Устройство для считывания графической информации

(51 ЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ автоматического учета влияния внеш, них условий. Для этого, вустройство, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый и второй коммутаторы, группу элементов ИЛИ, съемных координат, выполнен ный в виде катушки индуктивности, индуктивно связанный с координатными шинами и подключенный к блоку управления, блок определения координат, введены Фазовый преобразователь и блок анализа длительности сигнала считывания, содержащий счетчики, делители частоты, элементы И, ИЛИ, эле мент задержки триггеры и элемент сравнения, а Фазовый преобразователь содержит эмиттерный повторитель, пер вый и второй компараторы, усилитель, разделительные емкостные элементы и элемент И, 2 з.п. Ф-лы, 7 ил. юл. М 47в, В, А, КороленкЮ,А. Усик088.8) видетельство СССР 06 К 11/06, 1979. детельство СССР Об К 1/06, 1985(54) УстРойстВо Лл ФИЧЕСКОЙ ИнфОРМАЦИ ИТ 1 ВАНИЯ Г ся к автоматехнике и модля считывамации, Цель иэо точности считыИ мации путем схема нципиальового пре- ункциональого, на Фи и второй 1 1 показанынформационные схема ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ(57) Изобретение отно тике и вычислительной жет быть использовано ния графической инфор бретения - повышение вания графической инф Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, в част ности к устройствам преобразования графической информации в цифровой код с последующим вводом в ЭВМ, и м жет быть использовано в автоматизированных системах управления и проектирования,Цель изобретения - повышение точ ностиНа фиг. 1 изображена блок- устройства; на фиг. 2 - приная электрическая схема фазобразователя; на Фиг. 3 - Фная схема блока анализа длительност сигнала считывания; на Фигблока управления; на фиг. 5 - схема усилителя, на Фиг. 6 - схема блока определения координат; на фиг. 7 диаграммы, поясняющие принцип работы фазового преобра зова теля,Устройство (фиг.1) содержит планшет 1, координатные шины 2, элементы ИЛИ 3, первый 4 и второй 5 коммутаторы, элемент 6 считывания, усилитель 7, блок 8 управления, блок 9 определения координат, фазовый преобразователь 10, блок 11 анализа длительности сигнала считывания, выход устройства 12.Кроме тпервый 13 4 ивходы первого коммутатора 4, выходы16 и 16 второго коммутатора 5, индуктивная связь координатных шин 2 свходом 17 элемента 6 считывания, выход 18 элемента 6 считывания, выход519 усилителя 7, выходы 20-24 блокауправления, выход 25 фазового преобразователя 10, выходы 26 и 27.фазовый преобразователь 10 (фиг.2)содержит эмиттерный повторитель 28,содержащий резистор 29, транзистор30, конденсатор 31, резистор 32,транзистор 33, резистор 34, первый35 и второй 36 разделительные (емкостные элементы) конденсаторы, первый 37 и второй 38 компараторы, усилитель 39, выполненный на резисторах40 и 41, полевом транзисторе 42 и резисторах 43 и 44, элемент И 45.Блок 11 анализа длительности сигнала считывания (фиг,3) содержитпервый счетчик 46, первый делитель 47,первый 48, второй 49, третий 50, четвертый 51 и пятый 52 элементы И,второй 53, третий 54 и четвертый 55 счетчики, элемент 56 сравнения, элемент57 задержки, второй делитель 58 первый триггер 59, шестой 60 и седьмой61 элементы И, первый элемент ИЛИ 62,пятый счетчик 63, второй 64 и третий65 триггеры,Блок Я управления (фиг,4) содержитпервый генератор 66 с восьмого подесятый элементы И 67-69, индикатор70, соединенного по тринадцатый эле 35менты И 71-73, четвертый 74 и пятый75 триггеры, второй элемент ИЛИ 76,шестой триггер 77, третий делитель78, с четырнадцатого по восемнадцатый элементы И 79-83, второй генератор 84, шестой 85 и седьмой 86 счетчики,Усилитель 7 (фиг,5) содержит линейный усилитель 87, выполненный на резисторе 88 и усилителе 89 диод 90,45компаратор 91, выполненный на резисторе 92 и компараторе 93. На фиг, 5показан также микропереключатель 94.Блок 9 определения координат (фиг.6)содержит первый 95 и второй 96 сум 50маторы, первый 97 и второй 98 регистры.Устройство работает следующим образом,При включении питания устройство55устанавливается в начальное состояние. При этом все его элементы памяти сбрасываются (обнуляются), В таком состоянии устройство находится до нацала подготовительного этапа, который начинается при установке опе" ратором элемента 6 считывания в фиксированной точке планшета 1, фиксированная точка находится над предпоследней шиной 2 в первой группе шин 2 по координате Х планшета 1. При установке элемента 6 считывания на планшет 1 замыкается расположенный в нем микропереклюцатель (фиг,5) и соответствующий сигнал разрешения поступает через усилитель 7 в блок 8 управления. Блок 8 управления выдает в коммутатор 4 код опрашиваемой группы шин по координате Х планшета 1, синхросигнал опроса шины 2, а в коммутатор 5 - код опрашиваемой шины 2. По логике работы блок, 8 на подготовительном этапе опрашивается первая группа шин 2 по координате Х, т.е. опрашивается последняя шина в первой группе шин 2, При этом в катушке элемента 6 считывания индуцируется ЭДС величина которой зависит от расстояния от опрашиваемой шины 2 и от внешних условий работы устройства (от температуры, влажности и т.п.). Индуцированный сигнал с выхода 18 элемента 6 поступает в фазовый преобразователь 10 где он преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде сигнала, Частота следования указанных импульсов с выхода 25 фазового преобразователя 10 и количество их в одном такте опроса шины 2 определяется частотой гармонических сигналов, поступающих в это время с четвертого выхода 23 блока 8 управления на второй вход фазового преобразователя 40, Импульсы опреде" ленной длительности с выхода фазового преобразователя 10 поступают на информационный вход блока 11 анализа длительности сигнала считыванияВ блоке 11 эти импульсы заполняются импульсами большой частоты и осуществляется подсчет количества импульсов большой частоты, вместив- шихся в одном импульсе с выхода 25 фазового преобразователя 10. Таким образом, осуществляется измерение длительности импульсов с выхода фа" зового преобразователя 10, а следовательно, осуществляется измерение амплитуды сигналов с выхода 18 элемента 6 считывания. Измеряя амплиту1 О 5 15311 ду сигнала на выходе элемента 6, т,е, измеряя длительность сигнала на выходе 25 фазового преобразователя 10, можно определить положение элемента5 6 относительно опрашиваемой шины 2 планшетаЛлительность импульсов на выходе 25 Фазового преобразователя 10 зависит от температуры и влажности окружающей атмосферы, от толщины и свойств используемых носителей гра" фической информации, Лля того, чтобы обеспечить высокую точность измерения координат при изменяющихся внешних условиях, необходимо обеспечить одинаковое число импульсов заполнения в импульсах с выхода 25 Фазового преобразователя 10 при фиксирован" ном положении элемента 6 относительно опрашиваемой шины 2. В подготови тельном этапе работы устройства эле" мент Ь находится в указанной Фиксированной точке планшета 1 и адаптация устройства к изменяющимся внешним условиям осуществляется путем изме нения в блоке 11 частоты импульсов заполнения. Частота импульсов заполнения меняется путем соответствующего изменения в блоке 11 коэффициента деления частоты импульсов, которые непрерывно поступают с пятого 24 выхода блока 8 на вход синхронизации блока 11 при замкнутом микропереключателе 96 элемента 6, Измене" ние частоты импульсов заполнения осуществляется до тех пор, пока их число в одном импульсе с выхода 25 Фазового преобразователя 10 не станет равным требуемому числу У, хранимому в блоке 11, При этом с первого выхода 26 блока 11 на вход синхронизации блока 8 поступает сигнал, по которому в нем загорается индикатор 52, сигнализирующий оператору об окончании настройки устройства на внешние условия. При снятии оператором элемента 6 считывания с указанной фиксированной точки планшета 1 (т,е. при размыкании в элементе 6 микропере" ключателя 94) снимается сигнал с выхода микропереключателя 94, который50 поступал с выхода 18 элемента 6 через усилитель 7 на информационный вход блока 8 управления, Это обеспечивает окончание подготовительного этапа устройства и установку блока 8 и всего устройства в целом в исходное состояние. В этом состоянии соответствующие элементы памяти уст 176ройства сброшены и устройство готово к считыванию координат точек графической информации.Цикл считывания координат начинается при совмещении элемента 6 считывания с выбранной точкой изображения, находящейся в пределах рабочей поверхности планшета 1. При этом замыкается микропереключатель 94 в элементе 6 считывания и соответствующий сигнал разрешения с выхода 18 элемента Ь поступает через усилитель 7 на информа ционный вход блока 8 упра вления. Считывание координаты начинается с поиска группы по координате Х, в области которой находится считываемая точка, Блок 8 управления начинает по" следовательный опрос групп шин 2 путем выдачи на коммутатор 4 кода опрашиваемой группы и синхроимпульса, а на коммутатор 5 - кода последней шины 2 в группе шин, Таким образом, с помощью коммутаторов 4 и 5, упра вляемых блоком 8, начинается последовательное подключение групп шин 2 по координате Х и подача импульсов опроса на последнюю шину 2 поочередно каждой группы, начиная с первой, с последующим подсчетом в блоке 8 числа опрошенных групп до тех пор, пока не появится индуцированный в элементе 6 сигнал от первой опрашиваемой последней шины в группе, находящейся справа от считываемой точки (нправый импульс"). Указанный сигнал с выхода 18 элемента 6 поступает на усилитель 7 и с его выхода 19 на информационный вход блока Й управления. Благодаря этому в блоке 8 Фиксируется число опрошенных групп, предшествующих области расположения считываемой точки, и блок 8 начинает последовательный поиск шины 2 в последний из опрошенных групп шин по координате Х. При этом блок 8 через коммутатор 4 поддерживает в открытом состоянии группу, от последней шиныкоторой получен "правый" импульс, а через коммутатор 5 осуществляет последовательное подключение шин 2 данной группы, начиная с первой. Опрос подключаемых шин 2 в зафиксированной в блоке 8 группе и подсчет опрошенных шин 2 осуществляется до тех пор, пока не появится индуцированный в элементе 6 сигнал от первой опрашиваемой шины 2, находящейся справа от считываемой точки. Этот сигнал с вы 1531117хода 18 элемента 6 через усилитель 7 поступает на информационный вход блока 8, благодаря чему в блоке 8 фиксируется число опрошенных шин 2 в за 5 фиксированной группе, Одновременно с импульсом опроса шин 2 (диаграмма а на фиг. 7) блок 8 управ- ления выдает на вход синхронизации фазового преобразователя 10 последовательность гармонических сигналов (диаграмма б на Фиг, 7), При поступлении в момент опроса некоторой шины 2 с элемента Ь на информационный вход фазового преобразователя 10 15 правого" импульса последний осуществляет преобразование его амплитуды в длительность импульсов, которые поступают с его выхода 25 на информационный вход блока 11 анализа дли тельности сигнала считывания. Число этих импульсов определяется числом гармонических сигналов, поступивших на вход синхронизации Фазового преобразователя 10 в такте опроса шины 25 2, Указанные импульсы с фазового преобразователя 10 поступают на информационный вход блока 11, При поступ" лении "правого импульса в режиме по" иска шины 2 в группе блок 8 помимо З 0 фиксации числа шин в группе шин 2 выдает указанный импульс со своего выхода 24 на вход синхронизации блока 11 в сопровождении импульсов большой частоты. В случае поступления правого импульса на второй вход синхронизации блока 11, последний начинает подсчет импульсов заполнения, соответствующих "правому" сигналу импульсов с выхода 25 Фазового 40 преобразователя 10, При этом частота импульсов заполнения определяется путем деления в блоке 11 делителем 47 частоты импульсов, поступающих с выхода 24 блока 8, на коэффициент, 4 хранимый в блоке 11 на выходе счетчика 46, и определенный на подготовительном этапе работы устройства с учетом имеющихся внешних условий, Одновременно с подсчетом числа импульсов заполнения в импульсах с выхода 25 Фазового преобразователя 10 блок 11 осуществляет подсчет последних счетчиком 55. После оконцания "правого импульса с выхода 24 блока 11 блок 8 осуществляет определение и фиксацию в счетчике 63 среднего числа импульсов заполнения в одном импульсе с выхода 25 Фазового преобразователя 10, т,е, фиксацию и определение точного отсчета, Таким образомосуществляется уточнение положениясчитываемой точки в пространстве между шинами 2 путем измерения амплитуды (подсчета числа импульсов заполнения) соответствующего "правого" им"пульса, Код точного отсчета поступает с выхода 27 блока 11 на второй информационный вход блока 9 определения координат в сопровождении синхроимпульса записи, При этом на первыйинформационный вход блока 9 с выхода 22 блока 8 поступают определенные ранее коды соответствующей группы и шины. Таким образом в блоке 9определяется и фиксируется в регистре 97 координата Х считываемой точки,После выдачи в блок 9 координатыХ считываемой точки устройство переходит к определению ее координаты У.Процесс определения координаты У осуществляется аналогично. КоординатыХ и У считываемой точки хранятся врегистрах 97 и 98 блока 9 и поступают на выход 12 устройства до момента считывания следующей точки,После определения координат точекустройство возвращается в исходноесостояние. Если при этом элемент 6будет на поверхности планшета (микропереключатель 94 замкнут), начинается очередной цикл определения координат, 6 противоположном случае устройство остается в исходном состоянии, Всли оператор снимет элемент6 с планшета 1 до окончания соответствующего цикла определения координат, устройство принудительно вернется в исходное состояние, не закончивформирования координат, при этом ранее записанные в регистры 97 и 98коды сохраняются,формула изобретения1Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы первый коммутатор, первый и второй информационные входы которого подключены через группы элементов ИЛИ к координатным шинам, второй коммутатор выход которого соединен с соответствующими координат" ными шинами, съемник координат, выполненный в виде катушки индуктив30 2. Устройство по и. 1, о т л иц а ю щ е е с я тем, что фазовый преобразователь содержит эмиттерный повторитель, первый и второй компараторы, усилитель, разделительные емкостные элементы и элемент И, информационный вход усилителя является информационным входом преобразователя, вход синхронизации через первый разделительный емкостной элемент подключен к первому выходу эмиттерного повторителя, второй выход которого через второй разделительный емкостной элемент соединен с входом второго компаратора, выход усилителя подключен к входу первого компаратора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами элемента И, выход которого является выходом преобразователя. 35 40 45 50 3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа длительности сигнала считывания содержит счетчики, делители частоты, элементы И, ИЛИ элемент задержки триггеры и элемент сравнения, выход первого счетчика подключен к информационному входу первого делителя 55 ности, индуктивно связанной с координатными шинами и подключенный через усилитель к информационному входу блока управления, первый, второй и третий выходы которого подключены со 5 ответственно к управляющим входам первого и второго коммутаторов и первому информационному входу блока определения координат, выход которого является выходом устройства о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства оно содержит фазовый преобразователь и блок анализа длительности сигнала считывания, информационный вход и вход синхронизации фазового преобразователя подключены соответственно к выходу съемника координат и четвертому выходу блока управления, пятый 20 выход которого подключен к входу синхронизациии блока анализа длительности сигнала считывания, первый и второй выходы и информационный вход которого подключены соответственно к входу 25 синхронизации блока управления, второму информационному входу блока определения координат и выходу Фазового преобразователя. частоты, выход которого соединен свторыми входами первого, третьего ичетвертого элементов И выход которого подключен к вычитающему входутретьего счетчика и счетному входувторого делителя частоты, выход которого соединен со счетным входомпятого счетчика, выход которого является вторым выходом блока, входысброса третьего, четвертого и пятогосчетчиков, второго делителя частотыи первого триггера соединены с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, являющемуся первым выходомблока второй вход элемента ИЛИ, соединенный с вторыми входами второгопятого элементов И, третьими входамитретьего и четвертого элементов И, сустановочным входом первого триггераи счетным входом первого делителячастоты, является входом синхронизации блока, информационным входомкоторого являются первые входы первого, второго, третьего и пятого элементов И, выход шестого элемента Иподключен к входу сброса первого делителя частоты, счетному входу первого счетчика, входу сброса второгосчетчика и установочному входу вто"рого триггера, прямой выход третьеготриггера является первым выходом блока и соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, установочный вход третьего триггера подключенк выходу седьмого элемента И, второйвход которого соединен с вторым выходом элемента сравнения, первый выход которог о под ключ ен к второму входушестого элемента И четвертый вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, вход сброса которого подключен к выходу первого элемента Ии счетному входу второго счетчика,выход которого соединен с первым информа ционным входом элемента сра внения, второй информационный вход которого является входом задания константы, выход второго элемента И соединен с третьими входами шестогои седьмого элементов И, выход третьего элемента И подключен к суммирующему входу третьего счетчика, вы"ход переполнения которого соединен свходом элемента задержки и первымвыходом блока, выход пятого элементаИ подключен к счетному входу четвертого счетчика, выход которого сое 11 153111712динен с информационным входом дели- триггера подключен к первому входутеля частоты прямой выход первого четвертого элемента И,ктор О, Ципле ак венно-издательский комбинат "Патент Ужгород, ул. Гагарина роиэ 956/51 Тираж 668 Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5