[发明专利]一种光栅扫描数字存储显示方法及装置

说明书

本发明属于一种电信号观测方法及装置，特别适用于频率不高的电信号的存储、显示和测算场合，例如，医疗信号观测、诊断和监护等。

自然界里有多种多样频率不高的信号，例如，动物体和人体内的生理信号。显示这些属于低频率的信号，过去通常采用长余辉示波手段，但效果不好，随着存储器技术及微处理机技术高度发展，还产生了存储示波技术。

存储示波技术，应用A/D、D/A、RAM和数字电路或微处理机控制技术，以不低于信号频率最高分量2倍的采样频率，将信号A/D采入RAM，同时，将RAM中的一段信号数据不断快速往复地送出显示，而在屏面上呈现出一整段亮度不衰减的波形，并使波形实时滚动显示和瞬时冻结显示。这样就从根本上克服了长余辉示波光迹随时间减弱、回扫显示间断和信号不能保存的缺陷，大大提高了观测效果。但在显示波形时，还要求再加入字符、光标等显示，以便提示操作、指示状态和直接在显示屏面对信号进行测量等。所述存储示波技术采用的装置通常有两种类型。一种是在示波器或CRT显示器上随机扫描实现，如：安玉忠等，“用RAM实现生理信号记忆示波”，医疗器械，1984年第8卷第1期，13-16页;关成来，“磁偏转CRT数字存储示波器的研制”，医疗器械，1984年第8卷第4期，24-26页。另一种是用CRT光栅扫描图形显示方式进 行，如：容观澳等，“视频随机存储器技术”，电子科学技术，1984年第14卷第4期，3-5页，34页;以及通用计算机图形显示器设备等。所述随机扫描显示方式，如用示波器显示，则屏面过小;用磁偏转CRT显示需设置专门的偏转系统和V-I扫描驱动电路，则实现时的工作量较大;它们的共同缺陷是：显示信号的道数要受到显示部件扫描频率容限的限制;显示波形的同时还要显示字符和长垂线光标等是十分困难的。如用一般视频光栅扫描图形显示方式，虽然在显示波形的同时，再显示字符、光标等较容易，但其由于屏面点阵空间用视频帧存RAM一一对应全部表达出，耗费的视频帧存RAM量就很大。例如，512×512个像素的屏面密度，视频帧存RAM容量至少需要：256Kbit，这不但制造成本增大，更重要的是，更新其内容需要较长时间，实现实时滚动显示很困难。除此以外，现有的存储示波装置在功能上还存在着一个缺陷，即，在实时滚动显示时，内存只能动态保存屏面显示的波形信号数据，瞬时冻结，也只能保持屏面冻结时刻的当前这一段波形，以前的信号全部丢失，从而不能适应长范围区域的信号捕捉、选取及观测。

本发明的目的是为了更简便地完成多道信号存储示波，使显示信号的道数不受扫描系统的限制、所花费的波形视频帧存RAM量大大减少、同时又可以方便地显示字符及长垂线光标;此外，能够动态保存长范围的信号数据，瞬时冻结后，可把冻结以前多倍于屏面内容的信号自由连续来回搜寻显示（冻结回顾）。

本发明的技术构思为：显示部件采用视频垂直光栅扫描方式工作，行扫线方向由下向上，帧扫描从左向右逐行移动。适当地设置行、帧扫描频率，可以决定每帧扫描线数，也即决定屏面扫线密度。设置一个波形视频帧存储器WVRAM，装载要显示的波形的采样数据，其容量与每帧有效扫描线数一样多（以显示一道信号波形为例），采样数据按时间序列依次排列。通过时序电路，使波形视频帧存储器WVRAM的单元地址与扫描线一一对应。设置一个按帧循环的地址时序访问波形视频帧存储器WVRAM，其规律为：屏面每扫描一线，把与该扫描线相对应的波形视频帧存储器WVRAM的单元的内容读出，送入一个数字比较符合电路中。该数字比较符合电路中有一计数器和一比较器。扫线正程开始后，计数器由高速脉冲开始计数。当计数值达到与波形视频帧存储器WVRAM送来的信号数据值一致时，比较器输出一个符合脉冲，该脉冲距扫描起始的时间，就由信号数据值决定。将该脉冲送出增辉显示，则在屏面上的这条垂向扫线上出现一个由信号数据值大小决定位置高低的亮点。当扫描下一条线时，波形视频帧存储器WVRAM下一个单元的信号数据就被读出，同样地经上述数字比较符合，产生出该扫描线上由该信号数据决定位置的亮点。一线一线的扫描，波形视频帧存储器WVRAM的内容就依次读出，屏面波形点依次产生出。当一帧内的扫描线全部扫完，波形视频帧存储器WVRAM的内容也就被全部读出一遍，屏面上也显示了一帧波形点。之后，进入下一帧扫描，访问波形视频帧存储器WVRAM的循环地址复始，继而重复上一帧的所有过程。如此不断往复下去，屏面上的波形不断重复显示，从而呈现一幅完整的由波形视频帧存储器WVRAM中信号数据决定的波形（若改变视频帧存储器WVRAM的内容，则就改变了屏面的波形）。