Устройство для считывания графической информации

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.11 ель изобретения - повьшение точности устройства.На Фиг. 1 представлена блок-схема5 устройства; на Фиг, 2 и 3 - сигналы, Формируемые на выходах отдельных блоков устройства.Устройство содержит планшет-звуко провод 1 с укрепленными вдоль взаимно перпендикулярных сторон пьезоэлектрическими излучателямии 3 соединенными с выходами соответственно первого 4 и второго 5 формирователей сигналов. третий формирователь 6 сигналов, усилитель 7, выход которого подключен к входу фазовращателя 8 к первому входу компаратора 9, второй вход которого соединен с выхода ми Фазовращателя 8, а выход - с входом третьего формирователя 6 сигналов, одновибратор 10, выход которого подключен к входам первого и второго формирователей сигналов, генератор 25 11 импульсов, выход которого соединен с одним из входов первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов И, съемник 15 координат с пьезокерамической пластиной 16, соединенной 30 с входом усилителя 7, первый 17 и второй 18 элементы ИЗЯ, первые входь которых подключены к выходу третьего формирователя 6 сигналов, вторые входы - к входу устройства сое 35 диненного с вторым входом первого элемента И 12, выход которого соединен с входом одновибратора 10, первый 19 и второй 20 триггеры, первые входы которых подключены к выходам соответственного первого и второго элементов ИЛИ 17 и 18, вторые входы - к выходам соответственно первого 4 и второго 5 Формирователей, а выходы соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего элементов И 13 и 14, первый 21 и второй 22 счетчики, информационные входы которых подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И 13 и 14, управляюшие входы - к входу устройства, а управляющие выходы соединены с третьими входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ 17 и 18.Устройство работает следующим55 образом.Рассмотрим работу устройства приизмерении какой-нибудь координаты,например координаты х. При появлении импульса на входе устройствасинхронно с импульсом генератора11 срабатывает одновибратор 10, вырабатывающий импульс длительностьюравной 20 мс, а также устанавливаются в нулевое состояние счетчики 21и 22 и через элементы ИЛИ 17 и 18триггеры 19 и 20. 11 о переднему фронтуимпульса с выхода одновибратора формируется короткий импульс в формирователе 4, который поступает наизлучатель 2, и в планшете - звукопроводе 1 вдоль координаты х начинает распространяться плоская бегущаяультразвуковая волна. Одновременнопередний фронт этого импульса взводит триггер 19, Формируя переднийФронт координатного импульса.Как только фронт бегущей волныдостигнет съемника 15, выполненногов виде металлического стержня, в пьезоэлектрической пластине 16 возбуждается электрический сигнал в видепакета синусоид с частотой резонанса системы, состоящей из планшетазвукопровода 1, пьезоэлектрическогоизлучателя 2, металлического стержнясъемника 15 и пьезокерамической пластины 16,Этот сигнал усиливается усилителем7 и поступает на один из входов компаратора 9, на другой вход которогоподается такой же по форме и амплитуде, но сдвинутый по Фазе сигнал свыхода фазовращателя 8. В моментвремени, когда сигнал Ь, (Фиг.2 а) навтором входе компаратора 9 превышаетсигнал 0,(фиг.2 а) на его первомвходе на величину 0, определяемуючувствительностью компаратора, наего выходе формируется потенциал высокого уровня, В момент, когда сигнал 11. превышает сигнал ГГ компаратор возвращается в исходное состояние (Фиг.2 б). Таким образом, на еговыходе формируется импульс, по переднему Фронту которого формируется ко -роткий импульс формирователем 6 сигнала фиг,2 в) . Этот импульс черезэлемент ИЛИ 17 сбрасывает триггер 19в исходное состояние. Таким образом,Формируется задний фронт координатного импульса,На время, равное длительности ко-ординатного импульса, открываетсяэлемент И 13 и импульсы генератора11 поступают на информационный входсчетчика 21, на выходах которого формируется код координаты х точки, в которой производится измерение.В процессе преобразования графической информации амплитуда сигнала5 на выходе,съемника 15 координат может изменяться из-за изменения усилия прижатия его к поверхности планшетазвукопровода, из-за поворотов и наклонов съемника координат относительно оси, нормальной к поверхности планшета-звукопровода, а также за счет затухания волны в планшете-звукопроводе при ее удалении от излучателя. 15В известном устройстве, для определения момента прихода ультразвуковой волны к съемнику координат применены пороговые устройства фиксированным порогом срабатывания Б, а 20 амплитуда первой полуволны сигнала с выхода съемника координат может изменяться под действием дестабилизирующих факторов. На фиг. 3 показаны напряжения П и П при различных уси лиях прижатия съемника 15 координат к планшету-звукопроводу и при фиксированном пороге срабатывания Бп. Как видно из фиг. 3 при этом возникает погрешность 3 С = С - С, в 30 определении момента прихода ультразвуковой волны в точку, где производятся измерения.Предлагаемое устройство позволяет устранить эту погрешность.Для доказательства этого записывает равенство, определяющее момент срабатывания компаратора 9,Б - П= ЛБ (1) агссоз 0 - /2 Г/ 2 - Р/2(4) Ц зз,п(соС,+ ц)-Б зЫыС = ЛБ, (2) амплитуда первой полуволны сигнала;круговая частота сигнала;угол сдвига между сигналами, приходящими на первыйи второй входы компаратора9;время, определяющее моментсрабатывания компаратора 9несложных преобразований П,соз(Ы С+ /2) зж //2 = дЛБС4 В случае, когда чувствительностькомпаратора 9 высока, в еличина д О пре -небрежимо мала и выражение,Цз 1 п с/2с высокой степенью точности можносчитать равным нулю, С учетом. этогодопущения выражение (4) преобразуется к виду Поскольку в выражение (5) не входят величины, зависящие от амплитуды сигнала, можно считать погрешностьв определении координаты отсутствующей,Если съемник 15 координат не прижат к поверхности планшета-звукопровода 1 триггер 19 находится во взведенном состоянии до момента переполнениясчетчика 21. С появлением на выходепереноса счетчика 22 импульса, послед -ний через элемент ИЛИ. 17 сбрасываеттриггер 19, подготавливая канал координаты Х к следующему циклу измерений,Все описанные выше процессы повторяются и при определении координаты у за исключением того, что импульс запуска формируется формирователем 5 сигналов по заднему фронтуимпульса с выхода одновибратора 10.По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет более высокую точность, так как оно устраняетпогрешность, вызванную изменениемамплитуды сигнала на выходе съемникакоординат ввиду нестабильности егоконтакта с поверхностью планшета-звукопровода и затуханием ультразвуковойволны в звукопроводе по мере ее уда.формула изобретения Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет" звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические излучатели, съем" ник координат, выход которого подключен к входу усилителя, первый элемент И, один из входов которого является входом устройства и соединен с первыми входами первого и второго1439641 элементов ИЛИ и с установочными входами первого и второго счетчиков, выкоды которых являются выходами устройства а информационные входы подклю 15 чены соответственно к выходам второго и.третьего элементов И, первые входы которых и другой вход первого элемента И соединены с выходом, генератора импульсов, выход первого эле О мента И подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с входами первого и второго формирователей сигналов, выходы которых подключены соответственно к входам пьезоэлектри ческих излучателей и одним иэ установочных входов первого и второго триггеров, другие установочные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элеь ентовИЛИ, вторые входы которых подключенык другим выходам первого и второгосчетчиков соответственно, и третийформирователь сигналов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности устройства, оно содержит фазовращатель и компаратор,выход кот рого соединен с входом тре -тьего формирователя сигналов, в;лходкоторого подключен к третьим входампервого и второго элементов ИЛИ, выходы усилителя и фаэовращателя соединены с информационными входамикомпаратора, а выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к вторым входам второго итретьего элементов И.1439641 Уф оставитель Т,Ничип ехред Л. Сердюкова К Редакт олков 6081/ 704 Ти е одп твенного комитета ССС ВНИИ бретении и открытии35, Раушская наб., д 11303 л. Проек изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Госудаделам иосква,вичектор Л.Патай