Устройство для считывания графической информации

е )щх,ф 1 г;"; - Г 1.:,1 ,", ;,ъя фч ф ч;"с 1- щ ч, М эФООМ 4:Н"МаЮУ ЪМайс МЮ ММЪЕ Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я(22) Заявлено 01.06,76 (21) 2367349/18-24 вки У с присоединением з (23) Приоритет - (43) Опубликовано арственный комитет СССР 53) УДК 681.327,12(088.8) лам изобретенийи открытий 0,12.78. Бюллетень4(45) Дата опубликования описания 20.0270(72) Авторы изобретен авцов, В. 1 О, Липень, В. А. Маслюк и В. П. Сыч В. Я. Зенин, А ститут технической кибернетики АН Белорусской СС 71) Заявите Эти устройства при поля ЗООХЗОО илт рабо 1000 гц, а при размерах те 300 гтрк, что делает и от помех звукового диап точность считывания эт зависит от параметров рабочего частоте 25 на частощенными оме того, ойствами ей среды З 0 размерах тают на1 Х 1 м - х не защи азона. Кр ими устр окружающ(54) УСТР ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а в частности к устройствам считывания графической информации, определение координат в которых основано на измерении фазы 5 принятой акустической волны от синусоидального акустического излучателя.Известные устройства для считывания графической информации (1) и (2), содержащие визир-излучатель низкочастотных 10 синусоидальных колебаний, акустически связанный со звукоприемниками, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового усилителя, ампли тудного дискриминатора, фазового детектора, логического элемента И и счетчика, и задающий генератор, выход которого соединен одними из входов логических элементов И непосредственно и через делитель часто ты со входами фазовых детекторов и визир- излучателем. Й СТВОЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ(температуры, давления, влажности п состава воздуха).Известно также устройство (3), содержащее электроакустическии преобразователь, акустически связанный с приемниками, каналы прсобразования, каждый пз которых состоит пз полосового усилителя, подключенного к соответствующему приемнику, и последовательно соединенных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика, контрольный электроакустический преобразователь, последовательно соединенные фазовый детектор, задающий генератор, делитель частоты и модулятор, выходы которого подключены к электроакустическим преобразователям, первый вход фазового детектора подключен к одному из входов соответствующего амплитудного дискриминатора, а второй - к установочным входам триггсров и выходу делителя частоты, вход которого соединен с одними из входов логических элементов И.Этп устройства хорошо защищены от помех, имеют блок, компенсирующий влияние параметров среды на точность считывания, но характеризуются низкой точностью. Это вызвано тем, что переданное на ультразвуковой несущей частоте низкочастотное синусоидальное колебание прп детектировацпика 11 алах греобразогания це восстднавлцвается с высокой точОстью и посту- паст ца фазовый детектор в искаженном в 1 дс в гцдс ступенек). В результате фаза нцзкочСТ 01;Ого коле 02 нпя Оцрсдс:зястся с цеод;1 озпачцость 1 о до одного дискрета хльтразвуково нссмщей частоты.Чтобы повысить точность этих устОойств, необходимо повышать частоту задаогцего генератора. Но при этом увеличивается частота ультразвуковой несущей, а с увслцчс 1 псм 11 злу 12 емой частоты су 1 цсс 1- всццо пя:аст эффсктпвность излучателей звука и увелцчцвастся гоглощепце энергии звукопровод,. щей воздушной средой. Прихо;1 цтся делать компромиссное рсшецис: Обе;.:счцвдт Пдде 2 кпый прием, но терять рдзрешающу;о способность, С точки жс эре;и я ь 1 соко 11 точности (0,1 11,1) и высокой надежности работы устройства частота тактсвых и:5 Пул.Сов должна быть пор 51 дка 3 1 г 4, а излучаемая :астота - порядка 30 кг 1,якой режи в этих устройстВях невыполним.Цель изобретения - повышение точности считывания графической информации.Для этого в устройство введены узкополосные фильтры, входы которых соедицсцы с выходдмц по;Осовь.х;сцл 51 тслеи а выходы - со входа:5 и амплитудных дискриминаторов ссотвстстующего канала преобразогация, и:ополпительный делитель частоты, в. од которого подключен к выходу зддающсго генератора, а выход - к о ному цз входов модулятора,Иа чертеже приведена функццо;1 альпая схема предложенного устройства.Ъ стрОйстБО сОдержит электрОдкустц 1 сский преобр;1 зователь 1, приемник 2, 3 акустических олп, каналы 4, б преобразования, К 2 ждый пз которых сОстОит из полосового усцлитсля б, 7, узкоголосного фильтра 8, 9, амп;штудного дискриминатора 10, 11, триггера 12, 13, логического элемента И 14, 15 и счетчи 1,а 1 б, 17, контрольный электрОакусти 1 сск 1 преоорязОВатсль 18, ф 230- вы детектор 19, задаОпций генератор 20, делители 21, 22 1 астоты и модулятор 23.Звукоприемниками 2, 3 явля отея линейные координатные микрофоны, располо.кешые ортогонально слева и сверху от поля считывания.Каналы 4, б преобразования позволяют преооразовать разность фаз излучаемого и принятого на ультразвуковой несущей низкочастотного синусоидального колебания в цифровой код,Полосовые усилители б, 7 настроены па ультразвуковую несущуо частоту электро- акустического преобразователя 1 и обеспечивают надскное подавление звукозых ц высоких ультразвуковых частот.Узкополосные фильтры 8, 9 настроены на частоту информативного низкочастотно го колебания, которая выоцрается из условия: 1 Г пчгде Г - скорость распространения акустичсскцх волн в воздухе, с,(сек;1,максимальное хдалсццс з;г - :ятсля от хНкрофонд, сл 1;длцца акустической волны (црц раз.,1 срдх рабочего поля 1 х 1,11, ,=340 ги). 10 Полоса пропускацця фильтров 8, 9 выбирается, исходя из того, что рука оператсра прц обводя" контров изображениясовершает колсбаш;я со спектром 0 - 12 г 1.Амплитудные дискриминаторы 10, 11ооесцешвают преобразование ццзкочасто"- ного синусоцдального колебания в меацдр,Тр 5 ггсры 12, 13 формир 1 От Врсмснысинтервалы, пропорццональные расстояниямот визир-излучателя до звукопрцсмнцков.Логические элементы И 14, 15 разрег 5наот прохождение тактовых импульсов насчет:ыс входы с сто:Ков 1 б, 17 лишь в указаццы. Временные интервалы, Записанныев счстгцках 16, 17 числа пересылаются воцсшсс устройство до начала следу 1 ощегоперцодд ш 1 зкочастотпого колебания.донтрольпый элсктроакустцческпй цреобрязоатель 18 ацалоччец электродг,стическому преобразователю 1. Оц установлентошо па расстояшш длццы акустцчсско:волны г. от звукоприсмцика 2. Длина акустической волны рассчитывается для нормальнь 1 х атмосферных условий,Фазовый детектор 19 преобразует разность фаз цзлучаемого конт 1)ольн 111 элек 40 троакус ическим прсобрдзоватслем 18 ипр 1 Н 1 ятого звукоприемццком 2 низкочастотных колебаний в ацдлоговое напряжение,управляющее частотой генератора 20.Задающий генератор 20 синхронизирует45 работу всего устройства считывания графической информации. В процессе раоотыустройства частота генератора 20 поддерживается фазовым детектором 19 такой,при котором в эталопном расстоянии точно50 укладывается период делителя 21 частоты.Коэффициент деления делителя 21 частоты выбирается из условия получения на1его выходы меандра с периодом Т - .:1 г55 Дополнительный делитель 22 частотыпреобразует тактовую частоту генератора20 в ультразвуковую частоту, которая используется в качестве несущей,Частота поступает на модулирую 60 щий вход, а ультразвуковая модулирующая частота - на высокочастотный входмодулятора 23.Модулятор 23 циклически передает промодулированные колебания либо на кон 55 тральный электроакь стический преобразо 6 т 03"дватель дд, либо ка элсктроак стьлчсс:;пи ПР(,ДЦ), )Ва сКот)ольый элек) роак) стВес (рсобразоьатс.т, 8 установлен 2 т).:.кс;)Овал,ЭтаЛ):;)М) рзССГО.-,ПИИ СТ трнеНИ:(; 2 и сиза с и) а.усттт:секи.Устройство работает слсдуощим об) 2 - зом,Тактовые импульсы от гесратора 20 поступают на В.олы делителей 21, 22 частоты, с Вь.(ода ле;иТеля 21 частоты сшмастся частота )и подается на молулирующий вкол модулятора 2 д, на другой в.;ол КОТОРОГО ПОСТ 12 Т УЛЬТР 23 ВУКОЗВЯ ЧЗСТОТ 2 с делителя 22 частоты. Моду;ирозаые ультразвуковые колебания, усиленные ио мощности, поступают на электроакустичсский преобразователь 1. Ультразвуковые колебания воспринимаются прис: ни(ами 2, д и обрабатьжаотея в лзук аналогишык канала;( l, д. В канале прсобразозания полезный сигнал выделяется с помо:цью полосового усилителя б(7), настроенного иа ультразвуковую несущую частоту. ИнформаТИВ 1 Ый НИЗКОс 2 СТОТНЫЙ СИГ 2 Л т,. ВЬСЛЯ 21 с 51 с помотьО УзкополосноГО ф.1 ттс 8(9) и с помощтО ат)Плит дОго дискриминатора 10(11) преобразуется в меандр, поло)кительиыс перепады которого обессчивают загшраИе счетчика 16(17) с по- МОЩЬЮ трИГГЕра 12(1 д) И ЛОИтССКОГО ЭЛС- мента И 14(15) в моменты прикола иачаль- нОЙ (1)азы ни 31(оч 2 стот:ОГО колеоания к приемнику 2, д. Пр: этом счетчики 1 б, 17 за- ПОЛНЯЮТСЯ ТЗКТОВЫМИ 1.;ПУГЬС 2 МИ СНСР 2- тора 20, астота которо.о с по:опью 230- ВО 0 дЕТС(тора 19 Зтттс 5 ЕТСя Таис:, Ооразом, что обеспечивается независ)есть рс- ЗУЛттата ПЗМЕРСНИЯ От П 2 РВМстт)ОВ ВОЗЛУ.(2.1(,омпснсация влияния параметров звуКОПроВОЛ 5 С:.1 СрЕдЫ На тОЧ;ОСТт ИЗМСрсНИ Й 0 ОССПСЧ П В 2 ЕТСЯ ф 230 ГЬ.т ЛСТСКГ ) О М 19, 1(оторый з .с 0)епты В 1(люч иия 1(о;- РОЛШОГО Э.тСКТР 02 КУСТИЧЕСКОГО ПРСООР 230- вателя 18 сравнивает фазу излучаемого и принятого изкочастотного колебания преобразует разность фаз в аналоговое напря)кение, которое изменяет частоту генератора 20, а зиачГг и пс,)иол пзгучае)ы:( ПЗКСт 2 СОТ,тЬК КОЛЕбаинй. ПЕВИОЛИЧССКОЕ повторение цикла подстройки частоты ссрггора 20 обеспечивает слси(е:шс за изменение.с Гара:ссроз спелы. В ппоцсссс работы устройства при этом со.;ранястся постоянное соответствие количссгва тактозык импул сов измСрсноъу расстоянию.Узкополосные филь;ры 8 9 по-;О.".От с высо (ОЙ точностью восс апов:ть низ(0- частотное ифо)матзнсси;усоидальзос колебание 1; канала:. прссбразо:,з.:т ЭТОМ ПОЗЫШаетСЯ ТОЧНОСТт ОРСЛЕЛСИЯ Рааности фаз излучаемого и ириято:О сигналов, реалзустся предельная ра:,рсшающач способность устройств подобного типа, Ср:1Ч т 22 Ч)2 ) ЗдаОщСГО ГЕератОра 20 .;1 с.л.",с.".О т устройстВС считывания т) м:,.тот:т отсчете б = 0,1 д.,СЛИТС 1 Ь -1 т 2 СТОТЫ ПРП 123)22. Ра" бОтЕГООЛя 1 Х 1 Л у)С.ЬП 2 СТ Эту таетот) Ирпб 13 ТСЛ:тО Ь 0 раЗ, а ЛСЛтСЛ: 22 с 12 стогь - В 100 рзз. Таким ООГ 230:т, несущая 1 Стота В 160 )23 ирсвыи:аст модмгир),Ош) о. Такое соогио;ение частот 03 о; 5 СТ аде)КЕО 1.0 да ВЛЯЬ НССтгдтГК) 1 1 СТОТУ ,3 ьс.:Оным фльтрам 8, 9 исклотит.,г СС ЗЛИЯИЕ На Р 23 РСБЭК;т УЮ СПОСООНОСТЬ устройстьа. о 1:.т.ООр2.,; )ОпрОСЫтлрОШ. т ,с,)- О т. В,.,), 19 с, с.1 д 119. 3. .Зсвторскос свидетельство :СРГ)518 дэ 1, кл. Ст 06 К 11)00, 1974. Устро 1 стзо лля стпггывания графическойинфор),:аиии, со ср)кагцее элскгроак) спЧсСК;1СОО) с 302 ТЕЛЬт с 1 Л СТПССКИ СВ 513 са 1 ный с приемника:тп, кан;лы прсооразоза- НИЯ, Ка)КГь Из (ОТОРЬт.; СОСГО:Т Из;О;ОСО- ного ) лите;я, подключенного ( соотзст- СТВ",ОЩ.",М 1111 СН:1(МГОСЛСОВТС;Ит 10 СОЕ;тннс 1 Ь." 2 МЛИТУ;ОГО ЛИСКРИ)1 тТО- зора, трггера, ГОгитеского элемента 11 и СЧЕТЧ(З, КОТРОГЬПт ЭГСКГРОаю СГЧССКК )Собтивова ГСЛЬ, ИОСЛСДОВ 2 ТСЛЬ 0 Соте ЛИНеиЫС )сЗОВЫИ ДСТСКТОР Зс:Лс 1 ЮП,:И 1 ГС- нераОр, лс;и:тель частоты и модулятор, вы- ),0;т КООРО 0 ИОЛКЛ 0:сЫСтптСС:(П., ПредбраЗОЗатСЛ 5;М, Псрзь:й ВКОЛ фазо 30 0 ЛСТСКОР 2 ПОДКЛЮЧСН 1( ОЛ:1 О.т 1 тэ 1 т."ОЛОЗ СООТЗСТСЧЮЩСГО 2)1 ЛИТТЛ 010 ЛИС 1(р;т; т.2 ора, 2 Вторет - К, С) Озотт 4 оВ.ода.т рпГЕт)ОВ И ВЬКОЛу СГИ 1 ТСГ 51 12 СТО;, О " Кттсро О 102 ПС С О Ит 1тк)доз логисск тк э.с:т;стоз 11, о т л и ч а - ОЦ С Е С Я ТС)1 сТО, С 1 СЛЬ 0 ПОВ;т 1 СН 5 Тоти. Тп С И 1 Тзапс 5 К 001 Л 1 т 1 с 1 Т, В тСРО 1- СТВО ВЗСЛСПЫ У 31(отОЛОСЬС ф 1:ЛтТРЫ. В.(ГтЫ КОТОРЬ202 ИтетЫ С ВЫКОЛМ,; П(г 01-0;Ы ; т,С 1 ЛИТС.Сйт 2 ВЫ) ОЛЫ - СО В:Ла.тИ 2)ПЛИТЛНЫК,сир:снато)ОВ СООТЗСТСТВт 0;Ис 0 КатЗЛ 2 ПРСООР 230 анн И ЛО 0 ЯИТЬЫ, ЛЕ;Итс,Ь ЧЗСТОтЫ, З(ОЛ КОТОРОГО ПО;К,с;дЧСИ 1( ВЫ.ОЛГ ЗадаО,СГО ГС;СР 2 ТО,)2, 2 Вьт.;О. - к одно.,уз Вколов модулятора.640335 2 4 1 б тавмтель В. КиселевТехред С. Антипенко Челюкан орректор С. Файн Редактор Тип. Харьк. фмл. пред. Патент Заказ 985/570 11 зд. 80 НПО Государственного комитета СС 113035, Москва, Ж.ЗТираж 799 Подппспопо делам изобретений м открытыйушская наб., д. 4/5