Устройство для считывания графической информации Советский патент 1982 года по МПК G06K11/06 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

I

I Изобретение относится к област(л автоматики и вычислительной техники, б частности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано для полуавтоматического кодирования и ввода в ЭВМ графической информации. Известно устройство, содержащее планшет из ортогональных координатных шин, соединенных через трансформаторы с блоком коммутации, электронный карандаш, соединенный через усилитель-ограничитель с синхронным детектором, выход которого связан со входом преобразователя Время-код, генератор радиочастоты, соединенный со входами блоков коммутации и синхронного детектора, счетчики, блок управления, выходы которого подключены ко входам блоков коммутации, счетчиков и преобразователя Время-код, видеоусилитель, связан ный с выходом синхронного детектора, преобразователь код-напряжение пёре ИНФОРМАЦИИ

.менного тока, выходы которого связаны с блоками коммутации,- а входы со счетчиками и генератором радиочастоты, нуль-орган, блок формирования промежуточных отсчетов, соединенный с выходом нуль-органа и блоком управления, сумматор, выходы которого связаны с выходами преобразователя Время- код и блока формирования промежуточных отсчетов ij.

Недостатками указанного устройства являются наличие сложных в изготовлении элементов- трансформаторов И ЦАП. Трансформаторы применены с целью согласования значительных емкостных нагрузок, создаваемых группами длинных координатных шин с коммутирующими элементами. Значительный уровень наведенных помех при отсчете как дискретного значения положения съемника, так и уточняющего промежуточного положения ухудшает точность.

Наиболее близким к предлагаемому явл1чется устройство, содержащее 3 планшет, выполненный в виде системы двух взаимноортогональных шин, подключенных к коммутаторам, выполненных в виде совокупности ключей, фазо вый детектор, подключенный к усилителю , вход которого соединен со съемником координат, преобразователь временного интервала в код, подключенный к распределителю импульсов и к нуль:юргану, фильтр, фазовый детектор, соединенный с Генератором частоты, с усилителем и с фильтром, и элементы И, ИЛИ 2. Однако устройство характеризуется недостаточно высокой его точностью. Цель изобретения - повышение точ ности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных коорд натных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, усихй тель,со единенный с первым съемником коорд нат и с одним входом фазового детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, и последовательно соединенные фильтр, вх которого подключен к выходу фазовог детектора, нуль-орган, преобразоваталь временного интервала в код, выход которого подключен к выходу устройства, и распределитель импуль сов, соединенный с генератором частоты, введены блоки формирования па рафазных импульсов возбуждения, входы которых соединены с распределителем импульсов и с генератором частоты, а выходы подключены к соот ветствующим коммутаторам, и второй съемник координат, соединенный со входом усилителя. При этом каждый из блоков формир вания парафазных импульсов возбужд ния содержит инверторы, соединенные со входами соответствующих элементов И, элементы И-ИЛИ-НЕ, входы которых соединены с триггером и со входами блока, а выходы подключены ко входам соответствующих элементов И, регистр сдвига, соединенный с пе .вым .счетчиком, со входом соответств ющих элементов И-ИЛИ-НЕ, с выходом первого элемента И, входы которого подключены к первому счетчику, со входами соответствующих элементов И и со вторым и третьим счетчиками, выходы которых подключены кЬ входа соответствующих инверторов и эле 74ментов И, дешифраторы, соединенные со вторым и третьим счетчиками и со входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к выходу блока. Кроме того, второй съемник координат содержит стеклянную пластину, на одну сторону которой нанесено проводящее кольцо, вокруг которого расположен -проводящий экранирующий слой. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - конструкция второго съемника координат; на фиг. 3 - схема блоков формирования парафазных импульсов возбуждения. Устройство включает планшет 1 с координатными шинами, коммутаторы.2 и 3 , блоки и 5 формирования парафазных импульсов возбуждения, генератор 6 частоты, распределитель 7 импульсов, первый 8 и второй 9 съемники координат усилитель 10, фазовый детектор 11, фильтр 12, нуль-орган 13, преобразователь 1 временного интервала в код. При этом второй съемник 9 координат выполнен в виде стеклянной пластины, на одну сторону которой наненено проводящее кольцо 15, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой 16. На стеклянной пластине также нанесены непрозрачные метки 17, проводящая полоса 18-1, экранирующая линию, соединяющую поверхность 15 с контактной площадкой 18-2, и проводящая полоса 18-3, через которую экранирующий слой 16 соединен с корпусом съемника. Каждый из блоков и 5 содержит триггер 19,элементы И-ИЛИ-НЕ 20, группу элементов И 21, элементы ИЛН 22, первый счетчик 23, второй 2k: и третий счетчики, элемент И 25, регистр 26 сдвига, инверторы 27 и дешифраторы 28. Первый съемник координат выполнен в виде карандаша, приемным элементом которого является шариковый пишущий стержень. В отличие от съемника, выполненного в виде карандаша, плоский съемник всегда параллелен носителю и поверхности планшета, что позволяет повысить точность считывания. Устройство работает следующим образом. Счетный триггер 19 и элементы И-ИЛИ-ИЕ 20 образуют коммутатор, осуществляющий переключение фазы высокочастотного заполнения сигнала, подаваемого на координатные шины. Переключение фазы высокочастотного заполнения осуществляется синхронно с поочередным переключением координатных шин, осуществляемым сдвиговым регистром 2б, на информационный вход которого подается импульс с выхода элемента И 25, выходы которого подкл чены к старшим разрядам счетчика 23, а сдвигающий вход регистра соединен с выходом счетного триггера 19, пересчитывающего синхроимпульсы (СИ). СИ и противофазные сигналы высокочастотного заполнения вырабатываются генератором 6. Для обеспечения перекрытия сигналов коммутации групп переключение . групп производится импульсами, подаваемыми с первого и второго выходов регистра 26 сдвига на счетные входы счетчиков 24, выходы которых связаны со входами дешифраторов 28. Соединение выходов первых разрядов счетчиков 2k группы со входами элементов И 21 группы непосредственно или через инверторы 27 обеспечивает выбор нулевых и третьих шин в четных или нечетных группах. Распределитель 7 и пупьсов устанавливает счетчики 23 и 2А и регистр 26 сдвига в исходное состояние и подает на счетный вход счетного триггера 19 СИ, С появлением единичного уровня на первом выходе регистра 26 в один из счетчиков 2k группы добавляется счетный импульс, а первый выход дешифратора 28 открывает через элемент И 21 ключ соответствующего коммутатора, через который напряжение подается на все шины 0-ой группы. С выхода первого разряда соответствующего счетчика 2k подается разрешающий потенциал на вход элемента И 21, коммутирующего нулевые шины в нулевой- четной группе. В момент появления единичного уровня на выходе регистра 2б на нулевую шину нулевой группы начинают поступать высокочастотные Колеба-. ния фазы , а на вход преобразователя И - последовательность счетных импульсов, превосходящая по час тоте синхроимпульсы СИ. В следующий момент времени поступления очередного продвигающего импульса на вход регистра 2б появляется также единич ный уровень на выходе коммутатора 2, разрешающий подключение к шине планшета 1 высокочастотных колеба НИИ фазы 180 , а к нулевой шине фазы 0° В очередной момент времени прекращается возбуждение нулевой шины, фаза колебаний на первой шине становится равной О и начинается возбуж-. дение шины планшета. В процессе поочередной коммутации координатных шин к ним подводятся импульсы равной амплитуды, но с фазоманипулированным заполнением. Так, если в первый момент времени к шине подводится импульсный сигнал с фазой заполнения 0 то во второй мо-: мент времени к ней подводится сигнал фазы 180, а к следующей шине- фазы о. В третий момент времени эта .шина не запитывается на очередной шине - фаза 180°, а на следущей шине - сигнал с фазой 0° и т.д. Переключение групп производится по переднему фронту раэрещающего импульса на выходе О или 1 регистра 26 сдвига, при этом добавляется счетный импульс в счетчики 2 и происходит переключение выходов дешифратора 28 на следующую группу с необходимым перекрытием по времени. В результате описанного выше процесса коммутации координатных шин вдоль оси X или У на каждой из двух соседних шин, запитанных в йан ный момент, фаза колебаний противоположна. Пусть съемник координат находится над координатной шиной. По мере приближения к нему волны электрического поля, излучаемого шинами, запитанными парафазными сигналами, амплитуда принимаемых съемником си1-. налов растет за счет увеличения емкости связи съемника с очередной шиной. На вход усилителя съемника 8 всегда действует равнодействующая сигналов, поэтому на выходе фазового детектора 11 выделяется огибающая результирующего сигнала, полярность которой определяется фазой результирующего высокочастотного сигнала. Сигнал с выхода детектора фильтруется и подается на вход нуль-органа 13. В момент перехода напряжения через нулевой уровень нуль-орган выдает импульс, фиксирующий временной интервал в преобразователе 14 временного интервала в код. Временной :интервал пропорционален координате, причем дискретность отсчета коор,динаты выше дискретности укладки координатных шин планшета 1. После завершения формирования от счета по оси X распределитель 7 запускает аналогичный цикл . преобразования по оси У. Коды координат считываемой точки выводятся со счет чиков блока 14 в ЭВМ. Введение блоков 4 и 5, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить точность и надежность съема информации за счет снижения уровня помех. Значительное уменьшение уровня помех достигается использованием имупльсов возбуждения координатных шин с постоянной амплитудой, но противоположной фазой заполнения которые одновременно подводятся к двум соседним шинам по мере их поочередной коммутации. При этом |1роисходит полная компенсация помех, наведенных с активных координатных шин на пассивные, и достигается повышение точности считывания координат положения съемника. Ориентировочный годовой экономический Эффект от применения пред лагаемого устройства составляет 12,3 тыс. руб. на каждое устройство i Формула изобретения i 1. Устройство для считывания гра фической информации, содержащее пла шет, выполненный в виде системы дву взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, усилитель, соединенный с первым съемником координат и одним входом фазового детектора, другой вход которого подключен к г нератору частоты, и последовательно соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового детекто ра, нуль-орган, преобразователь вр менного интервала в код, выход кото рого подключен к выходу устройства, распределитель импульсов , соединенный с генератором частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блоки формирования парафазных импульсов возбуждения, входы которых соединены с распределителем импульсов и с генератором частоты, а выходы подключены к соответствующим коммутаторам, и второй съемник координат, соединенный с входом усилителя. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждый из блоков формирования парафазных импульсов возбуждения содержит инверторы, соединенные с входами соответствующих элементов И, элементы И-ИЛИ-НЕ, входы которых соединены с триггером и с входами блока , а выходы подключены к входам соответствующих элементов И, регистр сдвига, соединенный с первым счетчиком, с входом соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ, с выходом первого элемента И, входы которого подключены к первому счетчику, с входами соответствующих элементов И и с вторым и третьим счетчиками, выходы которых подключены к входам соответствующих инверторов и элементов И, дешифраторы, соединенные с вторым и третьим счетчиками и с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к выходу блока. 3.Устройство по по 1. отличающееся тем, что второй съемник координат содержит стеклянную пластину, на одну сторону которой нанесено проводящее кольцо, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 260082V18-24, кл. G Об К 11/06, 18. П.73. 2.Патент Японии № 52-3535, кл. 97/7/В 64, опублик. 1977 (прототип) .

®

Ь i ПГЗ I

« « «

ю

CIi

/гм/r

./

......X........VX.V.

Г

Аа.2