Устройство для считывания графической информации

,ЯО, 15 11 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР л. В 10Л,С, борще88.8)У 4255617,1981.идетельство06 К 11/О н СССР 1986.СССР 1985. тельство 6 К 11/О(54) УСТР ЧЕСКОЙ ИН (57) Изо тике и вь жет быть зации пр Формации И" ОЙСТВО ДЛЯФОРМАЦИИ ретение относитс ома- мо- ти- интехнике и для автом рафическо д с целью ьнои исл использо образ в циф аниявой к НИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент СШАкл. С 06 К 11/06Авторское свУ 1399782, кл. САвторское свидВ 1166154, кл. С Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано для преобразования граФической информации в цифровой код с целью последующего ввода в электронные вычислительные машины.Цель изобретения - повышение точности считывания за счет подсчета и суммирования числа индуцированных .сиг налов и числа импульсов компенсации.На Фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - функциональная схема блока управления; на Фиг, 3 - график, поясняющий принцип определения координат точки считываемой информации. 2следующего ввода в ЭВИ. Цель изобретения - повышение точности считыва-.ния графической информации. Цель достигается путем формирования значений точного ь отсчета координаты какрезультата подсчета и суммированиячисла индуцированных сигналов и числа импульсов компенсации до получениясигнала управления. Устройство содержит планшет с системами взаимноперпедикулярных координатных шин,объединенных в группы посредствомэлементов ИЛИ, блок коммутации, блокуправления, блок компенсации, блокопределения координат, элемент считывания, усилитель, элемент И, счетчикиндуцированных сигналов и мультиплексор, соединенный с входом устройства,з.п.ф-лы, 3 ил.С: Устройство (Фиг.1) содержит планшет 1 с взаимно ортогональными коор- р динатньми шинами, разделенными на юе группы, токопроводящие координатные шины 2, а первых элементов ИЛИ 3, где и - число групп координатных шин,блок 4 коммутации, блок 5 управления, блок,6 компенсации, блок 7 определениякоординат, элемент 6 считывания, усилитель 9, первый элемент И 10, счетчик 11 индуцированных сигналов, мульти- а плексор 12 и вход 13 устройства,Блок управления (фиг.2) содержит файф счетчик 14, генератор 15, триггер16, первый элемент 17 задержки, первый элемент ИЛИ 18, второй элемент.19 задержки, шестой элемент И 20,двенадцатый .;емент И 21, второй элеМент И 22, третий элемент И 23, четВертый элемент И 24, пятый элемент И25, седьмой элемент И 26, восьмой элемент И 27, девятый элемент И 28, десятый элемент И 29, первый элемент5И 30, одиннадцатый элемент И 31,второй элемент ИЛИ 32 первый выход33 блока, второй выход 34 блока,третий выход 35 блока, четвертый выход Зб блока, пятый выход 37 блокай вход 38 блока.На граФике поясняющем принципопределения координат (Фиг.З), обозначены:- расстояние, между соседнии шиками; Е - ЭДС индукции; Ео - ли нейный участок характеристики считывания; Б - координатные шины; Аточка считываемой инФормации;Е,ЭДС индукции компенсации; Ю ч - зонанечувствительности; ш, ш- числатактов компенсации, б - временнаядиаграмма на втором выходе усилителя,а - временная диаграмма на первомвыходе усилителя. 21"Устройство работает следующим образом,При совмещении элемента 8 считывания со считываемой точкой А замыкается ключ, вмонтированный в элемент 8, и по входам сброса (ключ ивходы сброса не показаны) устанав,ливаются в исходное состояние всеэлементы памяти устройства, запуска,ется генератор 15 блока 5 управления.35Нулевые состояния первого и второговыходов счетчика 14 определяют циклопроса группы, нулевое состояниетретьего выхода - режим считываниякоординаты Х. С поступлением после 40довательностей импульсов Т 1, Т 2 с генератора 15 блока 5 управления наблок 4 коммутации осуществляется поочередный опрос последних шин 2 групппо координате Х. Одновременно импульсы Т 2, проходя через элементИ 31 и элемент ИЛИ 32, поступают науправляющий вход сложения сумматораблока 7 определения координат, осуществляя после каждого такта опроса50добавление в сумматор значения К йсоответствующего ширине опрашиваемойгруппы и поступающего на инФормационный (второй) вход блока 7 определения координат через третий вход55мультиплексора 1 2 с входа константустройства (на управляющий первыйвход мультиплексора 1 2 поступает изблока управления код 000 - первый и второй выходы счетчика 14 и второй выход триггера 1 б). Последовательный опрос группы Х шин 2 планшета 1и подсчет их значений в блоке 7 определения координат продолжается допоявления сигнала на входе блока 5управления, проходяшего с элемента8 считывания через первый выход (выход а) усилителя 9. Этот сигналиндуцируется в катушке индуктивности элемента 8 считывания в результате опроса группы, в зоне которойнаходится считываемая точка А (последняя опрашиваемая шина группы находится после точки А относительноначала отсчета). В сумматоре блока7 определения координат заФиксировано число, соответствующее целомучислу групп шин 2, предшествующихточке А, Управлявший сигнал с входаблока 5 управления проходит последовательно через элемент 17 задержки,элемент ИЛИ 28, элемент 19 задержкии поступает на счетный вход счетчика 14, переводя его в очередное состояние (001), которое определяетцикл последовательного опроса шин 2группы по координате Х, содержащейсчитываемук 1 точку А. Опрос шин 2 происходит аналогично описанному длягрупп, начиная с первой шины 2 данной группы. Только в этом цикле скаждым тактом Т 2 через четвертыйвход мультиплексора 12 в блок 7 определения координат проходит значение, определяемое константой Д1значение ширины зоны между соседними шинами 2 планшета 1 (на управляющем входе мультиплексора установленкод 001 с пятого выхода блока 5 управления), Прекращается последовательный опрос шин 2 с появлениеминдуктированного сигнала на выходеэлемента 8 считывания, проходящегона вход блока 5 с первого выхода усилителя 9 (результат опроса шины 2,находящейся после считываемой точки А). Проходя через элемент 17задержки, элемент ИЛИ 18 и элементзадержки 19, сигнал поступает насчетный вход счетчика и устанавливает цикл точного отсчета (состояния выходов счетчика 010). В блоке7 определения координат оказываетсязаФиксированным число, соответствующее целому числу участков Д предшествующих точке А от начала отсчета, увеличенному на 2 д,5 15В цикле точного отсчета разреша ется (с выхода элемента И 24) работаблока 6 компенсации. Одновременно спериодическим опросом зафиксированной шины 2 осуществляется формирова-ние последовательности убывающих поамплитуде импульсов компенсации в, блоке 6. Через рамку компенсации этиимпульсы воздействуют в противофазес импульсами опроса шины 2 на катушку индуктивности элементов 8 считывания. Так как ЭДС, индуцируемая в катушке индуктивности в результате возбуждения рамки компенсации, имеетполярность, противоположную ЭДС, индуцируемой в результате опроса шины,то и результирующая ЭДС вначале оказывается противоположной полярности,что приводит к появлению последовательности сигналов на втором выходе(выходе б) усилителя 9. Эта последовательность, стробируемая по второмувходу на элементе И 10, поступает насчетный вход счетчика 11 индуцированных сигналов,После каждого такта опроса в цикле точного отсчета через пятый входмультиплексора 1 2 пропускается навторой вход блока 7 определения,координат значение константы Д/и (на управляющем входе мультиплексора блоком5 управления установлен код 01), соответствующее ширине зоны, меньшей ви раз расстояния между соседними шинами 2 (п - число уровней компенсацииЕ на участке 2 д).В процессе изменения амплитуд импульсов компенсации от максимальнойдо минимальной сначала формируется последовательность сигналов на второмвыходе (выходе б) усилителя 9, которая подсчитывается в счетчике 11 индуцированных сигналов, потом на определенном временном отрезке отсутствуют сигналы и на первом, и втором выходах усилителя 9 (длина отрезка определяется шириной зоны У ч) и наконец появляется сигнал на первом выходе (выходе а) усилителя 9. Поступая на вход блока 5 управления, сигнал, благодаря разрешению с выходаэлемента И 24, проходит через элемент И 20 на второй вход триггера 16и устанавливает его в единичное состояние. На пятом выходе блока 5 управления устанавливается код 110,который коммутирует мультиплексор 1 2на передачу в блок 7 определения ко 50550 6ординат кода счетчика 11 индуцированных сигналов. Этот код записываетсяв сумматор блока 7 задержанным на 5элементе 17 задержки сигналом с входа блока 5 управления, проходящимчерез элемент И 21 и элемент ИЛИ 32на третий выход блока 5, В результатеза цикл точного отсчета в сумматор 10 блока 7 определения координат добавится числош. д/и + шд/и = (ш,+ и )д/и,где ш 1 - общее число тактов компенсации до получения сигнала с выхода е усилителя 9;ш - число сигналов, поступившеев счетчик 11 с выходаусилителя 9.В таком случае (фиг.2) при и20 фш= 13, ш = 8 ш+ ш 21, следовательно,д 21(ш + ш ) с Д д + аида и 2 О 20По условиям работы сумма ш + шне превьппает максимального значения2 п.З 0 Итак, общее число, полученное затри цикла на сумматоре блока 7 определения координат:д3 й20М. д + 2 д + д + - = М д+ 3 д +д/201 35 где М - число целых участков дпредшествующих точке считывания А от начала отсчета.Входной сигнал, проходя черезэлемент ИЛИ 18 и элемент 19 задержки,поступает на счетный вход счетчика14 и устанавливает на его выходе код011 . На первом входе мультиплексора12 соответственно с пятого выхода бло-,ка 5 управления устанавливается код 45 111, Очередной импульс Т 2 с второговыхода генератора.15, пройдя черезэлемент И 31 и элемент ИЛИ 32, вычитает из содержимого сумматора блока7 определения координат входную кон-станту, равную по абсолютной величине 3. Следующий за Т 2 через полпериода импульс Т 1, благодаря разреше-.нию с выхода элемента И 25 проходитс первого выхода генератора 15 через 55 элемент И 26, сбрасывает триггер 16в исходное состояние, а благодарянулевому состоянию третьего выходасчетчика 14, пропускается через элемент И 28 на третий выход блока 5управления и осуществляет записьокончательного результата сумматора(М д + д/20 в регистр координаты Х блока 7 определения координат.На этом формирование кода координаты Х заканчивается. Следующий импульс Т 2 с второго выхода генератора 15; проходя через элемент. И 30(н 9 втором входе элемента 30 разрешеееие с выхода элемента И 27) на10четвертый выход блока 5 управления,сбрасывает в исходное состояние счетчи 11 индуцированных сигналов, проходя на первый, второй и третий выхоДы блока 5 устанавливает в исходноесостояние элементы памяти блока 4 ком-"мутации, блок 6 компенсации и накопительный сумматор в блоке 7 определения координат и, проходя черезэлемент ИЛИ 18 и элемент 1 9 задержки переводит счетчик 1 4 в состоя"ни 6 100, что соответствует установкецикла опроса .групп координаты 7. Начинается процесс формирования кода 25координаты 7 считываемой точки А.Опрос групп, шин планшета, работаблФка 6 компенсации в цикле точного. отсчета, а также накопление соответствующих значений координаты е в блоке 7 определения координат происходят,аналогично описанному для координатыХ. После окончательного формированиякода координаты 7 в накопительном сумма 1 оре блока 7 запись этого кода в ре 35гигтр координаты 7 блока 7 осуществле 1 ется сигналом с выхода элементаИ 9, поступающим через третий выходблка 5 управления на первый вход блока 7 определения координат, Этим сигнадом является импульс Т 1 с первоговыхода генератора, проходящий черезэлЕмент И 26, благодаря разрешениюс элемента И 29, на втором входе которого в режиме формирования кода 45координаты Т установлен разрешающийурОвень с третьего выхода счетчика14 Следующий за этим сигналом импульс Т 2 с второго выхода генераторапроходит, как и в режиме Формирования координаты Х, через соответствующие элементы блока 5 управления иусанавливает в исходное состояниеузлы и блоки устройства, подготавливая устройство к считыванию коорди 55нат очередной точки графическогоизображения,В предлагаемом устройстве по сравнеиию с известным погрешность считывания уменьшается с + 0,25 до+ 0,05 мм при одних и тех же параметрах катушки индуктивности элемента считывания и усилителя и числе уровня компенсации, равном 20. При этом нет необходимости в достижении максимальной чувствительности канала восприятия (элемент считывания - усилитель), для дальнейшего повьппения точности важно сохранять симметричность усилителя и увеличивать число уровней в последовательности компенсирующих импульсов, Формируемой блоком компенсации.Формула изобретения1, Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с взаимно ортогональными координатньии шинами, разделенными на группы, блок коммутации, первый выход которого соединен с соответствующими координатными шинами, второй и третий выходы подключены соответственно к группам шин через элементы ИЛИ, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом блока коммутации, второй и третий выходы блока управления подключены соответственно к информационным входам блока компенсации магнитного поля .и блока определения координат, элемент считывания, индуктивно связанный с координатными шинами планшета, вход элемента считывания соединен с выходом блока компенсации. магнитного поля, а выход подключен к входу усилителя, первый выход которого соединен с входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены счетчик, элемент И и мультиплексор, причем установочный вход счетчика подключен к четвертому выходу блока управления, а счетный вход - к выходу элемента И, первый вход которого соединен с вторым выходом усилителя, а второй - с выходом блока компенсации магнитного поля, выход счетчика подключен к информационному входу мультиплексора, первый управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, второй управляющий вход мультиплексора является управляющим входом устройства, выход мультиплексора подключен к второму информационному входу блока определения координат.2. Устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, счетчик, триггер, два элемента ИЛИ, двенадцать элементов И н два элемента задержки, выход первого элемента задержки соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ, выходом соединенного с вторым элементом задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход первого элемента зедержки является входом .блока, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, первые и вторые входы с перного по пятый элементы И подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика, выходы второго и третьего элементов И, третий выхсд счетчика и выходы генератора импульсов являются первым выхрдом блока, первый вход шестого элемента И сое динен с выходом четвертого элемента И, второй вход - с входом первого элемента задержки, выход шестого элемента И соединен с Б-входом триггера, К-вход которого соединен с выхо ,дом седьмого элемента И,прямой выход триггера совместно с первым и втсрым выходами счетчика являются пятымвыходом блока, инверсный выход триггера подключен к второму входу восьмого элемента И, первый вход которогообъединен с первым входом седьмогоэлемента И и подключен к выходу пятого элемента И, второй вход седьмо-,го элемента И соединен с первым вы-:ходом генератора, первые и вторые входы девятого и десятого элементов И,объединены и подключены соответственно к выходу седьмого элемента И нтретьему выходу счетчика, первые ивторые входы первого и одиннадцатогоэлементов И объединены и подключенысоответственно к выходу восьмого элемента И н второму выходу генератора,выходы девятого, десятого и первогоэлементсв И являются третьим выходомблока, выход одиннадцатого элементаИ подключен к первому входу второгоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом двенадцатого элемента И, а выход является третьимвыходом блока, выход первого элемента И является четвертым выходом бгока, а выход генератора импульсов является вторым выходом блока,