Устройство для считывания графической информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801042047 А ОСУДАРСТВЕННЫЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕЛ ИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 ТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее очечными приемниками сигды.которых подключены к ющим усилителям группы, с коммутатором, съемник ыход которого подключенраспределитель импульнный с интегратором, м, с одним входом вычислока, другой вход котоен к интегратору, а ен с одним входом блока сов, соединкоммутаторолительногорого подклю.12(0 Е 8.8)рское свидетельство СССб 06 К 11/06, 1975.кое свидетельство СССРС 06 К 11/06, 1979 контроля, другой вход которого под-,. ключен к распределителю импульсов,. а выходы соединены с блоком сопряжения, подключенным к распределителк импульсов и с детектором, выход которого подключенк входу генератора импульсов, элемент памяти, входы которого соединены с распределителем импульсов с интегратором, и генератор опорных сигналов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит модулятор, входы которого соединены с генератором опорных сиг." налов и с распределителем импульсов, а выход подключен к усилителю, преобразователь кода во временной интер-В вал, соединенный с интегратором,и с генератором импульсов, сумматор, один вход которого подключен к элементупамяти, а выход соединен с, С интегратором, и демодулятор подклю" ченный к коммутатору, к распредели- Я телю импульсов, к генератору опорных сигналов, к преобразователю кода во временной интервал, к интегратору. и к другому -входу сумматора.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано для кодирования и ввода в ЭВМ графической ипространственной трехмерной информации.Известно устройство для считывания графической информации содержащее планшет, генератор опорныхимпульсов, блок управления, усилитель излучаемого сигнала с визиромизлучателем ультразвука, точечныеприемники ультразвуковых сигналов,подключенные через усилители-ограничители к коммутатору, последовательно соединенные групповой интегратор расстояний, вычислителькоординат, схему контроля и блоквывода кодов 11.Недостаток этого устройства .состоит в его невысокой точностии надежности.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащеепланшет, последовательно соединенные генератор, опорных импульсов,делитель частоты, дополнительныйделитель частоты, усилитель излучаемого сигнала, визир-излучательультразвука, точечные приемникиультразвуковых сигналов, усилителиограничители, коммутатор, вычитательчастот, групповой интегратор фазы,вычислитель координат, схему контроля и блок вывода кодов, последо-вательно соединенные детектор знакаошибки, подключенный к другому выходу схемы контроля, и дополнительныйкоммутатор, соединенный с управляющим входом генератора опорныхимпульсов, преобразователь код-фаза,включенный между выходом групповогоинтегратора фазы и другим входомвычитателя частот, элемент памяти,входы которого соединены с выходомвычитателя частот и другим выходомгруппового интегратора фазы, авыход подключен к другому входудополнительного коммутатора,дополнительный генератор излучаемогосигнала, соединенный с другим входом дополнительного делителя частотыблок управления, вход которогоподключен к выходу генератора опорных импульсов, а выходы - к другимвходам коммутаторов, группового интегратора фаз, вычислителя координат, блока вывода кодов, причемвторой вход преобразователя код-фазасоединен с генератором опорных импульсов, а третий вход групповогоинтегратора фаэ - с делителем час-тоты 2 .Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокойточностью,Цель изобретения - повышениеточности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет с точечными приемниками сигналов, выходы которых подключены к соответствующим усилителям группы, соединенным с коммутатором, съемник координат, выход которого подключен к усилителю, распределитель импульсов, соединенный с интегратором, коммутаторомс одним входом вычислительного блока, другой вход кото 510 Устройство работает следующим образом.Объект кодирования - график, чер". теж на планшете 1 или проецируют снизу на экран, совмещенный с планшетом. При включении питания устройства запускается генератор 4 и несинхрониэированный с ним, стабилизированный по частоте генератор 8. 60 65 рого подключен к интегратору, авыход соединен с одним входом блокаконтроля, другой вход которого подключен к распределителю импульсов, 15 а выходы соединены с блоком сопряжения, подключеннымк распределителю импульсов, и с детектором,выход которого подключен к входугенератора импульсов, элемент памя ти, входы которого соединены сраспределителем импульсов,и с интегратором, и генератор опорных сигналоввведены модулятор, входы которого соединены с генератором опорныхсигналов и с распределителем импульсов, а выход подключен к усилителю,преобразователь кода во временнойинтервал, соединенный с интегратороми с генератором импульсов, сумматор,один вход которого подключен к элеЗ 0 менту памяти, а выход соединен с интегратором, и демодулятор, подключенный к коммутатору, к распределителюимпульсов, к генератору опорныхсигналов, к преобразователю кода во35 временной интервал, к интеграторуи к другому входу сумматора.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2 - Диаграммынапряжений, поясняющие ее работу.40 Устройство включает плаомет 1,съемник 2 координат, выполненный ввиде визира-излучателя, точечныеприемники 3 сигналов, генератор 4импульсов, распределитель 5 импуль сов, модулятор б, усилитель 7,генератор 8 опорных сигналов, группу 9 усилителей, коммутатор 10,демодулятор 11, элемент 12 памяти,преобразователь 13 кода во временной ,50 интервал, вычислительный блок 14,блок 15 контроля, блок 16 сопряжения, детектор 17, сумматор 18 иинтегратор 19, включающий сумматор20, регистр сдвига 21, элементы 22и 23 И, элемент 24 задержки, сумматоры 25 и 26 и регистр 27 сдвига.Сигнал генератора В Через модуля=тор б и усилитель 7 обеспечивает излучение радиоимпульсов с частотной модуляцией, получаемых путем последовательной подачи на визир-излучательпакетов импульсов двух строгофиксированных частот, выбранных с учетомнеобходимой точности и помехозащищенности устройства. Таким образом,визир-излучатель 2, приемники 3включающие волноводы и электроакустические преобразователи, и усили-,тели 9 работают на фиксированныхчастотах и поэтому не имеют переменных фазовых сдвигов.На временной диаграмме (фиг. 2) 15сигнал о изображен сигнал на выходемодулятора б (усилитель 7 сохраняетчастоть 1 и фазы этого сигнала), сиг- .нал 6 изображает принятый сигнал навыходе линейной части одного изусилителей 9, а сигнал В являетсясигналом на выходе усилителя 9 последетектора нуля, входящего в усилитель.При включении устройства регистры21 и 27 интегратора 19 устанавливаются в произвольныесостояния, т.е.в них начинают циркулировать случайные двоичные последовательности.Поэтому в начальный момент временина выходе сумматора 25, складывающего эти последовательности, такжебудет случайная последовательность.Каждый из регистров 21 и 27 содержитодно и то же число двоичных разрядов. Случайное двоичное число с З 5выхода сумматора 25 в момент изменения частоты излучаемого сигналаустанавливает преобразователь 13код"временной интервал в случайноесостояние, после чего, при поступленин на счетный вход преобразователя импульсов от генератора 4,преобразователь отсчитывает случайный"временной интервал, по истечении которого формируется сигнална выходе преобразователя 13 (сигнал ъ на временной диаграмме). Этотсигнал приводит в действие демодуля-тор 11, который сравнивает заданноечисло периодов эталонного сигналанизкой излучаемой частоты с принятыми после сигнала преобразователя13 несколькими периодами сигнала навыходе усилителя 9 при совмещениипередних фронтов в первых периодах.Поскольку первое сравнение сигналовпроисходит в случайный момент времени, наиболее вероятно, что принятым сигналом окажется шум в про- .межутке между. приемом радиоимпульсов.Сравнение сигналов в демодуляторе происходит путем суммированияих по модулю "2" и цифрового интегрирования сигнала несовпадения спомощью входящего в состав демодулятора счетчика, т.е. вычисляется . 65корреляционная Функция этих сигналов. Если принятый сигнал оказывается шумовым, то значение этой Функции получается большим (поскольку сиг" налы не совпадают), превышающим установленный порог. Такому результату сравнения сигналов, получаемому на выходе демодулятора 11, приписывается, например, значение "1", в соответствии с которым через элемент И 22, открываемый задержанным сигналом с выхода преобразователя 13, происходит суммирование величины "+1" с соответствующим кодом (пока случайным) в регистре 27, определившим ранее момент сравнения сигналов. Следовательно, если момент сравнения сигналов пришелся на участок шума, то код в регистре 27 увеличивается. На фиг. 2 сравниваемому эталонному сигналу соответствует сигнал дПоследовательное соединение счетчика, состоящего из сумматора 26 и регистра 27, и аналогичной .схемы сумматора 20 и регистра сдвига 21, выполняющей роль интегратора, обеспечивает одновременное вычисление всех расстояний, получающихся в регистре 21, и производных от них, получающихся в регистре 27, скоростей визира-излучателя относительно каЖдого из трех приемников. После каждого цикла сравнения сигналов код скорости (в начале случайный) передается в регистр 21 через элемент И 23 и складывается со случайным значением расстояния (счи-таем пока, что на третьем входе этого вентиля - разрешающий сигнал). Сигналы с выходов усилителей 9 поступают через коммутатор 10 к входу демодулятора 11 поочередно: за. время излучения одного радиоимпульса в демодуляторе обра 6 атывается один сигнал.: Поочередная обработка сигналов обеспечивает простоту схемы при, сохранении достаточного ее быстродействия.Таким образом, случайные значения скоростей и расстояний в интеграторе19 (в предлагаемом случае) начинают быстро увеличиваться: скорости по линейному. закону, а расстояния по квадратичному.При увеличении скоростей и расстояний увеличиваются соответсвующие временные интервалы, отсчитываемые преобразователем 13 Поэтому обязательно (до и после йереполнения регистра 21) происходит сравнение эталонной частоты с принятым, а не шумовым сигналом (сигнал е ). Если сравнивается начальный участок принятого сигнала, соответствующий более высокой частоте излучения, то, результат тот же, что и для шумового сигнала: сигналы не совпадаюти корреляционная функция превышает установленный порог, т.е. скорость получает приращение "+1", Если сравнивается участок принятого сигнала, соответствующий низкой частоте.излучения, то скорость получаетотрицательное приращение "-1".Определение приращений скорости приводит к тому, что в регистрах 21 и 27 первоначальные случайные значения скоростей и расстояний 10 стремятся к вполне определенным значениям, соответствующим действительному положению визира на планшете и действительным скоростям визира-излучателя относительно 15 приемников. Для ускорения процесса . отслеживания скоростей и расстояний служит сумматор 18 по модулю "2", на первый вход которого черезэлемент памяти 12 поступает код знака скорости фО" или "1", а на второй -, сигнал с выхода демодулятора 11, урбвень которого соответствует знаку приращения скорости "1" или фф, т.е. сигнал "9" или "1". Сигнал 25 с выхода сумматора 18 открывает элемент И 23 для интегрирования скорости в регистре 21 в случае несовпадения знака скорости со знаком ее приращения и закрывает его в другом случае, Тем самым полностью исключаются Колебания величин, вычисляемых в интеграторе 19 - скоростей и расстояний (интегратор 19 является линейной системой второго порядка,. склонной к колебаниям, поскольку он составлен . из двух последовательно включенных интегрирующих звеньев, а введенный в устройство суьматор 18 представляет собой нелинейное звено). При включении устройства в работу через 1 с устанавливаются правильные значения расстояний в регистре 21, которые затем отслеживаются при перемещении виэира-излучателя по планшету.Блок 14 определяет прямоугольные координаты считываемых точек, а контроль правильности работы устройства осуществляется блоком 15 по контрольной сумме, которая используется также для компенсации. изменений в скорости звука, зависящей от температуры, давления и влажности воздуха. Сигналы "О" или "1 ф, соответствующие знаку упомянутой суммы, с выхода детектора 17 поступают на управляющий вход генератора 4 (опорных) импульсов и интегрируются там с большой посто" янной времени, Частота сигнала генератора изменяется в ту сторону, чтобы сумма стремилась . к нулю, а с ней стремилась бы к нулю погрешность считывания информации, обусловленная отклонением от расчетного значения длины волны излучаемого сигнала. Коды координат через блок 16 выдаются на выход устройства. Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей . позволяет существенно:повыситьточность устройства.Заказ 7130/50 Тираж 70 Подписное л; Проектная, 4 г. Ужгор лиал ППП "Патент НИИПИ Госуд по делам иэ 35, Москва, 1твенного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5