Устройство для считывания графическойиНфОРМАции Советский патент 1981 года по МПК G06K11/00 

1. , . , ., . изобретение относится к автоматй ке и вычислительной технике, в частности к устройствам ввода в ЭШ4 координат изображения непосредственно с документа. известно устройство для считывания графической информации,содержащее электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными звукоприемниками, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителяформирователя, , одним из установочных входов соединенного с электроакустическим преобразователем логического элемента Ни счетчика координат, схему выдачи координат, а также генератор тактовых импульсов, подключенный к одному из входов логических элементов И Г . Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, содержащее основной электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными звукоприемниками, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя-формирователя, триггера, одним из установочных входов соединенного с электроакустическим преобразователем логического элемента И и счетчика координат, схему выдачи кодов координат, соединенную с разрядньвли выходами счетчиков, дополнительный электроакустический преобразователь и микрофон коррекции,помещенные на поле считывания, расположенные на фиксированном расстоянии друг от.друга и подключенные к блоку коррекции, своим выходом соединенному с управляющим входом генератора тактовых импульсов, который подключен к одному из .входов логических эле,ментов И каналов преобразования 2J v Недостатком обоих устройств является невысокая точность считывания координат. Цель изобре.те.ни.я - повышение точности измерения координат, . Поставленная цель достигается.тем, что устройство содержит элемент ИЛИ, первый и второй дешифраторы и последовательно соединенные делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов ,и третий дешифратор, первый выход которого соединен с основньм электроакустическим преобразователем, егорой - с дополнительным электроакустическим преобразователем, а третий со входа ли счетчиков координат каналов преобразования, входы первого и второго дешифраторов соединены с разрядными выходами счетчиков координат, а выходы через элемент ИЛИ - с запрещающим входом блока вывода информации. На чертеже представлена блок-схем устройства. Устройство содержит подвижный электроакустический преобразователь 1, линейные координатные звукоприемники 2 и 3, усилители-формирователи 4 и 5, триггеры 6 и 7, логические элементы И 8 и 9, счетчики 10 и 11, блок вывода информации, состоящий из схем 12 и 13 выдачи координат, до полнительный калибровочный электроакустический преобразователь 14, зву коприемник 15 коррекции, блок 16 кор рекции, генератор 17 тактовых импуль сов, делитель 18 частоты,, дешифраторы 19-21 и логический элемент ИЛИ 22 Основной электроакустический преобразователь 1 акустически связан с линейными координатными звукоприемниками 2 и 3, подключенными к соответствукядим каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителяформирователя 4 (5), триггера 6 (7) одним из установочных входов подключенного кэлектроакустическому преобразователю 1, логического элемента И 8 (9) и счетчика 10 (11) координат. Блок вывода информации включает в себя схемы 12 и 13 вьщачи кодов координат, соединенные с разрядными выходами счетчиков 10 и 11 соот ветственно. Дополнительный электроакустический преобразователь 14 расположен на фиксированном расстоянии от звукоприемника 15, связан с ним акустически и так же, как звукоприемник 15, соединен с блоком 16.коррекции, который выходом подключен к управляющему входу генератора 17, выходом соединенного с одним из входов логических элементов И 8 и 9, со входом дел ителя 18 частоты и со вхо дом блока 16 коррекции. Делитель 18 частоты тактовых импульсов выходами подключен к группе дешифраторов 19, первый выход которых соединен с эле роакустическим преобразователем 1, второй - с преобразователем 14, а третий - с установочными входами счетчиков 10 и 11. Дешифраторы 20 и 21 входами соединены с разрядными выходами счетчиков 10 и 11 соответственно, а выходом череэ элемент ИЛИ 22 подключен .к запрещающему вхо ду схем 12 и 13 вьщачи координат. Измерительный электроакустический преобразователь 1 по управляющи сигналам формирует кратковременные звуковые импульсы. Он работает либо однократном режиме, либо непрерыво излучает звуковые сигналы с часотой, которая определяется коэффииентом деления делителя 18 частоты. Координатные звукоприемники 2 и 3 редназначены для преобразования вуковых волн измерительного излучаеля в электрические сигналы. В зависимости от измерительной схемы устройства они являются цилиндрическими, в виде линеек или целых плоскостей, в качестве звукоприемников используют конденсаторные или пьезоэлектрические антенны. Усилители-формирователи 4 и 5 согласованы по входу с выходным сопротивлением звукоприемников и имеют в своем составе элементы, обеспечивакяцие независимость определения временного положения импульса от его амплитуды. Триггеры 6 и 7 и логические элементы и 8 и 9 соответственно являются времяимпульсными преобразователями. Счетчики 10 и 11 регистрируют число импульсов, соответствующее измеряемой координате. Схемы 12 и 13 входят в состав блока вывода информации , обеспечивающего передачу содержимого счетчиков 10 и 11 во внеш.ние устройства (на перфоратор, магнитную ленту или ЭВМ). Вывод информации не производится, если по какойлибо причине происходит сбой в устройстве, в результате которого один из счетчиков переполняется (перекрывается акустический путь от электроакустического преобразователя 1 до звукоприемников 2 и 3 или преобразователь 1 выходит за пределы считывания) . Дополнительный электроакустический преобразователь 14 и звукоориемник 15 коррекции образуют автономную измерительную систему, которая . размещается на поле считывания. Электронный блок, подключенный к эталонной измерительной системе из излучателя 14 и звукоприемника 15 устраняет влияние параметров звукопроводящей среды (изменений скорости распространения звука) на результаты измерений и содержит цифровую схему автоматического регулирования, состоящую из последовательно соединенных усилителя-формирователя,.триггера, логического элемента И, счетчика, дешифратора эталонного числа, реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя (на чертеже не показаны). Fei ejpaTOp 17 непрерывно выдает тактовые импульсы (импульсы счета) для измерения временных интервалов, соответствующих эталонному расстоянию и координатам считываемых точек. Он выполнен управляемым по частоте. Делитель 18 частоты состоит из двух последовательно соединенных делителей. С первого из них с помощью дешифратора 19 вьадается серия из че тырех импульсов, обеспечивающих запуск электроакустического преобразо вателя, установку в О счетчиков, запуск счетчиков, выдачу информации во внешнее устройство. Со второго делителя с помощью пе реключателя рода работ (на чертеже не показан) снимаются прямоугольные импульсы, задающие темп выдачи коор динат во внешнее устройство. Серия импульсов, снимаемая с пер вого делителя частоты, поочередно распределяется либо в блок коррекци либо в рабочий канал. Таким образом за период выбранной максимальной час тоты обеспечивается поочередная работа корректирующего и рабочего ка налов. При этом частота работы корректирующего канала постоянна и максимальна, а частота работы рабочего канала может быть в целое число .раз ниже и определяется положением переключателя рода работ. Дешифратор 19 выполняет роль синхронизатора всех процессов, протекающих в устройстве. Дешифраторы 20 и 21 регистрируют сбой устройства, например переполнение измерительного счетчика или переход через число, соответствующее максимальной координате . Сбой возникает в результате потери акустической связи преобразователя 1 со звукоприемниками 2 и 3 Логический элемент ИЛИ 22 осуществля ет запрет эьщачи координат независимо от того, в каком из каналов происходит сбой. Сигнал запрета вьщачи координат в устройстве используется также для формирования звукового или светового сигнала, свидетельствующего о сбойной ситуации. Устройство для считывания графической информации функционирует следующим образом. В момент включения устройства начинает работать в автоколебательном режиме генератор 17. Его выходные импульсы через делитель 18 частоты поступают на дешифратор 19, который формирует серию управляющих сигналов Если съем координат не осуществляется, управляющие импульсы поступают в блок 16 коррекции. Управляющие импульсы серии запускают дополнительны электроакустический преобразователь, ja на вход счетчика координат блока коррекции начинают поступать тактовые импульсы с генератора 17., Когда звуковая волна достигает звукоприем ика 15, поступление тактовых импульсов в счетчик блока коррекции прекращается и в нем оказывается записанным некоторое число. При этом возможны следующие случаи: 1. Содержимое измерительного счетчика блока коррекции меньше эталонного расстояния. Состояние дешифратора эталонного числа не изменяется, схема управления реверсивным счетчиком установлена на сложение. На вход реверсивного счетчика подается один импульс Передача 1. Содержимое реверсивного счетчика увеличивается, что приводит к увеличению напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя и повышению частоты генератора 17 тактовых импульсов. в следующий цикл работы блока коррекции в счетчик записывается большее число. Увеличение частоты тактового генератора продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика блока коррекции не становится равным эталонному числу. 2.Содержимое счетчика равно эталонному числу. В этом случае.на выходе дешифратора эталонгюго числа появляется, нулевой потенциал, который приводит к тому, что схема управления реверсивным счетчиком переключается на вычитание, а импульс Передача 1 на вход реверсивного счетчика не попадает, частота генератора 17 не изменяется. Схема управления частотой генератора находится в устойчивом состоянии. 3.Содержимое счетчика больше эталонного числа. во время перехода измерительного счетчика через эталонное число на -выходе дешифратора эталонного числа появ шется импульс,который переводит схему управления реверсивным счетчиком на вычитание. По окончании работы измерительного счетчика на выходе дешифратора находится высокий потенциал. Схема управления реверсивным счетчиком работает на вычитание. Импульс Передача 1 уменьшает содержимое реверсивного счетчика, что в свою очередь, понижает напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя и тем самым уменьшает частоту тактового генератора. В следующий цикл в счетчик записывают меньшее число. Уменьшение частоты тактового генератора продолжается столько . циклов работы эталонного канала, пока содержимое измерительного счетчика не становится равным эталонному числу. Таким образом, блок коррекции с помощью системы автоматического регуирования всегда поддерживает частоту генератора 17 такой, при которой дному и тому же измеренному расстоянию соответствует одно и то же число в измерительном счетчике . Это исклюает влияние изменений скорости распространения звука на точность измеения координат. При нажатии кнопки на электроакусическом преобразователе (на чертеже е показана) серии управляющих имульсов поочередно поступают то в изерительные каналы, то в эталонный анал. При этом одновременно со счиыйанием осуществляется коррекция оординат. Цикл-работы координатных четчиков задается этой серией .импульов. Момент появления звукового имульса в электроакустическом преобазователе 1 соответствует приходу Первого импульса серии. К -этому вреени в счетчиках 10 и 11 хранятся значения координат предыдущей считываемой точки. На вход счетчика тактовые импульсы не поступают, так как триггер управления счетчиком заблокирован сигналом Стоп предыдущего шлпульса. Так как радиоимпульс преобразователя-излучателя 1 вызывает различного рода помехи, то для деблокирования триггера и связанного с ним счетчика канала преобразования используется лишь третий импульс серии Запуск счетчика координат. Обнуление счетчика производится вторым импульсом серии Установка нуля, положение которого относительно импульса Запуск электроакустического преобразователя выбрано так, чтобы к этому моменту времени прекратились все переходные процессы усилителяформирователя, которые возникают при появлении радиоимпульса. Положение третьего импульса Запуск счетчика координат определяет момент начала счета в счетчиках, т.е. начашо координат. ЕГО временное положение соответствует сдвигу начала координат относительно плоскос ти координа микрофоиов на постоянную величину,Когда звуковой импульс электроакустического преобразователя 1 достигает к.оординатиого звукоприемника, триггер 6 (7) опрокидывается в состояние О и прекращает поступление тактовых импульсов в счетчик. Состояние счетчика, соответствующее значению координаты, индуцируется с помощью светового индикатора, расположенного на лицевой панели прибора, и выдает на блок перфоратора или ЭВМ при поступлении запроса о выдаче. Выдача значений координат, полученных в счетчиках, не производится, если по ка- ким-либо причинам происходит сбой одного из счетчиков (код в счетчике превышает максимальное- измеряемое расстояние). Это происходит, например, тогда, когда за измерительный цикл не приходит сигнал с одного из координатных звукоприемников (перекрыт акустический путь от электроакустического преобразователя до звукоприемника или измеряемое расстояние превыиает максимальную величину) . Запрет выдачи координат осуществляется элементами 20-22.

Запрет выдачи координат при сбойных ситуациях и защита измерительного канала от ращиопомех путем смещения начала координат на некоторую

величину обеспечивает повышение надежности/ работы устройства.В устройстве сдвиг координат является константой, поскольку этому сдвиТу всегда соответствует одно и то же число, снимаемое с дешифратора 19, аодному и TOMi же числу соответствует одно и то же. расстояние. Это исключает ошибки, связанные с перемещением во времени начгша координат при использовании обычных элементов задержки.

В предлагаемом устройстве измерительные процессы в эталонном и изг-крительных каналах засинхронизированы. Это уменьшает погрешность дискретизации в 4 раза.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации-, содержащее основной электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными звукоприё.мниками, каналы преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя-формирователя, соединенного с соответствующим линейным координатным звукоприемнико триггера, один из установочных входов которого соединен с электроакустическим преобразователем, логического элемента И и счетчика координат блок вывода информации, соединенный с разрядными выходами счетчиков координат, дополнительный электроакустический преобразователь и звукоприемник коррекции, подк-точенные к блоку коррекции, выход которого соединен со входом генератора тактовых импульсов, который подключен к одному из входов логического элемента И каждого канала преобразования, о тли чающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит элемент ИЛИ, первый и второй дешифрато нл и последовательно соединенные делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, и третий дешифратор. Первый выход которого соединен с основным электроакустическим преобразователем, второй - с дополнительным -электроакустическим преобразователем, а третий - со входами счетчиков координат каналов преобразования, входы первого и второго дешифраторов соединены с разрядными выходами счетчиков координат,- а их В1:1ходы через элемент ИЛИ - с запрещгиодим входом блока вывода информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вычислительная техника. Экспресс-информация. 1970, 45,.реАе.рат 136.

2.Авторское свидетельство СССР 525976, кл, С 06 К 11/00, 1978

|( прототип),

С

9