Определение геометрических размеров информационного поля и знаков. Нахождение минимального числа разрядов, необходимого для двоичного кодирования алфавита элементов информационной модели. Расчет верхней границы полосы пропускания видеоусилителя, необходимой для формирования элементов отображения по горизонтали

Міністерство освіти та науки України

Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського

«Харківський авіаційний університет»

Кафедра  авіаційних вимірювань та приладів

Домашне завдання

з дисципліни  «Пристрої відображення інформації» 

ХАІ.303.343.10О.8091301

Виконала  студентка       гр.343 О.С.Карпушкіна

___________________

^{(підпис, дата)}

Керівник                                            к.т.н, доцент

                                                           Савельєв А.С

^{(підпис, дата)}

2010

СОДЕРЖАНИЕ

Задача № 1. 3

Задача № 2. 6

Задача № 3. 7

Задача № 4. 8

Задача № 5. 9

Задача № 6. 12

Задача № 7. 14

Задача № 8. 16

Задача № 9. 18

Задача № 1

Необходимо найти геометрические размеры информационного поля и знаков, если информационная модель –буквенно-цифровая,  матрица  звена – точечная  форматом  b_з ´ h_з = = 7 ´ 9, расстояние до наблюдателя – L = 700 мм, информационное поле – форматом k_ф = 4/3.(табл.1.1)

Таблица 1.1

Вариант	Параметры
	bЗН	hЗН	L, мм	kф
1.6	7	9	700	7/4

Решение

Необходимо найти геометрические размеры информационного поля и знаков, если информационная модель –буквенно-цифровая,  матрица  звена – точечная  форматом  b_з ´ h_з = = 7 ´ 9, расстояние до наблюдателя – L = 700 мм, информационное поле – форматом k_ф = 7/4.

          Если известен формат информационного поля и имеется возможность его увеличения при отображении буквенно-цифровой информации вследствие движения глаза по горизонтали, то можно найти ширину информационного поля:

В = 2L tg (α / 2) = 2 700 tg (25°) = 653 мм,

где α = 50° -  угловой размер информационного поля по горизонтали.

          Высоту поля получим через формат информационного поля

Н  = В4/7 = 653 4/7 = 373 мм.

          Для нахождения высоты знака воспользуемся рекомендациями, приведенными в выражении:

α_υе  =k_е  α_υр.

Значение k_е задано форматом матрицы знака девяти дискретных элементов по высоте. Значение α_υр примем равным трем угловым минутам. Тогда угловой размер знака по вертикали

α_υр = 9 3 = 27 угл. мин.

Отсюда высота знака

h_з = 2Ltg (α_υе/ 2) = 2700 tg (13,5´) = 5,5 мм.

Ширину знака определим исходя из  формата матрицы

b_з = h_з7/9 = 4,3 мм.

Расстояние между знаками b_п и текстовыми строками h_п выбираем в соответствии с уравнениями (1.5):

b_п= 0,5 b_з = 0,5 4,3 = 2,15 мм,      h_п = h_з = 5,5 мм.

Определим максимальное количество знаков в текстовой строке:

N_зтс = В /(b_з + b_п) = 653 / (4,3 + 2,15) = 101 знак.

Максимальное количество текстовых строк

N_тс = Н / (h_з + h_п) = 373 / (5,5 + 5,5) = 34 строк.

Общее количество знаков, которое можно расположить в информационном поле, находим как произведение N_зтс и N_тс:

N_з =N_зтсN_тс = 101 34 = 3434 знаков.

Задача № 2

Определить основные фотометрические требования, предъявляемые к информационному полю, если освещенность на рабочей поверхности           Е_υ = 800 лк, коэффициент отражения от изображения в информационном поле ρ = 0,3, контраст k = 0,5 – прямой. (табл. 2.1).

                                             Таблица 2.1

Решение

          При прямом контрасте яркость объекта

L_υо = Е_υ ρ / π = 800 0,3 / 3,14 = 76 кд/м².

Преобразовав выражение, получим необходимую яркость фона

               L_υф = L_υо/ (1 – k) = 76 (1 – 0,5) = 152 кд/м².

          Снизить влияние внешней освещенности на информационное поле можно с помощью затеняющего козырька, уменьшающего световой поток, падающий на информационное поле, или специальных фильтров, уменьшающих коэффициент отражения. Это выравнивает яркость информационного поля по отношению к яркости внешних предметов, что улучшает условия адаптации зрения.

Задача № 3

Найти минимальное число разрядов, необходимое для двоичного кодирования алфавита элементов информационной модели. Алфавит включает в себя N_б = 64 букв, N_ц = 10 цифр, N_з = 16 знаков, которые отображаются в N_цв = 3 цветах посредством N_ш = 2 шрифтов. Определить также информационную емкость модели. (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Варианты	Параметры
	Nб	Nц	Nз	Nцв	Nш
6	96	10	16	3	1

Решение

Известно, что в буквенно-цифровых СОИ алфавиты знаков и признаков кодируют раздельно. В этом случае число разрядов двоичного кода получим из условия

n_a = n_aз + n_aп = [log₂N_aз] + [log₂N_aп] ,                 (3.1)

где N_aз = N_б + N_ц + N_з = 64+10+16=122 – основание кода алфавита знаков, а N_aп = N_цв N_ш = 3*1=3 – основание кода алфавита признаков (в данном случае для сокращения количества разрядов, необходимых для кодирования признаков, использовали совместное кодирование цветов и шрифтов). Тогда  n_a = n_aз + n_aп = [ log₂ 122 ] + [ log₂ 3 ] =

= [ 8 + 2 ] =10 разрядов.

Задача № 4

Необходимо определить рабочую частоту импульсного напряжения возбуждения в жидкокристаллическом индикаторе при известных   значениях   напряжения  возбуждения   U_в = 3 В и предельном коэффициенте К_пр = 1000. (табл. 4.1).

       Таблица 4.1

Решение

          Импульсное напряжение возбуждения U_в, используемое при управлении жидкокристаллическим индикатором, должно иметь частоту, превышающую частоту мелькания, и в то же время быть значительно ниже частоты отсечки, при которой пороговое значение напряжения возрастает. При выборе рабочей частоты импульсного напряжения возбуждения должно выполняться  условие.

Отсюда при заданных значениях импульсного напряжения возбуждения и предельном коэффициенте рабочую частоту выбирают согласно условию

 f ≤ K_пр / U_в  = 1000 / 3 = 333 Гц.                          (4.1)

Задача № 5

Разработать временную диаграмму преобразования последовательности импульсов на входе индикатора в цифровой код и структурную схему индикатора. Определить время счета Т_сч импульсов частотного сигнала на входе индикатора измерительного устройства с линейной статической характеристикой в диапазоне измерения от Х_min условных единиц (уе) до Х_maxусловных единиц, если индикатор – цифровой, организация управления – поразрядный опрос, выходной сигнал с датчика (входной сигнал индикатора) – частотный с диапазоном изменения частоты от F_min до F_max, разрядность индикатора – n (табл. 5.1).

      Таблица 5.1

Параметры	5.6
Хmin, уе	10
Хmax, уе	750
Fmin, Гц	500
Fmax, Гц	37500
n	4

Решение

Нижний предел диапазона измерения Х_min = 10 условных единиц. Посредством датчика это измерение преобразовано в частоту F_min = 500 Гц. Для того, чтобы на цифровом индикаторе было отображено 2000 условных единиц в полном соответствии с измеренным значением и заданной, например, разрядностью n= 4, на счетчики из последовательности импульсов должна также поступить пачка импульсов N = 10. Чтобы выделить ее, ключ должен быть открыт на время

Т_сч = N / F_min = 10 / 500 = 0,02 с.                  (5.1)

Период индикации выбираем кратным Т_сч :

Т_и = 4 Т_сч = 0,08 с.                                     (5.2)

Аналогичные данные получим при линейной статической характеристике, воспользовавшись данными Х_max  и частотой F_max. Используем формулу (5.1)

Т_сч = N / F_min = 150 / 750 = 0,02 с

Период индикации выбираем кратным Т_сч :

Т_и = 4 Т_сч = 0,08 с.                                     (5.2)

Временные диаграммы процесса выделения пачки импульсовNс последовательности импульсов частотой F_x за время счета Т_сч   показаны на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Временные диаграммы процесса выделения пачки импульсов

Рис. 5.2. Структурная схема индикатора

Задача № 6

Рассчитать верхнюю границу полосы пропускания видеоусилителя F_в, необходимую для формирования N_эс = 500 элементов отображения по горизонтали. Развертка – ЧС(черезстрочная). Коэффициент использования растра по горизонтали b_г = 1,0, количество строк в кадре – Z = 800. (табл. 6.1).

         Таблица 6.1