Устройство для считывания графической информации

(51) Л Государственный комитет Совета Министров СССР(23) ет ОпубликовДата опуб етень22 15.06(088.8) делам изобретений и открытий ования описания 22,06,7 72) Авторы изобретени В. А. Маслюков, В, П. Сыч и В, Я, Зенйй Институт технической кибернетики АН Белорусской СС(54) УСТРО Й СТВО ДЛЯ СЧ ИТЫ ВА Н ИЯ ГРАФ И Ч ЕСКО Й ИНФОРМАЦИИ2 ты, обусловленные тем, что микрофоны имеют частотную характеристику от сотен герц до сотен килогерц. В результате этого при работе в условиях высокого уровня акустических шумов происходят ложные срабатывания амплитудных дискриминаторов, при этом мешающее действие могут оказать шумы самой различ ной природы (шумы электродвигателей, дви гателей внутреннего сгорания, голос человека и пр.).Кромесит от изблено тем,де микрофстическоговыражением ала;еског я амплитуда сиги т электроакустич икрофона; т, учитываюшии в воздухе. где Уо - пачальн 1 - расстояние образователя до а - коэффицие ние энергии звукаоглощена выходе вается на поскольку дискримиамплитуды импульсов конечном итоге сказ ерения координат,ывания амплитудных тся неизменным.Изменениемикрофоновточности изпорог срабанаторов оста Недостатком.низкая помех Изобретение относится к области вычислительнои техники, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия которых основан па измерении времени распространения ультразвуковои Волйы в различных средах.Известны устройства для считывания графической информации, содержащие электроакустическии преобразователь, акустически 10 связанныи с линеиными координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждыи из которых состоит из согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, последовательно соеди ненных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элементов И, блок управления, первый и второй 20 выходы которого подключены соответственно к электроакустическому преобразователю и к установочным входам триггеров, и блок коррекции, соединенный с разрядными выходами одного из счетчиков координат, с третьим вы ходом блока управления и управляющим входом генератора тактовых импульсов,звестных устроиств являетсятойчивость и точность рабо того, точность этих устроиств завиеряемого расстояния, Это обусловчто амплитуда сигнала Ь, на выхоона падает с удалением электроакупреобразователя в соответствии с5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 3С целью повышения помехоустойчивости и точности работы устройства оно содержит генератор экспоненциального напряжения, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход - к управляющим входам согласующих усилителей, и в каждом канале преобразования - последовательно соединенные фильтр верхних частот и селектор импульсов по длительности, выход которого подключен к входу амплитудного дискриминатора, а вход фильтра верхних частот - к входу согласующего усилителя.Введение в канал преобразования фильтра верхних частот и селектора импульсов по длительности позволяет учесть особенности сигнала, излучаемого электроакустическим преобразователем, и выделить его на фоне помех, а введение в устройство генератора экспоненциального напряжения дает возможность скомпенсировать спад амплитуды сигнала, вызванный поглощением энергии звука в воздухе, и тем самым повысить точность измерений.На чертеже дано предлагаемое у стройство.Устройство для считывания графической информации содержит электроакустический преобразователь 1, генератор 2 тактовых импульсов, линейные координатные микрофоны 3 и 4, согласующие усилители 5 и 6, фильтры 7 и 8 верхних частот, селекторы 9 и 10 импульсов по длительности, амплитудные дискриминаторы 11 и 12, триггеры 13 и 14, логические элементы И 15 и 16, счетчики 17 и 18 координат, генератор 19 экспоненциального напряжения, блок 20 управления и блок 21 коррекции.Электроакустический преобразователь 1 генерирует короткие звуковые импульсы.Управляемый по частоте генератор 2 формирует тактовые импульсы для измерения временных интервалов (расстояний) по осям Х и У.Микрофоны 3 и 4 преобразуют принятые звуковые импульсы в электрические сигналы.Усилители 5 и 6 выполнены по схеме четырехполюсника с управляемым коэффициентом передачи и имеют линейную зависимость коэффициента усиления от управляющего напряжения, Фильтры 7 и 8 верхних частот обеспечивают подавление нижних частот.Селекторы 9 и 10 импульсов по длительности учитывают форму и длительность импульсов, получаемых от электроакустических преобразователей различных типов,Амплитудные дискриминаторы 11 и 12 служат для устранения ложных срабатываний устройства на шумы различной природы, близкие по своим характеристикам к полезному сигналу, но отличающиеся от последнего меньшей амплитудой.Триггеры 13 и 14 совместно с логическими злементами И 15 и 16 преобразуют время распространения звуковой волны от электроакутического преобразователя 1 до микрофонов 3 и 4 в серию тактовых импульсов. 4Счетчики 17 и 18 координат служат дляфиксации кодов расстояний по осям Х и У,Генератор 19 формирует напряжение Ьнарастающее во времени 1 по законус 7 У,Р 1",где У - скорость распространения звука ввоздухе, о 1=1,Блок 20 управления предназначен для координации работы всего устройства, Источникпитания обеспечивает необходимым напряжением поляризации микрофоны 3 и 4,Блок 21 коррекции устраняет влияние параметров воздушной среды на результаты измерений и содержит дополнительный электроакустический преобразователь, установленныйна фиксированном расстоянии от микрофона4, постоянное запоминающее устройство, блоквычитания, дешифратор, сумматор и преобразователь кода в напряжение (на чертеже неуказаны).Электроакустический преобразователь 1акустически связан с линейными координатными микрофонами 3 и 4, подключенными кканалам преобразования, каждый из которыхсостоит из последовательно соединенных согласующего усилителя 5 (6) с управляемымкоэффициентом передачи, фильтра верхнихчастот 7 (8), селектора 9 (1 О) импульсов подлительности, амплитудного дискриминатора11 (12), триггера 13 (14), логического элемента И 15 (16) и счетчика 17 (18) координат. Генератор 2 тактовых импульсов подключен к одним из входов логических элементовИ 15 и 16. Первый и второй выходы блока 20управления подключены соответственно кэлектроакустическому преобразователю 1 иустановочным входам триггеров 13 и 14. Управляющий вход генератора 19 экспоненциального напряжения подключен к второмувходу блока 20 управления, а выход - к управляющим входам согласующих усилителей5 и 6. Блок 21 коррекции соединен с разрядными выходами счетчика 18 и подключен соответственно к третьему выходу блока 20 управления и управляющему входу генератора2, Четвертый выход блока 20 управления подключен к микрофонам 3 и 4.Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.Электроакустический преобразователь 1(съемник координат) помещают в точку изо.бражения, координаты которой необходимоопределить, и нажимают кнопку на корпусепреобразователя 1, при этом блок 20 управления включает блок 21 коррекции, которыйпроизводит автоподстройку усилителя 5, Поокончании цикла автоподстройки блок 20 управления передает импульс с блока 21 коррекции в электроакустический преобразователь1, который излучает короткий звуковой сигнал,Одновременно импульс с второго выходаблока 20 управления поступает на запускающий вход генератора 19 экспоненциальногонапряжения и на установочные входы триггеров 13 и 14, которые разрешают поступление тактовых импульсов из генератора 2 в счетчики 17 и 18 координат через логические элементы И 15 и 16.5В момент, когда звуковой импульс от электроакустического преобразователя 1 достигает микрофонов 3 и 4, на их выходах формируются сигналы, которые, пройдя усилитель 5, фильтр 7 верхних частот, селектор 9 импульсов по длительности и амплитудный дискриминатор 11, опрокидывают триггеры 13 и 14 и тем самым прекращают поступление тактовых импульсов через логические элементы И 15 и 16 в счетчики 17 и 18 координат соответственно, при этом в счетчиках 17 и 18 оказываются зафиксированными координаты Х и У.Поскольку в процессе измерений коэффициент передачи усилителей 5 и 6 благодаря генератору экспоненциального напряжения 19 20 изменяется по закону, обратному характеру изменения амплитуды сигнала микрофонов 3 и 4 с расстоянием до электроакустического преобразователя 1, амплитуда полезного сигнала на выходе усилителей остается постоянной при размещении преобразователя 1 в любой точке поля считывания, что благоприятно сказывается на работе селекторов импульсов по длительности и позволяет осуществить фиксацию импульсов с помощью амплитудных дискриминаторов всегда ио одному и тому же уровню, т. е. исключить погрешность считывания, обусловленную поглощением звуковой энергии в воздухе.Г 1 араметры усилителей 5 и б фильтров 7 и З 5 8 верхних частот, селекторов 9 и 1 О импульсов по длительности и амплитудных дискриминаторов 11 и 12 в каждом канале преобразования выбраны с учетом частотной характеристики микрофонов 3 и 4 и особенностей сигнала электроакустического преобразователя 1. Это позволяет надежно выделить полезный сигнал на фоне помех.Формула изобретенияУстройство для считывания графической информации, содержащее электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, последовательно соединенных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элементов И, блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к электроакустическому преобразователю и установочным входам триггеров, блок коррекции, соединенный с разрядными выходами одного из счетчиков координат, с третьим выходом блока управления и управляющим входом генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности работы, оно содержит генератор экспоненциального напряжения, управляющий вход которого подключен к второму выходу. блока управления, а выход - к управляющим входам согласующих усилителей, и в каждом канале преобразования - последовательно соединенные фильтр верхних частот и селектор импульсов по длительности, выход которого подключен к входу амплитудного дискриминатора, а вход фильтра верхних ча стот - к входу согласующего усилителя.