Устройство для считывания информации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111964672 к ;Еф "(1) М К 3 6 06 К, 11/00 с присоерииеиием заявки М -Государственный комитет ССС Р по делам изобретений и открытий, 12 (088, 8) Дата опубликования описания 07. 1082 И.Ф,Бурсов, Ю,Н.Кочелаевский, Г.Д.Салогуб,Л.Я,Фабрикант и В,Е.Самсонов(72) Авторы изобретения Институт технической кибернетики АН Белорусской "СОР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ Изобретение относится к фотоэлектрическим преобразователям и может бытьиспользовано в измерительной технике,автоматике и вычислительной технике,в частности при определении координатобъектов нлн при слежении за ними.Известны фотоэлектрические сканирующие. преобразователи, содержащиеосветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю и задающему генератору, выходами подключенному к преобразователю и триггеру управления,схему И, выходом соединенную с триг-гером управления, а входами с преобраэователем и усилителем-формирователем, входом соединенным с дифФеренцирующим усилителем1),Недостатком этого устройства является низкая чувствительность и точность преобразования, обусловленнаякак использованием одного вида развертывающего напряжения, так и неполным набором узлов для выделенияполезного сигнала, пропорционального 25величине оптического коэффициента отражения в любой точке считываемогообъекта.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является Фо" 30 тоэлектрический сканирующий преобразователь, который содержит осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю, блок вычитания, соединенный со входом формирования выходного сигнала, другой вход которого через усилитель-формирователь подключен к генератору низкочастотного напряжения, генератор высокочастотного напряжения, разнополярные пиковые детекторы, соединенные с дифференцирующим усилителем и блоком вычитания, и суммирующий элемент, выход которого подключен к сканистору, а входы соответственно к генераторам высокочастотного и низкочастотного напряжений.Повышенная чувствительность преобразования известного устройства, обусловлена применением в устройстве комбинированного развертывающего напряжения, позволяющего во столько раз повысить амплитуду сигнала, во сколько крутизна фронта высокочастотного сигнала больше крутизны фронта низкочастотного сигнала, что позволяет регистрировать намного меньшие световькз сигналы, попадающие на фоточувствительную поверхность сканистора 1 23.Недостатком известного устройстваявляется отсутствие синхронизацииработы генераторов низкочастотногои высокочастотного напряжений, чтоусложнйет выделение и Формированиевыходных сигналов и не позволяет получить лостаточную точность работывсего устройства. К тому же в устройстве нет необходимого набора узлов для выделения с достаточной точностью полезного сигнала, пропорционального величине оптического коэффициента отражения в любой точкесчитываемого устройства.В известном устройстве не принятомер для снижения указанных вредныхвоздействий и вследствие этого необеспечивается точность, достаточная для использования устройства вкачестве измерительного или же в качестве устройства считывания графи- фческих образов достаточно сложнойконфигурации.Целью изобретения является повышение надежности устройства.Укаэанная цель достигается тем, 25что в устройство, содержащее осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю, блок вычитания,соединенный с входом блока формирования выходного сигнала, другойвход которого через усилитель-формирователь подключен к генератоРунизкочастотного напряжения, генератор высокочастотного напряжения З 5и разнополярные пиковые детекторы,соединенные с дифференцирующим усилителем и блоком вычитания, первыйсумматор, выход которого подключенк сканистору, а выходы соответст Овенно к генераторам высокочастотного и низкочастотного напряжений,введены второй сумматор и интегрирующий усилитель, вход которого соединенс суммирующим элементом, а выходы -с осветителем и первым входом втоРогосумматора, вторым входом подключенного к сканистору, а выходом к дифференцирующему усилителю, причемвходы генераторов низкочастотногои высокочастотного напряжений объединены и подключены к усилителюФормирователю.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого, устройства.Устройство для считывания информации содержит осветитель 1, оптическую систему 2, сканистор 3, дифференцирующий усилитель 4, блок 5 вычитания, блок б формирования выходного сигнала, усилитель-формирователь 60 7, генератор 8 низкочастотного напряжения, генератор 9 высокочастотного напряжения, пиковые детекторы 10 и 11, сумматоры 12 и 13, и интегрирующий усилитель 14. 65 Сканистор 3 подключен к дифференцирующему усилителю 4. Блок 5 вычитания соединен со входом блока 6формирования выходного сигнала, другой вход которого через усилительформирователь 7 подключен к генератору 8 низкочастотного напряжения. Пиковые детекторы 10 и 11 соединены сдифференцирующим усилителем 4 и блоком 5 вычитания. Входы первого сумматора 12 подключены к генераторам8 и 9 низкочастотного и высокочас. -тотного напряжений соответственно,входы которых объединены. Выход первого сумматора 12 подключен к сканистору 3 и входу интегрирующего усилителя 14, выходами соединенного сосветителем 1 и первым входом второго сумматора 13, второй вход которого подключен к сканистору 3, а выход к дифференцирующему усилителю 4,Устройство для считывания информации работает следующим образом.ГраФическое иэображение, освещаемое осветителем 1, проецируется оптической системой 2 на Фоточувствительную машину сканистора 3, Низкочастотное развертывающее напряжение, снимаемое с выхода генератора 8, складывается в первом сумматоре 12 с высокочастотным импульсным напряжением генератора 9 и подается на Фоточувствительную шину сканистора 3, В результате сложения развертывающего напряжения генераторов 8, 9 и распределенного вдоль делительной шины напряжения смещения (11 см), образуется граница нулевого потенциала (нулевая линия), которая под воздействием высокочастотного напряжениясовершает симметричные колебания, причем центр симметрии колебательного движения под .влиянием низкочастотного развертывающего напряжения перемещается вдоль всего сканистора. За период изменения высокочастотного напряжения на выходе дифференцирующего усилителя образуются два импульса положительной и отрицательной полярности, амплитуды которых пропорциональны скорости развертки и освещенности опрашиваемого участка сканистора.При равенстве освещенностей амплитуды этих импульсов одинаковы. Благодаря присутствию низкочастотного развертывающего напряжения следующий импульс высокочастотного напряжения производит опрос нового участка сканистора, смещенного от- . носительно первого участка опроса на установленную величину. В этом случае амплитуда второго импульса дифференцирующего усилителя также пропорциональна скорости разверткин освещенности второго опрашиваемого участка сканистора. Если освеценность участка сканистора, опрашиваемого вторым импульсом больше (или меньше) освещенности участка сканистора, опрашиваемого первым импульсом то на пропорциональную величину изменится и амплитуда импульса на выходе дифференцирующего усилителя.Аналогично производится опрос остальных. участков сканистора. Таким 1 О образом, в результате опроса с выхода дифференцирующего усилителя 4 импульсные сигналы поступают на входы двух пиковых детекторов 10 и 11 положительной и отрицательной по лярности. На выходах пиковых детекторов образуются сигналы; амплитуда которых равна амплитуде импульсов, снимаемых с дифференцирующего усилите ля 4, Сигналы с выходов пиковых де текторов 10 и 11 поступают на соответствующие входы блока 5 вычитания, на выходе которого образуются положительные импульсы, В качестве измерительного используется импульс положительной полярности, соответствующий переднему фронту высокочастотного импульса генератора 9, который вместе с отсчетяым импульсом, снимаемым с усилителя-формирователя 7, поступает на вход блока б формирования выходного сигнала. На выходе блока 6 образуется полезный сигнал, пропорциональный разности временных интервалов между измерительным и от счетным импульсами.Одной из особенностей функционирования устройства является то, что работа генераторов 8 и 9 синхрониэируется управляющим сигналом усилите-. 46 ля-формиронателя 7 (в схеме известного устройства связь генераторов по входаи отсутствует). Вследствие этого, длительность сигнала, пропорциональная разности временных интервалов между измерительным и отсчетным импульсами,при одинаковых освещенностях опрашиваемых участков всегда одинакова, чего нельзя сказать о схеме известного устройства, где точность преобразования при тех же условиях освещенности зависит от соотношения частот генератора высокочастотного напряжения и частотой отслеженных импульсов. В схеме известного устрой ства подобная точность преобразования может быть получена при частоте работы генератора высокочастотного напряжения ЙГ =Его, где Йр - граяичная частота работы дифференцирующего усилителя (она лежит в пределах 2-3 МГц), что для сканистора неприемлемо.Другой важной особенностью работы предлагаемого устройства является наличие контура обратной связи, осу" 65 ществляемого посредством двух нведенных узлов - интегрирующего усилителя 14 и второго сумматора 13, с помощью которых осуществляетсястабилизация режима работы всего устройства, а, следовательно, и повышение точности преобразования, В самом деле, амплитуда импульсов на выходе сканистора пропорциональна освещенности опрашиваемого участка сканистора (а, следовательно,и яркости осветителя 1) и величине распределенного вдоль делительной шины сканистора напряжения смещения. Любые изменения параметров осветителя и источника смещения приводят к изменению амплитуды сигнала на выходе сканистора, а значит и длительности выходного сигнала устройства. В схеме известного устройства не принято мер, уст- раняющих влияние указанных источников ошибки.Произведем оценку экономической эффективности от использования пред-. лагаемого устройстна. Сумма затрат на изготовление устройства складывается из стоимости комплектующих элементов схемы, затрат на изготовление и наладку входящих узлов. Предлагаемое устройство отличается от известного наличием двух, узлов, стоимость которых не превышает 5 . стоимости всего устройства, и таким образом не приводит к существенному удорожанию устройства. Однако существенное понышение точности преобразования, обусловленное использованием дополнительных узлов, делает устройство достаточно универсальным и эффективным при использовании в тех случаях, когда от подобных устройств требуется нысокая точность работы.формула изобретенияУстройство для считывания информации, содержащее осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю, блок вычитания, соединенный с входом блока формирования выходного сигнала, другой вход которого через усилитель-Формирователь подключен к генератору низкочастотного напряжения, генератор высокочастотного напряжения и раэнополяряые пиковые детекторы, соединенные с диффереяцирующим усилителем и блоком вычитания, первый Сумматор, выход которого подключен к сканистору, а входы - соответственно к генераторам нысокочас" тотного и низкочастотного напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит второй сум633/31 Тираж ВПИИПИ Государстве по делам иэобре 13035, Москва, Ж 31 Подписого комитета СССРний и открытий .Раушская наб., д, 4/ е,илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 матор и интегрирующий усилитель,вход которого соединен с суммирующимусилителем, а выходы - с осветителеми первым входом второго сумматора,второй вход которого соединен с сканнстором, а выход подключен к дифференцирующему усилителю, входы генераторов ниэкочастотного и высокочастотного напряжений объединены и подключены к усилителю-формирователю. Источники инФормации,принятые во внимание,при экспертиэе1. Авторское свидетельство СССРф 528587, кл. С 06 К 11/021974.2. Авторское свидетельство СССР9 488232, кл. О 06 К 11/00, 1974