Устройство для считывания непрерывных визуальных кривых

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1сз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Л

Заявлено 26.11.1966 (№ 1059432/26-24) с присоединением заявки ¹ 1080773,2G-24

Приоритет

Опубликовано 12.11.1969. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования оп11санпя 7Л 11.1969

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Сввете Мииистрав

СССР

Авторы изобретения

П. М. Чеголин, Э. H Леонович, Г. В. Римский и В. Н. Самуйлова

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ НЕПРЕРЬ1ВНЫХ

ВИЗУАЛЬНЬ1Х КРИВЪ1Х

Известны устройства для считывания непрерывных визуальных кривых, содержащие оптико-механическую систему сканирования с фотоэлементами, устройство синхронизации, лентопротяжный механизм и генератор импульсов.

Предложенное устройство отличается тем, что считывающие фотоэлементы подключены к единичным входам двух триггеров, выходы которых соединены через дешифратор с вентилями положительной, отрицательной и нулевой ординат. Входы этих вентилей через вентиль, управляемый синхроимпульсами, соединены с выходом генератора импульсов. Выход первого вентиля подключен ко входу счетчика модуля ординат, выход второго —,ко входу того же счетчика и к единичному входу триггера знака, выход третьего — через схему задержки к нулевым входам триггера знака и всех триггеров счетчика. Выход вентиля нулевой ординаты через схему задержки подключен ко входу счетчика выборки графиконов, выходы этого счетчика через дешифратор, ключи и схему «ИЛИ» соединены с вентилем, второй вход которого подключен к выходу вентиля нулевой ординаты, а выход —,к выходным вентилям устройства.

Логическая схема устройства состоит из импульсного трансформатора с двумя, парами встречно включенных обмоток, первая из которых пîдключена к фотоэлементу считывания графика, включенная встречно ей вторая — и фотоэлементу считывания базовой линии, третья — через диоды к счетному входу триг5 гера управления и к единичному входу триггер;1 знака, 3 включенная Встречно LÉ четвертая

ООмотка — — через диоды к счетном1 Входх триггера управления и к нулевому входу триггера знака.

10 Указанные отличия обеспечивают возможность Одновременного считывания всех графиков, а также пх выборку .и определение знака ординаты относительно базовой линии.

На фиг. 1 показана структурная схема уст15 ройства; на фиг. 2 — функциональная схема электронного регистратора ординат; íà фиг.

3 — схема определения знака ординаты.

Устройство состоит из трех основных частеи: системы развертки, электронного регистратора

20 ординат и лентопротяжного механизма. Система развертки предназначена для последовательного просмотра поля считывания в направ,1pHIIII, iåðiIåнд 1кулярном перемегценпю лентыносителя 1. Поле считывания выполнено в ви25 де круговой цилиндрической базовой планки 2, на коTOрой с помощью нониуcîâ уcT3навли в3ют базовые линии 8 отсчета ордннат графиков.

С11стема развертки состоит из вращаемо"o двигателем 4 плоского зеркала 5 с двумя от30 ражающимп поверхностями, объектива 6, кру237458 говых диафрагм 7 и считывающих фотоэлементов 8 и 9.

Лента-носитель протягивается с помощью шагового двигателя 10.

На оси вращения зеркала закреплен непрозрачный диск 11 с отверстиями, по одну сторону которого расположен источник света 12, по другую — фотоэлемент 13.

Эти элементы используются для получения сигналов,,которые в электронном регистраторе 14 и блоке управления 15 шагового двигателя формир ютс» в угправляющпе импульсы для запуска шагового двигателя и синхронизации системы развертки с задающим генератором 16 импульсов стабильной частоты (фиг. 2).

Электронный регистратор ординат состоит из блока 1 формирования ординат графика, блока П выборки ординат читаемых графиков, блока III формирования шага считывания и блока IV синхронизации.

Выходы фотоэлементов 8 и 9 подключены к единичным входам триггеров 17 и 18 блока 1, а выход фотоэлемента 13 соединен с единичным входом триггера 19, открьивающего вентиль 20, на второй вход которого поступают импульсы с генератора 16. Кроме того, выход фотоэлемента 18 подсоединен к счетному входу делителя частоты 21 блошка (П.

Выходы триггеров 17 и 18 соединены с дешифратором 22, каждый из выходов которого управляет одним из вентилей 23 — 25, предназначенных соответственно для формирования в счетчике 26 и триггере 27 положительной, отрицательной ординат и для выдачи сигнала готовности ординаты (формирование нулевой ординаты). Последний подается на нулевые входы триггеров 17 и 18 через схему «ИЛИ»

28, на вход вентиля 29 и через схему задержки 30 — на вход счетчика 31 номера графика и на нулевые входы счетчика,26 и триггера 27.

Выходы триггеров счетчика 31 подключены к дешифратору 32, каждый выход которого через ключи 83 соединен со схемой «ИЛИ» 34, управляющей вентилем 29.

Работает электронный регистратор ординат следующим образом.

При положительной ординате первым срабатывает фотоэлемент 8. его выходной импульс устанавливает триггер 17 в единичное состояние. Триггер 18 в это время сохраняет свое исходное нулевое состояние. Общее состояние системы триггеро в 18, 17 «01». Оно расшифровывается при,помощи дешифратора

22. В рассматриваемом случае возникает разрешающий потенциал на шине «01», открывается вентиль 23 и при открытом вентиле 20 на счетчик 26 через собирательную схему 85 поступают импульсы заполнения генератора 16.

Поступление импульсов продолжается до перекрытия входной щели фотоэлемента 9 изображением линии базы, т. е. выдачи сигнала на установку триггера 18 в единичное состояние. К этом> моменту на счетчике ординаты накопится число импульсов, пропорциональное

65 модулю ординаты. С поступлением сигнала от фотоэлемента 9 общее со тояние управляющп. триггеров изменится с «01» на «11», и дешифратор выдаст разрешающий потенциал на вентиль 25. Через него пройдет только один импульс, который через схему «ИЛИ» 28 установит триггеры 17 и 18 в состояние «00»; iBQHтили 28 — 25 закроются. Этот импульс выдает ординату из счетчика, через генератор задержки, >О схему «ИЛИ» 36 сбрасывает счетчик 26 и триггер 27 и поступает на счетчик 31 номера графиков.

Прп отрицательной ордпнате сначала возникает сигнал на выходе фотоэлемента 9, который устанавливает триггер 18 в состояние «1»; общее состояние триггеров будет «10», Дешифратор 22 открыв" åò вентиль 24, и импульсы поступают с генератора 16 при открытом вентиле 20 иа счетчик 26, а также на установочный вход «1» триггера 27 знака, едшгичное состояние которого указывает на отрицательный знак ордпнаты. Импульсы поступают на счетчик 26 до момента перекрытия входной щели фотоэлемента 8 изображением линии графиков. После этого состояние упрасвляющих триггеров изменится с «10» на «11», и очередной сигнал с генератора импульсов выполнит лке описанные функции.

При ординате, равной нулю, одновременно идут сигналы с фотоэлементов 8 и 9, оба триггера устанавливаются одновременно в состояние «1», и дешифратор 22 открывает вентиль

25, через который с генератора импульсов проходит только один импульс, который выполняет описанные функции. Та к как вентили 23 и

24 закрыты, то на счетчик модуля ординат и триггер знака импульсы с генератора импульсов не поступят, поэтому при считывании будет выдана ордината, ра|вная нулю, Коды ординат определенных графиков выдаются при помощи блока П выборки читаемых графиков. В процессе одного сканирования ширины ленты на счетчик 31 номера графиков поступают импульсы, количество которых равно числу прочитанных графиков. Перед выдачей ординаты первого графика счетчик 31 будет находиться в состоянии .... 001, второго — ..... 010, третьего — ..... 011 .и т. д.

Состояние счетчика 31 расшифровывается дешифратором 32, который формирует разрешающие потенциалы последовательно на всех выходных шинах. Эти потенциалы подаются на входы схемы «ИЛИ» 34 через ключи 38, с помощью которых оператор может задавать номера тех графиков, ординаты,которых же лательно получить на выходе устройства. При наличии разрешающего потенциала на одной из шин дешифратора 82 с замкнутым ключом открывается вентиль 29, и сигнал чтения с вентиля 25, пройдя через этот вентиль, поступает на группу вентилей 37, предназначенных для выдачи в ЭВМ ординаты графика в двоичном коде. Только после этого сигнал с вентиля 25 сбрасывает счетчик 26 и триггер 27, и электронный регистратор подготавливается, 237458 таким образом, к считываншо ординаты следующего графика. За время одной развертки изображения в счетчике 26 последовательно образуются ординаты всех графиков, но выдаются с ЭВМ только те из них, номера которых установлены ключами 88. Налииче такого блока выборки ординаты определенных графиков дает возмо>кность использовать один счетчик для формирования ординат любого количества графиков.

Шаговый двигатель 10 (фиг. 1) лентопротяжного механизма с каждым управляюшим сигналом перемещает ленту-носитель на заданный шаг. Чтобы увеличить шаг считывания 1е целях экономии памяти ЭВМ и ускорения перемещения ленты) в два и четыре раза, необходимо за время холостого хода зеркала возбудить двигатель соответственно два или четыре раза. Для формирования сигналов, определяющих конец зоны считывания и запускающих шаговый двигатель 10, служит дисковый фотодатчик электрических импульсов, состояший из диска 11, источника света

12 и фотоэлемента 18. Работа датчика основана на том, что ширине ленты-носителя соответст вует определенный угол а,поворота оси зеркала, при .котором перед отверстиями фотоэлементов 8 и 9 последовательно проходят все точки поперечного сечения поля считывания.

Во время холостого хода зеркала ось вращения поворачивается на угол р=л — cc.

Для фиксирования углов сс и Р в секторах диска, соответствуюших холостому ходу зеркала, проделывают четыре отверстия. Они формируют шаг считывания и синхронизируют систему развертки и электронный регистратор ординат. При вращении зеркала и диска отзерстия проходят между источником света и фотоэлементом; последний выдает импульсы тока, которые являются призна ком прохождения зеркалом угла р.

Сигналы с фотоэлемента 18 подаются на одну из ламслей переключателя шагов 88 олока 1П .и на делитель частоты 21, один из выходов каждого триггера делителя частоты соединен с двумя ламелями переключателя.

За время холостого хода зеркала с переключателя могут быть сняты 1, 2 или 4 импульса в зависимости от оложения рукоятки. Эти импульсы используются для соответствующего числа элементарных протяжек ленты. Сигналы с фотоэлемента 18 на блок управления 15 шаговым двигателем 10 попадают через вентиль 89, управляемый триггером 40, что исключает протяжку ленты до начала считывания. Только после хотя бы одной выдачи орлинаты в ЭВМ с вентиля 29 поступает сигнал на установоку триггера 40 в единичное положение, и вентиль 89 открывается для сигналов 41 запуска шагового двигателя 10. Сигнал с вентиля 89 через схему «ИЛИ» 42 устанавливает счетчик 31 в положение «0 ......01». Хотя делитель частоты сорасывается четвертым сигналом с фотодиода в нуль, чля большей надеж5

65 ности его сброс. подтверждается сигналом с вентиля 29 через схему «ИЛИ» 43.

Генератор 16 импульсов стабильной частоты должен быть включен в зоне холостого хода зеркала после предварительного начального сброса по входу 44 сигналом от генератора одиночных импульсов всех триггеров схемы в нулевое положение. Для включения генератора во время холостого зеркала предназначен олок IV синхронизации генератора импульсов и системы развертки. Прп запуске электронного регистратора на единичный вход 45 триггера 46 от генератора одиночных импульсов >дается сигнал, единичным выходом триггера

46 открывается вентиль 47, на пмпульсньш вход которого поступают сигналы от фотоэлемента 18. Пер вый же сигнал с вентиля 47 устанавливает в единичное состояние триггер !9, KoTopE EtE открывает вентиль 20 Q.EB Tlpoxo>ti Е ния импульсов с генератора на вентили оло ка 1.

Схема определения знака ординаты работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 48 и 49, а также счетчик 50 находятся в нулевом состоянии, вентиль 51 закрыт, и пмпульсьt от генератора 16 на счетчик не проходят, Гслп при движении развертывающего луча по лентеносителю первым появляется положптельньш импульс, соответствующий базовой линии, т. е. от фотоэлемента 9, этот импульс, пройдя обмотку 1Гg импульсного трансформатора 52, наведет в обмотке 1Г отрицательный импульс, и обмотке 1à — положительный. С обмотки 1Г, этот сигнал поступит на нулевой вход триггера 49, что не изменит его состояния, и на счетный вход триггера 48. Последний опрокинется, в результате чего откроется вентиль 51 п на счетчике 50 начнется формирование модуля ординаты. Прп дальнейшем движении развертывающего луча во время пересечения его с линией графика появится положительный сигнал от фотоэлемента 8. Пройдя через обмотку

1Гь этот сигнал образует в обмотке 1Г» положительный сигнал, в обмотке 1Г, — отрицательный. Упомянутый сигнал. установит триггер 49 в единичное состояние и вернет триггер

48 в исходное положение, вследствие чего формирование ордпнаты прекратится. На счетчике

50 будет выбрана величина ординаты, на триггере 49 — ее знак, в данном случае отрицательный, так как первым в устройство измерения пришел сигнал от базовой линии, вторым — от линии графика.

Пусть теперь при движении развертываюшсго луча первым придет положительный спгнал с фотоэлемента графика. В обмоткe W» вновь возникнет положительный сигнал, в обмотке

1Г, — отрицательный, Первый устансвит триггеры 48 и 49 в единичное состояние, и на счетчике вновь начнется формирование величины ординат кривой. Когда развертывающий луч пересечет базовло линию, фотоэлемент 9 выдаст импульс, который вернет триггеры 4 и 49 в исходное состояние, поступление импульсов

237458

7 от генератора 1б на счетчик 50 прекратится.

На счетчике 50 будет выработана величина ординаты кривой, на триггере 49 — ее знак, Terrepb yme n0 a0x nre tbH tÉ, ra i(ax триггер

49 находится в нулевом состоянии. Если одно- 5

|временно поступят положительные импульсы от фотоэлементов 8, 9, что соответствует пересечению линии графика с базовой линией, и выходных обмотках импульсного трансформатора сигнала не будет, та к как обмотки Й 1 и IO

W включены встречно и наводимые э.д.с. компенсируются.

Предмет изобретения

1. Устройство для считывания непрерывных 15 визуальных кривых, содержащее оптико-механическую систему сканирования с диском синхронизации, по одну сторону которого расположен источник света,,по другую — фотоэлемент; считывающие фотоэлементы, лентопро- 20 тяжный механизм, генератор импульсов, счетчики, дешифраторы, триггеры и логические схемы «И» .и «ИЛИ», отличающееся тем, что, с целью одновременного счить|эвания всех графиков, записанных на ленте-носителе, счпты- 25 вающие фотоэлементы, подключены к единичным входам двух триггеров, выходы которых соединены через дешифратор с вентилями положительной, отрицательной и нулевой ординат, входы этих вентилей через вентиль, управ- ЗО ляемый синхроимпульсами, соединены с выходом генератора импульсов, выход первого вентиля подключен ко входу счетчика модуля ординат, выход второго — ко входу того же счетчика и к единичному входу триггера знака, выход третьего вентиля через схему задержки — к нулевым входам триггера знака и всех триггеров счетчика.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью ооеспечения возможности выборки подлежащего считыванию графика, выход вентиля нулевой ординаты через схему задерж ки подключен ко входу счетчика выборки графиков, выходы этого счетчика через дешифратор, ключи и схему «ИЛИ» соединены с вентилем, второй вход которого подкгпочен к выходу вентиля нулевой ординаты, а выход— к выходным вентилям устройства.

3. Устройство по .п. 1, от шчающееся тем, что, с целью формирования знака считываемой ординаты, оно содержит логическую схему, состоящую из импульсного трансформатора с двумя парами встречно включенных оомоток, первая из которых:подключена к фотоэлементу считывания графика, включенная встречно ей вторая — к фотоэлементу считы вания базовой линии, третья — через диоды к счетному входу триггера управления и к единичному входу триггера знака, а включенная встречно ей четвертая обмотка через диоды— .к счетному входу триггера управления и к нулевому входу триггера знака.

23745S

Фиг. 2

Редактор Б. Б. Федотов Техред Л. К. Малова Корректор М. В. Радзииская

Заказ 1317/1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2