УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ВИЗУАЛЬНЫХ КРИВЫХ Советский патент 1969 года по МПК G06K7/14 

Известны устройства для считывания непрерывных визуальных кривых, содержащие оптико-механическую систему сканирования с фотоэлементами, устройство синхронизации, лентопротяжный механизм и генератор имиульсов.

Предложенное устройство отличается тем, что считывающие фотоэлементы подключены к единичным входам двух триггеров, выходы которых соединены через дещифратор с вентилями положительной, отрицательной и нулевой ордИнат. Входы этих вентилей через вентиль, управляемый синхроимпульсами, соединены с выходом генератора импульсов. Выход первого вентиля подключен ко входу счетчика модуля ординат, выход второго - ,ко входу того же счетчика и к единичному входу триггера знака, выход третьего - через схему задержки 1К нулевы.м входам триггера знака и всех триггеров счетчика. Выход вентиля нулевой ординаты через схему задержки подключен ко входу счетчика выборки графиков, выходы этого счетчика через дешифратор, ключи и схему «ИЛИ соединены с вентилем, второй вход которого подключен к выходу вентиля нулевой ординат1з, а выход - IK вы.х-одным вентилям устройства.

Логическая схема устройства состоит из импульсного трансформатора с дву.мя парами встречно включенных обмоток, первая из которых подключена к фотоэлементу считывания графика, включенная юстречно ей вторая - к фотоэлементу считывания базовой линии, третья - через диоды к счетному входу триггера управления и к единичному входу триггера знака, а включенная встречно ей четвертая обмотка - через диоды к счетному входу триггера управления и к нулевому входу триггера знака.

Указанные отлпчия обеспечивают возмолчность одновременного считывания всех графиков, а та1кже их выборку ,и определение знака ординаты относительно базовой линии.

Иа фиг. 1 показана структурная схе.ма устройства; на фиг. 2 - функциональная схема электрониого регистратора ординат; на фиг. 3 - схема определения знака ординаты.

Устройство состоит из трех основных частей: системi.i развертки, электронного регистратора ординат и лентопротяжного механизма. Система развертки предназначена для последовательного просмотра поля считывания в направлении, перпендикулярном -перемещению лентыносителя /. Поле считывания выполнено в виде круговой цилиндрической базовой планкп 2, на которой с помощью нониусов устанавлшваю,т базовые лини.и 3 отсчета ординат графиков.

Система развертки состоит из вращаемого двигателем 4 плоского зеркала 5 с двумя отражающими поверхностями, объектива 6, 1круговых диафрагм 7 и считывающих фотоэлементов 8 У. Лента-носитель протягивается с помощью щагового двигателя 10. На оси вращения зеркала закреплен непрозрачный диск 11с отверстиями, по одну сторону (Которого расположен источник света 12, по другую - фотоэлемент 13. Эти элементы используются для получения сигналов, которые в электронном регистраторе 14 и блоке управления 15 щагового двигателя формируются в у,правляюн;|1е импульсы для запуска щагового двигателя и синхронизации системы развертки с задающим генератором 16 импульсов стабильной частоты (фиг. 2). Электронный регистратор ординат состоит из / формирования ординат графика, блока // выборки ординат читаемых графиков, блока /// формирования щага считывания и блока IV синхронизации. Выходы фотоэлементов 8 к 9 подключены .к единичным входам триггеров 17 и 18 блока /, а выход фотоэлемента 13 соединен с единичным входом триггера 19, открывающего вентиль 20, «а второй вход которого поступают импульсы с генератора 16. Кроме того, выход фотоэлемента 13 иодсоединен к счетному входу делителя частоты 21 блока 111. Выходы триггеров 17 и 18 соединены с дещИфратором 22, каждый из выходов которого управляет одним из вентилей 23-25, предназначенных соответственно для формирования в счетчике 26 и триггере 27 положительной, отрицательной ординат и для выдачи сигнала готовности ординаты (формирование нулевой ординаты). Последний подается на нулевые 1ВХОДЫ триггеров 17 и 18 через схему «ИЛИ 28, на вход вентиля 29 и через схему задержки 30 - на вход счетчика 31 номера графика и на нулевые входы счетчика.26 и триггера 27. Выходы триггеров счетчика 31 подключены к дещифратору 32, каждый выход которого через ключи 33 соединен со схемой «ИЛИ 34, управляющей вентилем 29. Работает электронный регистратор ординат следующим образом. При положительной ординате первым срабатывает фотоэлемент 8. Его выходной импульс устанавливает триггер 17 в единичное состояние. Триггер 18 в это время сохраняет свое исходное нулевое состояние. Общее состояние системы триггеров 18, 17 «01. Оно расщифровывается при .помощи дещифратора 22. В рассматриваемом случае возникает разрещающий потенциал на шине «01, открывается вентиль 23 и при открытом вентиле 20 на счетчик 26 через собирательную схему 35 поступают импульсы заполнения генератора 16. Поступление импульсов продолжается до перекрытия входной щели фотоэлемента 9 изображением линии базы, т. е. вгадачи сигнала на установку триггера 18 в единичное состояние. К этому моменту на счетчике ординаты накопится число импульсов, пропорциональное модулю ординаты. С поступлением сигнала от фотоэлемента 9 общее состояипе управляющих триггеров изменится с «01 на «11, и дешифратор выдаст разрешающий потенциал па вентиль 25. Через него пройдет только один импульс, который через схему «ИЛИ 28 установит триггеры 17 и 18 в состояние вентили 23-25 закроются. Этот имлульс выдает ординату из счетчика, через генератор задержки оО схему «ИЛИ 36 сбрасывает счетчик 26 и триггер 27 и гшступает на счетчик 31 HOMejia гра фиков. При отрицательной ординате сначала возникает сигнал на выходе фотоэлемента 9, который устанавливает триггер 18 в состояние общее состояние триггеров будет «10. Дешифратор 22 открывает вентиль 24, и импульсы иоступают с генератора 16 при открытом вентиле 20 на счетчи1К 26, а также на установочный вход «1 триггера 27 знака, едпиичное состояние которого указывает на отрицательный знак ординаты. Импульсы иоступают на счетчик 2() до момента перекрытия входной щели фотоэлемента 8 изображением линии графиков. После этого состояние управляющих триггеров изменится с «10 на «11, и очередной сигнал с генератора импульсов выполнит уже описанны.е функции. При ординате, равной нулю, одновременно идут сигналы с фотоэлементов 8 и 9, оба триггера устанавливаются одновременно в состояние «1, и дещифратор 22 открывает вентиль 25, через который с генератора импульсов проходит только один импульс, который выполняет описанные функции. Так как вентили 23 и 24 закрыты, то на счетчик модуля ординат и триггер знака импульсы с генератора ИJMцyльсов не поступят, поэтому при считывании будет выдана ордината, равная нулю. Коды ординат определенных графиков выдаются при помощи блока // выборки читаемых графиков. В процессе одного сканирования щирины ленты на счетчик 31 номера графиков поступают И Млульсы, количество которых равно числу прочитанных графиков. Перед выдачей ординаты первого графика счетчик 31 будет находиться в состоянин .... 001, второго - 010, третьего - 011 ,и т. д. Состояние счетчика 31 расщифровывается дещифратором 32, который формирует разрешающие потенциалы последовательно на всех выходных шинах. Эти потенциалы подаются на входы схемы «ИЛИ 34 через ключи 33, с помощью которых оператор может задавать номера тех графиков, ординаты .которых желательно получить на выходе устройства. При наличии разрешающего потенциала на одной из щин дещифратора 32 с замкнутым ключом открывается вентиль 29, и сигнал чтения с вентиля 25, пройдя через этот вентиль, поступает на группу вентилей 37, предназначенных для выдачи в ЭВМ ординаты графика в двоичном коде. Только после этого сигнал с вентиля 25 сбрасывает счетчик 26 и триггер 27, и

таким образом, к считыванию ординаты следующего графика. За время одной развертки изображения в счетчике 26 последовательно образуются ординаты всех графиков, но выдаются с ЭВМ только те из них, номера которых установлены ключами 33. Нали,иче такого блока выборки ординаты определенных графиков дает возможность использовать один счетчик для формирования ординат любого (количества графиков.

Шаговый двигатель 10 (фиг. 1) лентопротяжного механизма с (каждым управляющим сигналом перемещает ленту-носитель на заданный шаг. Чтобы увел.ичить щаг считывания (IB целях экономии памяти ЭВМ и ускорения перемещения ленты) в два и четыре раза, необходимо за время холостого хода зеркала возбудить двигатель соответственно два или четыре раза. Для формирования сигналов, определяющих конец зоны считываиия и запускающих щаговый двигатель JO, служит дисковый фотодатчи1К электрических импульсов, состоящий из диска 11, источника света /2 и фотоэлемента 13. Работа датчика основана на том, что И1ир,ине ленты-носителя соответствует определенный угол а .поворота оси зеркала, при котором перед отверстиями фотоэлементов 8 и 9 последовательно проходят все точки поперечного сечения поля считывания. Во время холостого хода зеркала ось вращения поворачивается на угол р я-а.

Для фиксирования углов а и р в секторах диска, соответствующих холостому ходу зеркала, Проделывают четыре отверстия. Они формируют щаг считывания и синхронизируют систему развертки и электронный регистратор ординат. При вращении зеркала и диска отаерстия проходят между источником света и фотоэлементом; последний выдает импульсы тока, которые являются признаком прохождения зеркалом угла |3.

Сигналы с фотоэлемента 13 подаются на одну из ламелей переключателя шагов 38 блока /// л «а делитель частоты 21, один из выходов каждого триггера делителя частоты соединен с двумя ламелями переключателя.

За время холостого хода зеркала с переключателя могут быть сняты 1, 2 или 4 импульса в зависимости от положения рукоятки.. Эти импульсы используются для соответствующего числа элементарных протяжек ленты. Сигналы с фотоэлемента 13 на блек управления 15 шаговым двигателем 10 попадают через вентиль 39, управляемый тр.иггером 40, что исключает протяжку ленты до начала считывания. Только после хотя бы одной выдачи ординаты в ЭВМ с вентиля 29 поступает сигнал на установоку триггера 40 в единичное положение, и вентиль 39 открывается для сигналов 41 запуска щагового двигателя 10. Сигнал с вентиля 39 через схему «ИЛР 42 устанавяивает счетчик 31 в положение «О 01. Хотя делитель частоты сбрасывается четвертым сигналом с фотодиода в нуль, для больщей надежности его сброс подтверждается сигналом с вентиля 29 через схему «ИЛИ 43.

Генератор 16 импульсов стабильной частоты должен быть включен в зоне холостого хода зеркала иосле предварительного начального сброса по входу 44 сигналом от генератора одиночных импульсов всех триггеров схемы в нулевое положение. Для включения геиератора во время холостого зеркала предназначен

блок IV синхрОНизации генератора импульсов и системы развертки. При запуске электронного регистратора на единичный вход 45 триггера 46 от генератора одиночных импульсов подается сигнал, единичным выходом триггера

46 открывается вентиль 47, на импульсиы вход которого поступают сигналы от фотоэлемента 13. Первый же сигнал с вентиля 47 устанавливает в единичное состояние триггер 19, который открывает вентиль 20 для прохождения имиульсов с генератора на вент1 ли блока /.

Схема определения знака ординаты работает следующим образом.

В исходном .положении триггеры 48 и 49, а

также счетч.ик 50 находятся в нулевом состоянии, вентиль 51 закрыт, и импульсы от генератора 16 на счетчик не проходят. Если ирп движении развертывающего луча по лентеносителю первым появляется положительный

импульс, соответствующий базовой линии, т. е. от фотоэлемента 9, этот импульс, пройдя обмотку W импульсного трансформатора 52, наведет IB обмотке W:i отрицательный импульс, в обмотке IF.t - положительный. С обмотки Wt

этот сигнал постуи.ит на нулевой вход триггера 49, что не изменит его состояния, и на счетный вход триггера 48. Последний опрокинется, в результате чего откроется вентиль 5/ и на счетчике 50 начнется формирование модуля

ординаты. При дальнейщем движении развертывающего луча во время пересечения его с линией графика .появится положительный сигнал от фотоэлемента 8. Пройдя через обмотк Wi, этот сигнал образует в обмотке W.-i положительный сигнал, в обмотке W-i - отрицательный. Упомянутый сигнал- установит триггер 49 в единичное состояние и вернет триггер 48 в исходное иоложение, вследствие чего формирование ординаты прекратится. На счетчике

50 будет выбрана величина ординаты, на триггере 49 - ее знак, в данном случае отрицательный, так как первым в устройство измерения прищел сигнал от базовой линии, вторым - от линии графика.

Пусть теперь ир.и движении развертывающего луча первым иридет положительный сигнал с фотоэлемента графика. В обмотке W- вновь возникнет положительный сигнал, в обмотке W - отрицательный. Первый установит триггеры 48 }i 49 ъ единичное состояние, и на счетчике вновь начнется формирование величины ординат кривой. Когда развертывающий луч пересечет базовую линию, фотоэлемент 9 выдаст импульс, который вернет тр1 ггеры 4 и 49

от генератора 1б на счетчик 50 ,пре ратится. На счетчике 50 будет выработана величина ордИНаты кривой, на триггере 49 - ее знак, тенерь уже положительный, так как триггер 49 находится в нулевом состоянии. Если одновременно поступят положительные импульсы от фотоэлементов «5, Я что соответствует пересечению линии графика с базовой линией, п выходных обмотках импульсного трансформатора сигнала не будет, та1к как обмотки W и Wz включены встреч«о и наводимые э.д.с. компенсируются.

Предмет изобретения

1. Устройство для считывания непрерывных визуальных кр.ивых, содержащее оитико-механическую систему сканирования с диском синхронизации, по одну сторону которого расположен источник света, яо другую - фотоэлемент; считывающие фотоэлементы, лентопротяЖНЫЙ механизм, генератор имиульсов, счетчики, дешифраторы, триггеры и логические схемы «И ,и «ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью одновременного считывания всех графиков, записанных на ленте-носителе, считывающие фотоэлементы .подключены IK единичным входам двух триггеров, выходы которых соединены через дешифратор с вентилями положительной, отрицательной и нулевой ординат, входы этих вентилей через вентиль, управляе1мый синхроимпульсами, соединены с выходом генератора импульсов, выход первого вентиля подключен «о входу счетчика модуля ординат, выход второго - ко входу того же счетчика и к единичному входу триггера знака, выход третьего вентиля через схему задержки - 1К нулевым входам триггера знака и всех триггеров счетч.ика.

2.Устройство ио п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности выборкц подлежащего считыванию графика, выход вентиля нулевой ординаты через схему задержки подключен ко входу счетчика выборки графиков, выходы этого счетчика через дещифратор, ключи и схему «ИЛИ соединены с

вентилем, второй вход которого подключен к выходу вентиля нулевой ординаты, а выход - к выходным вентилям устройства.

3.Устройство по л. 1, отличающееся тем, что, с целью формирования знака считываемой ординаты, оно содержит логическую схему, состоящую из импульсного трансформатора с двумя парами встречно включенных обмоток, первая из которых подключена к фотоэлементу считывания графика, включенная

встречно ей вторая - к фотоэлементу считы1вания базовой линии, третья - через диоды к счетному входу триггера управления и к единичному входу триггера знака, а включенная встречно ей четвертая обмотка через диоды -

к счетному входу триггера управления и к нулевому входу триггера знака.