Устройство для считывания графической информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 011 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1035619, кл. С 06 К 9/00, 1982Авторское свидетельство СССРМ 1196921, кл. С 06 К 11/00, 1984(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к автотике и вычислительной технике, встности к полуавтоматическим устрствам для считывания графическойформации, и может быть использовадля обработки графических изобрний. Целью изобретения является п шение точности считывания графической информации. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрическиепреобразователи, съемник координат,выход которого подключен к входу усилителя, первый элемент И, один входкоторого является входом устройства,а выход через первый одновибраторсоединен с входами первого и второгоформирователей сигналов, выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрических преобразователей и одними из входов первого и второго триггеров, другие входы которых подключены к выходам первого и вто= рого элементов ИЛИ, а выходы - к одним входам второго и третьего элементов И, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и другими входами второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков, управляющие входы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входами устройства, выходом которого являются одни из выходов счетчиков, другие выходы которых подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, второй Я одновибратор, интегратор, компараторы, источники опорного напряжения и третий триггер, введены: амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входу интегратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к источникам опорных напряжений, а выходы - к установочным входам третьего триггера, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего триггера, второй вход - к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом первого компаратора и с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, выходы которых подключены к вычитающим входам реверсивных счетчиков, первые входы - к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертор, 2 ил.Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано для считывания графической информации.5Цель изобретения - повьш 1 ение точности устройства.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг2 - временнаядиаграмма сигналов, формируемых в устОройстве,Устройство содержит планшет-звукопровод 1 с пьезоэлектрическими преобразователями 2 и 3, съемник 4 коор"динат с пьезоэлектрической пластиной 155, подключенной к входу усилителя 6,выход которого через амплитудный детектор 7 подключен к входу интегратора 8, выход которого соединен с первыми входами первого 9 и второго 10 20компараторов, вторые входы которыхподключены к источнику 11 и 12 опорных напряжений, выходы компараторовподключены к входам третьего триггера13; первый элемент И 14, один вход 25которого является входом устройстваи подключен к первым входам первого15 и второго 16 элементов ИЛИ и квходам сброса в ноль счетчиков 1,18, а выход через первый одновибратор 19 соединен с входом первого 20и второго 21 формирователей сигналов,выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрическихпреобразователей 2 и 3 и одними извходов первого 22 и второго 23 триггеров, другие входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 15 и 16,а выходы - к одним из входов второго24 и третьего 25 элементов И, Компаратор 9 и источник 11 опорного напряжения образуют третий формировательимпульсов, а компаратор 1 О и источник12 образуют четвертый формировательимпульсов. 45Выход генератора 26 импульсов подключен к второму входу элемента И 14и к вторым входам четвертого 27 и пятого 28 элементов И, выходы которыхподключены к вычитающим входам счетчиков 17 и 18,Выход первого одновибратора 19 подключен к третьему входу четвертого элемента И 27 и через инвертор55 29 - к третьему входу пятого элемента И 28,Выход первого компаратора 9 соединен с входом второго одновибратора 30, выход которого подключен к второму входу элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31,первый вход которого подключен к выходу третьего триггера 13, а выход -к первым входам четвертого и пятогоэлементов И 27 и 28,Устройство работает следующим образом,Рассмотрим работу устройства поодной из координат, например Х. Припоявлении импульса на входе устройства синхронно с импульсом генератора26 срабатывает первый одновибратор9, который вырабатывает импульс длительностью, равной 20 мс. По переднему фронту этого импульса на выходеформирователя 20 формируется короткий(2 мкс) импульс (см, напряжение Б нафиг. 2), который поступает на излучатель 2, и в планшете-звукопроводе1 вдоль координаты Х распространяетсяультразвуковая волна. Одновременноэтот импульс взводит триггер .22, формируя передний фронт координатногоимпульса о (см. напряжение П нафиг.,2) . Кроме того импульс с выхода одновибратора 19 поступает на элемент И 27, подготавливая его к открытию для включения канала коррекции погреш ности измерения по координате Х. Как только фронт бегущей ультразвуковой волны достигает съемника 4, выполненного в виде металлического стержня, в пьезоэлектрической пластине 5 возбуждается электрический сигнал в виде пакета синусоид с частотой резонанса системы, состоящей из планшета-звукопровода 1, металлического стержня 4 и пьезоэлектрической пластины 5, Этот сигнал усилителем 6 усиливается, детектируется амплитудным детектором 7 и подается на вход интегратора 8, на выходе которого появляется сигнал, представляющий собой огибающую сигнала с выхода детектора 7 (см. напряжение Б фиг. 2, кривая 2) .В момент равенства сигнала на вы-. ходе детектора 7 с пороговым напряжением П поступающим с блока 11, на выходе компаратора 9 появляется короткий импульс, который сбрасывает координатный триггер 22 в исходное состояние, формируя при этом задний фронт координатного импульса (см. напряжение 11 на фиг. 2).1427398 На время действия координатного импульса открываются элемент И 24 и импульсы с генератора 26 поступают на суммирующий вход реверсивного с счетчика 17.В процессе обводки контура изображения амплитуда сигнала на выходе съемника 4 координат может изменяться ввиду изменения усилия прижатия 10 его к планшету, а также за счет увеличения затухания волны в планшетезвукопроводе при удалении съемника 4 от начала координат. При этом будет изменяться наклон огибающей сигнала 15 и она будет пересекать пороговое напряжение П, в другой точке, что при" ведет к появлению погрешности Ь . Устройство позволяет вычислить и устранить возникающую погрешность. Для 20 доказательства этого рассмотрим две кривые 1 и 2 напряжения 1.с, представленные на фиг, 2, Кривая 1 снята при ,номинальном усилии прижатия в точке планшета, соответствующей минималь ному затуханию акустической волны (начало координат).Как следует из фиг. 2, погрешность(2) ц, ЬП ю 1. откуда Из условия подобия Ь АРЕ и РР ЕР Е РЕ Пм Бы сс 40 име ем - = или сРЕ АЕ Пнс у,(3) начала координат.45 Если съемник 4 не прижат к план(4) 50 Б са Бсс В формуле (4) Б, и П известны, поэтому для определения погрешности ЬС необходимо найти с. и с.у и провеаС ъ 5 сти соответствующие вычисления.В случае, если 1 с,с = 2 Гщ формула (4) примет вид с = с, - с, с, определяется при калибровке прибора Из условия подобия Ь АВС и ВВ Сс сс с сВС ВС Ьссимеем - = - илиВС АС Пйс саоткудаПот Пю Подставляя (2) и (3) в (1), имеем как разность времени между срабатыванием первого 9 и второго 10 компараторов, На время Яс настраивается длительность импульса второго одно-. вибратора 30, Вычисление и устранение погрешности происходит следующим образом; импульс с выхода первого компаратора 9 кроме формирования зад него фронта координатного импульса взводит третий триггер 13 и запускает второй одновибратор 30, на выходе которого формируется импульс, длительность которого равна сс (см, напряжение Б на фиг, 2), который поступает яа первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31. Как только напряжение на выходе интегратора 8 достигнет порогового напряжения Б на выходе второго компаратора 10 возникает короткий импульс, который сбрасывает третий триггер 13 в исходное состояние, Таким образом на выходе триггера 13 сформируется импульс длительностью 2, который поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, на выходе которого сформируется импульс, равный разности с с ссЪ С (см напря жение П на фиг. 2), На время действия этого импульса открывается эле-. мент И 27 и импульсы с генератора 26 проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 17, содержимое которого корректируется на величину, пропорциональную погрешностиТаким образом на выходе счетчика появляется код, пропорциональный координате Х и не содержащий погрешности, вызвайный влиянием изменения усилия прижатия съемника 4 координат к планшету-звукопроводу 1 и увеличением затухания ультразвуковой волныпри удалении съемника координат от шету 1, триггер 22 находится во,взведенном состоянии до момента переполнения счетчика 17, С появлением навыходе переноса счетчика импульса последний через элемент ИЛИ 15 сбрасывает триггер 22, подготавливая каналкоординаты Х к следующему циклу измерения. По заднему фронту импульса первого формирователя 20 на выходе формирователя 21 появляется импульс, поступающий на излучатель 3, Одновременно через инвертор 29 напряжение свыхода одновибратора 19 поступает навход элемента И 28, подготавливая егок открытию для включения канала коррекции погрешности измерения по координате У.В дальнейшем все указанные процес" сы повторяются и происходит формирование кода координаты 7.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более высокую точность, так как вычисляет и 10 устраняет погрешности, вызыванные изменением усилия прижатия съемника ко" ординат к планшету-звукопроводу и увеличением затухания в нем ультразвуковой волны. 15Формула изобретенияУстройство для считывания графической информации, содержащее план шет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи, съемник координат, выход которого подключен к информационному вхо" 25 ду усилителя, первый элемент И, первый вход которого является управляющим входом устройства и соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с установочными вхо- ЗО дами первого и второго счетчиков, одни из выходов которых являются выходами устройства, выход первого элемента И подключен к запускающему входу первого одновибратора, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго формирователей сигналов, выходы которых подключены соответственно к входам соответствующих пьезоэлектрических преобразователей 4 О и к первым установочным входам первого и второго триггеров, вторые установочные .входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - с пер выми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых, соединенные с вторым входом первого элемента И, подключены к выходу генератора импульсов, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с суммирующими входами первого и второго счетчиков, другие выходыкоторых подключены соответственно квторым входам первого и второго элементов ИЛИ, третий и четвертый формирователи сигналов, содержащие источники опорных напряжений и компараторы, выходы которых подключены к установочным входам третьего триггера, ивторой одновибратор, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит четвертый и пятый элементы И, инвертор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и последовательно соединенные амплитудныйдетектор и интегратор, выход которогоподключен к информационным входамкомпараторов, входы задания пороговкоторых соединены с выходами соответствующих источников опорных напряжений, выход усилителя подключен к информационному входу детектора, выходтретьего триггера соединен с первымвходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходувторого одновибратора, запускающийвход которого, соединенный с третьимивходами первого и второго элементовИЛИ, подключен к выходу одного из компараторов, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И; вторыевходы которых соединены с выходамигенератора импульсов, выход первогоодновибратора подключен к третьемувходу четвертого элемента И и к входу инвертора, выход которого соединен с третьим входом пятого элементаИ, выход которого подключен к вычитающему входу второго счетчика, авыход четвертого элемента И соединенс вычитающим входом первого счетчика.сильев О 55 4 ак твенно ретений35,ьРауш О роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж ИИПИ Госуд Ф о делам и Москва, Подписно комитета С и открытий ская наб.,