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

t

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для ввода графической информации в электронные вычислительные машины.

Известно устройство, содержащее планшет с координатными шинами,съемник координат, генератор синусоидальных колебаний, выход которого подключен к одним из входов фазовых детекторов, и фазовращающие линейки, соединенные с генератором синусоидальных колебаний 1.

Недостатком этого устройства является то, что при прохождении сигнала от начала фазовращающей линейки к ее концу, происходит его затухание,что ухудшает линейность характеристики преобразования, так как для линейного распределения фазы сигнала между двумя соседними шинами необходима не только.фазовая, но и амплитудная сиив«1етрия сигналов, воспринимаемых от шин, находящихся по обе стороны от зондируемой. Указанное нарушение линейности ведет к понижению точности работы устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее планшет с координатными шинами, выполненными в виде групп периодически повторяющихся вдоль координатных осей прямоугольных петлевых обмоток с постоянной высотой и переменной шириной каждой петли в обмотках, а геометрические центры прямоугольных обмоток отдельных групп смещены друг относительно друга по соответствующей координатной оси, съемник координат, фазовые детекторы, генератор синусоидальных колебаний, блоки формирования дискретного и кусочно-аналогового сигналов и блоки определения координат 2.

Недостаток устройства заключается в невысокой точности.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее многофазные триггеры, соединенные .с соответствующими нуль-органами групп, ключами групп и с элементами ИЛИ, развязывающие усилители, входы которых подключены к ключам соответствующих групп, а выходы соединены с ключами, подключенными к парафазным усилителям, выходы которых соединены с соответствующими сумматором и компаратором,, и к счетным триггерам

входы которых соединены с соответствующим элементом ИЛИ, реверсивные счетчики, подключенные к элементам ИЛИ, к компараторам и к цифроаналоговым преобразователям, соединенным с соответствующими сумматорами, входы которых подключены к.источнику опорного напряжения, а выходы являются выходом устройства, планшет с координатными шинами и съемник координат введены формирователи управляющих сигналов, входы которых соединены со съемником координат, а выходы подключены к соответствующим координатным шинам планшета и ко входам ключей и нуль-органов соответствующих групп при этом каждый формирователь управляющих сигналов содержит усилители первой группы, подключенные к соответствующим генераторам синусоидальных колебаний и элементам преоб разов ания амплитуды напряжения, и последовательнр соединенные широкополосный усилитель, входы которого подкхйочены к соответствующим элементам преобразования амплитуды напряженИЯ, полосовые усилители, демодуляторы, подключенные к соответствуюцдам генераторам синусоидальных колебаний, фильтры, усилители-инверторы и усилители второй группы, подключенные к соответствующим генераторам синусоидальных колебаний и элементам преобразования амплитуды напряжения. На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает планшет 1 с координатными шинами (на чертеже не показаны), съемник 2 координат, формирователи 3 управляющих сигналов, . содержащие усилители-инверторы 4 и 5, фильтры 6 и 7, демодуляторы 8 и 9, генераторы 10 и 11 синусоидальных колебаний, первую группу усилителей 12 и 13, вторую группу усилителей 14 и 15, элементы 16-19 преобразования амплитуды напряжения, выполненные в виде воздушных трансф маторов, широкополосный усилинель 20 и полосовые усилители 21 и 2, ботежи 23 определения координат, сеццеф кявще реверсивный счетчик 24, 1$9мпаратор 25, цифроаналоговый прео&разователь 26, источник 27 опорноие напряжения и сумматор 28, блоки 29 ф Эp вlpoвaния дискретных и аналоговых сигналов, содержащие группу ключей 30-32,группу нуль-органов 3335-; элемент ИЛИ 36, развязывакхций уеилитель 37, ключ 38, парафазный усилитель 39, счетный триггер 40 и многофазный триггер 41.

Планшет 1 изготовлен из изоляционного материала, на поверхности кото{рвго вырезаны пазы с определенным шаГФМ, например, равным 1/6 периода во-збуждакмцих катушек, имеющих волноФйразную форму, с одинаковыми периодами, причем каждая шина расположена

в виде групп по две катушки друг на друге. Для определения горизонтальной координаты используются три группы катушек, уложенных в пазы,а геометрические центры отдельных груп смещены друг относительно друга на 1/3 периода. Перпендикулярно к первым, уложены другие три группы катушек для определения вертикальной координаты. На. поверхности планшета

1укладывается тонкий изоляционный лист, на который крепится носитель информации. Выходы координатных катушек подключены к первым входам соответствующих формирователей 3 управляемых сигналов. Съемник 2 координат, предназначенный для измерения наведенных возбуисдающими координатными катушками планшета 1 ЭДС имеет форму карандаша, на оконечник которого намотана измерительная катушка, состоящая из трех секций, диамет каждой равен половине периода возбуждающих катушек, и подключена к вторым входам формирователей 3Устройство работает следующим образом.

Генераторы 10 и 11 синусоидальных колебаний через усилители 12-15 возбуждают токи в координатных катушках планшета, которые, в свою очередь,наводят в измерительной катушке съемника 2 координат ЭДС. Сигналы с выхода съемника 2 координат поступает через соответствующие трансформаторы 17 и 18 на усилители 21 и 22 усиливают и развязывают сигналы вертикальной и горизонтальной . координаты съемника

2координат, определяемые относительно одной группы вертикальных координатных катушек и одной группы горизонтальных координатных катушек планшета 1. Демодуляторы 8 и 9 демодулируют выходные сигналы полосовых усилителей 21 и 22, а фильтры 6 и 7 подавляют гармонические колебания демодуляторов. Таким образом, с выходов фильтров 6 и 7 напряжения поступают на блоки 29.

Допустим, что в некоторый момент времени съемник 2 координат находится в центре координат. При помощи цепи сброса реверсивный счетчик 24 и многофазный триггер 41 устанавливаются в исходное состояние. Так как в исходном состоянии многофазный триггер 41 имеет высокий уровень на выходе 1 и тем самым переключает первый ключ 32, то выходной сигнал первого формирователя 3 поступает на вход четвертого ключа 38. Кроме того, в исходном состоянии триггер 40 имеет высокий уровень, изза чего четвертый ключ 38 переключается на выход 1, а коэффициент усиления парафазного усилителя 39 имеет положительный знак. В рассматриваемый момент времени на втором и, третьем выходах многофазного триггеpa 41 имеются низкие уровни. При передвижении съемника 2 до следующего момента времени к неинвертирующему входу парафазного усилителя 39 подключен выходной сигнал nejjBoro форми рователя. В следующий момент времени выходной сигнал третьего формировате ля 3 достигает нулевого уровня и нуль-орган 34 выдает положительный импульс, который переводит многофазный триггер 41 в состояние, в которо на его третьем выходе появляется вы сокий потенциал, а на остальных -ни кий. Поэтому ключ 31 переключается и на вход четвертого ключа 38 поступает сигнал с третьего формирователя 3. Кроме того, выходной сигнал триггера 41 поступает на вход элемента ИЛИ 36, на выходе которого по является импульс, который поступает на вход реверсивного счетчика 24 и вход триггера 40 со счетным входом Триггер 40 опрокидывается и на его выходе появляется низкий уровень. Поэтому четвертый ключ 38 также пере ключается и выходной сигнал третьего формирователя 3 подключается к инвертирующему входу парафазного усилителя 39, коэффициент усиления кото рого имеет отрицательный знак. На вы ходе преобразователя 26 получается напряжение, которое суммируется в сумматоре 28 с напряжением с усилите ля 39 и с напряжением источника 27. В следующий момент .времени выходной сигнал второго формирователя 3 достигает нулевого уровня и нуль-орган 33 опрокидывает многофазный триг гер 41 в состояние, в котором на его вторам выходе появляется высокий потенциал, на остальных низкий. При этом ключ 30 подключает выходной сиг Нсш к входу четвертого ключа 38. Кро ме того, элемент ИЛИ 36 выдает импульсы, которые суммируются в реверсивном счетчике 24 и опрокидывает триггер 40. Выходной сигнал триггера 40 переключает ключ 38 в предыдущее состояние и выходной сигнал второго формирователя 3 подключается к неинвертирующему входу парафазного усилителя 39. На выходе преобразователя 26 формируется напряжение, поступсиощее в сумматор 28. Существенно, что обе координаты определяются одновременно. Таким образом, полное перемещение может быть определено путем определения количества дискретных шагов и суммированием с величиной перемещения в зоне одной позиции, определяемой по выходному кусочно-аналоговом сигналу. Причем дискретное число импульсов определяется суммированием числа импульсов, сформированных при положительном кусочно-аналоговом сигнале и вычитанием числа импульсов дискретного выхода, сформированных при отрицательной полярности кусочно-аналогового сигнала. Подключенные выходные сигналы устройства являются аналоговыми , амплитуда которых является пропорциональной положению съемника относительно выбранного центра координат во всей плоскости планшета. Применение формирователей управляющих импульсов позволяет повысить точность устройства, так как изменение коэффициентов передачи элементов формирователей не влияет на точность устройства, а предлагаемое распределение групп координатных катушек упрощает технологию изготовления иланшета. Таким образом, использование новых цепей и связей, соединенных по предлагаемой схеме, выгодно отличает предлагаемое устройство, так как существенно повышается точность преобразования графической информации. Формула изобретения 1.Устройств® ДЛЯ считывания графической информации, содержащее многофазные триггеры, соединенные с соответствующими нуль-органами групп, ключами групп и с элементами ИЛИ,развязывающие усилители, входы которых подключены к клкиФам соответствующих групп, а выходы соединены с ключами, подключениьош к парафазным усилителям, выходы которых соединены с соответствукнцими сумматором и компаратором, и к счетным триггерам, входы которых соединены с соответствующим элементом ИЛИ, реверсивные счетчики, подключенные к элементам ИЛИ, к компараторам и к цифроаналоговым преобразователям, соединенным с соответствующими сумматорами, входы которых подключены к источнику нат пряжения, а выходы являются выходом устройства, планшет с координатными шинами, съемник координат, о тл ичающееся тем; что, с целью повьшения -точности устройства, оно содержит фор1«1рователи управляющих сигнсшов, входы которых соединены со съе) координат, а выходы подключены к соответствующим координатным шинс1м планшета и ко входам ключей и нуль-органов соответствующих групп. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что Кс1ждый формирователь управлягоцих сигналов содержит усилители первой группы, подключенные к соответствующим генераторам синусоидальиых колебаний и эле- ментам преобразования амплитуды напряжения, и последовательно соединенные широкополосны1{ усилитель, холы которого подключены к соответствуюим элементам преобразования амплитуы напряжения, полосовые усилители.

демодуляторы, подключенные к соответствующим генераторам синусоидальных колебаний, фильтры, усилители-инверторы и усилители второй группы,подключенные к соответствующим генераторам синусоидальных колебаний и элементам Преобразования амплитуды напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 404104, кл, G 06 К 11/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 110 заявке 2647414/18-24,

кл. G 06 К 11/00, 1978 (прототип).