Cтраница 2
Компромисс между точностью цифрового метода формирования отрезков прямых линий и качеством линий, построенных аналоговым генератором, может быть получен с помощью метода, условно названного методом взаимно дополняющих сигналов. [16]
Для получения хорошего качества изображения очень важно обеспечить точное положение конечных точек линий. Аналоговые генераторы должны обеспечить включение и выключение электронного луча в местах расположения заданных конечных точек линии. [17]
Скорость работы генераторов векторов варьируется в широких пределах. В принципе аналоговые генераторы работают быстрее, но они значительно дороже цифровых. Время генерации линии содержит также задержку в отклоняющей системе. [18]
Такой генератор векторов производит фирма Evans and Sutherland Computer Corp. Эти устройства по точности превышают другие аналоговые генераторы, поскольку цифровые значения координат концов векторов непосредственно используются для получения отклоняющих сигналов. При использовании схем коррекции начальной точки генераторы подобного типа могут быть настроены для работы с любой отклоняющей системой ( магнитной или электростатической) с максимальной скоростью. [19]
На рис. 6.22 ( а) приведена структурная схема интегрирующего АЦП. Разница заключается в том, что аналоговый генератор линейно изменяющегося напряжения заменен на цифровой генератор ступенчато меняющегося напряжения. Теперь компаратор сравнивает входное напряжение F с напряжением обратной связи v, которое является аналоговым эквивалентом выходного сигнала счетчика. [20]
Накапливающаяся ошибка при генерации относительных векторов может быть определена при вычерчивании замкнутого многоугольника с использованием только режима вывода относительных векторов. Этот неприятный эффект был особенно характерен для первых типов аналоговых генераторов векторов, в более современных генераторах он устраняется за счет введения обратной связи. [21]
Аналоговые и цифровые генераторы могут вырабатывать сигналы для управления положением луча ЭЛТ очень быстро, но для реализации большой скорости вывода весьма существенно иметь такие электронные схемы, которые обеспечили бы быстрое и точное перемещение пятна в заданную точку. Цифровые алгоритмы генерируют двоичные числа, обозначающие координаты каждой выводимой точки; скорость, с которой точки могут быть выведены на экран, зависит от времени срабатывания цифро-аналоговых преобразователей и времени переходного процесса в отклоняющих усилителях и схемах управления яркостью луча. Аналоговые генераторы вырабатывают напряжения или токи, изменяющиеся непрерывно в течение времени вычерчивания отрезка; отклоняющие цепи должны обеспечить пропорциональное отклонение луча без запаздывания. [22]
Аналоговые генераторы векторов могут вычерчивать отрезки значительно быстрее, чем цифровые, поскольку задержку в системе отклонений нужно учитывать только в начале и в конце вычерчивания отрезка линии, а не для каждой точки. Кроме того, аналоговые линии более гладкие, чем линии, составленные из последовательности точек. Большим недостатком аналоговых генераторов являются их высокая стоимость и значительная сложность регулировки. Но оба этих недостатка легко устраняются с развитием новой полупроводниковой технологии. [23]
Второй вариант структурной схемы цифрового запоминающего осциллографа представлен на рис. 3.23. Ее основное отличие от уже рассмотренной схемы ( рис. 3.22) в том, что функции генератора развертывающего напряжения выполняет ЦАП, управляемый данными, поступающими на его цифровой вход из контроллера. На выходе ЦАП образуется ступенчато-изменяющееся напряжение. Чтобы оно мало отклонялось от линейно-изменяющегося напряжения, вырабатываемого аналоговым генератором развертки ( интегратором), применяется 10-битовый ЦАП. Так как 2101024, то при подаче на цифровой вход ЦАП чисел, изменяющихся от О до 1023 с дискретностью 1, напряжение на его выходе растет, принимая 1023 значения. Следовательно, весь диапазон выходного напряжения разбивается на 1023 одинаковых ступеньки и горизонтальное перемещение луча практически пропорционально времени. Максимальная скорость развертки определяется быстродействием ЦАП и контроллера. Регулируется скорость понижением или повышением частоты изменения чисел на цифровом входе ЦАП. [24]
Все генераторы векторов вычисляют длину каждого вычерчиваемого отрезка. Цель вычисления длины различна для различных типов генераторов. В цифровом генераторе значение вычисленной длины используется для прекращения вычерчивания после вывода необходимого количества точек. В аналоговых генераторах значение длины отрезка линии используется для управления яркостью с целью сохранения постоянной яркости отрезков различной длины. [25]
Компаратор - это схема, которая постоянно сравнивает текущее положение луча на экране дисплея с парой опорных величин. Опорные величины могут быть заданы в виде двоичных чисел, тогда они сравниваются с состоянием дисплейных регистров х и у. Однако этот способ хорошо осуществим только для дисплеев с поточечным выводом изображений. Если в дисплее используется аналоговый генератор векторов, то лучше задать два опорных напряжения и постоянно сравнивать их с отклоняющими сигналами. Эти опорные напряжения получаются путем цифро-аналогового преобразования числовых значений, записанных в двух регистрах ЭВМ. При совпадении двух пар сигналов на выходе компаратора появляется импульс, заставляющий срабатывать триггер. ЭВМ может изменить эти опорные напряжения, заслав в регистры х и у компаратора новые числовые значения. Обычно это происходит после каждого опроса координат положения указки на планшете. Это эквивалентно определению квадрата видимости по сторонам от положения наконечника указки. Величина сторон этого квадрата может изменяться программным путем, если ввести третий регистр для записи величины допуска. [26]
Использование аналоговых интеграторов для генерации векторов связано с проблемами скорости и точности. В частности, именно скоростное аналоговое переключение приводит к ограничению скорости и искажению генерируемых векторов. Кроме того, аналоговые сигналы являются относительно нестабильными при воздействии температуры и возрастании длительности, а это приводит к проблемам при калибровке и регулировании. Однако, поскольку такая компенсация будет точной только при заданных длине и наклоне генерируемого вектора, основным результатом является лишь то, что хорошими получаются тестовые картинки, а качество векторов практически не улучшается. По этим причинам аналоговые генераторы стремятся заменять цифровыми. [27]