Устройство для считывания графической информации Советский патент 1985 года по МПК G06K11/00 

1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графи- 1еской информации в виде однозначных графических функций. Цель изобретения - повьшение точности и упрощение устройства. На фиг. 1 представлена блок-схем устройства на фиг. 2 - взаимное положение линейки фотоэлементов и считываемой графической функции; на фиг. 3 - пример пространственного кодирования ординаты графика; на фиг. 4 - временная диаграмма сигналов. Устройство (фиг. 1) содержит линейно-протяженный источник 1 света, многоканальный фотоэлектрический преобразователь 2, оптически связан ный с источником 1 через носитель 3 информации. Преобразователь 2 выпол нен в виде линейки фотоэлементов 4; ориентированный вдоль оси ординат графических функций. Устройство содержит также усилитель 5, фильтр 6 низких частот, три гер 7 Шмидта и инвертор 8, соединен ные последовательно и подключенные входом усилителя к общей шине фотоэлементов 4 линейки, преобразовател положение-код 9, кинематически жест ко соединенный с многоканальным пре образователем 2, блок 10 приема информации, первый R5 -триггер 11, второй RS-триггер 12, N -разрядный коммутатор 13, D -триггер 14, первый элемент И 15, второй элемент И 16, третий элемент И 17, элемент ИЛИ 18 и генератор 19 тактовых имлульсов. Элементы 4 преобразователя 2 могут быть выполнены в виде фотодиодов, например, на основе карбида кремния. Карбид кремния обладает высокой износостойкостью, поэтому фотолинейка может находиться в непосредственном контакте с носителем записи и скользить по нему. Число элементов в фотолинейке преобразователя и плотность их размещения выбирается из условия получения необходимой точности, разреша ющей способности и надежного перекрытия (в 1,5-2,0) фотолинейкой сече ния линии графика 5 при наибольшем угле наклона cxi.«-R5 (фиг. 2). 02 Длина фотолинейки рассчитывается по приближенной формуле L (1,5-2,0)5igoi. Преобразователь 2 в рассматриваемом устройстве является элементом точного отсчета, который кинематически жестко связан с узлом грубого отсчета - преобразователя 9 положение-код. Формирование кода ординаты поясняется пространственной диаграммой на фиг. 3. Блок 10 приема информации представляет собой счетчик на D-триггерах, 5 -входы старших разрядов которого подключены к выходам преобразователя положение-код, имеющего круговую циклическую кодовую шкалу в коде Грея (шкала Г на фиг. 3). Первые 1 -триггеры блока 10 предназначены для подсчета числа скоммутированных фотоэлементов многоканального преобразователя 2 (шкала II на фиг. 3). Устройство работает следующим образом. Оператор посредством органа управления изменяет положение кодирующего элемента преобразователя 9 положение-код таким образом, чтобы линия графической функции на движущемся носителе записи не выходила за пределы поля обзора многоканального преобразователя 2, который вплотную прилегает к поверхности носителя 3. Свет от источника 1, пройдя сквозь носитель 3 записи, освещает фотоэлементы 4, причем элементы, находящиеся против линии графической функции, будут освещены в меньшей степени, в результате чего наводимая на них ЭДС будет отличаться по сравнению с другими фотоэлементами. По сигналу Пуск триггер 11 устанавливается в положение, соответствующее прохождению через элемент И 15 импульсов от генератора 19. Импульсы с выхода элемента И 15 поступают на один из входов элементов И 16 и 17 и на управляющий вход коммутатора 13. По первому импульсу на выходе коммутатора формируется импульс считывания параллельного кода с преобразователя 9 положение-код, в результате чего в блок 10 приема информации занесется

кодовая комбинация, соответствующая грубому отсчету величины ординаты.

В исходном состоянии первый крайний элемент фотолинейки находится в скоммутированном положении, например, на общую шину источника питания. Поэтому по второму импульсу, пришедшему на вход коммутатора 13, первьй фотоэлемент отключается от общей шины и к ней подключается второй элемент фотолинейки.

Так поочередно на общую шину подключаются все фотоэлементы многоканального преобразователя 2.

Сигнал с фотоэлементов 4 усиливается усилителем 5, работающим в линейном режиме, и далее фильтруетс фильтром 6 низких частот, частота среза которого выбрана таким образом, что коммутационная помеха, обусловленная переключением фотоэлемента, на выход фильтра 6 не проникает (фиг. 4). Отфильтрованный сигнал поступает на вход триггера 7 Шмидта.

В исходном состоянии при опросе хорошо освещенных фотоэлементов на выходе триггера 7 Шмидта низкий уровень сигнала, а на выходе инвертора 8 - ВЫС01СИЙ уровень. Поэтому импульсы, поступающие на вход коммутатора 13 при опросе хорошо освещенных элементов, одновременно буду проходить через элемент И 16, на двух других входах которого разрешающий сигнал высокого уровня, и дале через элемент ИЛИ 18 на счетный вход блока 10 приема информации.

Если часть многоканального преобразователя 2 затемнена линией, как показано на фиг. 2, то на выходе фильтра 6 уровень сигнала будет уме шаться после опроса по крайней мере двух затемненных фотоэлементов 4. По достижении порога срабатывания триггера Шмидта (пунктирная линия на фиг. 4, графа 2) на его выходе и на выходе инвертора 8 уровни сигнала изменяются на противоположные.

В результате этого элемент И 16 закроется, а элемент И 17 откроется. Первый импульс на выходе элемента И 17 опрокинет триггер 12 и тем самым заблокирует работу элемента И 16 до прихода следующего импульса Пуск. Импульсы с выхода элемента И 17 поступают на счетный вход триггера 14, их частота делится тем самым на два, и далее через элемент ИЛИ 18 приходят на счетный вход блока 10 приема информации.

После опроса последнего затемненного фотоэлемента многоканального преобразователя 2 уровни сигнала на выходе триггера 7 Шмидта и инвертора 8 изменятся на противоположные, в результате чего элемент И 17 закроется и занесение импульсов в блок 10 приема информации прекратится, так как элемент И 16 также закрыт низким потенциалом с выхода триггера 12.

Таким образом, в блоке 10 приема информации будет зафиксировано закодированное значение ординаты, отсчитанное до середины линии графической функции.

Коммутатор 13 продолжает опрашивать оставшиеся хорошо освещенные фотоэлементы 4 многоканального преобразователя 2 и после завершения цикла опроса на П-выходе коммутатора 13 формируется импульс, устанавливающий триггеры 11, 12 и 14 в исходное состояние. Одновременно этот импульс является сигналом управления по которому внешнее устройство, например ЭВМ, принимает из блока 10 по входу 1 закодированное значение ординаты.

С приходом следзпощего сигнала Пуск указанный цикл формирования значения ординаты и вывода его во внешнее устройство повторяется. Сигналы Пуск могут формироваться либо дискретизатором лентопротяжного механизма рассматриваемого устройства, выполненного, например, в виде стробдиска с фотодатчиками, либо внешним устройством в соответствии с программой обработки графической функции.

Фиг.1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬШАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее многоканальный фотоэлектрический преобразователь в виде линейки фотоэлементов, ориентированный параллельно оси ординат, последовательно соединенные усилитель, фильтр низких частот, триггер Шмидта и инвертор, а также блок приема информации, выход которого является выходом устройства, вход усилителя подключен к общей шине линейки фотоэлементов многоканального фотоэлектрического преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно содержит преобразователь положение-код, два R6 -триггера, D-триггер, три элемента И, элемент ИЛИ, генератор тактовых импульсов и коммутатор, первый выход которого соединен со счетным входом преобразователя положение-код, последний выход - сR-входом обоих триггеров, а выходы, кроме первого и последнего, подключены к входам фотоэлементов, выход первого RS -триггера соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора такi товых импульсов, а выход - к тактовому входу коммутатора и первым (Л входам второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с выходом второго Я5-триг гера, третий вход - с выходом инвертора, а выход подключен к первому входу элемента РШИ, второй вход которого соединен с выходом С -триггера, а выход - с одним из входов 00 блока приема информации, другие сд входы которого подключены к выходам со преобразователя положение-код, приОд чем выход третьего элемента И соединен со счетным входом D -триггера и с S -входом второго RS -триггера, а S-вход первого триггера является входом сигнала Пуск устройства.

Фиг. 2