Устройство для считывания непрерывных визуальных кривых

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 сз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства Л 1 з1069432/26-2 Заявлено 26.11. 1 рисоедицеиием заявки Х 1 а 106077326-24 Приоритет Опубликов Комитет по делам изобратеиий и открыти при Совете Мииистрав СССР.11,1969. Бюлллснь М ата опубликования описания 7 Л 1.196 Авторыизобретения Чеголин, Э. Н. Леонович, Г. В. Римский и В, Н. Самуйлова Институт технической нетики А Н Белорусской СС аявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ НЕПРЕРЬ 1 ВНЫХ ВИЗУАЛЬНЬ 1 Х КРИВЪХИзвестны устройства для считывания непрерывных визуальных кривых, содержащие оптико-механическую систему сканирования сфотоэлементами, устройство синхронизации,лентопротяжный механизм и генератор импульсов,Предложенное устройство отличается тем,что считывающие фотоэлементы подключенык единичным входам двух триггеров, выходыкоторых соединены через дешифратор с вентилями положительной, отрицательной и нулевой ординат. Входы этих вентилей через вентиль, управляемый синхроимпульсами, соединены с выходом генератора импульсов. Выходпервого вентиля подкспочен ко входу счетчика 15модуля ординат, выход второго - ,ко входутого же счетчика и к единцчному входу триггера знака, выход третьего - через схему задержки к нулевым входам триггера знака ивсех триггеров счетчика. Выход вентиля нулевой ординаты через схему задержки подключен ко входу счетчика выборкц графиконов, выходы этого счетчика через дешифратор, ключи и схему ИЛИ соединены с вентилем, второй вход которого подключен к выходу вентцля нулевой ординаты, а выход - ,к выходнымвентилям устройства.Логическая схема устройства состоит из импульсного трансформатора с двумя, парамивстречно включенных обмоток, первая из кото рых подключена и фотоэлементу считывания Гряфи 1 чя, включенная встречно ей вторая - и фотоэлементу счить 1 вания базовой линии, третья - через диоды к счетному входу триггера управления ц к единичному входу триггерс 1 знака, я Включенная Встречно ей четВертяя- диод к счетном входу триггера управления и к нулевому входу триггера знака.Указанные отличия обеспечивают возможность одновременного счцтывания всех графиков, а также их выборку и определение знака ординаты относительно базовой линии,На фцг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема электронного регистратора ординат; на фцг, 3 - схема определения знака ординаты.Устройство состоит цз трех основных чястец: системы развертки, электронного регистратора ординат ц лентопротяжного механизма. Систем я развертки преднязняченс 1 для последОВятельного просмотра поля считывания в направлении, перпендикулярном перемещению ленты- носителя 1. Поле считывания выполнено вви;1 е круговой цилиндрической базовой планки 2, ня которой с помощью нонцусов устанавливают 11 зВ 11 е лцнцц 3 отсчета Ординат графиков.Система развертки состоит из вращаемого ;1 вигятелем 4 плоского зер 1 яля 5 с дву мя Отряжяю 1 ццми НОВерхностями, Обьектцвя 6, кру 237458говых диафрагм 7 и считывающих фотоэлементов 8 и 9.Лента-носитель протягивается с помощьюшагового двигателя 10.На оси вращения зеркала закреплен непрозрачный диск 11 с отверстиями, по одну сторону которого расположен источник света 12, подругую - фотоэлемент 13.Эти элементы используются для получениясигналовкоторые в электронном регистраторе 14 и блоке управления 15 шагового двигателя формирютс в угправляющпе импульсыдля запуска шагового двигателя и синхронизации системы развертки с задающим генератором 16 импульсов стабильной частоты(фиг. 2),Электронный регистратор ординат состоитиз блока 1 формирования ординат графика,блока П выборки ординат читаемых графиков,блока П формирования шага считывания иблока (Р синхронизации.Выходы фотоэлементов 8 и 9 подключены кединичным входам триггеров 17 и 18 блока (,а выход фотоэлемента 13 соединен с единичным входом триггера 19, открьивающего вентиль 20, на второй вход которого поступаютимпульсы с генератора 16. Кроме того, выходфотоэлемента 13 подсоединен к счетному входу делителя частоты 21 блошка (П.Выходы триггеров 17 и 18 соединены с дешифратором 22, каждый из выходов которогоуправляет одним из вентилей 23 - 25, предназначенных соответственно для формирования всчетчике 26 и триггере 27 положительной, отрицательной ординат и для выдачи сигнала готовности ординаты формирование нулевойординаты). Последний подается на нулевыевходы триггеров 17 и 18 через схему ИЛИ28, на вход вентиля 29 и через схему задержки 30 - на вход счетчика 31 номера графикаи на нулевые входы счетчика,26 и триггера 27.Выходы триггеров счетчика 31 подключены кдешифратору 32, каждый выход которого через ключи 33 соединен со схемой ИЛИ 34,управляющей вентилем 29.Работает электронный регистратор ординатследующим образом.При положительной ординате первым срабатывает фотоэлемент 8. Его выходной импульс устанавливает триггер 17 в единичноесостояние. Триггер 18 в это время сохраняетсвое исходное нулевое состояние, Общее состояние системы триггеров 18, 17 01. Онорасшифровывается при,помощи дешифратора22. В рассматриваемом случае возникает разрешающий потенциал на шине О 1, открывается вентиль 23 и при открытом вентиле 20 насчетчик 26 через собирательную схему 35 поступают импульсы заполнения генератора 16.Поступление импульсов продолжается до перекрытия входной щели фотоэлемента 9 изображением линии базы, т. е. выдачи сигналана установку триггера 18 в единичное состояние, К этому моменту на счетчике ординатынакопится число импульсов, пропорциональное5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 модулю ординаты. С поступлением сигнала от фотоэлемента 9 общее со тояние управляющих триггеров изменится с 01 на 11, и дешифратор выдаст разрешающий потенциал на вентиль 25. Через него пройдет только один импульс, который через схему ИЛИ 28 установит триггеры 17 и 18 в состояние 00; вентили 23 - 25 закроются. Этот импульс выдает ординату из счетчика, через генератор задержки,О схему ИЛИ 36 сбрасывает счетчик 26 и триггер 27 и поступает на счетчик 31 номера графиков.Прп отрицательной ордпнате сначала возникает сигнал на выходе фотоэлемента 9, который устанавливает триггер 18 в состояние 1; общее состояние триггеров будет 10, Дешифратор 22 открывает вентиль 24, и импульсы поступают с генератора 16 при открытом вентиле 20 иа счетчик 26, а также на установочный вход 1 триггера 27 знака, едшгичное состояние которого указывает на отрицательный знак ордпнаты. Импульсы поступают на счетчик 26 до момента перекрытия входной щели фотоэлемента 8 изображением линии графиков, После этого состояние упрасвляющих триг. геров изменится с 10 на 11, и очередной сигнал с генератора импульсов выполнит лке описанные функции.При ординате, равной нулю, одновременно идут сигналы с фотоэлементов 8 и 9, оба триггера устанавливаются одновременно в состояние 1, и дешифратор 22 открывает вентиль 25, через который с генератора импульсов про. ходит только один импульс, который выполняет описанные функции, Так как вентили 23 и 24 закрыты, то на счетчик модуля ординат и триггер знака импульсы с генератора импульсов не поступят, поэтому при считывании будет выдана ордината, равная нулю,Коды ординат определенных графиков выдаются при помощи блока П выборки читаемых графиков. В процессе одного сканирования ширины ленты на счетчик 31 номера графиков поступают импульсы, количество которых равно числу прочитанных графиков, Перед выдачей ординаты первого графика счетчик 31 будет находиться в состоянии ., 001, второго -010, третьего - ,. 011 и т, д.Состояние счетчика 31 расшифровывается дешифратором 32, который формирует разрешающие потенциалы последовательно на всех выходных шинах. Эти потенциалы подаются на входы схемы ИЛИ 34 через ключи 33, с помощью которых оператор может задавать номера тех графиков, ординаты которых желательно получить на выходе устройства. При наличии разрешающего потенциала на одной из шин дешифратора 32 с замкнутым ключом открывается вентиль 29, и сигнал чтения с вентиля 25, пройдя через этот вентиль, поступает на группу вентилей 37, предназначенных для выдачи в ЭВМ ординаты графика в двоичном коде, Только после этого сигнал с вентиля 25 сбрасывает счетчик 26 и триггер 27, и электронный регистратор подготавливается, 237458таким образом, к считываншо ординаты следующего гра(рика. За время одной развертки изображения в счетчике 26 последовательно образуются ординаты всех графиков, но выдаются с ЭВМ только те из них, номера которых установлены ключами 88, Налииче такого блока выборки ординаты определенных графиков дает возможность использовать один счетчик для формирования ординат любого количества графиков.Шаговый двигатель 10 (фцг. 1) лентопротяжного механизма с каждым управляюшим сигналом перемещает ленту-носитель на заданный шаг. Чтобы увеличить шаг считывания цв целях экономии памяти ЭВМ и ускорения перемещения ленты) в два и четыре раза, необходимо за время холостого хода зеркала возбудить двигатель соответственно два или четыре раза. Для формирования сигналов, определяющих конец зоны считывания и запускающих шаговый двигатель 10, служит дисковый фотодатчик электрических импульсов, состоящий из диска 11, источника света 12 и фотоэлемента 18. Работа датчика основана на том, что ширине ленты-носителя соответствует определенный угол а,поворота оси зеркала, при котором перед отверстиями фотоэлементов 8 и 9 последовательно проходят все точки поперечного сечения поля считывания. Во время холостого хода зеркала ось вращения поворачивается на угол Д=л - а.Для фиксирования углов с, и Р в секторах диска, соответствуюших холостому ходу зеркала, проделывают четыре отверстия. Они формируют шаг считывания и синхронизируют систему развертки и электронный регистратор ординат. При вращении зеркала и диска отзерстия проходят между источником света и фотоэлементом; последний выдает импульсы тока, которые являются признаком прохождения зеркалом угла Д. Сигналы с фотоэлемента 18 подаются на одну из ламслей переключателя шагов 38 олока 1 П и на делитель частоты 21, один из выходов каждого триггера делителя частоты соединен с двумя ламелями переключателя.За время холостого хода зеркала с переключателя могут быть сняты 1, 2 или 4 импульса в зависимости от положения рукоятки, Эти импульсы используются для соответствующего числа элементарных протяжек ленты. Сигналы с фотоэлемента 18 на блск управления 15 шаговым двигателем 10 попадают через вентиль 89, управляемый триггером 40, что исключает протяжку ленты до начала считыва. ния, Только после хотя бы одной выдачи орли- наты в ЭВМ с вентиля 29 поступает сигнал на установоку триггера 40 в единичное положение, и вентиль 89 открывается для сигналов 41 запуска шагового двигателя 10, Сигнал с вентиля 89 через схему ИЛИ 42 устанавливает счетчик 31 в положение 0,01. Хотя делитсль частоты сбрасывается четвертым сигналом с фотодиода в нуль, чля большей надеж 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ности его сброс. подтверждается сигналом с вентиля 29 через схему ИЛИ 48.Генератор 16 импульсов стабильной частоты должен быть включен в зоне холостого хода зеркала после предварительного начального сброса по входу 44 сигналом от генератора одиночных импульсов всех триггеров схемы в нулевое положение. Для включения генератора во время холостого зеркала предназначен блок 11 синхронизации генератора импульсов ц системы развертки. Прц запуске электронного регистратора на единичный вход 45 триггера 46 от генератора одиночных импульсов ц)- дается сигнал, единичным выходом триггера 46 открывается вентиль 47, на цмпульсньш вход которого поступают сигналы от фотоэлемента 18. Первый же сигнал с вентиля 47 устанавливает в единичное состояние триггер 9, которыя орае вентиль 20 для прохождения импульсов с генератора на вентили блокаСхема определения знака ордцнаты работает следующим образом.В исходном положении триггеры 48 и 49, а также счетчик 50 находятся в нулевом состоянии, вентиль 51 закрыт, и импульсы от генератора 16 на счетчик не проходят, Гслц прц движении развертывающего луча по ленте- носителю первым появляется положцтельньш импульс, соответствующий базовой линии, т. е. от фотоэлемента 9, этот импульс, пройдя обмотку 1 Г импульсного трансформатора 52, наведет в обмотке 1 Г;, отрицательный импульс, и обмотке Т., - положительный. С обмотки 1 Г, этот сигнал постл цт на илевой вход триггера 49, что не изменит его состояния, ц ца счетный вход триггера 48. Последний опрокинется, в результате чего откроется вентиль 51 п на счетчике 50 начнется формирование модуля ордцнаты. Прц дальнейшем движении развертывающего луча во время пересечения его с линией графика появится положительный сигнал от фотоэлемента 8. Пройдя через обмотку Кь этот сигнал образует в обмотке 1 Г, положительный сигнал, в обмотке 1 Г 1 - отрицательный. Упомянутый сигнал установит триггер 49 в единичное состояние и вернет триггер 48 в исходное положение, вследствие чего формирование ордпнаты прекратится. На счетчике 50 будет выбрана величина ордцнаты, на триггере 49 - ее знак, в данном случае отрицательный, так как первым в устройство измерения пришел сигнал от базовой линии, вторым - от лцнпц графика.Пусть теперь прц движении развертываюшсго луча первым придет положительный сигнал с фотоэлемента графика. В обмотке 1 Г вновь возникнет положительный сигнал, в обмотке Г, - отрицательный, Первый устансвцт триггеры 48 и 49 в единичное состояние, ц на счетчике вновь начнется формирование величины ординат кривой. Когда развертывающий луч пересечет базовую линию, фотоэлемент 9 выдаст импульс, который вернет триггеры 4 и 49 в исходное состояние, поступление импульсов7от генератора Уб на счетчик 50 прекратится.На счетчике 50 будет выработана величинаординаты кривой, на триггере 49 - ее знак,теперь уже положительный, так как триггер49 находится в нулевом состоянии. Если одновременно поступят положительные импульсыот фотоэлементов 8, 9, что соответствует пересечению линии графика с базовой линией, ивыходных обмотках импульсного трансформатора сигнала не будет, так как обмотки Я 5 и 1052 вкгпочены встречно и наводю 1 е э.д,с, компенсируются,Предмет изобретения1. Устройство для считывания непрерывных 15 визуальных крив.х, содержащее оптико-механическую систему сканирования с диском синхронизации, по одну сторону которого расположен источник светапо другую - фотоэлемент; считывающие фотоэлементы, лентопро тяжный механизм, генератор импульсов, счетчики, дешифраторы, триггеры и логические схемы И и ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью одновременного счить 1 вания всех графиков, записанных на ленте-носителе, счпты вающие фотоэлементы, подключены к единичным входам двух триггеров, выходы которых соединены через дешифратор с вентилями положительной, отрицательной и нулевой ординат, входы этих вентилей через вентиль, управ л 51 емыЙ синхроимпульсами, соединены с ВН 1 ходом генератора импульсов, выход первого вентиля подключен ко входу счетчика модуля ординат, выход второго - ко входу того же счетчика и к единичному входу триггера знака, выход третьего вентиля через схему задержки - к нулевым входам триггера знака и всех триггеров счетчика.2. Устройство по и, 1, отличающееся тем, что, с целью ооеспечения возможности выборки подлежащего считыванию графика, выход вентиля нулевой ординаты через схему задержки подключен ко входу счетчика выборки графиков, вьходы этого счетчика через дешифратор, ключи и схему ИЛИ соединены с вентилем, второй вход которого подкгпочен к выходу вентиля нулевой ординаты, а выход - к выходным вентилям устройства.3. Устройство по,п. 1, от.1 ичающееся тем, что, с целью формирования знака считываемой ординаты, оно содержит логическую схему, состоящую из импульсного трансформатора с двумя парами встречно включенных обмоток, первая из которых подключена к фотоэлементу считывания графика, включенная встречно ей вторая - к фотоэлементу считывания базовой линии, третья - через диоды к счетному входу триггера управления и к единичному входу триггера знака, а включенная встречно ей четвертая обмотка через диоды - к счетному входу триггера управления и к нулевому входу триггера знака,237458 Редактор Б. Б. Федотов Техред Л. К. Малова Корректор М. В, Радзииск Типография, пр. Сапунова, 2 Зака ЦНИ 137/1ПИ Комитета по делам изоМосква,1иг. 2 Тираж 480ретений и открытийЦентр, пр. Серова, д Подписнори Совете Министров ССС4