Устройство для считывания графической информации

(1% Ш) З 1511 С 06 К 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМф 367436, кл. С 06 К 11/00, 1973.2. Авторское. свидетельство СССРР 419927, кл. С 06 К 11/00, 1974.3. Патент США Р 3671936,кл. С Рб К 9/16, 1972.4, Преобразователь графиковФО 18. ТУ 25-04. 3627-78. Кишинев, ПО"Виброприбор" (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащеестартстопный лентопротяжный узел,сканирующий элемент, подключенный квходу усилителя"формирователя, датчи,ки ограничения зоны сканирования,подключенные к установочным входамтриггера, выход которого подключен к одному из управляющих входоВ электро- привода, преобразователь угол-код, блок вывода информации, элемент И, входы которого соединены соответственно с выходом усилителя-формирователя и выходом стартстопного ленто.протяжного узла, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно содержит дополнительный триггер, элемент регулируемой задержки и сумматор, входы которого соединены с выходами преобразователя угол-код, а выходы подключены к входам блока вывода информации, выход элемента И соединен с входомпреобразователя ЕФ угол-код и со счетным входом дополнительного триггера, выход которого под ключен к управляющему входу блока вы- ( вода информации и входу элемента регулируемой задержки, выход которого соединен с входом стартстопного лентопротяжного узла, счетным входом триггера и управляющим входом суммаФаайтора, 1120377Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам считывания графической информации в виде однозначных функций.Известно устройство для считывания 5 графической информации, содердащее считывающую головку с фотоприемниками, генератор, коммутатор, блок задания величины шага квантования, шаговоимпульсный привод, блок регистрации, триггеры, схемы НЕ, блок индикации совмещения и компараторы 1 .Устройство позволяет в режиме слежения считывать ординаты графика с высоким быстродействием, но достига ется это путем усложнения фотоголовки, которая содержит три фотоприемника и три канала усиления и формирования импульсов.Кроме того, недостатком устройства 20 является то, что оно не обеспечивает считывание ординат с достаточной точностью привязки их значений к середине линии графика. На крутых участках графической функции возможно одновременное затемнение всех трех фотопри. емников, при этом режим слежения становится неустойчивым и середина линии не может быть определена.Известно устройство для считыванияз графической информации, содержащее блок развертки, генератор тактовой частоты, видеоусилитель, узел форжрования модуля и знака ординаты, схему изменения масштаба ординат, триггер, элемент регулируемой задержки, генератор тактовой частоты, блок задания зоны восприятия графика, содержащий схему задержки и схему, формирования импульса зоны 2 .Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает при считывании ординат привязку их значений к середине линии графика. Это приводит к возрастанию погрешности преобразованных ординат при считывании графиков с широкими линиями записи, особенно на крутых участках. Кроме того, точность считывания ординат в значительной степени определяется линейностью блока электронной развертки и стабильностью генератора тактовых импульсов. Известен дискретный обрабатывающий прибор для автоматической систе мы слежения кривой, содержащий блок обработки, состоящий из программируемого запоминающего устройства, с,четчиков накопителя информации дека дирующего устройства, блока ввода-вывода, пульта и схемы управления, чувствительный элемент, включающий в себя детектор с усилителем, приводной механизм, состоящий из схемы управления и шагового привода по осям Хи у .Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для считывания графической инфорМации, содержащее стартстопный лентопротяжный узел, сканирующий элемент, подключенный к входу усилителя-формирователя, датчики ограничения зоны сканирования, подключенные к установочным входам триггера, выход которого подключен к одному из управляющих входов электропривода, преобразователь угол-код, блок выво 1 да информации элемент И, входы которого соединены соответственно с выходами усилителя-формирователя и стартстопного лентопротяжного узла 41,Недостатком известного устройства является низкое быстродействие и нелостаточная точность при считыва.ин ординат графических функций.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности.Указанная цель достигается тем, что в устройство для считывания графической информации, содержащее стартстопный лентопротяжный узел, сканирующий элемент, мехачически связанный с электроприводом и подключенный к входу усилителя-формирователя, датчики ограничения зоны сканирования подключенные к установочным входам триггера, выход которого подключен к одному из управляющих входов электропривода, преобразователь угол-код, блок вывода информации элемент И, входы которого соединены соответственно с выходом усилителя-формирователя и выходом стартстопного лентопротяжного узла, введены дополнительный триггер, элемент регулируемой задержки и сумматор, входы которого соединены с выходами преобразователя угол-код, а выходы подключены к входам блока вывода информации, выход элемента И соединен с входом преобразователя угол-код и со счетным входом дополнительного триггера, выход которага подключен к управляющемувходу блока вывода ин 1120377формации и входу элемента регулируемой задержки, выход которого соединен с входом стартстопного лентопротяжного узласчетным входом триггера и управляющим входом сумматора.На фиг, 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства на фиг.2граф-схема алгоритма работы устройства; ца фиг.3 - схема пути движения сканирующего элемента по носите Олю в процессе считывания; на фиг.4график, отображающий последовательность формирования ординаты, нафиг,5 - временная диаграмма сигналов в характерных точках устройства. 15Устройство содержит стартстопныйлентопротяжный узел 1, сканирующийэлемент 2, связанный с электроприводом 3, датчики 4 и 5 ограничения зоны сканирования, подключенные к Ки Б-входам первого триггера 6, выходкоторого соединен с электроприводом3, (3+ 1)-разрядный сумматор 7, М-разрядный преобразователь 8 угол-код,И-разрядный блок 9 вывода информации, усилитель-формирователь 10,входкоторого соединен со сканирующимэлементом 2, двухвходовой элемент И 11входы которого соединены соответст 1 венно с выходами усилителя-формиро- Зователя 10 и стартстопного лентопротяжного узла 1. Устройство также содержит второй триггер 12, элемент 13регулируемой задержки, И входовсумматора 7 соединены с соответству 35ющими выходами преобразователя 8, авыходы с 2-го по (И+1)-й подключенысоответственно к входам блока 9 выво.да информации, выход элемента И 11нсоединен с входом. "Считывание преобразователя 8 и со счетным входомвторого триггера 12, выход которогоподключен к входу "Запись" блока 9вывода информации и элементу 13регулируемой задержки, выход которого соединен с входом стартстопноголентопротяжного узла 1, счетным входом первого триггера 6 и входом"Сброс" сумматора 7,Устройство работает следующим образом,Электродвигатель узла 1 (не показан) включен на протяжении всеговремени работы устройства. Скоростьвращения его вала может регулировать"55ся в широких пределах. Электромагнитная муфта стартстопного лентопротяжного узла 1 выключена, в результате чего ведомый вал лентопротяжного узла расчленен с валом электродвигателя и заторможен. Носитель записи неподвижен. По команде Пуск ведущий вал электропривода 3 начинает вращаться. Вал кинематически жестко соединен посредством элемента гибкой связи (например, стальной струной или полиамидной нитью) с преобразователем 8 угол-код и сканирующим элементом 2, свободно перемещающимся возвратно-поступательно по направляющим, сканируя поверхность носителя записи, В процессе сканирования сканирующий элемент 2, просматривая поверхность носителя, реагирует на изменение интенсивности отраженного света. Сигнал элемента 2 усиливается и формируется усилителем-формирователем 10, на выходе которогоформируются два импульса от каждой линии записи, т.е. один импульс Формируется при набегании растр-элемента на линию,.а второй импульс - при его сбеганин с линии.При отсутствии графической записи элемент 2 сканирует носитель в пределах эоны, ограниченной датчиками 4 и 5, изменяя направление движения после кажцого срабатывания датчиков, сигналы которого устанавливают первый триггер 6 в определенное состояние. Уровень сигнала на выходе триггера 6 задает направление вращения вала электропривода 3, а следовательно, и направление движения сканирующего элемента 2.Пусть в начальный момент элемент 2 перемещается в сторону увдличейия ординаты (фиг.2 и 3), т.е. 1- 1,ц,. При встрече элемента 2 с линией графика (точка 1 на фиг.3), что соответствует моменту времени С (фиг.4), формируется код ординаты набегающего края линии граФика.- Происходит это следующим образом.тПри неподвижном носителе записи свыхода узла задания шага дискретизации (на фиг. 1 не показан) стартстопного лентопротяжного узла 1 на один из входов элемента И 11 поступает сигнал, разрешающий прохождение сформированных импульсов с выхода усилителя-формирователя 10 на вход преобразователя 8 угол-код и вход второго триггера 12. Первый пришедший импульс в момент й 1 изменяет состояние второго триггера и формирует на выходепреобразователя 8 угол-код параллельный В-разрядный код ординаты 1 набегающего края линии графика. Этот кодпереносится в сумматор 7 и хранитсяв нем. В момент времени(фиг.4), 5соответствующий сбеганию элемента 2с линии (точка 2 на фиг.З), импульсс выхода усилителя 10 через элемент И11 возвращает триггер 12 в исходноесостояние и осуществляет считываниекода ординаты сбегающего края линии.Закодированное значение ординаты 1суммируется с хранящимся в сумматоре7 значением ординаты 1, в результате чего на (И+1) выходах сумматора 157 устанавливается параллельный кодсуммы ординат (11+Т ). Для получениякода ординаты середины линии графиканеобходимо полученное число разделить на два. Для деления закодированного числа на два в предлагаемомустройстве осуществлен монтажныйсдвиг на один разряд в сторону старших разрядов.Таким .образом, получено значениеординаты линии графика с точностьюдо единицы младшего разряда кода.Путем выбора разрядности кода всегда может быть получена заданная погрешность считывания ординат. ЗОВ момент возвращения триггера 12в исходноесостояние по входу Запись" запускается блок 9 вывода, который передает параллельный И-разрядный код в заданной последовательнос- З 5ти к цифровому регистратору (перфоратору, магнитному регистратору, ЭВМи т.д.),Через время(фиг.4 и 5) на выходе элемента 13 задержки формируется 40импульс, который устанавливает сумматор 7 в ноль по входу "Сброс",подготавливая его к приему следующего числа, Кроме того, этот импульс .переключает первый триггер 6 и запускает стартстопный лентопротяжныйузел 1. Носитель записи начинает перемещаться. В этот же момент временисигнал с выхода стартстопного лентопротяжного узла 1 выключает электро Опривод 3 и блокирует элемент И 11,Элемент 2 некоторое время двигается по инерции с замедлением(фиг.З начи",- 1ная с точки 2 ).После завершения движения носителя записи на один шаг дискретизации, равной (Х -Х), стартстопный узел 1 отключается, а сигнал с его выхода разблокирует элемент И 11 и электропривод 3. Сканирующий элемент 2 начинает двигаться в обратном направлении, т.е. У 0 и вновь пересекает линию графика, подходя к ней с другой стороны. Процесс считывания ординат в точках 3 и 4 , их сумми 1рование и деление, а также вывод на регистрирукщее устройство аналогичен.Если на пути сканирующего элемента 2 не встретилась линия графика, то в этом случае элемент 2 доходит до одного из датчиков 4 или 5, триггер 6 переключается, элемент 2 изменяет направление сканирования, но стартстопный узел 1 не включается и вывод информации не производится. Элемент 2 сканирует по одному и тому же пути на носителе записи до тех пор пока не вмешается оператор, или до момента срабатывания схемы блокировки (на фиг.1 не показана), в результате чего включается стартстопный лентопротяжный узел 1 и носитель перемещается на один шаг. Время холостого сканирования задается заранее и оно не превышает 5-7 циклов сканирования. Процесс принудительного перемещения носителя записи происходит до тех пор, пока в зоне сканирования не встретится линия графика и не произойдет ее захват сканирующим элементом 2.Изобретение позволяет производить считывание ординат на прямом и обрат-ном ходу сканирующего элемента, чем достигается повышение быстродействия устройства. Благодаря применению локального сканирования увеличивается точность и надежность считывания ординат за счет уменьшения вероятности попадания в зону сканирования пространственных помех (случайных помарок, точек, изломов носителя и т.д,) и за счет привязки их значений к середине линии.