Устройство для считывания графической информации

Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано для ввода графической информации в электронные вычислительные машины.Известно устройство, содержащее планшет с координатными шинами, выполненными в виде групп периодически повторяющихся вдоль координатных осей прямоугольных петлевых обмоток с постоянной высотой и шириной каждой петли в обмотках,а геометрические центры прямоугольныхобмоток отдельных групп смещены друготносительно друга по соответствующей координатной оси, съемник координат, фазовые детекторы, генератор синусоидальныхколебаний, блок формирования дискретногои кусочно-аналогового сигналов и блокиопределения координат 1.Недостатком этого устройства являетсято, что при изменении амплитудв генератора сицусоидальных колебаний и коэффициентов передачи фазовых детекторов либопри отрыве съемника от планшета меняетсяугол наклона характеристики преобразования, что ведет к понижению точности устройства:Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее планшет скоординатными шинами групп, подключенными к соответствующим фазосдвигающим цепочкам, генератор синусоидальных колебаний, соединенный со съемником координат,и каналы преобразования сигналов, содержащие усилители-ограничители, подключенцые к фазосдвигающим цепочкам, фазовыедетекторы, входы которых соединены с усилителями-ограничителями и с компараторами, подключенными к фазовращателю, а входы подключены к сумматорам, соединеннымс преобразователями код-напряжение, комцараторы, подключенные к реверсивномусчетчику, соединенному с коммутатором, спреобразователем код-напряжение 2.Однако устройство характеризуется недостаточно высокой точностью.Цель изобретенияповышение точностиустройства,Поставленная цель достигается тем что вустройство, содержащее планшет с координатными шинами групп, индуктивно связанными со съемником координат, подключенным к генератору синусоидальных колебаний, и каналы преобразования сигналов, каждый из которых содержит сумматор, одинвход которого соединен с преобразователемкод-напряжение, подключенным к выходуреверсивного счетчика, и последовательносоединенные фазовращатель, вход которогоявляется одним входом канала преобразования сигналов, коммутатор, другой вход которого подключен к реверсивному счетчику,фазовый детектор, другой вход которого цод ключен к усилителю-ограничителю, а выход подключен к сумматору, и компараторы, другие входы которых являются входами устройства, а выходы соединены с входами реверсивного счетчика, введены балансные модуляторы, одни входы которых соединены с координатными шинами соответствующих групп, квадратурный генератор сигналов, подключенный к другим входам балансных модуляторов, йреобразователь частоты, вхо 5 10ды которого соединены с генератором синусоидальцых колебаний и с квадратурным генератором сигналов, а выход подключен к фазовращателям каналов преобразования сигналов, группу сумматоров, входы которых подключены к выходам соответствующих балансных модуляторов, и избирательные усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих сумматоров группы, а выходы подключены к входам соответствующих усилителей-ограничителей каналов преобразования сигналов.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; ца фиг. 2 - расположение координатных шин группы; на фиг. 3 - эпюры, поясняющие работу устройства.25 Устройство содержит планшет 1, съемник координат 2, генератор синусоидальных колебаний 3, балансные модуляторы 4-7, квадратурный генератор 8 сигналов, группу сумматоров 9 и 10, избирательные усилители 11 и 12, преобразователь частоты 13 и ЗО два канала преобразования сигналов 14 и 15.Планшет 1 изготовлен из изоляционногоматериала, на поверхности которого вырезаны пазы с определенным шагом, например, равным /2 ширины элементарной петлевой обмотки, Для определения горизонтальной 35координаты съемника координат 2 используеься две группы прямоугольных петлевых обмоток с постоянной высотой и шириной каждой петли обмоток, сдвинутых друг относительно друга на 1/2 ширины элементар ной петлевой обмотки и уложенных в пазы (фиг. 2). Перпендикулярно к первым уложены другие две группы прямоугольных петлевых обмоток.На поверхности планшета 1 укладывается тонкий изоляционный лист, на который крепится носитель информации. Выходы координатных шин подключены к входам балансных модуляторов 4-7.Съемник 2 координат, предцазначенныйдля возбуждения координатных шин, имеет 5 П форму карандаша, на оконечник которогонамотана возбуждающая катушка, запитывается током генератора 3 синусоидальных колебаний. Кроме того, генератор 3 подключен к первому входу преобразователяастоты3.55 Балацсцые модуляторы 4-7 предназначены для дополнительной модуляции несущей. Прц этом в качестве опорных напряжений балансных модуляторов 4-7 используются напряжения, вырабатываемые квадратурным генератором 8 сигналов.Сумматоры 9 и 10 предназначены длясуммирования выходных сигналов балансных модуляторов 4-7 соответственно. При этом выходные фазомодулированные сигналы сумматоров 9 и 10 имеет две составляющие. Первая составляющая имеет разностную частоту, равную разнице частот генератора 3 синусоидальных колебаний и квад 10ратурного генератора 8 сигналов, и обратноскользящую фазу, а вторая - суммарную частоту и вперед скользящую фазу.Избирательные усилители 11 й 12 предназначены для выделения разностных со ставляющих выходных сигналов сумматоров 9 и 1 О.Преобразователь частоты 13 предназначен для формирования из выходных сигналов генератора 3 синусоидальных колебаний и квадратурного генератора 8 сигнала разностной частоты.Каналы преобрзования 14 и 5 предназначены для формирования дискретных, про-порциональных целому числу шагов квантования, и кусочно-аналоговых, пропорциональных положению съемника координат 2 внутри шага квантования, сигналов, а также осуществляют формирование выходных сигналов устройства, амплитуды которых являются пропорциональными положению съем- ника координат 2 относительно центра коор- Зп ди нат.Каналы преобразования 14 и 15 содержат усилитель-ограничитель 16, фазовый детектор (демодулятор)7, сумматор 18, преобразователь код-напряжснис 9, компараторы 20 и 21, реверсивный (цифровой) счетчик 22, коммутатор 23 и фазовращатель 24.Усилитель-ограничитель 16 усиливаетвыходной сигнал избирательного усилителя 11 или 12 и преобразует его в прямоуголь о ный сигнал с амплитудой, стабилизированной на уровне ограничения.Фазовый детектор7 вырабатывает сигнал, пропорциональный разности фаз между сигналом с усилителя-ограничителя 16 и опорным напряжением, подключенным в данный момент времени коммутатором 23 с фазоврашателя 24. Выхолной сигнал фазового детектора7 является кусочно-аналоговым.Сумматор 18 предназначен йля суммирования сигналов, поступавших с фазового летектора 1 и преобразователя код-напряжение 19. Выходной сигнал сумматора 18 является выходным сигналом устройства.Преобразователь код-напряжение 19прелназнацен лля преобразования кодового 55 сигнала реверсивного (цифрового) счетчика 22 в аналоговый. Компаратор 20 предназначен лля вьлдцикороткого импульса, когда выходной сигналфазового детектора 17 достигает верхнегоуровня шага квантования, а компаратор 2 вдля выдачи короткого импульса, когда выходной сигнал фазового детектора 7 достигает нижнего уровня шага квантования.Реверсивный (цифровой) счетчик 22 осуществляет подсчет общего числа импульсов,поступивших с компараторов 20 и 21 и соответствующих шагу квантования. ЦепьСброс предназначена для установки реверсивного цифрового счетчика 22 в исход.ное состояние,Коммутатор 23 предназначен для полключения в определенный момент времении в определенном порядке выходных опорных напряжений фазовращателя 24 к входу фазового детектора 17. Коммутатор 23управляется кодовым сигналом реверсившго цифрового счетчика 22.Фазовращатель 24 предндзначсн лля получения на его выходах опорных напряжений, сдвинуты по фазе на задднныц интсрвал.Работа устройства для считывания грд.фической информации поясняется энкрами,представленными на фиг. 3.Пусть в начальный момент времени съсмник координат 2 находится в центре (фиг. Зд)Цепью Сброс реверсивный цифровой счетчик 22 устанавливается в исходное состояние. Поэтому выходное напряжение прсобразователя код-напряжение 19 равно нулю.Так как выходной сигнал фазового детектора 17 равей нулю, то и выхолно. напряжение сумматора 18 также равно нулк.С этого момента времени съемник координат 2 начинает перемещаться и на выходах усилителя-ограничителя 16 появляетсянапряжение, фаза которого меняется соотвстствсн но перемещению съем ника координат 2, а на второй вход фазовоп летсктора 17 подключено напряжение, фдзд ко.торого совпадает с фазой вьходного сигнала усилителя-ограничителя в начальныймомент времени.В следующий момент времени выходноснапряжение фазового детекторд 17 достигает верхний предел зоны регистрации(фиг. Зг), и компаратор 20 вырабатываеткороткий импульс (фиг. Зб), соответствующий аналоговому куску перемещения съемника координат 2 (фиг. За, Зб, Зг), которыйпоступает на вход прямого счета реверсивного цифрового счетчика 22. Поэтому выходной код реверсивного цифрового счетчика 22 увеличивается на единицу. Изменение содержимого реверсивного цифровогосчетчика 22 приводит к тому, что коммутатор 23 переключается, и на второй вход фазового детектора 17 поступает напряжениес лругой фазой, при этом на выхоле фазо 1119044вого детектора 17 напряжение падает до нуля и далее меняется согласно перемещению съемника координат 2 (фиг. За, Зг). Кроме того, в тот же момент времени код поступает на вход преобразователя код-напряжение 19, который формирует первую ступень аналогового сигнала (фиг. Зд). При дальнейшем перемещении съемника координат 2 работа устройства происходит аналогично.Пусть в некоторый момент времени (фиг. За) съемник координат 2 меняет направление перемещения. При этом на выходе преобразователя код-напряжение 19 сформировано восемь ступеней аналогового сигнала (фиг, Зд), а ко второму входу фазово го детектора 17 подключено напряжение с другой фазой,Наичная с этого момента времени, выходное напряжение фазового детектора 17 начинает уменьшаться (фиг. Зг) и в следующий момент времени достигает нижний предел зоны регистрации, при этом компаратор 21 вырабатывает короткий импульс. (фиг. Зв), который поступает на вход обратного счета реверсивного цифрового счетчика 22. При этом на выходе реверсивного циф рового счетчика 22 код уменьшается на единицу, что приводит к переключению коммутатора 23 и на второй вход фазового детектора 17 поступает напряжение с иной фазой.Напряжение на выходе фазового детектора 17 скачком увеличивается до нуля и далее меняется согласно перемещению съем- ника координат 2 (фиг. За, Зг).Код поступает на вход преобразователя код-напряжение 19,.который на одну ступеньку уменьшает свой выходной сигнал (фиг. Зд). При дальнейшем перемещении съемника координат 2 в том же направлении работа устройства происходит аналогично. Полный выходной аналоговый сигнал устройства (для одной координаты) формируется путем определения количества дискретных шагов и суммированием с величиной перемещения съемника координат в пределах зоны регистрации. Аналогично определяется вторая координата съемника. Обе координаты опреде- ляются одновременно и выходные сигналы устройства, амплитуда которых является пропорциональной положению съемника относительно центра координат, являются аналоговыми во всей .плоскости планшета.Введение новых узлов, а также новых конструктивных связей позволило существенно повысить точность устройства.(.оставитель Т. Ничипо 1 и Текред И. Верее Тираж бЧб осударственного комитета м изобретений и открыт ва, Ж - 35, Раугнская наб атент, г. Ужгород. ул. Г ничКор 11 од (ХСР й сктор Л. Ломиковюсное