Устройство для считывания графической информации Советский патент 1983 года по МПК G06K11/06 

УСТРОЙСТВО для СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

(54) ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техннке, в частности к устройствам преобразования и ввода в ЭВМ графической, информации, и может быть включено в качестве периферийного устройства в состав различных автоматизированных систем обработки проектной, конструкторской и экспериментальной документации.

Известно устройство, содержащее планшет, выполненный в виде двух систем ортогональных координатных шин, подключенных, к соответствуюшим коммутаторам, входы которых соединены с блоком управления, другие выходы которого подключены через элемент И, управляемые триггерами, к входам соответствующих счетчиков, съемник координат, выход которого через усилитель соединен с блоком управления 1.

Недостаток этого устройства состоит в его невысокой надежности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемомуявляется устройство, содержащее планшет с двумя группами взаимоортогональных кооршшатных шин, лодключенных к коммутаторам иощ, съемник координат, индуктивно связанный с коорпинатнымн шинами, контрольный трансформатор, подключенный к шинам планшета и к цифро-аналоговому преобразователю, схему сравнения, счетчики координат, блок управления, генератор импульсов и логические схемы 2.

Недостатком данного устройства является

10 невысокая точность считьшания координат, вызванная использованием прямоугольнь1х импульсов опроса координатных шин и возникающими при Этом помехами в контрольном трансформаторе за счет дополнительных гар15моник в наводимом сигнале, малых по дпительностн сигналов в съемнике координат и контрольном .трансформаторе, а также ниэкой общей помехозащищенностью устройства.

Цель изобретения - повышение точности

20 графической информаини за счет выбора линейного участка амплитудно-пространственной характеристики и повышения помехоустойчивости. 398 Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее планшет, выполненный в виде двух систем взаимиоортогональных координатных шин, одни концы которых соединены с преобразователем напряжения, а другие подключены к выходам соответствующих ключей, первой и второй групп, входы которых соединены с распределителем импульсов и дешифратором, подключенным к первому счетчику, делитель частоты соединенный с распределителем и генератором импульсов, выход которого подключен к распределителю импульсов, второй счетчик, соединенный с выходом элемента ИЛИ и с одними входами распределителя импульсов, другие входы которого подключены к генератору импульсов и триггеру, а выходы соединены с одновибратором, счетчиками и одним входом 1-риггера, другой вход которого подключен к компаратору, сумматор, подключенный к тре1ъему и четвертому счетчикам и к одному входу элемента ИЛИ, другой вход кото рого соединен с выходом триггера, и съемник координат, введены первый ключ, входы кото рого соединены с распределителем импульсов и съемником координат, усилитель, подключен ный к генератору импульсов и .преобразователю напряжения, и последовательно соединенные детектор, вход которого подключен к пр образователю напряжения, первый интегратор, другой вход которого подключен к одновибра тору, второй ключ, другой вход которого подключен к распределителю импульсов, и вт рой интегратор, другой вход которого подклю чен к первому ключу и одновибратору, а вы ход соединен с входом комларатора. На чертеже представлена блок-схема устройства, Устройство включает планшет 1, выполненный в виде двух систем взаимноортогональных координатных шин, перву о 2 и вторую 3 группу координатных шин, преобразователь 4 напряжения, например контрольный трансформатор, усилитель 5 мощности, дешифратор 6, первый счетчик, распределитель 8 импульсов, делитель 9 частоты, генератор 10 импульсов, второй счетчик 11, съемник 12 координат, первый ключ 13, первый интегратор 14, детектор 15, выполненный в виде выпрямителя, второй интегратор 16, второй ключ 17, компаратор 18, триггер 19, одновибратор 20, третий 21 и четвертый 22 счетчики, сумматор 23, пятый счетчик 24 и элемент ИЛИ 25. Устройство работает следующим образом. После установки съемника координат в выбранную точку оператор нажатием кнопки Пуск (не показана) устанавливает в нулево состояние счетчики 7, 21, 22 и 24, а счетчик 11 устанавливает в состояние, при котором счетчик 7 по выходу У7 распределителя 8 мпульсов поступает последовательность имульсов, поочередно открывающая через деифратор 6 ключи Х2, синхронизируемые о выходу У4 распределителя 8 импульсов. енератор 10 импульсов подает в избирательный усилитель 5 мощности частоту опроса коорданатных шин планщета 1 в число раз пределяемое делителем 9 частоты, например, если делитель 9 частоты делит частоту следования импульсов с генератора 10 на 128 - это значит, что в каждой координатной шине в первую половину такта опроса проходит 64 синусоидальных сигнала. Эти сигналы наводят в съемнике 12 координат и в контрольном трансформаторе 4 сигналы синусоидальной формы. Первая полуволна сигналов, наводимых в съемнике координат, поступает через первый ключ 13 на интегратор 16, где происходит их инверсное интегрирование с накоплением. Сигналы со вторичной обмотки трансформатора 4 поступают на выпрямитель 15, который выделяет их положительную полуволну и подает ее на интегратор 14, последний в свою очередь производат инверсное интегрирование с накоплением этих сигналов. Во второй половине такта опроса координатной шины планшета 1 ключ 13 закрыт, все ключи 2Х также закрыты, открьгг второй ключ 17. При этом интегратор 14 сохраняет накопленньш в первой половине такта onpocal сигнал и подает его через второй ключ 17 на интегратор 16. Интегратор 16 производит инверсное интегрирование этого постоянного сигнала. Компаратор 18 сравнивает сигнал с выхода интегратора 16 с нулевым потенциалом и до тех пор пока сигнал с выхода интегратора 16 не станет меньше нулевого потенциала, на выходе компаратора 18 присутствует нулевой сигнал. Как только сигнал с выхода интегратора 16 становится меньше нулевого потенциала, компаратор 18 переходит в единичное состояние. Это происходит в первой половине такта опроса координатной шины, в зоне чувствительности которой находится съемник 12 1соординат. Нулевой сигнал с выхода компаратора 18, поступающий на установочный вход триггера 19, постоянно держит этот триггер в нулевом состоянии, при этом сигналы с выхода У1 распределителя 8 импульсов не влияют на состояние триггера 19. Поступление на установочный вход триггера 19 единичного сигнала с выхода компаратора 18 разрешает управление тригтера по тактовому синхровходу с выхода У1 распределителя 8, по переднему фронту сигнала, поступающего с этого выхода, триггер 19 переходит в единичное состояние, сохраняющееся до тех пор, пока на его установочны вход не поступит сигнал с входа компаратора 18. При этом в счетчике 7 фиксируется код, соответствующий выбранной шийе, в зоне чувствительности которой находатся съемник 12 координат. Длительность положительного импульса на выходе триггера 19 равна времени, в течение которого интегратор 16 от сигнала, накопленного в первую половину такта опроса, переходитк нулевому потенциалу Это время Прямо пропорционально расстоянию от выбранной шины до съемника 12 координат. Тактовые импульсы с выходов У6 и У7 распределителя 8 поступают в это время в счетчики 21 и 22. Тем самым, тактируя длительность положительного импульса триггера 19 распределитель 8 записьшает в суммирующий и умножающий счетчики 21 и 22 число, пропортщональное расстоянию от выбранной шины до съемника 12 координат, причем в суммирующий счетчик 21 это число поступает через вычитающий вход и фиксируется в дополнительном коде, а в умножающий поступает с соответствующего разряда и тем самым умножается на число, рав ное расстоянию между координатными шинам планшета 1. -В конце каждого такта опроса координатных шин одновибратор 20 по заднему фронту сигнала с выхода У1 распределителя 8 импульсов формирует сигнал, устанавливающий, в начальное состояние интегпаторы 14 и 16. По заданному фронту положительного сигнала на выходе триггер 19 через элемент 25 ИЛИ переводат счетчик 11 в следующее состояние, при котором сигнал опроса поступает на вычитающий вход счетчика 7 и тем самым серия синусовдальных сигналов поступает в предыдущую по сравнению с выбранной шину. При этом .в съемнике 12 координат наводятся сигналы инверс ные по форме относительно наводимых на предыдущем этапе, а их амплитуда пропорциональна расстоянию от съемника 12 координат до опрашиваемой шины. Так как положительная полуволна наводимого в съемнике 12 координат сигнала перемещается во вторую половину периода колебания, через ключ 13 на интегратор 16 посту пают сигналы второго полупериода колебания. Работа обоих интеграторов 14 и 16, второго ключа 17, компаратора 18, триггера 19 и счетчика 11 аналогична работе на предыдущем этапе. По положительному сигналу на выходе триггера 19 распределитель 8 импульсов по в ходу У5 добавляет к содержимому суммирую щего счетчика 21 число, соответствующее уда лению съемника 12 координат от опрашиваемой на данном этапе шины. После окончания второго этапа счетчик И переходит в сл 9 66. дующее состояние. При этом тактовые импульсы с выхода У9 нащюают поступать на счетный вход счетчика 24 и на установочный вход счетчика 22. В каждом такте сумматор 23 производит сложение содержимого счетчика 21с содержанием счетчика 22, так как число в счетчике 21 записано в дополнительном коде. Это соответствует потактному вычитанию числа (п1 + п2) из содержимого счетчика 22. В конце каждого такта содержимое сумматора 23 по отрицательному фронту так тового импульса с выхода У9 распределителя 8 импульсов записывает в счетчик 22. Как только содержимое счетчика 22 окажется меньше содержимого счетчика 21, сигнал с выхода переполнения сумматора 23 через элементИЛИ 25 переводит счетчик Ив следующее состояние. При этом работа устройства останавливается. Код в счетчике 7 соответствует грубому отсчету положения съемника 12 координат на планшете 1 по координатной оси X. Число тактов, записанное в счетчике 24, равно абсолютно точному расстоянию от выбранной шины до съемника 12 координат по координатной оси X. После приема координаты X в ЭВМ или на другое внешнее устройство последнее сигналом Пуск (не показан) устанавливает счетчик 7, счетчики 21 и 22в начальное состояние и переводит счетчик И команд в следующее состояние. При этом устройство переходит к определению координаты У. Определение координаты У происходит аналогично определению координаты X с той лишь разницей, что вместо ключей 2Х, работают ключи ЗУ. Реализация предлагаемого технического решения за счет использования многократного опроса каждой коордкнатной шины и накопления принимаемого сигнала, что значительно , повышает помехозащищенность устройства, а также за счет использования синусоидаль 1х сигналов и только положительных их полупериодов от двух смежных, находящихся по разные стороны от съемника 12 координат шин планшета, позволяет значительно. повысить линейность рабочего участка амплитудно-пространственной характеристики с сохранением идентичности всех параметров элект эдческих схем устройства, работающих с одаопо лярными сигналами, и позволяет повысить точность измерения координат в 5-7 раз по сравнению с известными устройствами. Формула изобретения Устройство для счнтьшанкя графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимноортогональных

координатных шин, оДНй концы которых соедHeitti с преобразователем напряяюния, а другие подключены к выходам соответствующих ключей первой и второй групп, входы которых соединены с распределителем импульсов и деишфратором, подключенным к первому счетчику, делитель частоты, соединенный с распределителем и генератором импульсов, выход которого подключен к распределители импульсов, второй счетчик, соединенный с выходом элемента ИЛИ и с одними входами распределителя импульсов, другие входы которого подключены к генератору импульсов и триггеру, а выходы соединены с одновибратором, счетчиками и одним входом триггера, другой вход которого подключен к компаратору, сумматор, подключенный к третьему и четвертому счетчикам и к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом триггера, и съемник координат, отличающееся тем, что.

с целью повышения точности устройства, оно содержит первый ключ, входы которого соединены с распределителем импульсов и съемником координат, усилитель, подключенный к генератору импульсов и преобразователю напряжения, и последовательно соединенные детектор, вход которого подключен к преобразователю напряжения, первый интегратор, другой вход которого подключен к одновибратору, второй ключ, другой вход которого подключен к распределителю импульсов, и второй интегратор, другой вход которого подключен к первому ключу и. одновибратору, а выход соединен с входом компаратора.

Источники информации, пртшятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР №511609, кл. G Об К 11/06, 1974 (прототип).