Устройство для считывания графической информации

О П И С А Н И Е (п)935986ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциапистичесникРеспублик(5). (л. 006 К 11/06 присоединением заявк23) Приоритет еееударстееевые кенитет СССР ае делен зебретеиив н еткрнтвйта опубликования описания 18.06,Рухлинск, Светлов В, Я. Зенин, И В. И. ТМ,72) Авторы изобретения С. Люкевич, Воненко и В. шак 7) За ентоальное к О ТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФ ИНФОРМАЦИИИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к, устройствам считывания и ввода графической информации в электронные вычислительные машины.Известно устройство для считывания графической информации, которое. с одер жит планшет с двумя ортогональными системами токопроводяших координатных шин, соединенных с выходами соответст 1 О вуюших электронных коммутаторов, съемник координат с катушкой, йндуктивно связанной. с шинами планшета и соеди- енной через усилитель и блок обработки измерительных сигналов с блоком форми 45 рования кодов координат, две группы выходов которого соединены со входами электронных коммутаторов 1.Недостаток этого устройства состоитего конструктивной сложности.Наиболее близко к изобретению устройство, содержащее планшет с двумя ортогональными системами токопроводяших координатньи шин, съемннк коорди 2нат с катушкой, индуктивно связанной с системами шин, два канала формирования сигналов сдвига фаз, входами соединенные с выходами соответствуюших систем токопроводящих шин, два канала формирования кодов координат, каждый иэ которых вхо-дом соединен с выходом соответствуюшего канала формирования сигналов сдвига фю, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, делитель частоты, разрядными выходами соединенный с дру гимн входами каналов формирования кодов координат, и полосовой усилитель, выхо дом соединенный с катушкой индуктивности съемника координат 2 .Однако у этого устройства недостаточно высокие точность и надежность.Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем планшет с ортогональными системами токопроводяших координатных шин, подключенных к соответствующим формирователям снг3 9359 палов сдвига фаз, выходы которых соединены со входами соответствующих формирователей кодов координат, делитель частоты, подключенный к генератору счетных . импульсов н ко входам. формирователей кодов координат, и блок формирования сигналов возбуждения, один вход которого соединен с делителем. частоты, а выход подключен к съемнику координат, другой вход блока формирования сигналов 10 возбуждения соединен с одним из формирователей сигналов сдвига фаз, при этом блок формирования сигналов возбуждения содержит первый усипнтель, один вход которого подключен ко входу блока, дру в гой вход соединен со вторым усилителем, подключенным к амплитудному детектору, вход которого является входом блока, а выход первого усилителя соединен с выходом блока, или блок формирования сигналов возбуждения содержит первый усилитель, соединенный со входом н выходом блока, амплитудный детектор, подключенный ко входу блока и ко второму усилителю, соединенному с одним входом третьего усилителя, другой вход которого подключен ко входу блока, а выход соединен с выходом блска, при этом съемник координат содержит вторую катушку ин дуктивности, расположенную на одной оси с первой;На фиг. 1 приведена блок-схема устройства с одним вариантом конструктив ного выполнения блока формирования сигналов возбуждения; на фиг. 2 - то же,М с другим вариантом конструктивного выполнения этого блока. Устройство включает планшет 1 с ор-. тогональными системами 2 и 3 токопроводяшнх координатных шин, съемник 4, координат формирователи 5 и 6 сигналов сдвига фаз, формирователи 7 и 8 кодов, координат, генератор 9 счетных импульсов, делитель 10 частоты, блок 11 формирования сигналов возбуждения, при этомфф формирователи 5 и 6 содержат конденса торы 12, векторные сумматоры 13, полосовые фильтры 14 и пороговые элементы (амплитудные дискриминаторы) 15.Формирователи 7 и 8 содержат счетчики 16 и 17 и схемы 18 управления счетчиком периодов, включающие триггера 19 и элементы И 20 и 21, при этом блок 11 содержит узел 22 преобразования сигнала, вюпочающий второй усили- ф тель 23, амплитудный детектор 24, а также первый усилитель 25 и третий уси литель 26. 86 4Устройство работает следующим образом.В момент включения генератор 9 начинает вырабатывать счетные импульсы.При пэступлении указанных импульсов навход делителя 10 частоты последнийвырабатывает периодический сигнал, который с помощью усилителя 25 блока 11преобразуется в синусоидальный сигналэлектрического тока. Ток, протекая в катушке съемника 4 координат, возбуждаетв зоне пространства с центром в. точкесчитывания переменное электромагнйтноеполе, изменяющееся во времени и в пространстве по синусоидальному закону.Это поле наводит в проводниках синусныхн косинусных обмоток обоих систем координатных шин сигналы ЭДС взаимоиндукции, Векторные сумматоры 13 дифференцнруют один нз этих сигналов и суммируют его с сигналом, поступающим надругой вход, Суммарный сигнал проходит через полосовой фильтр 14 и поступает на вход порогового элемента 15,где преобразуется в меандр, временнаязадержка переднего фронта, которого о 1носительно переднего фрфнта выходногосигнала делителя 10 частоты и является величиной фазового сдвига, Код фазового сдвига регистрируется в счетчике 16 путем перезаписи текущего кодаиз делителя 10 частоты в этот счетчикстробом, формируеМым по переднемуфронту меандра, поступающего на счетчик 16 с выхода порогового элемента 15,Поскольку координата изменяется многораз в пределах рабочего поля, то номеррамки определяется путем непрерывногоанализа переходов через велые периодыпространственной час тоты. Этот анализ осуществляет схема 18 управлениясчетчиком 17 (числа периодов), котораяна основании анализа состояний старшихразрядов счетчика 16 (сдвига фаз) фиксирует момент его перехода из состояния максимальноо заполнения. в нулевоеви наоборот. При этом в реверсивныйсчетчик 17 либо заносится единица, либо вычитается из него,Для измерения координат произвольной точки изображения в предлагаемом устройстве допускается отрыв съемника от поверхности планшета и перемещение его над поверхностью в зону считывания. Это стало возможным благодаря наличию в устройстве замкнутой цепи автоматического регулирования; образованной эпементами 25, 4, 3, 13, 14 и 24.035086 5Автоматическое регулирование, осуществляется следуюшим образом.При расположении съемника 4 координат на поверхности планшета амплитудасуммарного периодического сигнала остается постоянной и характеризуется некоторой величиной. При этом на выходеамплитудного детектора 24 блока 11формируется постоянное напряжение, пропорциональное этой величине. Это наприжение поступает на вход усилителя 23,на другой вход которого подается напряжение смешения. При отрыве съемникакоординат от поверхности планшета, наводимая нв систему 3 ЭДС, уменьшается, 33и амплитуда сигнала на выходе детектора.24 падает. Квк только это напряжениеуменьшается ниже напряжения смещения,нв выходе усилителя 23 блока 11 появляется сигнал, поступающий на управляющий 2 фвход усилителя 25. При этом ток на выеходе усилителя 25 увеличивается и соответственно увеличится наводимая съемником координат ЭДС. При опускании съемника на планшет наблюдается обратная 2 зкартина; увеличивается сигнал на выходе фильтра 14 и соответственно на выходе детектора 24 блока 11, что приводит к уменьшению выходного сигналаусилителя 23 и уменьшению тока в казртушке съемника координат до номинального,Экспериментальные испытания опытного образца с таким принципом действия показали, что без ухудшения метрологических характеристик и нарушенияоднозначности в изменении координатустройство допускает подъем съемниканв высоту до 10 см. В большинствеслучаев эта величина оказывается доста Эточной,В этом случае, когда необходимосоадать устройство, допускающее подъемсъемника координат на высоту более 10 см,его строят по функциональной схеме,изображенной иа фиг, 2. Во втором варианте устройства в отличие от первогодля создания мощного электромагнитногополя, обеспечивающего надежную связьсъемниквкоординат с системой шин набольших расстояниях, используются дополнительные катушка индуктивности ипопосовой усилитель. При этом появляется воэможность. широко варьировать параметрами дополнительной ка:ушки (ееЯдиаметром, числом витков, индуктивностью), поскольку она не участвует в измерительном процессе, в то время какв первом варианте параметры катушки 6жестко связаны с параметрами рамок систем координатных шин, что обусловлено необходимостью обеспечения минимвльной методической погрешности преобразования перемещение - код.Прн этом основная катушка индуктивности работает самостоятельно только при расположении съемника нв поверхности планшета. При подъеме съемника на высоту 2 - 5 мм, которая определяется напряжением смещения, подаваемым нв усилитель 23 блока 11, включается цепь автоматического регулирования, образоЙанная дополнительной катушкой индуктивности, системой 3, векторным сумматором 13, фильтром 14,блоком 11 и усилителем 26, Работа этой замкнутой сис темы ничем не отличается от работы такой же системы в устройстве, изображенном на фиг. 1,В отличие от первого варианта устройства во втором основная катушка индуктивности несет лишь метрологическую функцию и по всем параметрам согласована с параметрами систем координатных шин. Дополнительная катушка индуктивности при этом строится из соображений получения максимального. элеи тромвгнитного поля. При отрыве съемника координат от поверхности планшета электромаг нитное поле юлучают обе катушки, При этом параметры съемника оказываются несогласованными с параметрами систем шин. Но это не приводит к каким-либо последствиям, поскольку оператор при оторванном съемнике координат отсчетов не осуществляет. При опускании съемника на поверхность планшета. автоматическое регулирование вьпцпочается, в устройстве устанавливается номинальный режим, осуществляется считывание координат.Введение новых конструктивных связей, а также нового конструктивного вы-. полнения блока формирования сигналов возбуждения позволяет существенно повысить точность и надежность устройства. формула изобретения Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с ортогональными системами токопроводяших координатных шин, подключенных к соответствующим формирователям сигналов сдвига фаз, выходы которых соединены со входами соответствующих формирователей кодов координат, делитель часто зи, подключенный к генератору счетныхимпульсов и ко входам формирователей кодов координат, и блок формирования сигналов возбуждения, один вход котороГо соединен с делителем частоты, а выход подключен к съемнику координат, % о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, в ием другой вход блока формирования сигналов возбуждения соединен с одним из формирователей сигналов сдви 1 е гя фазе2. Устройство по п. 1, о т л н ч а юш е е с я тем, что блок формирования сигналов возбуждения содержит иервый усилитель, один вход которого подключен ко входу блока, другой вход соедийен со вторым усилителем, подключенным к амплитудному детектору, вход которого яв- ляется входом блока, а выход первого усилителя соединен с выходом блока. щ 3, Устройство по л. 1, о т п и ч а и ш е е с я тем, что блок формирования сигналов возбуждения содержит первый усилитель, соединенный со входом и вы ходом блока, амплитудный детектор, подиаоченный ко входу блока и ко второму усилителю, соединенному с одним входом третьего усилителя, другой вход которого подключен ко входу блока, а выход со единеи с выходом блока, цри атом съемник координат содержит вторую катушку индуктивности, расположенную на одной осн с первой,Источники информации,принятые во внимание при акспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Кф 549 Ц 19, кл. 006 К 11/00, 1974,2, Патент США. % 380,1733,кл. 178- 19, опублик. 1974 (прототип).935986 Составитель А. Романоведактор Т. Парфенова Техред, Т.Маточка . орректор А. Грицюик ж 731твенного комитета СССретеиий и открытийЖ, Рауаская наб Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород,я, 4 Заказ 42 18/54 . Тира ПВНИИПИ Государспо делам изоб113036, Москва.