Устройство для считывания графической информации

(72) Автор изобретеии З,Н. Леонови етики АН Бе Институт техническо 7) Заявител(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ1Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано для оперативного преобразования и полуавтоматического ввода в ЗВМ сложной графической информации,.а также в различных специализированных системах автоматизирован- . ного проектирования.Известно устройство для считывания графической информации, которое содер-, жит планшет с системой ортогональных координатных шин, подключенных к коммутаторам, блок управления, соединенный с коммутаторами, со счетчиками и с триггером управления, элементы И, ИЛИ 11.Недостаток этого устройства состоит в его невысокой точности.Наиболее близким. к изобретению является устройство, содержащее пЛан- го шет, выполненный в виде двух взаимно- перпендикулярных систем координатных шин, подключенных к коммутаторам, съемник координат, соединенный через усилитель и формирователь с вентйлемсвязи, нуль-орган, входы которого под"ключены к усилителю и цифро-аналоговому преобразователю, а выход соеди"нен с вентилем сброса, счетчик опера"ций, подключенный к дешифратору, ге"нератор импульсов., элементы И и ИЛИ,счетчики грубого и точного отсчетовкоординат, причем вход счетчика точного отсчета соединен с формирователем, а выходы подключены к цифро"аналоговому преобразователю, управляющиевходы вентилей четырех операций подключены к дешифратору операций, а выход - к соответствующим узлам устройства, обеспечивающим последовательноефорьирование грубого и,точного отсчетов координат для обеих координат"ных осей 2,Недостаток известного устройствазаключается в недостаточно высокойего точности.Цель изобретения - повышение точ"ности устройства.3 9990Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы которых соединены с первым счетчиком и с распределителем импульсов, подключенных к первому генератору импульсов, к элементу задержки, к первому дешифратору и 10 к первому и второму счетчикам, первый блок памяти, второй генератор импульсов, соединенный с первым счетчиком, с вторым счетчиком и с третьим счетчиком, другой вход которого подключен к одному. входу элемента ИЛИ, а выход соединен с первым дешифратором,. первую группу элементов И, входы которых соединены с распределителем импульсов, с первым и вторым счетчиками, подключенными к выходу элемента задержки, и последовательно соединенные съемник координат, усилитель, выход которого подключен к одному входу элемента ИЛИ, второй блок 5 1 амлти и нуль-орган, другой вход которого подключен к умножителю, соединенному с распределителем импульсов, с элементом задержки и с вторым генератором импульсов,а выход нуль- органа подключен к другому входу элемента ИЛИ, введены второй дешифратор, вход которого соединен с вторым счетчиком, а выход подключен к первому блоку памяти и к умножителю, и последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к второму генератору импульсов, к элементу задержки и к первому блоку памяти, а выход подключен к одному входу умножителя,Ю , вторая группа элементов И и второй цифро-аналоговый преобразователь, другой вход которого подключен к.элементу задержки и к второму генератору импульсов, а выход соединен с дру гим входом умножителя.Па фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - амплитудно-пространственная характеристика индуктированного в съемнике 56 сигнала ( по оси абсцисс откладывается расстояние центра кругового съем- ника от координатной шины; по оси орди нат - ампли туда си гнала; а эпюры напряжений - на выходе цифро-ана логового преобразователя ).Изобретение направлено на уменьшение относительно высокой погрешнос 73 4ти известного устройства, связаннойс тем, что в нем существенно нелинейная характеристика индуктируемого сиг"нала фактически аппроксимируется(фиг.2 а ) на рабочем участке АВ, соответствующему шагу укладки .координатных шин, в процессе формированиякода точного отсчета линейно изменяющимся эталонным напряжением на выходе цифро-аналогового преобразователя, Из-за несовпадения амплитуднопространственной характеристики си гналов съемника координат и относимой ее линейной характеристики эталона при расположении центра съемника,например в точке С фактически будетполучен код, соответствующий точкеЭ,т.е. будет допущена погрешность. Очевидно, что эта погрешность может бытьзначительно уменьшена при аппроксимации рабочего участка АВ несколькимилинейными отрезками изменения эталонного напряжения, Для примера (лиг.2 б)показана аппроксимация рабочего участка тремя отреаками прямых, Такая кусочно-линейная аппроксимация наиболеепросто реализуется с помощью указан-ных выше дополнительных элементов иих связей.Устройство содержит планшет 1 сдвумя взаимно перпендикулярные 1 системами координатных шин, которые своими входами подключены к соответствующим коммутаторам 2 и 3, съемник 4 координат, усилитель 5, первый блок 6памяти, нуль-орган ( компаратор) 7,умножитель 8, первый 9, второй 10 итретий 11 счетчики, первый генератор 12 импульсов, кнопку "Пуск" 13,элемент ИЛИ 14, распределитель 15 импульсов, первый дешифратор 16, второйгенератор 17 импульсов, элементы И 18первой группы, второй блок 19 памяти,элемент 20 задержки, элементы И 21второй группы, первый 22 и второй 23цифро-аналоговые преобразователи(ЦАП) и второй дешифратор 24,Устройство работает следуЮщим образом.После установки съемника 4 координат в считываемую точку, оператор нажатием кнопки 13 запускает генератор 17 импульсов, с выхода которогопроизводятся начальные нулевые установки триггеров счетчиков грубого 9и точного 10 отсчетов, цифро-аналогового умножителя 8 и ЦАП 22 и 23, ана счетчик 11 операций устанавливает,ся код 00 1" первой операции. При5 99907 этом импульсы генератора 12 по выходу "001" распределителя 15 импульсов поступают через коммутатор 2 на опрос . координатных шин планшета 1 и на счетный вход счетчика 9 грубого отсчета. Э Этот синхронный опрос шин и подсчет их числа на счетчике 9 продолжается . до тех пор, пока не будет возбуждена координатная шина, в зоне чувствительности которой находится съемник 4 а координат., Индуктированный в съемнике 4 координат сигнал через усилитель 5 подается в блок 19, выход которого Подключен к .коммутатору 7, и через элемент ИЛИ 14 переключает счетчик 11 в положение очередной операции Предлагаемое устройство позволит повысить. точность считывания примерно в 2-3 раза при одновременном увеличении шага укладки координатных шин до 20 мм. Окончательное значение по" казателя точности определяется числом участков аппроксимации и величи" ной шага укладки координатных шин.При незначительном увеличении дополнительных затрат ( примерно 270"300 ру 61 на один экземпляр устройства обычной стоимости 25-30 тыс.руб. в результа- те повышения точности расширяется сфера использования устройства считывания графической информации. 1."оэффициент 1,05 роста производительности труда кодировщика дает примерный экономический эффект в размере 1,0 Во второй операции производится преобразование амплитуды зафиксиро ванного в блоке 19 сигнала в цифровой код точного отсчета координаты. Операция осуществляется путем последовател ьного сравнения на компараторе 7 амплитуды индуктированного сигнала с выходным напряжением, на опорные входы которого поданы ыходные напряжения соответствующих цифро-аналоговых преобразователей 22 и 23.Коды, устанавливаемые на регист- ЗО рах ЦАП 22 и 23, заранее расчитаны и соответствуют амплитудам сигналов, индуктируемых в съемнике 4 координат при расположении последнего на границах отрезков аппроксимации амп.литудно-пространственной характеристики. При подаче на опорные входы соответствующих величин напряжений и при поступлении по счетному входу умножителя 8 серии импульсов с выхода распределителя 15 импульсов напряжение на выходе умножителя 8 изменяется ступенчато-линейно, принимая в т.ч. значение, равное амплитуде индуктированного сигналаОдновременно число импульсов по выходу "010" распределителя 15 импульсов накапливается на счетчике 10 точного отсчета. Когда амплитуды индуктированного сигнала и напряжения на выходе умножителя 8 сравняются, то компаратор 7 выдаст сигнал об окончании операции точного отсчета. При этом на счетчике 10 точного отсчета фиксируется число, пропорциональное амплитуде индуктироЯ ванного сигнала и в сочетании с кодом счетчика 9 грубого отсчета образующее полный код координаты М считываемой точки3 4Если амплитуда индуктированногосигнала меньше меньшего из опорныхуровней, то на данном участке аппроксимации сравнения не произойдет,Счетчик 10 при этом занимает состояние, соответствующее границе аппроксимации на данном участке, дешифратор 24 выдает сигнал, передающий че"Ърез элементы И 21 коды с регистраЦАП 22 на регистр ЦАП 23 и заносящийновый код с блока 6 на регистр ЦАП 22,этим самым умножитель 8 подготавливается к преобразованию амплитуды ин"дуктированного сигнала в соответствии с линейной аппроксимацией на оче"редном участке. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не произойдет сравнение амплитуд на компарато"ре 7, когда описанным выше образомоперация точного отсчета прекращается, а счетчик 11 операций устанавливается в положение операции "011",в которой по выходу "0 11" сигналомс распределителя 15 импульсов черезэлементы И 18 содержимое счетчиков 9и 10 выдается в приемное устройствонапример, канал ЭВИ) и этим же сигналом через элемент 20 задержки произ-водятся начальные установки тригге"ров счетчиков 9 и 10, а также триггеров умножителя 8 и дополнительных.ЦАП 22 и 23 для формирования кодакоординаты У.Координаты У считываются аналогичным образом по тому же замыканию.кнопки "Пуск" 13 в течение операций"100", "101" и "110" с использованиентех же элементов функциональной схе"мы и соответствующего коммутатора 3,коорди нат ных ши н У,7 9990 1,5 тыс, руб. на один экземпляр устройства. Формула изобретения Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных яоординатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы которых соединены с первым счетчиком и с распределителем импульсов, подключенным к первому генератору импульсов, к элементу задери"1 ф ки, к первому дешифратору и к первому и второму счетчикам, первый блок памяти, второй генератор импульсов, с 6- единенный с первым счетчиком, с вторым счетчиком и с третьим счетчиком, 26 другой вход которого подключен к одно. му входу элемента ИЛИ, а выход соединен с первым дешифратором, первую группу элементовИ, входы которых соединены с распределителем импульсов, И с первым и вторым счетчиками, подключенными к выходу элемента задержки, и последовательно соединенные съем,ник координат, усилитель, выход котот рого подключен к одному входу эле- )в мента ИЛИ, второй блок памяти и нуль 73 8орган, другой вход которого подключен к умножителю, соединенному сраспределителем импульсов, с элементом задвржки и с вторым генератором5 импульсов, а выход нуль-органа подключен к другому входу элемента ИЛИ,о,т л и ч а ю щ в. е с я тем, что,с целью повышения точности устройства оно содержит второй дешифратор,вход которого соединен с вторым счетчиком, а выход подключен к первомублоку памяти и к умножителю, и последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к второму генератору импульсов, к элементу задержки и кпервому блоку памяти, а выход подключен к одному входу умножителя,вторую группу элементов И и второйцифро-аналоговый преобразователь, другой вход которого подключен к элементу задержки и к второму генератору импульсов, а выход соединен с другим входом умножятеля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 39 18133,кл, 178-18, опублик. 19/.2, Авторское свидетельство СССРН Й 66522, кл, 606 К 11/06, 1973999073 ПОХРВи 4 ИО иал ППП "Патент", г. Ужгор л. Проектная НИИП Заказ 1158/7 Т 0 дписное