Устройство для считывания графической информации Советский патент 1979 года по МПК G06K11/00 

. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Известно устройство для считывания графиneci u информации, содержащее планшет с орто гональной системой однонаправленных (одиночных) токопроводящих координатных шин, подключенных к коммутатору опрашивающих импульсов, и съемник координат, соединенный с усилителем и через ключ - с блоком управления. К выходу-: усилителя подключены последовав тельно амплитудный и фазовый дискриминаторы Последний соединен выходами с соответствующи ми входами блока выделения одиночных импуль сов, с входом запрета формирования координат блока управления, с входом первого младшего разряда регистра координат и через схему ИЛИ- с входом блока выдачи координат и входом запрета опраиошаюших импульсов блока управленил.Выход счетных импульсов блоков управления связан с одним из входов второго младшего разряда регистра координат, выход выдачи кода - с входом блока вьздачи координат, а выход опрашивающих импульсов - с входом коммутатора и с одним из входов схемы вьщеления одиночных импульсов, выход которой подключен к одному из входов схемы ИЛИ и к одному из входов второго младшего разряда регистра коордннат.соеданенного поразрядно с блоком выдачи коорди- , нат 1. Недостатком такого устройства является отсутствие возможности его оперативной настройки на минимальную величину средней ошибки определения координат. В результате этого при регулировке и профилактических работах на настройку устройства затрачивается-много времени и труда,так как для установки оптимального порога срабатывания амплитудного дискриминатора требуется применение громоздкого оборудования (осщшлографа) и специальных приспособлений (микрометрический винт) . Это исключает возможность оперативной проверки порога срабатывания в процессе работы с устройством, что снижает коэффициент использования устройства, а также требует применения более сложных по схеме усилителя и амплитудного дискриминатора с повышенной температурной стабильностью. Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выюл368ненный в виде системы двух взаимно ортогонапь ных координатных шин, соединенных с первым блоком коммутации, съемник координат, подклю ченный через усшштель к амплитудному дискриминатору и через ключ - к блоку управления, первый блок выделения одиночных импульсов, соединенный с первым фазовым дз-)скриминатором, элементом ИЛИ и регистром координат, вход которого через блок управления подключен к блоку сопряжения и к первому фазовому дискриминатору, соединенному через регистр координат с блоком сопряжения и через элемент ИЛИ с блоками управлеьшя и сопряжения, элементы И задержки и запрета 2. Целью изобретения является повышение точности устройства. Это достигается тем, что оно содержит второй блок коммутадии, соединеш га с амплитудным и первым фазовым дискриминаторами, с первыми блоками коммутации и выделения одиночных импульсов, с блоком управления и с группой координатных шин планшета, второй фазовый дискриминатор, входы которого непосртдственно и через элемент задержки подключены ко второму блоку коммутации, а выходы соединены с элементом запрета и элементом И, третий фазовый дискриминатор, подключенный ко второму блоку коммутации, элемента И и ИЛИ, и второй блок выделения одиночных импульсов, входы которого соединены с регистром координат и через элементы И.и запрета - со вторым блоком коммуташш, а выход подключен к блоку сопряжения. На чертеже дана функциональная схема пред лагаемого устройства для считывания графической информации. Устройство для считывания графической информации содержит планшет 1, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин 2, подключенных к первому блоку 3 коммутации, и съемник 4 координат, связанный с усилителем 5 и через ключ 6 - с блоком 7 управления. Второй блок 8 коммутации содержит четыре секции (I-IV). Первая и вторая секции подключены средними точками к двум рядом расположенным параллельным ш нам 2 (х,у) ,планшетам 1,а контактами - к соответ ствующим вь ходам блока 3 и соответственно к входу и выходу элемента 9 задержки.Вход элемен та 9 задержки и вход блока 3 соещшены через кон такты третьей секции блока 8 с выходом блока 7 управления. На выходы усилителя 5 включен амплитудный дискриминатор 10, к выходу которого через контакты четвертой секции (IV) блока 8 подсоединены вход первого фазового дискриминатора 11 и объединенные входы второго 12 и третьего 13 фазовых дискриминато,ров, синхронизирующие входы которых подклю ены соответственно к входу и выходу элемента задержки, Выходы фазового дискриминатора 11 соединены с соответствующими двумя входаи блока 14 выделения одиночных импульсов, третий вход которого связан с входом блока 3. Выход а фазового дискрим1шатора 11 подклюен к входу блока 7 управления, а выход б - к входу (первого младшего разряда) регистра 15 координат н к атому из входов элемента ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом блока 14 выделения одиночных импульсов, связанным с одним из входов (второго младшего разряда) регистра 15 координат. Второй вход этого разряда соединен с выходом блока 7 управления. Регистр,- 15 координат поразрядно соединен с блоком 17 сопряжения, соответствующие входы которого связаны с выходом элемента ИЛИ 16, соединенным с блоком 7 управления. Выходы фазового дискриминатора 13 подключены к входам элемента 18 запрета, а также к одному из входов злемента И 19, второй вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора 12, связанного с третьим входом трехвходового элемента ИЛИ 16. Синхронизирующие входы элементов 18 и 19 подключены к элементу 9 задержки, а выходы к соответствующим входам (второго младшего разряда) регистра 15 координат и к входам второго блока 20 выделения одиночных импульсов, связанного своим выходом с соответствующим : входом блока 17. Устройство работает следующим образом. Переключатель блока 8 устанавливается в положение контроль. При этом отключается вход фазового дискриминатора 11 и вход блока 3, а две сосед1тае координатные шины х и у подключены соответственно к входу и выходу элемента 9 задержки. Кроме того, к входу элемента 9 задержки и к одной из шин подключается выход в блока 7 управления. После замыкания ключа 6 с выхода в блока 7 управления поступает непрерьтвная серия импульсов, кото- рая проходит по шине, подключенной к входу элемента 9 задержки, без задержки, а по йшне, подключенной к выходу элемента 9 задержки, с задержкой. В съемнике 4 координат, находящемся вблизи шин X и у могут наводиться импульсы, соответствующие обеим последовательностям импульсов в шинах или же при прохождении тока в одной из шин импульсы в съемнике координат не наводятся, что соответствует расположению съемника симметрично над шиной. Однако существует некоторая область вблизи шины, где амплитуда импульсов, наведенных в съемнике координат и усиленных усилителем, не достигает порога срабатывания амплитудного дискриминатора 10. Эта область называется обычно областью нечувствительности, в то время как область, где амплитуда импульсов достаточна для срабатывания амплитудного дискриминатора 10, о&пастьго чувствительности. При равенстве ширины этих областей (или зон) ошибка измерения координат, обусловленная квантованием рабочей зоны планшета на отдельные области, минимальна. Из этого следует, что для определения отклонения величины ошибки от минимальной достаточно определить коэффициент, равный отношению игарины зоны нечувствительности к ширине зоны чувствительности. Перед измерением съемник 4 координат уда ляется от шин и замыкается ключ 6. Затем плав ным движением руки оператор перемещает съем ник 4 по линии, близкой к линии, перпендику- лярной к шинам х и у и над шинами х, у так, чтобы скорость перемещения съемника 4 в мест пересечения его траектории с шинами х, у была возможно равномерной. При этом съемник 4 про ходит несколько дискреть Ъ1х областей, из которых можно выделить следующие три зоны: зону нечувствительности первой шины, зону чувствительности обеих шин и зону нечувствительности второй шины. До начала измерения, когда импульсы проходят по шинам X и у, а съемник 4 координат находится вне этих зон, в нем наводятся импульсы от обеих щин. При этом вырабатываются импульсы на выходах дискрим1шаторов 12 и 13. Эти импульсы не проходят ни на вход элемента И 19, ни на выход элемента 18 запрета. Когда съемник 4 координат находится над областью нечувствительности первой шины, ка выходах дискриминатора 13 импульсы отсутству ют, в результате чего на выход элемента 18 запрета проходят тактовые импульсы с его синхровхода. Эти импульсы взводят блок 20 выделения одиночных импульсов и поступают на вход регистра 15 координат, который подсчитывает поступающие импульсы. При дальнейшем перемеще нии в некоторый момент времени съемник 4 переходит в зону чувствительности обеих шин. При этом появляются импульсь на выходах фазовых дискриминаторов 13 и 12. Эти импульсы поступают на входы элемента И 19, в результате чего на его выходе вырабатываются импульсы тактовой частоты. Первый из этих импульсов запускает блок 20 выделения одиночных импульсов, в результате чего на его выходе появляется импуль который является разрешающим для выдачи содержимого регистра в ЭВМ. Импульсы с выхода элемента И 19 поступают также на вход второго младшего разряда регистра 15 координат до тех 5 пор, пока съемник 4 находится в пределах обласI ти чувствительности обеих шин. После выхода , из этой области счет прекращается, а когда съем1ШК 4 выйдет за пределы всех трех областей, импульсы появляются на выходе дискриминатора 12. Первый импульс является разрешающим для выдачи содержимого регистра в ЭВМ. Этот же импульс, поступив на вход блока 7 управления, прекращает выработку серии импульсов с выхода блока 7 управления. При такой работе устройства в выдает ся два числа, одно из которых равно числу импульсов, поступивших на вход регистра 15 за время прохождения съемника 4 над областью нечувствительности шины t, а другое - за время прохождения съемника над областью ч вствительности одновременно двух шин (х и у), лежащей между областями нечувствительности каждой из этих шин. Коэффициент, равный отношению этих чисел, определяется ЭВМ, с помощью которой можно устранить значения нескольких измерений для получения более точного результата. При установке переключателя блока 8 в по- . ложение работа отключаются входы фазовых дискриминаторов 12 и 13, элемента 9 задержки, синхронизирующие входы фазового дискриминатора 12, элемента 18 запрета и элемента И 19, вход фазового дискриминатора 11 подключается к выходу амплитудного дискриминатора 10, вход блока 3 - к выходу а блока 7 управления, а шины X и у подключаются к соответствующим выходам блока 3. Съемник 4 координатустанавливаютв выбра1шой точке, после чего замыкают ключ 6. После этого блок 7 управления начинает вьщавать синхронно по выходам в и г импульсы, котоpfiie через блок 3 поступают на опрос шин 2 соответствующей оси координат планщета 1 и на второй младший разряд регистра 15 коориднат, где формируется значе гае соответствующей координаты. Кроме того, импульсы опроса поступают на блок 14 выделения одиночных импульсов, но на выход его они не проходят, так как он к этому времени не запущен (взведен) сигналом с выхода а дискрим1шатора 11. Опрос координатньх шин 2 и синхронный подсчет импульсов опроса на регистре координат продо.яжается до тех пор, пока соответствующая коорд 1натная шина не возбудит съемник 4 координат. При этом возможнь два случая: 1)съемник находится симметрично над какой-то шиной (справа от возбудившей его шины); 2)съемник находится между этими Ш1шами. В первом слзчае, пройдя усилитель 5, амплиудный даюкриминатор 10 и фазовый дискримиатор 11, индуцированный какой-то шиной сигал появляется на выходе а дискриминатора 11. При постугшешш на вход блока 7 управления рекращается подача счетных импульсов по выхоу г на регистр 15 коордршат и запускается лок 14 выделения одиночных импульсов. При том опрашивающие импульсы с выхода д блока 7 управления продолжают поступать и, в частности, следующий импульс возбуждает очередную шину. Но так как съемник расположен над ней симметрично, то, следовательно, суммарный магнитный ток через катушку съемника равен нулю При этом импульс опроса, поступающий на уже взведенный предыдущим сигналом съемника бло 14 вьщеления одиночных импульсов не обнаружив индуцированнного им импульса со съемника, проходит на выход блока 14, добавляет единицу в разряд регистра координат,-чем достигается точный результат измерения. Этим действием цикл непосредственного измерения одной из координат заканчивается, в связи с чем импульс с выхода блока 14 поступает также через элемен ИЛИ на.вход блока 7 для прекращения опроса координатных шин и на блок 17. Блок 7 управления автоматически переключает г V устройство на измерение вуорой координаты.

Во втором случае координата формируется также до появления индуцированного сигнала ла выходе а амплитудно-фазового дискриминатора 11, но при зтом .съемник 4 координат возбуждается дополнительно шиной справа от него. В результатезтого на выходе дискриминатора появляется сигнал, который, поступив на разряд 2° регистра 15 координат, добавляет к егокоду величину, эквивалентную 0,5, что соответствует положению съемника между шинами Пройдя через элемент ИШ 16 на вход блока 7 управления, этот сигнал прекращает опрос координатных шин 2 и передает содержимое регистра 15 координат через блок 17 на выход (в ЭВМ

Вторая координата измеряется таким же образом. Следует отметить, что при обработке одной точки в общем случае может встретиться как первый, так и второй случай.

Предлагаемое устройство для считывания графической информации обеспечивает возможность оперативной настройки его на минимальную величину средней ошибки определения координат. При этом существенно -повышается коэффициент использования устройства, уменьшаются трудовые и аппаратурные затраты при ремонте, наладке и профилактических работах, снижаются

требования к температурной стабильности блоков и элементов схемы, повышается точность ввода графической информации.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, соединенных с первым блоком коммутации, съемник координат, подключенный через усилитель к амплитудному дискриминатору и через ключ - к блоку управления, первый блок выделения одиночных импульсов, соединенный с первым фазовым дискриминатором, элементом ИЛИ и регистром координат, вход которого через блок управления подключен к блоку сопряжения и к первому фазовому дискриминатору, соединенному через регистр координат с блоком сопряжения и через элемент И1Ш с блоками управления и сопряжения, элементы И, задержки и запрета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно Содержит второй блок коммутации, соединенный с амплитудным и первым фазовым дискриминаторами, с первыми блоками коммутации и вь1деления одиночных импульсов, с блоком управления и с группой координатных шин планшета, второй фазовый дискриминатор, входы которого непосредственно и через элемент задержки подключены ко второму блоку коммутации, а выходы соединены с элементом запрета и элементом И, третий фазовый дискриминатор, подключе1гаый к второму блоку коммутации, элементам И и ИЛИ, и второй блок выделения одиночных импульсов, входы которого соединены с ре гистром координат и через элементы И и запрета - со вторым блоком коммутации, а выход подключен к блоку сопряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 406211, М. 06 К 11/00, 1974.

2.Патент США N 3818133, кл. 178-18, опублик. 1974.

I i

I