Устройство для считывания графической информации

Союз СоветскииСоциапистическииРеспублик ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт. свид-вуЗаявлено 14,07.80 (21) 2961179/ БВ)М. 6 К 11 п исоелиненнеы заявки ГвиударатвашыИ киттитвт 23) Прио публиковано 30. 05,82. Бюллетень20Дата опубликования описания 30 05 .82 лам изфбрвтеиик открытий 3) УДК 681,3 .12(088.8) 2) Авторы изобретени Тавадзе и Д. А. То шов Тбилисский научно-исследовательский институт;приборостроения и средств автоматизации Тбюысскогонаучно-производственного объединения "Элва"(7) Заявнтел 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАфИЧЕСК ИНФОРМАЦИИИзобретение относится к область автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано для полуавтоматического кодирования и ввода в ЭВМ графической информации,Известно устройство, содержащее планшет из ортогональных координат" ных шин, соединенных через трансфор" маторы с блоком коммутации, электронный карандаш, соединенный через усилитель-ограничитель с синхронным детектором, выход которого связан со входом преобразователя "Вре" мя-код", генератор радиочастоты, со" единенный со входами блоков коммутации и синхронного детектора, счетчики, блок управления, выходы которого подключены ко входам блоков комму- . тации, счетчиков и преобразователя "Время-код", видеоусилитель, связан. ный с выходом синхронного детектора, преобразователь код-напряжение переменного тока, выходы которого связаны с блоками коммутации; а входысо счетчиками и генератором радиочастоты, нуль-орган, блок Формирования промежуточных отсчетов, соединенный с выходом нуль-органа и блоком управления, сумматор, выходы которо- го связаны с выходами преобразователя "Время-код" и блока формирования промежуточных отсчетов 1.Недостатками указанного устройства являются наличие сложных в изготовлении элементов- трансформаторов И ЦАП. Трансформаторы применены с целью согласования значительных емкостных нагрузок, создаваемых группа.- ми длинных координатных шин с коммутирующими элементами. Значительный уровень наведенных помех при отсчете как дискретного значения положения съемника, так и уточняющего промежуточного положения ухудшает точность.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее2517 4 5 1 О 15 20 25 ЭО 35 о 45 5 О 55 3 93 планшет, выполненный в виде системы двух взаимноортогональных шин, подключенных к коммутаторам, выполненных в виде совокупности ключей, фазовый детектор, подключенный к усилителю , вход которого соединен со съемником координат, преобразователь временного интервала в код, подкЛюченный к распределителю импульсов и к нуль:юргану, фильтр, Фазовый детектор, соединенный с генератором частоты, с усилителем и с фильтром, и элементы И, ИЛИ 2 .Однако устройство характеризуется недостаточно высокой его точностью.Цель изобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, усиЛитель,со. - единенный с первым съемником координат и с одним входом Фазового детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, и последовательно соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового детектора, нуль-орган, преобразователь временного интервала в код, выход которого подключен к выходу устройства, и распределитель импульсов, соединенный с генератором частоты, введены блоки формирования па рафазных импульсов возбуждения, входы которых соединены с распределителем импульсов и с генератором частоты, а выходы подключены к соответствующим коммутаторам, и второй съемник координат, соединенный со входом усилителя.При этом каждый из блоков Формирования парафазных импульсов возбуждения содержит инверторы, соединенные со входами соответствующих элементов И, элементы И-ИЛИ-НЕ, входы которых соединены с триггером и со входами блока, а выходы подключены ко входам соответствующих элементов И, регистр сдвига, соединенный с пер,вым;счетчиком, со входом соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ, с выходом первого элемента И, входы которого подключены к первому счетчику, со входами соответствующих элементов И и со вторым и третьим счетчиками, выходы которых подключены кЬ входам соответствующих инверторов и элементов И,. дешифраторы, соединенныесо вторым и третьим счетчиками и совходами соответствующих элементов ИЛИ,выходы которых подключены к выходублока.Кроме того, второй съемник координат содержит стеклянную пластину, наодну сторону которой нанесено проводящее кольцо, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой.На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - конструкция второго съемникакоординат на Фиг. 3 - схема блоковформирования парафазных импульсов возбуждения.Устройство включает планшет 1 скоординатными шинами, коммутаторы.2и 3 , блоки 4 и 5 Формирования парафазных импульсов возбуждения, генератор6 частоты, распределитель 7 импульсов,первый 8 и второй 9 съемники координат,усилитель 10, Фазовый детектор 11,фильтр 12, нуль-орган 13, преобразователь 14 временного интервала в код.При этом второй съемник 9 координат выполнен в виде стеклянной пластины, на одну сторону которой наненено проводящее кольцо 15, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой 16. На стеклянной пластине также нанесены непрозрачные метки17, проводящая полоса 18-1, экранирующая линию, соединяющую поверхность,15 с контактной площадкой 18-2,и проводящая полоса 18-3, через которую экранирующий слой 16 соединенс корпусом съемника.Каждый из блоков 4 и 5 содержиттриггер 19,элементы И-ИЛИ-НЕ 20,группу элементов И 21, элементыИЛИ 22, первый счетчик 23, второй241 и третий 24 2 счетчики, элементИ 25, регистр 26 сдвига, инверторы27 и дешифраторы 28,Первый съемник координат выполнен в виде карандаша, приемным элементом которого является шариковыйпишущий стержень.В отличие от съемника, выполненного в виде карандаша, плоский съемник всегда параллелен носителю и поверхности планшета, что позволяетповысить точность считывания.Устройство работает следующим образом.Счетный триггер 19 и элементыИ-ИЛИ-НЕ 20 образуют коммутатор,осуществляющий переключение Фазы выэлемента И. 25, выходы которого подклюлов коммутации групп переключение групп производится импульсами, подаваемыми с первого и второго выходоврегистра 26 сдвига на счетные входысчетчиков 24, выходы которых связанысо входами дешифраторов 28. Соединение выходов первых разрядов счетчиков 24 группы со входами элементовИ 21 группы непосредственно или через инверторы 27 обеспечивает выборнулевых и третьих шин в четных или пульсов устанавливает счетчики 23и 24 и регистр 26 сдвига в исходноесостояние и подает на счетный входсчетного триггера 19 СИ. С появлением единичного уровня на первом выходе регистра 26 в один из счетчиков24 группы добавляется счетный импульс, а первый выход дешифратора 28открывает через элемент И 21 ключсоответствующего коммутатора, черезкоторый напряжение подается на всешины 0-ой группы. С выхода первогоразряда соответствующего счетчика 24подается разрешающий потенциал навход элемента И 21, коммутирующего нулевые шины в нулевой- четной группе.В момент появления единичного уровня на выходе регистра 26 на нулевую шину нулевой группы начинают поступать высокочастотные колеба-.50 ния фазы 180 , а на вход преобразователя 14 - последовательность счетных импульсов, превосходящая по частоте синхроимпульсы СИ. В следующий момент времени поступления очередного продвигающего импульса на вход регистра 26 появляется также единичный уровень на выходе коммутатора 2, разрешающий подключение к шине 5 9325 7 6сокочастотного заполнения сигнала, планшета 1 высокочастотных колебаподаваемого на координатные шины. ний фазы 180 , а к нулевой шинеПереключение фазы высокочастотного Фазы О.озаполнения осуществляется синхронно В очередной момент времени прекс поочередным переключением коорди- ю ращается возбуждение нулевой шины,натных шин, осуществляемым сдвиговым Фаза колебаний на первой шине станорегистром 26, на информационный вход вится равной 0 и начинается возбуж- .бкоторого подается импульс с выхода дение шины планшета.В процессе поочередной коммутациичены к старшим разрядам счетчика 10 координатных шин к ним подводятся23, а сдвигающий вход регистра со- импульсы равной амплитуды, но с фазоединен с выходом счетного триггера манипулироеанным заполнением. Так,19, пересчитывающего синхроимпульсы если в первый момент времени к шине(СИ). СИ и противофазные сигналы подводится импульсный сигнал с фавысокочастотного заполнения еыраба зой заполнения О, то во второй мо-:тываются генератором 6. мент времени к ней подводится сигДля обеспечения перекрытия сигна- нал фазы 180, а к следующей шинеФазы ОоВ третий момент времени эта ,ши 26 на не запитывается на очередной шионе - Фаза 180 , а на следующей шине - сигнал с фазой 0 и т,д,Переключение групп производитсяпо переднему фронту раэрещающего им 25 пульса на выходе 0 или 1 регистра 26сдвига, при этом добавляется счетныйимпульс в счетчики 24 и происходитпереключение выходов дешифратора.нечетных группах. Распределитель 7 им на следующую группу с необходимым перекрытием по времени.В результате описанного выше процесса коммутации координатных шинвдоль оси Х или У на каждой иэдвух соседних шин, запитанных в данный момент, фаза колебаний противоположнаПусть съемник координат находится над координатной шиной, По мереприближения к нему "волны" электрического поля, излучаемого шинами,запитанными парафазными сигналами,амплитуда принимаемых съемником сигналов растет за счет увеличенияемкости связи съемника с очереднойшиной. На вход усилителя съемника 8всегда действует равнодействующаясигналов, поэтому на выходе Фазового детектора,11 выделяется огибающая результирующего сигнала, полярность которой определяется Фазой результирующего высокочастотногосигнала.Сигнал с выхода детектора фильтруется и подается на вход нуль-орГана13, В момент перехода напряжения через нулевой уровень нуль-орган выдает импульс, фиксирующий временнойинтервал в преобразователе 14 временного интервала в код, Временной/ 9325интервал пропорционален координате,причем дискретность отсчета коор,динаты выше дискретности укладкикоординатных шин планшета 1,После завершения формирования отсчета по оси Х распределитель 7запускает аналогичный цикл, преобразования по оси У, Коды координатсчитываемой точки выводятся со счетчиков блока 14 в ЭВМ. 1 ОВведение блоков 4 и 5, а такженовых конструктивных связей позволяет существенно повысить точностьи надежность съема информации засчет снижения уровня помех. 15Значительное уменьшение уровняпомех достигается использованиемимупльсов возбуждения координатных шин с постоянной амплитудой,но противоположной фазой заполнения, 2 окоторые одновременно подводятсяк двум соседним шинам по мере ихпоочередной коммутации, При этомпроисходит полная компенсация помех, наведенных с активных координатных шин на пассивные; и достигается повышение точности считывания координат положения съемника.Ориентировочный годовой экономический Эффект от применения пред- золагаемого устройства составляет12,3 тыс. руб, на каждое устройство,Формула изобретения35Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатныхшин, подключенных .к соответствующим 4 о коммутаторам, усилитель, соединенный с первым съемником координат и с одним входом фазового детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, и последовательно 45 соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового детектора, нуль-орган, преобразователь временного интервала в код, выход которого подключен к выходу устройства,и 17браспределитель импульсов , соединенный с генератором частоты о т л и)ц а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности устройства, оносодержит блоки формирования парафазных импульсов возбуждения входыкоторых соединены с распределителемимпульсов и с генератором частоты,а выходы подключены к соответствую"щим коммутаторам, и .второй съемниккоординат, соединенный с входом усилителя.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждыйиз блоков формирования парафазныхимпульсов возбуждения содержит инверторы, соединенные с входами соответствующих элементов И, элементыИ-ИЛИ-НЕ, входы которых соединены стриггером и с входами блока , а -выходы подключены к входам соответствующих элементов И, регистр сдвига, соединенный с первым счетчиком,с входом соответствующих элементовИ-ИЛИ-ИЕ, с выходом первого элемента И, входы которого подключены кпервому счетчику, с входами соответствующих элементов И и с вторым итретьим счетчиками, выходы которыхподключены к входам соответствующихинверторов и элементов И, дешифраторы, соединенные с вторым и третьим счетчиками и с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которыхподключены к выходу блока,3. Устройство по по 1. о т л иц а ю щ е е с я тем, цто второйсъемник координат содержит стеклянную пластину, на одну сторону которой нанесено проводящее кольцо, вокруг которого расположен проводящийэкранирующий слой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2600824/18-24,кл. С 06 К 11/06, 18.11.73.2. Патент Японии У 52-3535,кл. 97/7/В 64, опублик. 1977 (прототип) .ВНИИПИ Заказ 3786/70 Тира Подписно тент", г, Ужгород, ул илиал ПП 932517 4 Ьа 3 роект