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

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования графической информации в цифровые коды с целью их ввода в ЭВМ,

По основному авт. св. № 714434 иэ- вестно устройство, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, подключенных через блок согласующих элементов к формирователям токов, первые и вторые блсжи ключей, счётчики, выходы которых соединены coo-i ветственно с первым и вторым дешифраторами, генератор импульсов, выход которого подключен к входу одного из счет-, чиков, блок управления, элемент считывания, соединенный с усилителем, генератор высокочастотных колебаний,, подключенный к одним из входов формирователей тока, инвертор, вход которого подключен м к генератору импульсов, а выход - к входу другого счетчика, элементы И н последовательно соединенные фазочувствительный выпрямитель, усредн5пощий преобразователь, нуль-ор5ган и преобразователь временных интервалов в код, один из входов которого подключен к первому выходу блока управления, второй н третий выходы которого соединены с одними та входов элементов И, другие входы которых подключешл к выходам деши чмтора, а выходы через перавые и вторые блоки ключей - соответственно к четным и нечетным координатным шннам планшета, причем выход генератора высокочастотных колебаний соединен с одним вз входов фазочувствительного выпрямтггеля Cl}

Недостатком данного устройства является невысокое быстродействие, обусловленное необходимостью установки при считывание продольной оси элемента считывания перпендибулярно поверхности планшета. Отклонение продольной оси элемента считывания от вертикали приводит к погрешности преобразования координат за счет искажения считанного сигнала, Евызванного изменением магнитного потока, .пронизывающего магнитную катушку элемента считывания. .При наклоне элемента считывания его магнитная катушка приближается к координатным шинам, расположенным по одну сторону кодируемой точки графического изображения и удаляется от шин, расположенных TIQ другую сторону точки. Составляющая маг нитного потока, создаваемого шинами, к которым приближается магнитная катушка будет увеличиваться, а составляющая nt тока, создаваемого удаленными шинами будет уменьшаться. Соответствующее изменение амплитуд составляющих считанно го сигнала приводит к смещению во времени точки перехода сигнала через нуль, являющейся функцией положения элемента считывания на поверхности планшета. Указанная погрешность преобразования отсутствует при совпадении продольной оси элемента считывания с вертикалью. Однако выполнение этого требования приводит к неудобству в работе и снижению скорости кодирования. Цель изобретения - повышение быстро действия устройства. Поставленная лель достигается тем, что в устройство введеШ) интегратор, подключенный к блоку управления, аналоговый ключ, соединенный с выходом усре няющего преобразователя и с входом интегратора, и последовательно подключенные элемент задержки, вход которого сое динен с выходом «нуль-органа, триггер, другой вход которого подключен к блоку управпения, а выход соединен с входом аналогового ключа, генератор пилообразного напряжения и компаратор, другой вход которого соединен с интегратором а выход подключен к одному входу преобразователя временнного интервала в код. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - положение элемента считывания и соответствующие эти положениям диаграммы сигналов на выходах усредняющего преобразователя нуль органа, интегратора, -элемента задержки, триггера, генератора пилообразного напряжения и компаратора. Устройство включает в себя планшет 1 с системами взаимно перпендикулярных координатных шин X и . Четные шины .по оси X подключены конпами через блок 2 согласующих элементов к фор мирователям 3 токов, а другими коншми к блокам 4 ключей, нечетные шины соответственно - к . формирователям 5 токов и к блокам б ключей. Четные шины по оси V подключены концами через развязывающие диоды 7 к. формировате- 94 64 лям 8 токов, а другими концами - к блокам 9 ключей, нечетные шины соответственно - к формирователям 10 токов и блокам 11 ключей. Формирователи токов И блоки ключей соединены через элементы И 12 и 13, осуществляющие выбор координатных шин соответственно по .оси X и по оси V , с дешифратором 14 нечетных координатных шин и дещифратором 15 четных коорщтатных шин, входы которых подключены соответственно к выходам первого счетчика 16 и выходам счетчика 17. Счетный вход счетчика 16 соединен с генератором 18 импульсов, а счетчика 17 - с инвертором 19. Импульсные входы формирователей 3, 5, 8 и Ю тока соединены с генератором 2О высокочастотных колебаний, управляющие входы элементов И12и13-с блоком 21 yirравления. Элемент 22 считывания подключен к усилителю 23, усиленный сигнал с которого поступает далее последовательно на фазочувствительный, выпрямитель 24, усредняющий преобразователь 25 И нуль-орган 26. Импульс с выхода блока 21 управпения подается -аа вход преобразователя 27 временнных интервалов в код, задавая начало временного интервала. Сигнал с выхода усредняющего преобразо вателя 25 поступает через аналоговый ключ 28 на вход интегратора 29, а импульс, сформированный нуль-органом 26, подается через элемент 30 задержки на вход триггера 31. Генератор пилообразного напряжения 32 подключен к входу компаратора 33, другой вход которого соединен с выходом интегратора 29. Импульс с выхода компаратора 33 подается на вход преобразователя 27 временных интервалов в код, фиксируя окончание временного интервала. Устройство работает следующим образом. Генератор 18 импульсов формирует последовательность прямоугольных импульсов на счетный вход счетчика 16 и такую же последовательность импульсов, сдвинутых по фазе на 180 фазоинвертором 19 - на счетный вход счетчика 17. ;Дешифратор 14 производит через элементы И 12 и 13 включение формирователей 5 и 10 тока и блоков 6 и 11 ключей, осуществляющих возбуждение нечетнь1Х кокоордикатных тиин. Дешифратор 15 производит через элементы И 12 и 13 включение формирователей 3 и 8 тока и блоКОВ 4 и 9 ключей, возбуждающих четные ко;ординат№1е шины. При этом включение формирователей тока, возбуждающих группу шин, осуществляется элементами де 5 94 шифратора, подключенными к старшим раэ рядам счетчика, а включение ключей, обеспечивающих выбор соответствующей шины в каждой группе, осуществляется элементами дешифратора, подключенными к младшим разрядам счетчика. Возбуждение шин по осям координат производится раздельно во времени. На первом временном такте блок 21 управления включает элементы И 12, обеспечивая тем самым последовательное возбуждение ши по оси X, на втором такте включаются элементы И 13, чем обеспечивается последовательное возбуждение шин по оси V Возбуждение какой-либо координатной шины осуществляется при протекании по ней импульсов тока, частота следования которых задается генератором 2О. Модуляция импульсов тока импульсами дешифраторов 14 и 15 производится гак, что в каждый момент времени возбуждаются одновременно только две шины, например с номерами О и 1, затем 1 и 2, 2 и 3 и т. д. Диоды 2 и 7 обеспечивадот протекание тока по координатным шинам только в одном направлении.. Сигнал с координатных шин считывается элементом 22 считывания, магнитная катушка в котором настроена в резонанс с частотой генератора 20. Считанный сш нал усиливается усилителем 23 и поступает на фазочувствительный выпрямитель 24, сигнал с выхода которого будет повторять или инвертировать входной сигнал в зависимости от значения сигнала с гене ратора 20 высокой астоты. Дапое считан ный сигнал поступает на усредняющий пре образователь 25, который выделяет модулирующий сигнал из модулированного высокочастотного колебания и производит его сглаживание. Нуль-орган 26 фиксирует точку перехода сигнала через нуль, являющуюся функпией положения элемента 22 считывания на поверхности планш та. На вход преобразоватехш 27 временных интервалов в код с блока 21 упра&ления поступает импульс начала време но го интервала, соответствующий во времени возбуждению нулевой координатной шины. Сигнал с выхода усредняющего преобразователя 25 через аналоговый ключ 28 открытый потенциалом с выхода триггера 31, поступает на интегратор 29, В том случае, если продольная ось элемента 22 считывания перпендикулярна поверхности планшета, положительная составляющая считанного сигнала равна его отрицатель ной состйвляюшей и на выходе интеграто ра после обработки считанного будет при76сутствовать напряжение, равное нулю. Импульс с выхода нуль-органа, задержанный элементом ЗО задержки на время обработки считанного сигнала в интеграторе, устанавливает триггер 31 в состояние 1. Последний запускает генератор 32 пилообразного напряжения и запирает аналст овый ключ 28 с целью сохранения напряжения на выходе интегратора неизменным (запирание аналогового ключа предотвращает разряд конденсатора в цепи обратной связи интегратора). Компаратор 33 осуществляет сравнение напряжений, вырабатываемых интегратором 29 и генератором 32 пилообразного напряжения, и формирует при равенстве этих напряжений импульс окончания временнного интервала, поступающий в преобразователь 27 временных интервалов в код. В начале шпсла преобразования импульс d первого выхода блсжа 21 управления устанавливает в исходное состояние интегратор 29 (разряжает конденсатор в цепи обратной связи) и триггер 31. Триргер 31, находясь в состоянии О, открывает аналоговый ключ 28 и устанавливает в исходное состояние генератор 32 пилообразного напряжения, подготавливая его к запуску. Временная добавка (фиг. 2), увеличивающая значение измеряемой координаты на постоянную величину, может быть скомпенсирована задержкой импульса с первого выхода блока 21 управления или путем записи соответствующего дополнительного кода в регистр преобразователя 27 временных интервалов в код перед началом каждого цикла преобразования. Если продольная ось элемента 22 считывания не совпа- дает с вертикалью к поверхности планщета, то считанный сигнал деформирует ся, точка перехода его через нуль смещается (фиг. 2), а интегратор 29 вырабатывает напряжение, величина которого зависит от величины угла отклонения оси элемента считывания от вертикали, а знак - от направления отклонения. Сравнение напряжения пилообразной формы, вырабатываемого со смещением во времени на некоторую величину, производится с напряжением смицения, вследствие чего импульс окончания временного интервала при отклонении оси элемента считывания от вертикали не меняет своего положения на временной шкале. Как видно из диаграмм сигналов на фиг. 2, временная добавка остается постоянной как при совпадения ,так и при отклоне ши оси элемента считывания от вертикали. Предлагаемое техничесжое решение позволяет работать при отклонении оси элемента считывания от вертикали в пределах от О до 45°, что значительно повышает &лстродействие устройства, снижает утомляемость оператора и приводит в конечном счете к повышению эффективности работы; Максимальная скорость кодирования достигаемая при ио польэовании изделия СМ6402, которое может быть принято в качестве базового при срешнетга составляет 48ОО точек/ч.. При использовании предлагаемого изо&ретення скорость кодирования может достигать, как показывают предварительные эксперименты и расчеты, 6ООО точек/ч. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить произвел дительность труда в 1,25 раза. Кроме то того, возможность свободного манипулеровашзя элемешчэм считывания снижает напряжение оператора при работе, что прв . водит к уменьшению количества ошибок, и, следовательно, к повышению качества работы, 94 e Формула и р е т е н и я Устройство для считывания графичесукой информации по авт. св. № 714434, отличающееся тем, что с целью повышения быстродействия, оно содержит интегратор, подключенный к блоку управления, аналоговый ключ, соединенный с выходом усредняющего преобразователя и с входом интегратора, и последовательно подключенные элемент задерхоки, вход которого соединен с выходом нуль-органа, триггер, другой вход которого подключен к блоку управления, а выход соединен с входом аналогового ключа, пилообразного напряжения и ком1юратор, другой вход которого соединен с интегратором, а выход подклкнчен к од1юму входу преобразователя временного интервала в код .. Итзточникй информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 714434, кл,5 Об К 11/06, 1977 (прототип).

Л

щ

фиг.1

п

/

yN

X

/

f

x

ЛТ

f

-J

-/

ЛГ