Устройство для считывания графической информации Советский патент 1986 года по МПК G06K11/06 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки данных для ввода графической информации в ЭВМ.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 нриведеиа схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -- временная диаграмма сигналов в ароцессе определения координат.

Устройство (фиг. 1) содержит лист 1 электропроводящей бумаги высокой электропроводимости, линейные шины 2 из электропроводящей бумаги низкой электропроводимости, линейные металлические шины 3i-83 высокой электропроводимости, контактный проводящий элемент 4 считывания, интеграторы Sj- 5.(,,, блок 6 задания начальных условий, инверторы 7,-7, умножители Si-8j, блок 9 задания масштаба на резисторах, масшта61 Ь е резисторы 10- 13.

Устройство предназначено для определения координат точки подключения контактного прово.дя1цего элеме;1то считывания в координатной riJiocKocTii листа элекненных между собой во всех точках пересечения прецизионными резисторами. Ве- ;н1чины проводимостей этих резисторов выбраны в соответствии со значениями, которые рассчитываются при аналоговом или квазианалоговом моделировании систем линейных алгебраических уравнений. Выходы блока 9 подключены к входам Sj и интеграторов, а входы - к выходам умножителей 8j и 8.

10 Так как элементы матрицы - моделируемые проводимости - отрицательны, а проводимости резисторов И и 12 могут быть только положительными, в интеграторах 5i-5 могут быть использованы неинвертирующие входы или, как показано на фиг. 1, сигнал на выходе интегратора 5 изображает координату с обратным знаком.

Устройство работает следующим образом.

20 Интеграторы 5j и 5 вместе с инверторами 7, и 7. формируют систему двух симметричных напряжений, изменяющихся во времени по линейно.му и квадратичному законам соответственно. Одно из этих напряже15

тропроводящего материала прямоугольнойний приложено между шинами 3 i и 3 выформы путем анализа решения задачи Лап- сокой электропроводи.мости и создает в проласа со специальными граничными условия-водящем листе 1 однородное электрическое

ми, нолученного на электрической модели.поле, не зависящее от координаты у соотИнтеграторы Sj-5j, и инверторы 7 -T-iзетствующее решению задачи Неймана с грапредставляют собой инте1 ральные опера-ничными условиями. Реализация граничных

ционные усилители с соответствуктщими имзо условий, соответствующих задаче Ней.мана,

функциями обратной связи. Интеграторы соединены каскадно, а ко входу интегратора 5. подключен блок 6 задания начальных условий, в качестве когорого может быть использован источник постоянного напряжения. Интеграторы Sj и 5., предназначены для формирования сигналов, пропорциональных координатам точки подключения контактного проводящего элемента 4 считывания. Для этого их входы подключены к выходам блока 9 задания маспзтаба на резисторах, а выходы являются выходами устройства.

Инверторы 7i и 7 необходимы для создания вместе с интеграторами 5i и 5 сис- те.мы симметричных сигналов, гюдключае40

осуществляется с помощью линейных щин 2 меньщей электропроводимости, примыкающих к шинам 3 и 3j высокой электропроводимости и создающих эффект распределенного источника тока по вертикальным границам области, образованной листом 1 электропроводящего .материала. Второе из этих напряжений подключено между линейными шинами 32 и 3, высокой электропрово-. димости и создает аналогичный эффект, не зависящий от х.

Результирующее электрическое поле, образованное в области проводящего листа 1, будет результатом наложения двух полей, таким образом, напряжение, измеренное контактным проводящим элементом 4, пропормых к линейным шинам 3,-3 высокой 45 ционально величине этого поля. Выделение

электропроводимости.

Умножители 8 и 8 выполнены по любой из общественных схем у.множителей аналоговых сигналов. Первые входы умножителей 8,-8 подключены к выходам

составляющих, соответствующих координатам точки х,, у подключения контактного проводящего элемента 4 осуществляется частью схемы устройства, образованной умножителями 8, блоком 9 масштабных реинтеграторов 5t и Зг, вторые входы умножи- 50 зисторов и интегратора.ми 5з и 5. С этой

телей объединены и подключены к контактному проводящему элементу 4 считывания. Выходы этих умножителей подключены к входам блока 9.

Блок 9 задания масндтаба на резисторах ,, предназначен для линейного преобразования выходных сигналов умножителей 8 j и 82, и. представляет систему 2x2 шин, соедицелью сигнал, снимаемый контактным проводящим элементом 4, умножается на выходные сигналы интеграторов 5j и 5, выходные сигналЕз умножителей 8, преобразуются линейно блоком 9, выходные сигналы которого интегрируются в течение некоторого интервала времени Т интегратора.ми 5з и 5/,. Выходные сигналы этих интеграторов

ненных между собой во всех точках пересечения прецизионными резисторами. Ве- ;н1чины проводимостей этих резисторов выбраны в соответствии со значениями, которые рассчитываются при аналоговом или квазианалоговом моделировании систем линейных алгебраических уравнений. Выходы блока 9 подключены к входам Sj и интеграторов, а входы - к выходам умножителей 8j и 8.

Так как элементы матрицы - моделируемые проводимости - отрицательны, а проводимости резисторов И и 12 могут быть только положительными, в интеграторах 5i-5 могут быть использованы неинвертирующие входы или, как показано на фиг. 1, сигнал на выходе интегратора 5 изображает координату с обратным знаком.

Устройство работает следующим образом.

Интеграторы 5j и 5 вместе с инверторами 7, и 7. формируют систему двух симметричных напряжений, изменяющихся во времени по линейно.му и квадратичному законам соответственно. Одно из этих напряже

0

осуществляется с помощью линейных щин 2 меньщей электропроводимости, примыкающих к шинам 3 и 3j высокой электропроводимости и создающих эффект распределенного источника тока по вертикальным границам области, образованной листом 1 электропроводящего .материала. Второе из этих напряжений подключено между линейными шинами 32 и 3, высокой электропрово-. димости и создает аналогичный эффект, не зависящий от х.

Результирующее электрическое поле, образованное в области проводящего листа 1, будет результатом наложения двух полей, таким образом, напряжение, измеренное контактным проводящим элементом 4, пропор5 ционально величине этого поля. Выделение

составляющих, соответствующих координатам точки х,, у подключения контактного проводящего элемента 4 осуществляется частью схемы устройства, образованной умножителями 8, блоком 9 масштабных резисторов и интегратора.ми 5з и 5. С этой

целью сигнал, снимаемый контактным проводящим элементом 4, умножается на выходные сигналы интеграторов 5j и 5, выходные сигналЕз умножителей 8, преобразуются линейно блоком 9, выходные сигналы которого интегрируются в течение некоторого интервала времени Т интегратора.ми 5з и 5/,. Выходные сигналы этих интеграторов

пропорциональны искомым координатам точки подключения контактного проводящего элемента 4 считывания.

Значения постоянных времени интеграторов 5i и интервал времени Т определяют масштабный коэффициент по напряже- нию сигналов, пропорциональных координатам XM и YM. а также временной цикл работы устройства. Их минимальные значения ограничиваются частотными характеристиками операционных усилителей, применяе- мых в интеграторах 5 и 5.. Коммутация цепей обратных связей интеграторов 5 и 5/, необходимая для синхронизации работы устройства, на фиг. 1 не показана.

Матрица 2X2 коэффициентов, реализуемая блоком 9 масштабных резисторов, в этом случае имеет вид: 48- 60

-6080

На фиг. 2 показана временная диаграмма работы предлагаемого устройства для случая Т 1 сек при подключении контактного проводящего элемента 4 к точке листа электропроводящего материала 1 с координатами ,5 см, см, размеры области соответствуют квадрату со стороной 40 см.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выпол

xMlk

-10-го

Составитель Т. Ничипорович

Редактор К. ВолощукТехред И. ВересКорректор А. Тяско

Заказ 4415/49Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам 11зобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

ненный в виде листа электропроводящего материала, окантованного по периметру линейными щинами низкой проводимости, к внешним кромкам которых подключены линейные шины высокой проводимости, и съемник информации, выполненный в виде контактного проводящего элемента считывания, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит четыре интегратора, два умножителя, два инвертора, блок задания масштаба на резисторах и блок задания начальных условий, выход которого подключен к входу первого интегратора, выход которого соединен с входом второго интегратора, первого инвертора, одним из входов первого умножителя и первой линейной шиной высокой проводимости, выход первого инвертора подключен к второй линейной шине высокой проводимости, выход второго интегратора соединен с одним из входов второго умножителя, входом второго инвертора и третьей линейной щиной высокой проводимости, выход второго инвертора подключен к четвертой линейной шине высокой проводимости, контактный проводящий элемент считывания соединен с другими входами первого и второго умножителей, выходы которых подключены к входам блока задания масштаба на резисторах, выходы которых соединены с входами третьего и четвертого интеграторов, выходы которых являются выходами устройства.

)Ум

и

V

)f)J ,5cM

V

0,5 Фиг. г

10

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для определения координат точки подключения контактного проводящего пера к листу электропроводящего материала, который используется в качестве координатной плоскости. Оно может быть использовано в системах обработки данных для ввода графической информации в ЭВМ, а также в гибридных моделирующих устройствах для исследования задач математической физики. Цель изобретения - повыщение быстро действия ввода графической информации. Устройство содержит лист 1 электропроводящего материала, окантованный линейными щинами 2 и 3, с помощью которого моделируется распределение потенциала известной структуры, контактное проводящее перо 4, интеграторы 5, инверторы 7, блок 6 задания начальных условий и блок 9 задания масщтаба на резисторах. В устройстве происходит одновременное определение искомых координат точки подключения контактного проводящего пера. 2 ил. с (Л ад pwl 1Ь iJ to Oi I Д Л А, ± со