Устройство для считывания графической информации Советский патент 1982 года по МПК G06K11/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода графической информации в ЭВМ.

Известно устройство для считывания граф1ической информации, содержащее планшет с координатными шинами, выполненными в виде групп периодически повторяющихся вдоль координатных осей прямоугольных петлевых об-моток 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 кусочноаналогового сигналов и блоки определения координат 1.

Недостатком этого устройства является то, что при изменении амплитуды и частоты генератора синусоидальных колебаний и коэффициентов передачи фазовых детекторов меняется угол наклона характеристики преобразования, что ведет к понижению точности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее планшет с группами координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, съемник координат,соединенный с генератором синусоидальных колебаний, реверсивный счетчик, ключи, триггеры, сумматор и усилители, элементы И, ИЛИ 2.

Его недостаток также заключается в невысокой точности устройства.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к соответствующим коммутаторам, триггеры, входы которых соединены с соответствующими нуль,-органами, а выходы подключены к соответствующим ключам групп, сое диненным с развязывающими усилителя ми, и к элементам ИЛИ, соединенным с триггерами и с реверсивными счетчиками, ключи, подключенные к соответствующим триггерам, развязывающи и парафазным усилителям, сумматоры, соединенные с источниками опорного напряжения, с выходами парафазных усилителей и с соответствующими цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к реверсивным счетчикам, и компараторы, соединенные с парафазными усилителями и с реверси ными счетчиками, генератор синусоида;)ьных колебани11 и съемник координат,, введены блоки преобразования сигналов считывания, входы которых соединены с соответствующими коммутаторами и с генератором синусоидаль ных колебаний, а выходы подключены к соответствующим нуль-органам и клочам групп, и преобразователь напряжения синусоидальных колебаний, соединенный с съемником коорди нат и с блоками преобразования сигн лов считывания. Кроме того, каждый блок преобраз вания сигналов считывания содержит генератор импульсов, coep(инetf ый с коммутатором, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к источнику опорного напряжения и к первому фильтру, и последовательно соединенные сумматор, входы которог являются входами блока, первый усилитель, подключенный к дифференциальному усилителю, первый демодулятор, подключенный к первому фильтру второй усилитель, демодулятор, вход которого подключен к генератору импульсов, и фильтр, выход которого является выходом блока. На чертеже представлена блок-схе ма устройства. Она включает планшет 1 с координатными шинами,, (не- показаны) съемник 2 координат, генератор 3 синусо идальных колебаний, преобразователь напряжения синусоидальных колебаний, выполненный в виде трансформатора, измерительные цепи 5-10, каждая из которых содержит коммутатор 11 и блок 12 преобразования сигналов считывания, блоки 13 формирования сигналов и блоки И и 15 определения координат. При этом блок 12 содержит сумматор 16, первый усилитель 17 с управляемым коэффициентом усиления, первый демодулятор 18, первый фильтр 19 низких частот, источник 20 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 21, второй усилитель 22 частоты коммутации, коммутационный генератор 23 импульсов, второй демодулятор 2k, второй фильтр 25 низких частот. Блоки 13 содержат группу ключей 26-28, три нуль-органа 29-31, многофазный триггер 32, элемент ИЛИ 33, развязывающий усилитель 3k, ключ 35, парафазный усилитель 36, счетный триггер 37, а блоки Н и 15 включают реверсивные счетчики 38, компараторы 39 знака, цифроаналоговый преобразователь kO, источник k опорного напряжения и сумматор k2. : Устройство работает следующим образом. Допустим, что в данный момент съемник 2 находится в центре коордийат. При помощи цепи сброса реверсивный счетчик 38 и многофазный триггер 32 устанавливаются в исходное состояние. Так как в исходном состоянии многофазный триггер 32 имеет высокий урорнь на выходе I и тем самым переключает первый ключ 26, то выходной сигнал первой измерительной цепи 5 поступает на выход ключа 35. Кроме того, в исходном состоянии триггер 37 имеет высокий уровень, из-за чего ключ 35 переключается на выход , а коэффициент усилия парафазного усилителя 36 имеет положительный знак, В этот же момент времени на втором и третьем выходах многофазного триггера 32 имеются низкие уровни. При передвижении съемника 2 координат к неинвертирующему входу парат фазного усилителя 36 подключен выходной сигнал первой измерительной, цепи 5. Выходной сигнал компаратора 39 при этом положителен. В следующий момент времени выходной сигнал третьей измерительной цепи 7 достигает нулевого уровня и нуль-орган 31 выдает положительный импульс, который переводит многофазный триггер 32 в состояние, в котором на его третьем выходе появляется высокий потенциал, а на остальных - низкий. Поэтому ключ 28 переключается и на вход ключа 35 поступает сигнал из третьей измерительной цепи 7. Кроме того, выходной сигнал многофазного триггера 32 поступает на вход элемента ИЛИ 33, на выходе которого появляется импульс, который поступает на вход реверсивного счетчика 38и триггера со счетным входом 37. Триггер 37 опрокидывается и на его входе появляется низкий уровнь. Поэтому ключ 35 переключается и выходной сигнал третьей измерительной цеп 7 подается на инвертирующий вход парафазного усилителя 36, коэффициент усиления которого имеет отрицательный знак. В этот же момент времени на выходе преобразователя 40 получается выходное напряжение, В следующий момент времени выходной сигнал второй измерительной цепи 6 достигает нелувого уровня и .нуль-орган 30 опрокидывает многофазный триггер 32 в состояние, в котором на его втором выходе появляется высокий потенциал, на осталь|НЫх - низкий. При этом ключ 27 под ключает выходной сигнал второй измерительной цепи 6 к входу ключа 35. Кроме того, элемент ИЛИ 33 выдает импульсы, которые суммируются в реверсивном счетчике 38 и опрокидывает триггер 37о Выходной сигнал триггера 37 переключает ключ 35 в предыдущее состояние и выходной сигнал второй измерительной цепи 6 подается на неинвер тирующий вход парафазного усилителя 36. На выходе преобразователя АО коднапряжение формируется напряжение, которое суммируется с другими напряжениями. В те моменты времени, когда съемник 2 меняет направление перемещения выходной сигнал второй измерительной цепи 6 снова достигает нулевого уров ня, однако многофазный триггер 32 не меняет всего состояния. Таким образом, дискретный импульс не появляется и не происходит никаких переключений, так как кусочно-аналоговый сигнал при дальнейшем перемещении съемника 2 координат становится отри цательным, то на выходе компаратора 39имеется выходное отрицательное напряжение. В следующий момент времени.выходной сигнал третьей измерительной цепи 7 становится равным нулю и происходях переключения, аналогичные пере ключениям во второй момент времени. 7 Таким образом, на выходе парафазного усилителя 36 кусочно-аналогойый сигнал является отрицательным. В очередной момент времени нулевого уровня достигает выходной сигнал первой измерительной цепи 5. При этом первая измерительная цепь 5 подключается к инвертирующему входу парафазного усилителя 36 и формируется полный выходной сигнал. При этом измерительные цепи работают следующим образом. При перемещении съемника 2 координат на входах сумматора 16 суммируются напряжения, поступающие с выхода коммутатора 15 и с трансформатора . Суммарное переменное напряжение с прямоугольной огибающей усиливается усилителем 17 с управляемым коэффициентом усиления и детектируется первым демодулятором 18. Напряжение на выходе демодулятора 18 можно представить в виде одного выпрямленного напряжения с заданной частотой. Первый фильтр 19 и усилитель 21 выделяют из него переменную и постоянную составляющие. Постоянная составляющая, выделенная первым фильтром 19 низких частот подается на один вход дифференциального усилителя 21, на второй вход которого подается постояннре напряже-. ние от источника опорного напряжения 20. Разностное напряжение поступает на управляющий вход усилителя 17 с управляемым коэффициентом усиления и изменяет его коэффициент усиления. Усилителем 22 частоты коммутации усиливается переменная составляющая напряжения и выпрямляется вторым демодулятором 24, который управляется напряжением коммутационного генератора 23 импуль.сов синхронно с коммутатором 11, Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить точность устройства. Формула изобретения 1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к соответствующим коммутаторам, триггеры, входы которых соеди нены с соответствующими нуль-органами, а выходы подключены к соответств ющим ключам групп, соединенным с раз вязывающими усилителями,и к элементам ИЛИ, соединенным с триггерами и с ре версивными счетчиками, ключи, подклю ченные к соответствующим триггерам, развязывающим и парафазным усилителям, сумматоры, соединенные с источниками опорного напряжения, с выходами парафазных усилителей и с соответствующими цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к реверсивным счетчикам, и компараторы соединенные с парафазными усилителями и с реверсивными счетчиками, генератор синусоидальных колебаний и съемник координат,, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содер жит блоки преобразования сигналов считывания, входы которых соединены с соответствующими коммутаторами и с генератором синусоидальных колебаний, а выходы подключены к соответствующим нуль-органам и ключам групп, и преобразователь напряжения синусоидальных колебаний, соединенны со съемником координат и блоками преобразования сигналов считывания. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся, тем, что каждый блок преобразования сигналов считыВания содержит генератор импульсов, соединенный с коммутатором, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к источнику опорного нап;ряжения и к первому фильтру, и последовательно соединенные сумматор, входы которого являются входами блока, первый усилитель, подключенный к дифференциальному усилителю, первый демодулятор, подключенный к первому фильтру, вторые усилитель, демодулятор, вход которого подключен к генератору импульсов, и фильтр, выход которого является выходом блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 26 74li, кл. G Об К 11/OQ, 2.Патент США № 3818133, кл. 178-18, опублик. 197 (прототип).