Устройство для считывания и регистрации графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам телеавтографов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства достигается введением синхрогенератора, трех селекторов, блока памяти, мультиплексора, блока асинхронной записи, генератора радиочастот, телевизионного приемника, двух регистров, двух коммутаторов, аналого-цифрового преобразователя, трех генераторов синусоидальных напряжений, преобразующих считывание графической информации, передачу по телефонным каналам связи, запоминание и регистрацию на бытовом телевизионном приемнике. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известные устройства считывают и регистрируют графическую информацию на планшете графопостроителя и на экране монитора.

В качестве прототипа принято устройство, содержащее планшет, образованный резистивными делителями, соединенными с соответствующими ортогональными координатными шинами, подключенными к квадратурным генераторам синусоидальных напряжений.

Недостатком данного устройства является его функциональная ограниченность, заключающаяся в том, что не решен вопрос передачи и регистрации считанной информации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства: передача считанной информации по каналу связи и ее регистрация на экране телевизионного приемника.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, образованный резистивными делителями, соединенными с соответствующими ортогональными координатными шинами, причем номиналы резистивных делителей или шаги координатных шин выполнены по определенным соотношениям, обеспечивающим линейность фазовой характеристики считывающего устройства, введены синхрогенератор, три селектора, блок памяти, мультиплексор, блок асинхронной записи, два регистра, два коммутатора, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), третий, четвертый и пятый генераторы синусоидальных напряжений, генератор радиочастот и телевизионный приемник.

Изобретение позволяет обеспечить простоту считывающего устройства, применив передачу графической информации по телефонному каналу, и отображение ее на обычном черно-белом или цветном телевизионном приемнике (без его доработки).

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока асинхронной записи.

Устройство содержит планшет 1, выполненный в виде ортогональных координатных шин, соединенных резистивными делителями 2, 3, первый и второй квадратурные генераторы 4 и 5 синусоидальных напряжений, съемник 6 координат, полосовые фильтры 7, 8, фазовые детекторы 9, 10, третий, четвертый и пятый генераторы 11, 12 и 13 синусоидальных напряжений, сумматор 14, селекторы 15, 16, 17, коммутаторы 18, 19, АЦП 20, регистры 21, 22, блок 23 асинхронной записи, синхрогенератор 24, мультиплексор 25, блок 26 памяти, генератор 27 радиочастоты, телевизионный приемник 28.

Для получения линейной фазовой характеристики считывающего устройства при одинаковом шаге планшета номиналы резистивных делителей планшета, соединяющие каждые соседние координатные шины, могут быть, например, определены соотношением R_i= R₁ где R_i - величина i-го резистора; Х_i - координата i-й шины планшета, или, например, при одинаковых номиналах резисторов делителя напряжения шаг координатных шин может быть, например, определен выражением X = где Х_i-1 - координата предыдущей шины.

Селекторы 15, 16, 17 могут быть выполнены в виде типовых блоков фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ (Щербак Ю. Фазовая автоподстройка частоты. - Радио, 1978, N 4, с. 39-40).

АЦП 20 обеспечивает формирование цифровых представлений аналоговых сигналов Х, Y и может быть выполнен в виде типового функционально законченного АЦП последовательного приближения (Якубовский С.В. и др. Справочник. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. М.: Радио и связь, 1990, с.435).

Синхрогенератор 24 выполнен в виде законченного блока, обеспечивающего формирование всех компонентов видеосмеси и адресов элементов по горизонтали и вертикали (Лукьянов Д.А. ПЗУ - универсальный элемент цифровой техники. Микропроцессорные средства и системы, 1986, N 1, с. 79).

Блок 23 асинхронной записи (фиг.2) предназначен для формирования сигнала разрешения записи в блок 26 памяти, равного и синхронного строчному синхроимпульсу (ССИ), вырабатываемому синхрогенератором 24, и содержит два элемента И-НЕ 29, 31, триггер 30, распределитель 32 импульсов. Первый вход элемента И-НЕ 29 соединен с выходом селектора 17, второй вход - с выходом коммутатора 19 и входом управления регистром 22, а выход - с установочным входом триггера 30, выход которого соединен с вторым элементом И-НЕ 31, а вход сброса - с третьим выходом распределителя 32 импульсов. Второй вход элемента И-НЕ 31 соединен с синхрогенератором 24, а второй выход распределителя 32 импульсов - с мультиплексором 25 и блоком 26 памяти. Первый выход распределителя 32 импульсов не используется.

Устройство работает следующим образом.

Квадратурные генераторы 4, 5 питают синусоидальными и косинусоидальными напряжениями крайние шины планшета 1. Поскольку шины соединены резистивными делителями 2, 3, а выходные сопротивления квадратурных генераторов близки к нулю, поэтому синусоидальные и косинусоидальные сигналы вдоль шин планшета уменьшаются от максимальной величины до нуля. Наведенные сигналы со съемника 6 координат, несущие информацию о точке прикосновения съемника координат с планшетом 1, через полосовые фильтры 7, 8 поступают на фазовые детекторы 9, 10, на вторые входы которых поступают опорные сигналы с квадратурных генераторов 4, 5. На выходах фазовых детекторов 9, 10 формируются сигналы, уровни которых линейно пропорциональны ординате Y и абсциссе Х положения съемника координат относительно планшета. Эти сигналы управляют частотами генераторов 11, 13. Информация о прикосновении съемника 6 координат к планшету 1 осуществляется замыканием микропереключателя, встроенного в съемник координат, в момент его контакта с планшетом и управляет генератором 12. Сигналы с генераторов 11, 12, 13 смешиваются в сумматоре 14, в котором формируется полный групповой сигнал, несущий информацию о съеме графического образа с планшета. С выхода сумматора 14 групповой сигнал в спектре телефонного канала поступает в линию связи.

На приемной стороне групповой сигнал поступает на селекторы 15, 16, 17. Селектор 15 выделяет сигналы положения съемника координат относительно планшета по координате Х, а селектор 16 - по координате Y. Селектор 17 формирует сигнал о прикосновении съемника координат к планшету. Выходные сигналы селекторов 15, 16 в виде уровней постоянного напряжения через аналоговый коммутатор 18 поступают на АЦП 20, в котором производится последовательное преобразование аналоговых сигналов в цифровой код. Результаты преобразования с АЦП 20 подаются в регистры 21, 22. В регистре 21 фиксируется код положения по координате Х, а в регистре 22 - код положения по координате Y. Коды в регистрах 21, 22 фиксируются сигналами записи, сформированными в АЦП 20, по окончании преобразования. Последовательность преобразования и разрешение прохождения импульсов записи в регистры 21, 22 через коммутатор 19 задаются синхрогенератором 24 по управляющим входам коммутаторов 18, 19 соответственно. Начало преобразования также задается синхрогенератором 24 по управляющему входу АЦП 20. Временной интервал управляющих сигналов на коммутаторы определен временем обработки в АЦП, а сигнал начала обработки в АЦП совмещен с началом временного интервала обработки.

Сигнал записи в регистр 22 одновременно подается в блок 23 асинхронной записи, разрешающий при наличии на втором входе блока сигнала с селектора 17 формировать на его выходе сигнал записи в блок 26 памяти, так как в устройстве запись информации производится во время обратного хода луча по строке, т.е. во время ССИ, а поскольку сигнал окончания формирования полного координатного адреса в регистрах 21, 22 асинхронен разверткам телевизионного приемника, необходимо формировать сигнал записи в блок 26 памяти, равный и синхронный ССИ. Блок асинхронной записи работает следующим образом.

Триггер 30 установлен в состояние готовности с элемента И-НЕ 29 при наличии на его входе сигнала с селектора 17 и импульса записи в регистр 22, далее сигнал готовности с выхода триггера 30 разрешает прохождение строчных синхроимпульсов с синхрогенератора 24 через элемент И-НЕ 31 на распределитель 32 импульсов (Тарабордин Б.В. и др. Справочник. Интегральные микросхемы. М.: Энергия, 1981, с.756). Так как сигнал готовности на первом входе элемента И-НЕ 31 может появиться в момент наличия сигнала ССИ на его втором входе и вследствие этого на первом выходе распределителя 32 импульсов появляется сигнал, по длительности не равный ССИ, на втором выходе формируется сигнал, равный и совмещенный с ССИ, который и используется в качестве сигнала разрешения подачи адресов записи с регистров 21, 22 через мультиплексор 25 на адресные шины блока 26 памяти и сигнала разрешения записи в блок памяти. Сигнал с третьего выхода распределителя 32 импульсов устанавливает триггер 30 в исходное состояние, чем запрещается прохождение ССИ на распределитель импульсов до прихода следующего импульса записи в регистр 22. Считывание информации с блока 26 памяти, синхронное с разверткой луча ЭЛТ, обеспечивает синхрогенератор 24, который формирует адреса считывания и управляет последовательностью подачи адресов считывания и записи через мультиплексор 25 на адресные шины блока памяти. Информация, считанная с блока 26 памяти, в последовательном коде подается в синхрогенератор 24, где формируется полный видеосигнал, который подается в генератор 27 радиочастоты, настроенный на один из телевизионных каналов, и с выхода генератора радиочастоты на антенный вход телевизионного приемника 28.

Введение новых блоков с соответствующей совокупностью связей обеспечивает простоту считывающего устройства, передачу графической информации по телефонному каналу и отображение ее на обычном черно-белом или цветном телевизионном приемнике. Сочетание технологичности изготовления планшета с линейной фазовой характеристикой и простой схемой цифровой обработки сигналов позволяет при увеличении площади считываемой информации в 1,5 раза снизить стоимость аппаратуры, в 2...3 раза по сравнению с лучшими аналогами.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет, образованный резистивными делителями, соединенными с соответствующими ортогональными координатными шинами, крайние координатные шины обеих координат подключены к первому и второму выходам первого и второго квадратурных генераторов синусоидальных напряжений соответственно, съемник координат, выходом соединенный через первый и второй полосовые фильтры с одними входами соответственно первого и второго фазовых детекторов, другие входы которых подключены к первым выходам первого и второго квадратурных генераторов синусоидальных напряжений соответственно, отличающееся тем, что в него введены синхрогенератор, три селектора, блок памяти, мультиплексор, блок асинхронной записи, последовательно соединенные генератор радиочастот и телевизионный приемник, два регистра, два коммутатора, аналого-цифровой пробразователь, первый - третий генераторы синусоидальных напряжений, входы которых подключены соответственно к выходам первого фазового детектора, съемника координат и второго фазового детектора, входы сумматора соединены с выходами первого - третьего генераторов синусоидальных напряжений, а выход подключен к входам селекторов, выход первого коммутатора соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу второго коммутатора, первый и второй выходы которого подключены к первым информационным входам первого и второго регистров, вторые информационные входы которых соединены с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы - с первым и вторым информационными входами мультиплексора, выход которого подключен к первому информационному входу блока памяти, второй информационный вход которого соединен с выходом блока асинхронной записи и третьим информационным входом мультиплексора, управляющий вход которого подключен к первому выходу синхрогенератора, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти, второй выход - с входом генератора радиочастот, третий выход - с управляющим входом блока асинхронной записи, первый информационный вход которого подключен к второму выходу второго коммутатора, второй информационный вход - к выходу третьего селектора, а второй выход синхрогенератора соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя коммутаторов и четвертым информационным входом мультиплексора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2