Методи формування знакової інформації на системах

Заняття №2: Відображення інформації в АСУ .

Обговорено на засіданні кафедри

ПРОТОКОЛ №

“ ” серпня 200 р

ХАРКІВ - 200 р

Навчальний потік – 326

Година– 90 хвилин.

Місце -клас

Навчальні та виховні цілі:

- ознайомити студентів з методами формування знакової інформації на системах

відображення інформації (СВІ) ;

- ознайомити студентів з структурними схемами знакових засобів відображення

інформації індивідуального й колективного користування ;

- виховувати в студентів почуття відповідальності за вивчення дисципліни,

любов до своєї військової професії та до Батьківщини взагалі.

Навчальні питання та розподілення години

Вступ 5 хв.

1.Методи формування знакової інформації на системах

відображення інформації (СВІ) 40хв.

2.Структурні схеми знакових засобів відображення

інформації індивідуального і колективного користування 40хв.

Висновок 5 хв.

Навчально-матеріальне забезпечення :

1. Діапозитиви 1-3

2. Крейда, дошка.

Навчальна література:

1.АСУ військ ПВО СВ. Частина 1.Основи побудови автоматизованих систем керування: Підручник. - К.: ВА ПВО СВ, 1989.

2.АСУ військ ПВО СВ. Частина 1. Основи побудови автоматизованих систем керування. Альбом малюнків. - К.: ВА ПВО СВ, 1989.

3.Азаренков В.В., Сорокін В.П., Степанов Г.А. Автоматизовані системи керування військовий ПВО. Обробка інформації в автоматизованих системах керування військовий ПВО. Конспект лекцій. Київ: изд. ВА ПВО,1985р.

ВСТУП

Управління військами ППО включає велике число операцій, головним змістом яких є обробка різнорідної інформації. Автоматизація процесів керування має на меті прискорення збору даних, збільшення продуктивності командних пунктів і пунктів керування по обробці інформації, підвищення точності обробки й у залишковому підсумку істотного поліпшення якості в оперативності рішень, прийнятих: командирами різних ланків.

У даний година усі задачі, розв'язувані в АСУ, умовно поділяють на задачі керування військами й задачі керування бойовими засобами. До першої групи відносяться задачі, що виникають, як правило, на етапі планування бойових дій з'єднання, частин і підрозділів військовий ППО:

1.Прогнозування масштабу й характеру бойових дій засобів повітряного нападу супротивника.

2.Прогнозування радіоелектронної, радіаційної й хімічної обстановки.

3.Оцінка потенційних можливостей угруповання військ ППО

4.Планування переміщення частин і підрозділів, облікїхнього стану.

5.Планування технічного забезпечення.

6.Оцінка позицій радіоелектронних засобів і ін.

У другові групу включають задачі, що вирішуються в ході відбиття нальоту повітряного супротивника. Прикладами цих завдань можуть служити збір і обробка даних про повітряну обстановку, вироблення рішень і передача цілевказівок засобами ППО й т.д. У даній лекції вивчають задачі тільки другої групи.

Методи формування знакової інформації на системах

відображення інформації (СВІ)

Під генеруванням знаків (символів, букв, цифр) мається на увазі процес перетворення сигналу, що описує символ, у реальне зображення на екрані індикатора, табло.

Для одержання зображення знаків на екранах електроннопроміневих індикаторів у СОИ АСУ ПВО використовуються наступні методи генерування знаків (знакової індикації): функціональний; малоформатного телевізійного растра (растровий); матричний.

Метод знакової індикації характеризує спосіб утворення контуру знака й сам процес відображення знака в заданому місці екрана індикатора. Так, при функціональному методі накреслення знака на екрані ЭЛТ здійснюється суцільними лініями як і звичайним олівцем на папері. Для растрового методу характерне утворення контуру символу мозаїчним способом, шляхом підсвідки окремих крапок екрана. При матричному методі весь знак відразу як би друкується електронним променем.

променем. Перші два методи реалізуються, як правило, на звичайних ЭЛТ. Матричний метод може бути реалізований тільки за допомогою спеціальних знакових ЭЛТ.

Розглянемо більш докладно сутності кожного із цих методів знакової індикації й принципи їхньої реалізації в СОИ АСУ.

Функціональний метод. При відтворенні знака функціональним методом промінь переміщається по екрані ЭЛТ по траєкторії, що відповідає конфігурації відображуваного символу.

Закон переміщення променя в загальному виді описується системою параметричних рівнянь:

(3.11)

Одержання необхідного знака (його відтворення) забезпечується шляхом підсвідки певних ділянок безперервної траєкторії.

напруги, що відхиляють , які визначають траєкторію руху променя по екрані, і імпульси підсвідки Іпзн, що модулюють яскравість променя, формуються генератором знаків (знакогенератором), структура якого залежить в основному від використовуваного способу формування (генерування) цих напруг.

У цей час використовуються три основних способи формування знаків при функціональному методі керування променем: за допомогою синусоїдальних напруг; за допомогою лінійно, що змінюються напруг; за допомогою напруг східчастої форми.

Формування знаків за допомогою синусоїдальних напруг. При цьому способі генерування знаків на дві взаємно перпендикулярні пластини, що відхиляють, ЭЛТ подаються дві синусоїдальних напруги частоти F і 2F. Під їхнім впливом промінь описує на екрані так звану фігуру Лиссажу-Вісімку (рис. 3.9). Система рівнянь (3.11) у цьому випадку має вигляд:

(3.12)

Коефіцієнт а звичайно приймається рівним 0,6.. .0,7. Зменшення амплітуди напруги, підводимого до горизонтально, що відхиляють пластинам, забезпечує формування знаків зі зручним для сприйняття співвідношенням висоти .і ширини. Зрушення по фазі між напругами, що відхиляють, частоти F і 2F береться рівним л.

Цифри 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, символ Х виходять шляхом підсвідки певних ділянок фігури Лиссажу. Цифра 1 створюється або шляхом підсвідки частини фігури Лиссажу (так це робиться в знакогенераторі КБУ 9С416М), або за допомогою подачі на ЭЛТ тільки що вертикально відхиляє напруги . Формування цифри 0 здійснюється або двома синусоїдальними напругами частоти F, зрушеними по фазі на , або за рахунок підсвідка однієї з половин фігури Лиссажу.

Вид знаків, формованих цим способом на екранах ИКО АРМ командира й операторів супроводу цілей КБУ 9С416М, показаний на мал. 3.10.

Основним недоліком даного способу формування знаків є трохи незвична форма відображення цифр, що веде до зменшення ймовірності правильного сприйняття знака або збільшенню часу зчитування інформації з екрана.

Незважаючи на зазначені недоліки, даний спосіб завдяки простоті технічної реалізації широко використовується в знакогенераторах АСУ для формування простих формулярів (як правило, на одне знакомісце). Для підвищення вірогідності сприйняття й швидкості зчитування знаків використовується двостороннє обмеження, що відхиляють синусоїдальних напруг, що поліпшує форму цифр, робить їх більше чіткими, краще помітними.

Типова структурна схема генератора знаків, що формує символи за допомогою синусоїдальних напруг, наведена на мал. 3.11. Генератор знаків запускається по спеціальній команді, що надходить від синхронізатора індикаторного пристрою після того, як електронний промінь виведений у крапку екрана , , де необхідно сформувати відповідний знак. Одночасно на генератор знаків подається з обчислювальної системи куркульок формованого знака.

Під впливом цих команд генератор знаків створює напруги, що відхиляють , , зрушені по фазі на певну величину , що забезпечує одержання знаків необхідної конфігурації й поліпшення їхньої форми, а також імпульси підсвідки Іпзн відповідної форми.

напруги, Що Відхиляють, змушують електронний промінь переміщатися щодо крапки , , екрана індикатора по фігурі Лиссажу, а імпульси підсвідка знака Ипзн, підсвічування окремих ділянки, відтворюють відповідний знак.

Час відтворення знака, як правило, кородкого періоду частоти 11F. У реальних схемах генераторів знаків звичайно приймається F=3...4 кГц.

З метою істотного поліпшення форми знаків і збільшення їхнього набору може бути використане змішування напруг синусоїдальної, трикутної й прямокутної форми. Однак застосування такого способу формування знаків приводить до значного ускладнення генератора знаків.

Даним методом здійснюється формування символів ПРО, 1, -, ? і їхніх комбінацій в АСПД-12, АСПД-В, а також кругових зон поразки в машині бойового керування МП22.

Формування знаків за допомогою лінійно, що змінюються напруг. Застосування цього способу є одним зі шляхів підвищення наочності й інформативності зображень на СОИ. При відтворенні будь-якого знака на екрані індикатора електронний промінь переміщається по програмі по контурі вихідного основного символу під впливом напряжень, що відхиляють, що лінійно змінюються , , тобто закон відхилення променя щодо вихідної точки , , залишається незмінним. Утворення різних знаків досягається шляхом підсвідка окремих ділянок основного символу за рахунок використання різних комбінацій імпульсів підсвідка.

Даний спосіб формування знаків використовується для створення таблиці цифр на інформаційному табло АРМ командира в КБУ 9С416М. Розглянемо його сутність трохи докладніше.

Рух променя по контурі основного символу здійснюється за 14 тактів (мал. 3.12). Епюри напружень, що відхиляють, що лінійно змінюються, а також комбінація імпульсів підсвідка, що забезпечує висвічування цифри 5, представлені на мал. 3.13.

Утворення рядків і колонок таблиці здійснюється за допомогою переміщення променя по рядку або стовпчику на задану відстань , , перед формуванням чергового знака. Імпульси підсвідки при переміщенні променя між знакомісцевості не подаються на ЭЛТ.

Алфавіт символів, формованих за допомогою напруг, що лінійно змінюються, може бути значно розширений за рахунок деякого ускладнення основного символу. Так, у знакогенераторі СОИ ПБУ 9С470 як основний символ використовується фігура, показана на мал. 3.14. Шляхом підсвідка окремих ділянок основного символу при створенні інформаційної моделі повітряної обстановки, рішенні завдань керування бойовими засобами, проведенні контролю функціонування апаратури на індикаторах АРМ формуються десяткові числа 0, 1, 2,..., 8, 9, букви російського алфавіту, набір спеціальних символів (мал. 3.15). Керування процесом відтворення знаків на екрані ЭЛТ індикаторів здійснюється командами, видаваними обчислювальною системою. Епюри напруг, що відхиляють, під дією яких промінь рухається по контурі основного символу, представлені на мал. 3.16.

Метод напруг, що лінійно змінюються, використовується й при створенні інформаційної моделі обстановки на екранах індикаторів КШМ МП22 і МП25. Особливість реалізації методу тут складається у відсутності загальної для всіх знаків програми керування рухом променя по контурі основного символу. Формування кожного конкретного символу (рух променя й підсвідки) здійснюється по спеціальній мікропрограмі, що зберігається в постійному запам'ятовувальному пристрої знакогенератора. Застосування принципу мікропрограмного керування знакогенератором дозволяє одержувати знаки практично будь-якої конфігурації.

Формування знаків з використанням напруг східчастої форми. Даний спосіб є різновидом попередні. При побудові знакогенератора на його основі переміщення променя по контурі основного символу виробляється стрибками (сходами) по осях X і Y під дією напруг, що відхиляють , , що мають східчасту форму. Відображення знаків здійснюється за рахунок підсвідки окремих крапок контуру основного символу. Таким способом формуються формуляри цілей у СОИ АСПД-В. Вид основного символу, створюваного за 32 такту, епюри напруг, що відхиляють, керуючих рухом променя, моменти видачі імпульсів підсвідки при формуванні цифри 4 і букви Р наведені на мал. 3.17. Алфавіт символів, формованих цим способом на екрані індикатора обстановки, включає цифри 0, 1, 2,..., 9, букви Н, ПРО, П, Р, З, В, Ц, К и знак .

Метод малоформатного телевізійного растра. При використанні телевізійних методів генерування знаків у місці відтворення символу (крапка , , на мал. 3.18) створюється малоформатний растр прямокутної або іншої форми, а сам знак формується підсвітом окремих елементів прямокутника розкладання. При цьому растрове зображення може створюватися горизонтальними штрихами різної довжини при лінійній структурі (мал. 3.19) або крапками при крапковій структурі символу (мал. 3.20).

Формування растра і його переміщення по екрані індикатора здійснюється пристроєм управління генератора знаків (ГЗ) по спеціальній програмі. Інформація про форму відтвореного знака й відповідних йому імпульсах підсвіту зберігається в пам'яті ГЗ.

Цілком очевидно, що якість відтворення знака залежить від кількості елементів розкладання в малоформатному растрі. При телевізійному методі генерування знаків число елементів розкладання обмежується тільки розв'язною здатністю ЭЛТ. Установлено, що чітке зображення щодо простих знаків (цифри, букви й т.п.) досягається вже при растрі з 7...8 рядків (стовпців) з підсвітом 5...6 крапок у кожному рядку.

Метод малоформатного телевізійного растра використаний для відображення даних на екрані інформаційного табло БО-ЗМ у кабіні бойового керування 9С486 (9С489). На кожному знако-місці табло (усього табло має 18 горизонтальних рядків по 64 знако-міста в рядку) формується прямокутник розкладання із семи вертикальних стовпців, п'ять із яких приділяються безпосередньо на знак, а два останніх - на розділовий інтервал (мал. 3.21). Стовпці розбиті на сім крапкових ділянок-елементів розкладання, шляхом підсвіту яких, і формуються знаки. Стрілками на малюнку зазначений хід променя при створенні растра.

Растровий метод генерування знаків має наступні достоїнства:

- можливість відображення знаків будь-якої конфігурації при відповідному виборі числа елементів розкладання;

- висока якість і більша яскравість зображення знаків, що дозволяє впевнено зчитувати інформацію з екранів умовах зовнішньої освітленості;

- можливість використання для побудови знакових індикаторів звичайних електронно-променевих телевізійних трубок, включаючи кольорові, а також трансляцію зображення на багато екранів. ^;

Основним недоліком методу є відносна складність схемної реалізації й порівняно низька швидкість відтворення знаків.

Матричний метод. Формування зображення цим методом засновано на застосуванні спеціальних знакодрукуючих електронно-променевих трубок (ЗЭЛТ), контур знака в які утвориться за рахунок додання електронному променю відповідного поперечного перерізу за допомогою матриці, розташованої на шляху променя до екрана (мал. 3.22). Матриця являє собою тонку пластину-екран, у якій прорізані контури відображуваних знаків. :

Електронний промінь, пройшовши через обраний символ матриці, несе далі у своєму перетині зображення цього символу, що потім як би друкується в зазначеною адресною системою-крапці екрана індикатора.

Номенклатура, знаків у матриці визначається функціона.льним призначенням індикатора, а їхня максимальна кількість лімітується технологією виготовлення матриці й погрішностями формування керуючих напруг або струмів. Матриці стандартних ЗЭЛТ мають 64, 128 і більше символів. Як приклад на мал. 3.23 зображена матриця, що містить букви російського алфавіту, умовні позначки літаків з різними напрямками польоту, позицій РЛС і інші знаки. Розміри знаків на екрані індикатора становлять 3...5 мм, що дозволяє чітко пізнавати їх на відстані метра.

Прийнято розрізняти чотири основних типи ЗЭЛТ: характрон, композитрон, тайпотрон, принтоскоп. Трубки типу характрон дозволяють відтворювати на екрані одночасно з буквено-цифровий і інші види інформації. Так, у ЗЭЛТ із двома електронними пушками забезпечується одночасне відображення без взаємних перешкод знакової інформації й відеозображення. Знакові ЭЛТ із заднім вікном, що є модифікацією характрона, дають можливість сполучати на одному екрані динамічну (знакову) і статичну інформацію, що проектує з діапозитива через заднє вікно.

Знакодрукуючі електронно-променеві трубки інших типів не відрізняються від характрона за принципом дії, але володіють рядом істотних особливостей. Зокрема, тайпотрон має у своєму складі запам'ятовувальний пристрій, що дозволяє відтворювати записану інформацію протягом тривалого часу. У композитрона матриця розташована поза трубкою. Символи за допомогою оптичної системи проектують на фотосумісний катод, що створює електронний пучок, що несе у своєму перетині зображення знаків. Зовнішнє розташування матриці в композитрон забезпечує можливість швидкої зміни набору знаків. Характерною рисою принтоскопа є значне збільшення швидкодії ЭЛТ за рахунок відмови від зовнішніх пристроїв і використання тільки електростатичного керування процесами вибору символів у матриці, відомості електронного променя до центра трубки й ширококутового відхилення його для висвічування знака в заданій крапці екрана.

Застосування знакових ЭЛТ є одним з перспективних напрямків підвищення якості інформаційної моделі обстановки в СОИ АСУ. Однак варто враховувати, що це нерозривно пов'язане з необхідністю використання для керування їхньою роботою ЕОМ, мікропроцесорів або інших цифрових обчислювальних пристроїв. Крім того, загальним для всіх типів ЗЭЛТ є їхнє ускладнення й значне подорожчання в порівнянні зі звичайними ЭЛТ.