Устройство для преобразования координат точек графического изображения в электрические сигналы Советский патент 1984 года по МПК G06K11/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах измерения, кодирования и ввода в ЭВМ графической информации. Известно устройство для.измерения и кодирования координат точек графического изображения, содержащеа генератор дашульсов, пьезоэлектрические излучатель и приемник, блок формирования строб мпульсов, стеклянный планшет-звукопровод и формирователь временных координатных интервалов Cl D . .1. Недостаток -этого устройства заклю чается в неинвариантности преобразования координат точек графической информации к поворотам и наклонам пьезоприемника, Наиболее близким к изобретению по технической суп,ности является устройство для преобразования коорди нат точек графического изображения в злектрический сигнал, содержаа-ее излучатели ультразвуковых колебаний, вьтолненные в виде пьезоэлектрических пластин, установленных по двум взаимно перпендикулярньм сторонам стеклянного планшета-звукопровода, пьезоэлектрический приемник выполнен в виде металлического трехгранного стержня, на боковых гранях которого укреплены пьезозлектрические пластины, соединенные со входами формирователя строб имульсов, вьтолненного трехканальным, с последовательно соединенными усилителем и дву полупериодным вьшрямителем,подключен ным к одному из входов трехвходного сумматора в каждом канале . Недостатком известного устройства является влияние усилия прижатия пьезоприемника на точности определения координат, так как с уменьшением прижатия теряется первая полуволна возбуждаемого сигнала. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Указанная цель достигается Тем, что устройство для преобразования координат точек графического изображения в электрические сигналы, содер жащее планшет-звукопровод, на взаимн перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические пласт ны, две параллельные цепочки, каждая из которых состоит из последовательн соединенных усилителя, порогового элемента и формирователя временных интервалов, входы усилителей подключены к пьезозлектрическим пластинам, генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с соответствующими входами формирователей временных интервалов, и электроакустический преобразователь, выполненный. в виде металлического стержня с пьезозлементами, введены оптозлектронные пары, состоящие из оптически связанных светодиодов и фоторезисторов, светодиоды оптронов соединены последовательно с одним из пьезозлементов электроакустического преобразователя и общей шиной устройства, фоторезисторы оптронов включены в цепь обратной отрицательной связи усилителей, другой пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключен к выходу генератора импульсов возбуждения, причем электроакустический преобразователь содержит упругий элемент, устаНовленный между пьезоэлементами, механически связанный с торцом металлического стержня. На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства. На стеклянном планюете-звукопроводе I установлены по двум взаимно перпендикулярным сторонам пьезоэлектрические пластины 2, соединенные со входами двухканального блока 3 формирования стробимпульсов, имеющего в каждом канале усилитель 4, с регулируемым коэффициентом усиления и пороговый злемент 5, выход которого соединен с формирователем временных координатных интервалов 6 (по соответствующей координате X или Y), включающий в себя два координатных RS-триггера (не показаны) . Электроакустический преобразователь вьшолнен в виде металлического стержня 7, к торцу которого укреплены механически связанные с корпусом 8 два пьезоэлемента 9 и 10, разделенные упругим эл ентом 11. Пьезозлемент 9 является излучателем ультразвуковых волн и подсоединен к выходу генерато рд 12 импульсов возбуждения к выходу генератора 12 импульсов возбуждения и к формирователю 6 временных координатных интервалов. Пьезоэлемент IО подключен относительно общей шины к двум последовательно включенным светодиодам 1Я оптронов, фоторезисторы 14 которых 31 включены между выходом и инвертирующ входом усилителей 4. Коэффициент уси ления последних определяется величин сопротивлений фоторезисторов 14 и ре зисторов 15, создающих отрицательную обратную связь. При подаче импульса с выхода гене ратора 12 на пьезоэлемент 9 а планше Iвозникает бегущая ультразвуковая сферическая волна, распространяющаяся с постоянной скоростью ко всем сторонам планшета. Одновременно импульс генератора 12 подается в формирователь 6 временных координатных интервалов и взводит координатные RS-триггеры. Кроме того, через упругий элемент IIмеханическая энергия, возбужда мая пьезозлементом 9, передается на второй пьезозлемент 10 и возбуждает в ней электрический сигнал. При перемещении излучателя по пла шету усилие прижатия создаваемое оператором и действующее на корпус 8, изменяется и деформирует упругий элемент 11. В результате изменяется вр-личина механической энергии, передаваемой на пьезоэлемент 10, а соответственно и величина электрического сигнала, возбуждаемая в ней. Этот сигнал создает в цепи светодиодов 13 изменяющийся по величине ток, который приводит к изменению сопротивлений фоторезисторов 14 оптронов. В результате изменяется коэффициент усиления усилителя 4. Например, с уменьшением усилия прижатия излучате ля коэффициент усиления возрастает. 33 Как только фронт бегущей волны достигнет пьезопластин 2, в них возбуждаются электрические сигналы в виде пачек, затухающих во времени, синусоид с частотой резонанса акустической системы пьезоприемник - планшет. Эти сигналы усиливаются усилителем 4 и пороговым элементом 5.из первой полуволны сигнала формируются стробимпульсы. Сформированные стробимпульсы поступают на содтветствующие входы координатных RS -триггеров и сбрасывают их в исходное .состояние. Таким образом, на выходе формирователя соответствующей координаты X Y формируется импульс, длительность которого пропорциональна координате точки. С уменьшением усилия прижатия излучателя уменьшается величина сигнала, . поступающего с пьезопластин 2 на усилитель 4. Коэффициент усиления последнего, как было показано выше, автоматически увеличивается при уменьшении усилия прижатия, в результате амплитуда первой полуволны сигнала не снижается ниже уровня срабатывания порогового элемента 5. В связи с этим уменьшается возможность потери первой полуволны сигнала и точность считывания координаты повышается. По сравнению с базовым объектом координатомером, предлагаемое устройство имеет более высокую точность определения координат точек графическрй информации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА- . НИЯ КООРДИНАТ ТОЧЕК ГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические пластины, две параллельные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных усилителя, порогового элемента и формирователя временных интервалов, входы усилителей подключены к пьезоэлектрическим пластинам, генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с соответствующими входами формирователей временных интервалов, и электроакустический преобразователь, вьшолненный в виде металлического стержня с пьезоэлементами, о т-. личающееся тем, что с целью повьшения точности преобразоваНИЯ, оно содержит оптоэлек ронные пары, состоящие из оптически связанных светодиодов и фоторезисторов, светодиоды оптронов соединены последовательно с одчим из пьезоэлементов . электроакустического преобразователя и общей шиной устройства, фоторезисто(Л ры оптронов включены в цепь обратной отрицательной связи усилителей, друс гой пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключен к выходу генератора импульсов возбуждения, лричем электроакустический преобразователь содержит упругий элемент, установленный между пьезоэлементами, 00 механически связанный с торцом металСХ) лического стержня. о 00 О5