Устройство для считывания графической информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 0 06 К 11 0 кибер-. ое конс- проиэво ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт техническойнетики АН БССР и Центральнтрукторское бюро с опытным дством АН БССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 802978, кл.0 06 К 11/00, 1979.2. Патент США 9 3801733,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащееПламшет с двумя системами координатщх шин,каящая иэ которых выполнена ввиде синусной и косинусной петле,образных обмоток, смещенных одна относительно другой по соответствующей;координате на четверть периода укладки координатных шин, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель, выход которого подключен к катушке индуктивности съемника координат, индуктивно связанного с упомянутыми обмотками систем координатных шин, блоки формирования фазомодулированных сигналов, выходы которых подключены к входам блоков формирования кодов координат, р т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит блоки компенсации взаимоиндукции синусной и косинусной петлеобразных обМоток систем координатных шин,выполненные, например,в виде двух катушек индуктивности, од-ни концы которых подключены к выходам синусной и косинусной петлеобраэных обмоток соответствующей системы координатных шин, а другие кон цы - к входам соответствукщих блоков формирования фаэомодулированных сиг- аналов.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и ввода в ЭВМ графической информации.Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с ортогональными системами токопроводящих координатных шин, подключенных с одним иэ выходов источника синусоидальных токов, съемник координат, содержащий индуктив ный датчик, соединенный с соответствующими полосовыми Фильтрами, и блоки определения координат, одни из входов которых подключены к другим выходам источника синусоидальныхсигналов, усилители, интеграторы и сумматоры, выходы которых подключены к другим выходам блоков определения координат, а входы - соответственно к выходам интеграторов и усилителей, входы которых соединены с выходами полосовых фильтров, а съемник координат содержит емкостной датчик, подключенный к входам соответствующих ,полосовых Фильтров 1 .25Недостатком известного устройства является низкая точность считывайия.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считывания графичес- ЗО кой информации, содержащее планшет с двумя системами координатных шин, каждая из которых выполнена в виде синусной и косинусной петлеобраэных обмоток, смещенных одна относительно другой по соответствующей координате на четверть периода укладки координатных шин, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель, выход. которого подключен к катушке индуктивности съем-ника координат, индуктивно связанного с упомянутыми обмотками систем координатных шин, блоки формирования Фаэомодулированных сигналов, выходы которых подключены к входам блоков 45 формирования кодов координат 2,Недостаток этого устройства состоит в низкой точности считывания, что объясняется существованием взаимной (перекрестной) Фаэовой модуляции между упомянутыми амплитудно- модулированными сигналами по пространственной частоте (по координате), возникающей при их формировании и приводящей к нелинейности фазы Фазомодулированного сигнала.Цель изобретения - повышение точности считывания за счет компенсации взаимной фаэовой модуляции упомянутых модулированных сигналов.укаэанная цель достигается тем, 6 О что устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с двумя системами координатных шин, каждая иэ которых выполнена вф виде синусной и косинусной петле Блоки 5 и 6 Формирования кодов координат (х и у) идентичны и содержат счетчик 14 для измерения сдвига фаэ,счетчик 15 числа пространственных периодов, Разрядные входы счетчика 14 для измерения сдвига Фаз соединены с разрядными выходами делителя 12 частоты, вход перезаписи - с выходом соответствующего блока 7(8) формирования фаэомодулированных сигналов,а два старших выходных разряда этого счетчика - с входами узла 16 управления счетчиком.15 периодов, другойвход которого соединен с выходом упо- ся периодический сигнал. Этот сигналмянутого блока формирования Фаэомо- с помощью полосового усилителя, 13дулированных сигналов, а выходы под- преобразуется в синусоидальный сигналключены к входам сложения и вычита- электрического тока частоты Ы .ния счетчикаия счетчика 15. Протекая по индукционной системеБлоки 7,и 8 формирования Фазомоду съемника 4 координат, упомянутый элеклированных сигналов также идентичны трический ток возбуждает-. в окрести состоят каждый из последовательно ности точки считывания синусоидальсоединенных аналогового сумматора 17, ное электромагнитное поле. Это полепервым входом через Фаэосдвигающий наводит в проводниках синусной и коузел 18, а вторым - непосредственно 1 О синусной обмоток системы 2 координатсоединенного с выходами соотьетствую- ных шин планшета 1 первый и второйщего блока (9 или 10), а выходом че- амплитудно-модулированные сигналырез полосовой Фильтр 19 - с входом ЭДС взаимоиндукции,амплитудного дискриминатора 20. Благодаря выбору геометрическихУзел 16 управления счетчиком чис параметров взаимодействующих индукла периодов состоит из триггера 21 ционных систем (период й укладки кои логических элементов И 22 и 23, ординатных шин синусной и косинуснойвходы которых соединены с входами и сеток координатных шин и радиусы инвыходами триггера 21 и с выходами дукционных катушек съемника 4 коордидвух старших разрядов счетчика 14, нат) амплитуды амплитудно-модулироа выходы - соответственно с входами .ванных сигналов представляют собой20сложения и вычитания счетчика 15. синусоидальные функции измеряемойПервый 9 и второй 10 блоки ком- координаты:пенсации взаимоиндукции синусной икосинусной петлеобразных обмоток со- ц Е Фяп - х и Е - соя - х2 и Яъ 25 в а 31=фстоят иэ катушек 24 и 25 индуктивности, индуктивно связанных друг с другом. При этом величина взаимной ин- Далее рассматривается работадуктивности катушек 24 и 25 индук- , устройства по измерению одной изтивности выбирается равной по модулю координат считываемой точки графичеси обратной по знаку величине взаим кого изображения, а именно координой индуктивности синусной и косинус- наты х. Считывание другой координатыной координатных обмоток первой 2 и выполняется аналогично.второй 3 систем координатных.шин. В свою очередь токи первого и втоСистема 2 (3) координатных шин со- рого амплитудно-модулированных сигстоит из синусной и косинусной петле налов, протекающие соответственнообразных обмоток. Синусная обмотка 26 по проводникам синусной и косинуснойкоординатных шин связана с началом обмоток системы 2 координатных шин,обмотки катушки 24 индуктивности бло-, создают вторичные переменные электрока 9, а косинусная обмотка 27 коорди-. магнитные поля. Благодаря существонатных шин - с концом обмотки катуш ванию электромагнитной связи междуки индуктивности 25. синусной и косинусной обмотками назКонец обмотки катушки 24 индуктив-ванные электРомагнитные полн наводят,ности через согласующий трансформа- в этих сетках вторичные ЭДС взаимотор (не показан) и через фаэосдвигаю- индукции. ПРичем вторичная ЭДС взаищий Узел 18, а начало обмотки катуш моиндукции, наведенная в синусной обки 25 индуктивности через согласующийтрансформатор (на схеме также не польна току, протекающему по косинуснойвого сумматора 17 блока 7(8) формиро 1 ной обмотке пропорционавания фаэомодулированных сигналов. 50 протекающему по синусн й бму по синусно о мотке.Устройство работает следУющим об Одновременно токи первого и второгоразом. ,амплитудно-модулированных сигналов,После установки и закрепления на протекая по проводникам 24по проводникам катушек 2рабочей поверхности планшета 1 носи- и 25 индуктивности блока 9компенсателя считываемой. графической инфоР-ции взаимоиндукции обмоток би д кции о моток благодарямации включ ют устройство и устанав- Э и ичию индуктивной связиливают съемник 4 координат в областьсвязи между этими катушками индуктивности, создаютпересечения линейных зон поля считы- в каждой из них соответиз них соответствующие дования координатной матрицы примыкаю- полнительные ЭдС взаимоиндукции,щих к границам начала поля считывания совпадающих с координатными осями 0Коэффициент связи катушек 24 ипринятой системы координат. В момент 25 индуктивности и включение их ввключения генератор 11 импульсов Фор- схему (встречно) установлены так,мирует последовательность импульсов, . что дополнительная ЭДС, наведенная впри поступлении которых на вход дели- катушке 24, равна и противоположнотеля 12 частоты последним Формирует направлена дополнительной ЭДС, наве 1080163денной в синусной обмотке полем тока косинусной обмотки, а дополйительная ЭДС, наведенная в катушке 25, равна и противоположно направлена дополнительной ЭДС, наведенной в косинусной обмотке полем)тока синусной обмотки. Таким образом, в последовательных электрических цепях, состоящих из синусной (косинусной) обмоток системы 2, катушек 24(25) индуктивности и нагрузочных элементов (первичные обмотки согласующих трансформаторов), действуют одновреМенно по три ЭДС. ЭДС взаимоиндукции, наведенная полем тока катушке индуктивности съемника 4 координат, рто ричная ЭДС, наведенная в:синусной (косинусной) обмотке полем тока, протекающего по косинусной (синусной) обмоткам, и дополнительная ЭДС взаимоиндукции, наведенная в катушке 24(25) индуктивности. Последние пары ЭДС (вторичная и дополнительная), имея одинаковую величину и будучи противЬположно направленными, вычитаются в блоке 9. В результате на выходах названной схемы фиксируются амплитудные. модулированные сигналые : в 1 п в " хв 3.где2й(2) матрицы, примыкающих к границам начала поля считывания, заканчивается.10 Для измерения координат проиэвольх ) = - х29 а(3) сигналов, участвующих в процессе счи,тывания. в которых отсутствуют составляющие ЭДС взаимоиндукции, обусловленные электромагнитной связью между синусной и косинусной сетками системы 2 Зб координатных шин.Поступая на вход канала 7 Формирования Фазомодулированных сигналов, сигнал е. , сдвинутый но Фазе Фарсдвигающей схемой 18 на угол в " , сум-. мируется сигналом е . Результирующий Фазомодулированный сигнал со строго линейно иэменякнцейся Фазой с выхода аналогового сумматора 17 через полосовой фильтр 19 поступает на вход амплитудного дискриминатора 20. На выходе амплитудного дискриминатора 20 формируется двухуровневый сигнал (меандр), одноименные фронты которого сдвинуты относительно ФроФтов выходного сигнала делителя 12 часто ты на величину фазового сдвига, пропорционального удалению центра съем- ника 4 координат от оси 04 координатнойсистемы. Код Фазового сдвига ре. гистрируется в счетчике 14 путем перезаписи текущего кода изделите ля 12 частоты в этот счетчик стробирующим сигналом, формируемым по переднему фронту двухуровневого сигнала, поступающего на счетчик 14 с выхода амплитудного дискриминатора 20.На этом измерение координат х считываемой точки, если последняя расположена в области пересечения линейных зон поля считывания координатной ной точки графического изображения,находящихся за пределами области пересечения линейных эон поля считывания, примыкающих к границам началаполя считывания, не выключая устройства и не открывая указателя 4 координат от поверхности носителя графи"ческой информации, перемещают его вэту точку. В процессе перемещения всторону увеличения считываемой координаты при прохождении каждой зоны,равной периоду 6 укладкИкоординатных шин, коды двух старших разрядов счетчика 14 для измерения сдвига Фаэ меняют свои значения в следующей последовательности: 00, 01, 10, 11 и т.д,При этом при переходе от кода 11 вкод 00 узлом 16 управления вырабатывается единичный сигнал, поступающий на суммирующий вход счетчика 15 числа пространю.венных периодов. В последнем к значению хранящегося там кода добавляется единица.В процессе перемещения съемника 4 координат в сторону уменьшения считываемой координаты значения упомяйутого кода двух старших разрядов счет чика 14 изменяются в обратной последовательности, и при переходе иэ одной зоны в другую (соседнюю) узлом16 управления вырабатывается единичный сигнал, поступающий на вычитающий вход счетчика 15. Код считываемой координаты (абсолютное значение)составляет код счетчика 14 для измерения сдвига фаэ, пропорциональныйудалению центра съемника 4 координатот границы начала эоны с точкой считывания, и код счетчика 15 числа пространственных периодов, адекватныйномеру зоны с точкой считывания. В результате введения блоков 9 и 10 компенсации вэаимоиндукциийсинусной и косинусной петлеобраэных обмоток систем координатных шин достигается повышение точности считывания путем исключения составляющей методической погрешности, связанной с взаимной (перекрестной) фазовой модуляцией амплитудно-модулированных10801 б 3 Составитель Т,НичипоровичРедактор М.Петрова Техреду.Ийкеш Корректор О.Била Зака роектная Филиал ППП "Патент", г.ужгород 13 бО/50 ВНИИП по 113035, Тираж 69 Государствен лам изобрете осква, Ж,Подписноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д.4