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

11 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах считывания, кодирования и ввода в ЭВМ графической информации„ Цель изобретения - повышение точности устройства. На чертеже представлена блок-схема устройства,, .Устройство содержит планшет 1, излучатели 2, выполненные в виде линейных пьезоэлектрических пластин, установленных по двум взаимно перпендикулярным сторонам планшета, съемник 3 информации, выполненный в виде звукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем укрепленным на свободном конце стерж ня. точечный пьезоэлек- рическии при,« емник f, расположенный на максимальном расстоянии от излучателей, блок 5 формирования строб-импульсов, генератор 6 импульсов (возбуждения и управления), дополнительный блок 7 формирования строб-импульсов, блок 8 формирования сигнала разрешения, блок 9 элементов И, блок 10 определе ния координат, первый 11, второй 12 блоки формирования координатных интервалов, блок 13 коррекции. Блок 8 формирования сигнала разрешения содержит счетчик 14, наборное поле 15, элемент 16 сравнения и Д-триггер 17. Блок 9 содержит, соответственно, первый, второй, третий и четвертый элементы И 18 - 2I. Каждый из блоков 6, 7 формирования строб-импульсов содержит послед вательно соединенные дифференциальный усилитель 22, амплитудный выпря митель 23 и компаратор 24, второй вход которого подключен к инвертирующему выходу дифференциального усилителя 22. Устройство содержит также генера тор 25 тактовых импульсов. Блок 10 определения координат со держит два триггера 26, два элемента И 27, два реверсивных счетчика 2 два дополнительных элемента И 29, два дополнительных координатных сче чика 30, Блок 1 формирования координатны интервалов содержит два триггера 31 элемент ИЛИ 32 и элемент И 33. В ус ройство входит также счетчик 34, вы оды которого соеди; ень с входами блока 13 коррекции. Блок 12 формирования координатных интервалов содержит два триггера 35, элемент ИЛИ 36 и элемент И 37. Блок 13 коррекции содержит перт вый 38 и второй 39 делители частоты, зел 40 задания коэффициента деления, тригг ел) 41 RS-типа, элемент И 42,третий делитель 43 частоты с коэффициентом деления 10 , где ,1... Устройство работает следующим образом. Генератор 6 импульсов со сдвигом во времени, определяемым полным затуханием акустической волны в планшете 1,генерирует импульсы прямоугольной формы. Под воздействием этих импульсов поочередно возбуждаются пьезоэлектрические пластины-излучатели 2. Упругая бегущая акустичес-, кая волна, возбуждаемая при этом в планшете 1, распространяется с постоянной скоростью вдоль оси, перпендикулярной к соответствующей стороне планшетао При установке съемника 3 информации на поверхность планшета 1 в измеряемую точку через время, соответствующее расстоянию пробега фронта бегущей волны от пластин до места контакта съемника 3 с поверхностью планшета 1, съемник начинает формировать электрический сигнал, подаваемый на вход блока 5 формирования строб-импульсово Сформированные одиночные импульсы с выхода блока 5 формирования стробимпульсов подаются на вход счетчика 14 блока 8 формирования сигнала разрешениЯо Код подсчитанного счетчиком 4 количества импульсов сравнивается с кодом, заданным в наборном поле 15„ При совпадении этих кодов на выходе элемента 16 сравнения формируется короткий импульс, кото1 |1й взводит Д-триггер 17о При этом с выхода этого триггера поступает разрешающий потенциал на вторые входы элементов И 18 - 21 блока 9, разрешая прохождение сигналов от генератора 6 импульсов возбуждения и управления, блока 5 формирования строб-импульсов и дополнительного блока 7 формирования стробимпульсов на входы блока 11 формирования координатных интервалов и блока 12 формирования координатных интервалов о

При этом на выходах триггеров 26 блока 10 формируются временные интервалы,, Передний фронт каждого из этих интервалов формируется с помощью импульса взвода, возбужденного генератором 6 одновременно с импульсом, подаваемым на пьезоэлектрические излучатели 2, а задний фронт в момент прихода импульса с блока 5 формирования строб-импульсов.

Формируемые временные интервалы на выходах триггеров 26 разрешают прохождение тактовых импульсов от генератора 25 через соответствующий элемент И 27 на счетный вход соответствующего счетчика 28.

По окончании временного интервал в соответствующем счетчике 28 фиксируется результат измерения соответствующей координаты.

На выходах триггеров 31 блока 1 формирования координатных интервалов Факже формируются временные интервалЫо Передний фронт каждого из этих интервалов формируется с помощью импульса взвода, возбужденного генератором 6 одновременно с импульсом, подаваемым на пьезоэлектрические излучатели 2, а задний фронтв момент прихода импульса с дополнительного блока 7 формирования строб-импульсов при дости ;ении упругой бегущей акустической волны стационарного точечного пьезоэлектрического приемника 4„

Формируемые таким образом временные интервалы на выходах триггеоод 31 соответствуют времени прохождения акустической волной фиксированного расстояния от соответствующего излучателя 2 до точечного приемника АО,

Сигнал с триггера 31 через элемент ИЛИ 32 разрешает прохождение тактовых импульсов от генератора 25 через элемент И 33 на счетный вход счетчика 34, в котором фиксируется К(д результата измерения указанного временного интервала, поступающий на третий выход блока 11 формирования координатных интервалов.

Периодичность измерения этого интервала может быть выбрана различной, кратной периоду частоты возбуждения пьезоэлектрических излучателей .В предлагаемом устройстве реализована возможность измерения фиксированного интервала в течение каждого пе риода для обеих всзб ткдаемых волн.

По окончании формирования временного интервала с выхода соответствующего триггера 31 происходит включение в единичное состояние соответствующего триггера 35 блока 12 формирования координатных интервалов„

С выхода триггера 35 сигнал через элемент ИЛИ 36 разрещает прохождение такто зых импульсов от генератора 25 через соответствующий дополнительный элемент И 29 блоха 10 на вход обратного счета соответствующего счетчика 28„

Это состояние продолжается до момента поступления на соответствующий третий илк четвертый вход блока I2 формирования координатных интервалов импульса с выхода обратного переноса соответствующего счетчика 29 блока 10 Временной интервал на триггера 35 по длительности равен длительности сигнала, формируемого соответствующим триггером 26, т.ео координатных временных интервалов, но задержанных относительно исходных на время, равное длительности фиксированных временных интервалов. Сигнал с выхода триггеров 35 через элемент ИЛИ 36 разрешает также прохождение импульсов с дополнительного выхода тактового генератора 25 через элемент И 37 на второй выход блока 12 формирования координатных интервалов При этом отношение частоты следования импульсов с дополнительного выхода тактового 1енератора 25 к частоте следования импульсов с выхода указанного генератора кратно 10 и равно 10, ,1 о.о

Реализация указанной зависимости в генераторе 25 может достигаться различными способами, как путем деления стабилизированной частоты задающей части генератора или путем умножения этой части

Выбор числами влияет на достигаемую точность коррекции измеряемых временных интервалов

Последовательность импульсов с второго выхода блока 12 формирования координатных интервалов подается на тактовые входы делителей частоты 38 и 39 блока коррекции 13

На управляющие входы указанных делителей подается соответственно 51 эталонное тарировочное значение кода, соответствующее длительности временного интервала прохождения акустической волной расстояния до точечного приемника при нормальных условиях тарировки устройства, и значение кода с третьего выхода блока 11 формирования координатных интерваловПодаваемое в делители частоты 38 и 39 значения соответствующих кодов П1 и П 2 с улравляюкщх входов устанавливают соответствующие коэффициенты деления П1 и П 2о Поступающая на первый вход блока 13 коррекции последовательность импульсов подается также на первый вход элемента И 42 блока 13 коррекции, на второй вход которого подается сигнал с выхода триггера Триггер 4 в момент поступления последовательности импульсов на первый вход блока 13 коррекции устанавливается в единичное состояние, в котором находится до момента поступления сигнала с выхода первого дели теля 38 частоты При этой триггер 41 формирует временной интервал Тд, разрешающий прохождение последовательности импульсов на выход элемента И 42 Последовательность импульсов, поступающая на первый вход блока 13 коррекции в течение длительности временного координатного интервала 1 , формируемого одним из три;ггеро 35 блока 12 формирования координатных интервалов В этом временном ин r vтервале L., содержится определенное количество К интервалов Тд , разделенных интервалами Т, в течение ко торых триггер 41 блокирует прохожде ние /(.следовательности импульсов на выход элемента И 42, Значение величины к определится из следующих соображений. Пусть на вход блока коррекции в течение .интервала времени поступает N импульсов Эти импульсы, поступая на тактовые входы делителей частоты 38 и 39 суммируются в них и сравниваются с соответствующими значениями кодов h и П 2, подаваемыми с управляющих вхо дов делителей Таким образом осуще ствляется деление количества пос-уупакяцих Кд импульсов на коэффициенты П 1 и П 2 о 5 Поскольку триггер 41 устанавливается в единичное состояние импульсов с вькода делителя частоты 39, а также с учетом того, что в момент начала работы блока 13 коррекция триггер 41 также устанавливается в единичное состояние (связь на схеме не показана) то величина к, представляющая собой количество импульсов на выходе делителя 39 частоты в течение длительности временного координатного интервалаТк определится На выходе триггера 41 в момент поступления импульса с вьгхода делителя частоты 38 формируется межимпульсный интервалТ , завершающийся в момент прихода нового импульса с выхода делителя 39 частоты. Этот же импульс с выхода делителя 39 частоты воздействует на вход синхронизации делителя 38, принудительно возвращая его в исходное состояние. Таким образом, за длительность инте1 «ала L на выход элемента И 42 поступает количество импульсов, равное коду П1, подаваемому на управляющий вход делителя 38. Общее же количество импульсов на выходе элемента И 42 за время длительности временного координатного интервала Гц может быть определено К.п -.п, П2 - Таким образом, количество импульпредставляет собой произведение количества импульсов NV, характеризующих код измеренной координаты, на коэффициент , представляющий отношение кодов тарировочного эталонного значения фиксированного временного интервала и реального значения этого интервала, т.е. коэффициент коррекции кода измеренной координатыВ случае когда зн:ачение кода П2 равно тарировочному значению кода П,1 , коэффициент коррекции равен единице и на выходе элемента И 42 имеем ко.пичество импульсов N. , равное количеству импульсов Nj на входе блока 13 коррекции. Анализ работы устройства показал, что погрещность реализации выражения для количества выходных импульсов

Nf,ix невелика и не превышает значения ( i)

Полученная последовательность импульсов . поступает на вход делителя 43, где осуществляется деление количества поступивших импульсов в отношении 10 ,

Это необходимо для приведения масштаба кодов измеряемых координат точек графической информации к его исходному значению

С выхода делителя 43 последовательность импульсов ,. поступает на счетные входы счетчиков 30 блока 10 определения координат, где формируются откорректированные коды координат точек графической информации, которые далее передаются д;ля обработки и индикациио

Формула изобретени

1 о Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, на взаимно перпендикуляр- . ных сторонах которого установлены излучатели, выполненные в виде линейных пьезоэлектрических пластин, съемник информации, выполненный в виде звукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем подключенным к входу блока формирования строб-импульсов, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала разрешения, выход которого подключен к первому входу блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом блока формирования строб-импульсов, третий и четвертбй входы блока элементов И подключены к одним из выходов генератора импульсов, другие выходы которого соединены с линейными пьезоэлектрическими пластинами, блок определения координат, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены к одним из выходов блока элементов И, пятый вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы блока определения координат являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок коррекции, дополнительный блок формирования строб-импульсов, счетчик, последовательно включенные первый и второй блоки формирования координатных интервалов, а также точеч -гый пьезоэлектрический приемник, установленный на планшете и подключенный к входу дополнительного блока формирования 3 строб-импульсов, выход которого соединен с пятым входом блока элементов И, соответствующие выходы которого подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам первого

блока формирования координатных интервалов, пятый вход которого соединен с одним из выходов генератора тактовых импульсов, друго1 выход которого подключен к одному из входов второго блока формирования координатных интервалов, другие входы которого соединены с соответствующими выходами блока определения координат, шестой, седьмой входы которого подключены к одному из выходов второго блока формирования координатных интервалов, другой выход которого соединен с одним из входом блока коррекции, другие входы которого подключе ны к выходам счетчика, вход которого соединен с соответствующим выходом первого блока формирования координатных интервалов, причем вьпсод блока коррекции подключен к восьмому и де0 вятому входам блока определения координат.

2. Устройство по п. 1, о т л и чаюи ееся тем, что каждый и5 блоков формирования координатных ин5 тервалов .содержит два триггера, элемент ИЛИ и элемент И, выходы триггеров подключены к вxoдa i элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, причем входы триг0 геров и второй вход элемента И являются входами блока, а выходы триггеров, элемента ИЛИ и элемента И являются выходами блока,

5 3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок определения координат содержит первый и второй координатные счетчики, последовательно включенные первый триггер,

первый элемент И и первый реверсивный счетчик, последовательно соединенные второй триггер, второй элемент И и второй реверсивный счетчик, а также третий элемент И и третий

5 реверсивный счетчик, выход которого подключен к одному из входов второго реверсивного счетчика, причем первыЦ и второй входы первого триггера яв

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графической информации. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит планшет, на которюм установлены линейные пьезоэлектрические пластиныизлучатели, точечный пьезоэлектрический приемник, съемник информации, выполненный в виде звукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем, блоки формирования строб-импульсов, блок формирования сигнала разрешения, блок элементов И, блок определения координат, генератор импульсов возбуждения линейных с 9 пьезоэлектрических пластин, генера(Л тор тактовых импульсов, два блока формирования координатных интервалов и блок коррекции, 3 ЗоП. ф-лы, 1 ил.