Определение геометрических размеров информационного поля и знаков. Определение основных фотометрических требований, предъявляемых к информационному полю. Определение рабочей частоты импульсного напряжения возбуждения в жидкокристаллическом индикаторе

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» Кафедра авіаційних приладів та вимірювань Пояснювальна записка до домашнього завдання № 1 з дисципліни «Пристрої відображення інформації» назва дисципліни ХАІ.303.343.07О.091301.073090 Виконала студентка гр. 343  Шелест Є.В ______________        (№ групи)             (П.І.Б.)        (підпис, дата) Перевірив  _канд. техн. наук, доцент__                                (науковий ступінь, вчене звання) ___________________ А.С. Савельєв        (підпис, дата)                                        (П.І.Б.) 2010

Вариант 4

Задача № 1

Определить геометрические размеры информационного поля и знаков, если информационная модель буквенно-цифровая, матрица звена – точечная форматом

b_з × h_з, расстояние до наблюдателя – L, информационное поле форматом k_ф.

Дано:

b_з  = 7;

h_з = 9;

L= 700 мм;

k_ф = 4/3.

        Определить: B, H, h_з, b_з, N_зтс, N_тс, N_з.

Решение

Принимая во внимание, что известен формат информационного поля и есть возможность увеличения информационного поля буквенно-цифровых информационных моделей за счет движения глаза по горизонтали, сначала определим высоту информационного поля, а затем его ширину через формат, округляя величину до целого значения в миллиметрах:

@ 653 мм,

где =50° -  угловой размер информационного поля по горизонтали, который выбираем в соответствии с рекомендациями для буквенно-цифровых информационных моделей.

  Ширину поля найдем через формат информационного поля:

489 мм.

  Для определения высоты знака воспользуемся рекомендациями расчетного значения порога остроты зрения и угла зрения, необходимого для надежной идентификации элемента изображения , приведенными в [3]:

Значение  нам задано форматом матрицы звена – 9 дискретных элементов по высоте. Значение  примем равным 3 угл. мин. Тогда угловой размер знака по вертикали будет равен:

 угл. мин.

Высота знака:

h_з=  мм;

Отсюда ширину знака определим исходя из  формата матрицы:

= мм;

Расстояние между знаками  и между текстовыми строками выбираем в соответствии с уравнениями 1.2 [3]:

мм,  

 мм;

Определим максимальное количество знаков в текстовой строке  :

 знак.

Максимальное количество текстовых строк :

 строк.

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

знаков.

Задача № 2

Определить основные фотометрические требования, предъявляемые к информационному полю, если освещенность на рабочей поверхности – E_v, коэффициент отражения от изображения в информационном поле – Р, контраст k – прямой.

Дано:

E_v = 1000 лк;

Р = 0,3;

k = 0,5.

Определить:, .

Решение:

При прямом контрасте яркость объекта  определяем как:

96 кд/м² .

Необходимую яркость фона получим, преобразовав выражение 1.11 [3]:

 кд/м².

  Снизить влияние внешней освещенности на информационное поле можно, применяя затеняющие козырьки, уменьшающие световой поток, падающий на ИП, или специальные фильтры, уменьшающие коэффициент отражения. Это выравнивает яркости информационного поля по отношению к яркости внешних предметов, что улучшает условия адаптации зрения.

Задача № 3

Определить минимальное число разрядов, необходимое для двоичного кодирования алфавита элементов информационной модели, включающего в себя N_б букв, N_ц цифр, N_з знаков и отображаемых в N_цв цветах с использованием  N_ш.

Дано:

N_б = 64;

N_ц = 10;

N_з =16;

N_цв = 3;

N_ш =2.

Определить: .

Решение:

В буквенно-цифровых СОИ алфавиты знаков и признаков обычно кодируются раздельно. В таком случае число разрядов кода определяется условием:

где  - основание кода алфавита знаков, а  - основание кода алфавита признаков (в данном случае для сокращения количества разрядов, необходимых для кодирования признаков, мы применили совместное кодирование цветов и шрифтов). Тогда:

=7 + 3 =10 разрядов.

Полное основание кода алфавита в рассматриваемой системе будет составлять , что намного превышает рекомендуемые значения (200 - 400 [3]), поэтому необходимо либо сократить основание алфавита до допустимых пределов, либо ограничить использование данного алфавита в системах отображения информации. При сокращении основания кода алфавита необходимо учитывать преимущества того или иного вида алфавита в решении различных задач.

Задача № 4

Определить рабочую частоту импульсного напряжения возбуждения в жидкокристаллическом индикаторе при известных значениях напряжения возбуждения U_в, предельном коэффициенте k_пр, максимальных значениях времени реакции t_ра и  времени релаксации t_рл.

Дано:

U_в = 5 В;

k_пр = 1500;

t_ра = 300 мс;

t_рл = 300 мс.

Определить: .

Решение:

Импульсное напряжение возбуждения U_в, используемое при управлении ЖКИ, 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 k_пр, рабочая частота должна выбираться согласно условию:

300 Гц.

Задача № 5

Определить интервал времени счета t_сч импульсов индикатора измерительного устройства с диапазоном времени от x_min до x_max, если индикатор цифровой, организация управления индикатором – поразрядный опрос, выходной сигнал с датчика – частотный, с диапазоном изменения частоты от f_min  до f_max, разрядность индикатора n. Статическая характеристика измерительного устройства – линейная.

Дано:

x_min =10 усл. ед.;

x_max = 150 усл. ед.;

f_min = 50 Гц;

f_max = 750 Гц;

n = 4.

Определить: .

Решение:

Учитывая линейность характеристики измерительного устройства можем определить интервал времени счета t_сч импульсов индикатора измерительного устройства как:

                                         , откуда

== 0,2 с.

Рис. 1. Временная диаграмма процесса отображения.

          Так как в условии задачи нет указаний о динамике изменения измеряемой величины, то длительность интервала обновления выбираем равным 1 с. Отсюда, длительность интервала индикации будет равна

 с.

Рис.2. Организация управления индикатором

Задача № 6

Рассчитать верхнюю границу полосы пропускания  видеоусилителя F_в, необходимую для формирования  N_эг элементов отображения по горизонтали при использовании телевизионной развертки, если известны коэффициент использования растра по горизонтали _г, количество строк в кадре z.

Дано:

N_эг = 500;

Развертка – чересстрочная;