор с P выходами, ÇP-входовой строенный мультиплексор, P аналоговых управляемых ключей, П-входовой элемент ИЛИ, Т элементов 2И-НЕ, Т-входовой элемент

И вЂ” НЕ, резистор, усилитель с дискретно управляемым коэффициентом усиления, P формирователей вида записи, каждый из которых имеет сигнальный вход и выход, три входа и три выхода управле— ния цветом, два входа и один выход формирования контурных признаков, причем источник входного сигнала выполнен в виде цифроаналогового блока, аналоговый выход мантиссы которого подключен к сигнальным входам формирователей вида записи, а цифровая выходная шина порядка характеристик слов — к входной адресной шине ÇP-входового строенного мультиплексора и к входной информационной шине дешифратора, P выходов которого соединены с управляющими входами соответствующих аналоговых управляемых ключей, а П из P его выходов — со входами П вЂ” входового элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с дискретно управляемым коэффициентом уси.-. ления, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора пилооб18

1347058

1Ч разного напряжения, а выход — со входом усилителя горизонтального отклонения, первые, вторые и третьи входы управления цветом P формирователей вида записи подключены соответственно к первому, второму и третьему выхолам кольцевого счетчика, первые и вторые входы. формирования контурных признаков — к выходам соответственно генератора пилообразного напряжения и формирователя коротких импульсов, первые, вторые и третьи выходы управления цветом — к соответствующим информационным входам P-входового строенного мультиплексора, выходы формирования контурных признаков Т формирователей вида записи подключены к б первым входам соответствующих элементов. 2И-НЕ, а сигнальные выходы P формирователей вида записи — к сиг-.

5 нальным входам соответствующих аналоговых управляемых ключей., выходы которых соединены с первым входом электронного цветокодирующего блока, к второму, третьему и четвертому вхо1п дам которого подключены собтветствующие выходы 3Р-входового строенного мультиплексора, Т из P выходов дешифратора соединены с вторыми входами соответствующих элементов 2И вЂ” НЕ, вы15 ходы которых соединены с входами Твходового элемента И†HE выход которЬго через резистор подключен к входу усилителя яркости.

1347058

1347058

ffe

1347058

12

7б

72

73

79

1б

1347058

7З

Риг. 11

Риа. 12

Составитель Т.Райкова

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор С.Патрушева

Заказ 5118/45 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4