Устройство для считывания графической информации Советский патент 1976 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия KOTOpbix основан на измерении времени распространения ультразвуковой волны в различных средах.

Известны устройства для считывания графической информации, содержащие электроакустический преобразова1ель, акустически связанный с линейными координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, носледовательно соединенных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элементов И, блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к электроакустическому преобразователю и к установочным входам триггеров, и блок коррекции, соединенный с разрядными выходами одного из счетчиков координат, с третьим выходом блока управления и управляющим входом генератора тактовых импульсов.

Недостатком известных устройств является дизкая помехоустойчивость и точность работы, обусловленные тем, что микрофоны имеют частотную характеристику от сотен герц до сотен килогерц. В результате этого при работе в условиях высокого уровня акустических шумов происходят ложные срабатывания амплитудных дискриминаторов, при этом мешающее действие могут оказать шумы самой разлиЧ ной природы (шумы электродвигателей, двигателей внутреннего сгорания, голос человека

и пр.).

Кроме того, точность этих устройств зависит от измеряемого расстояния. Это обусловлено тем, что амплитуда сигнала Ум на выходе микрофона падает с удалением электроакустического преобразователя в соответствии с выражением

fj .„ г/ 1 ) - L/0 -- -i ,

где Uo - начальная амплитуда сигнала;

/ - расстояние от электроакустического преобразователя до микрофона;

а - коэффициент, учитывающий поглощение энергии звука в воздухе.

Изменение амплитуды импульсов на выходе микрофонов в конечном итоге сказывается на точности измерения координат, поскольку порог срабатывания амплитудных дискриминаторов остается неизменным.

С целью повышения помехоустойчивости и точности работы устройства оно содержит генератор экспоненциального напряжения, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход - к управляющим входам согласующих усилителей, и в каждом канале преобразования - последовательно соединенные фильтр верхних частот и селектор импульсов по длительности, выход которого подключен к входу амплитудного дискриминатора, а вход фильтра верхних частот - к входу согласующего усилителя.

Введение в канал преобразования фильтра верхних частот и селектора импульсов по длительности позволяет учесть особенности сигнала, излучаемого электроакустическим преобразователем, и выделить его на фоне помех, а введение в устройство генератора экспоненциального напряжения дает возможность скомпенсировать спад амплитуды сигнала, вызванный поглощением энергии звука в воздухе, и тем самым повысить точность измерений.

На чертеже дано предлагаемое устройство.

Устройство для считывания графической информации содержит электроакустический преобразователь 1, генератор 2 тактовых импульсов, линейные координатные микрофоны 3 и 4, согласующие усилители 5 и 6, фильтры 7 и 8 верхних частот, селекторы 9 и 10 импульсов но длительности, амплитудные дискриминаторы 11 и 12, триггеры 13 и 14, логические элементы И 15 и 16, счетчики 17 и 18 координат, генератор 19 экспоненциального напряжения, блок 20 управления и блок 21 коррекции.

Электроакустический преобразователь 1 генерирует короткие звуковые импульсы.

Управляемый по частоте генератор 2 формирует тактовые импульсы для измерения временных интервалов (расстояний) по осям X и Y.

Микрофоны 3 и 4 преобразуют принятые звуковые импульсы в электрические сигналы.

Усилители 5 и 6 выполнены по схеме четырехполюсника с управляемым коэффициентом передачи и имеют линейную зависимость коэффициента усиления от управляющего напряжения. Фильтры 7 и 8 верхних частот обеспечивают подавление йижних частот.

Селекторы 9 и 10 импульсов по длительности учитывают форму и длительность импульсов, получаемых от электроакустических преобразователей различных типов.

Амплитудные дискриминаторы 11 и 12 служат для устранения ложных срабатываний устройства на шумы различной природы, близкие по своим характеристикам к полезному сигналу, но отличающиеся от последнего меньшей амплитудой.

. Триггеры 13 и 14 совместно с логическими элементами И 15 и 16 преобразуют время распространения звуковой волны от электроакустического преобразователя 1 до микрофонов 3 и 4 в серию тактовых импульсов.

«ТКГТ

С .1Ч

817908

Счетчики 17 и 18 координат служат для фиксации кодов расстояний по осям X и У

Генератор 19 формирует напряжение U,., нарастающее во времени / по закону

Uy U,Vt.,

где V - скорость распространения звука в воздухе, .

Блок 20 управления предназначен для координации работы всего устройства. Источник питания обеспечивает необходимым напряжением поляризации микрофоны 3 и 4.

Блок 21 коррекции устраняет влияние параметров воздушной среды па резу.чьтаты измерений и содержит дополнительный электроакустический преобразователь, установленный на фиксированном расстоянии от микрофона 4, постоянное запоминающее устройство, блок вычитания, дешифратор, сумматор и преобразователь кода в напряжение (на чертеже не указаны).

Электроакустический преобразователь 1 акустически связан с линейными координатными микрофонами 3 и 4, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя 5 (6) с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот 7 (8), селектора 9 (10) импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора 11 (12), триггера 13 (И), логического элемента И 15 (16) и счетчика 17 (18) координат. Генератор 2 тактовых импульсов подключен к одним из входов логических элементов И 15 и 16. Первый и второй выходы блока 20 управления подключены соответственно к электроакустическому преобразователю 1 и установочным входам триггеров 13 и 14. Управляющий вход генератора 19 экспоненциального напряжения подключен к второму входу блока 20 управления, а выход - к управляющим входам согласующих усилителей 5 и 6. Блок 21 коррекции соединен с разрядными выходами счетчика 18 и подключен соответственно к третьему выходу блока 20 управления и управляющему входу генератора 2. Четвертый выход блока 20 управления подключен к микрофонам 3 и 4.

Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.

Электроакустический преобразователь I (съемник координат) помещают в точку изображения, координаты которой необходимо определить, и нажимают кнопку на корпусе преобразователя 1, при этом блок 20 управления включает блок 21 коррекции, который производит автоподстройку усилителя 5. По окончании цикла автоподстройки блок 20 управления передает импульс с блока 21 коррекции в электроакустический преобразователь 1, который излучает короткий звуковой сигнал.

Одновременно импульс с второго выхода блока 20 управления поступает на запускающий вход генератора 19 экспоненциального