Устройство для считывания графической информации

(72) Автор изобретения

И. А. Ковтун (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с ортогональной системой однонаправленных (одииоч5 ных) токопроводящих координатных шин, подключенных к коммутатору опрашивающих импульсов, и сьемник координат, соединенный с усилителем и через ключ — с блоком управления. К выходу-. усилителя подключены последова о тельно амплитудный и фазовый дискриминаторы.

Последний соединен выходами с соответствующими входами блока выделения одиночных импульсов, с входом запрета формирования координат блока управления, с входом первого младшего .

15 разряда регистра координат и через схему ИЛИс входом блока выдачи координат и входом запрета опрашивающих импульсов блока управления.Выход счетных импульсов блоков управления связан с одним иэ входов второго младшего разряда регистра координат, выход выдачи кода— с входом блока выдачи координат, а выход спрашивающих импульсов — с входом коммутатора и с одним из входов схемы выделения одиночных импульсов, выход которой подключен к одному иэ входов схемы ИЛИ и к одному из входов второго младшего разряда регистра координат,сое: диненного поразрядно с блоком выдачи координат (1).

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности его оперативной настройки на минимальную величину средней ошибки определения координат. В результат этого при регулировке и профилактических работах на настройку устройства затрачивается. много времени и труда,так как для установки оптимального порога срабатывания амплитудного дискриминатора требуется применение громоздкого оборудования (осциллографа) и специальных приспособлений (микрометрический винт) . Это исключает возможность оперативной проверки порога срабатывания в процессе работы с устройством, что снижает коэффициент использования устройства, а также требует применения более сложных по схеме усилителя и амплитудного дискриминатора с повышенной температурной стабильностью.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выпол6874

3 неиный в виде системы двух взаимно ортогональ- i пых координатных шин, соединенных с первым блоком коммутации, съемник координат, подключенный через усилитель к амплитудному дискриминатору и через ключ — к блоку управления, 5 первый блок выделения оди очнъ х импульсов, сосдинешгый с первым фазовым дискриминатором, элементом ИЛИ и регистром координат, вход которого через блок управления подключен к блоку сопряжения и к первому фазовому дис- 1о криминатору, соединенному через регистр координат с блоком сопряжения и через элемент ИЛИ с блоками управления и сопряжения, элементы И

Ф задержки и запрета (2).

Целью изобретения является повьппение

15 точности устройства.

Это достигается тем, что оно содержит второй блок коммутации, соедине1щый с амплитудным и первым фазовым дискриминаторами, с первыми блоками коммутации и выделения одиночных импульсов, с блоком управления и с группой координатных шин планшета, второй фазовый дискриминатор, входы которого непосредственно и через элемент задержки подключе25 ны ко второму блоку коммутации, а выходы соединены с элементом запрета и элементом И, третий фазовый дискриминатор, подключенный ко второму блоку коммутации, элемента И и

ИЛИ, и второй блок выделения одиночных импульСов, входы которого соединены с регистром

ЗО координат и через элементы И.и запрета — со вторым блоком коммутации, а выход подк почен к блоку сопряжения.

На чертеже дана функциональная схема предлагаемого устройства для считывания графической информации.

Устройство для считывания графической информации содержит планшет 1, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных о координатных шин 2, подключенных к первому блоку 3 коммутации, и съемщик 4 координат, связанный с усилителем 5 и через ключ 6— с блоком 7 управления. Второй блок 8 коммутации содержит четыре секции (! — lV), Первая

45 и вторая секции подключены средними точками к двум рядом расположенным параллельным шинам 2 (х,у),планшетам l,à контактами — к соответствующим выходам блока 3 и соответствешю к входу и выходу элемента 9 задержки. Вход элемен50 та 9 задержки и вход блока 3 соединены через контакты третьей секции блока 8 с выходом блока 7 управления. На выходы усилителя 5 включен амплитудный дискриминатор 10, к выходу которого через контакты четвертой секции (lV)

55 блока 8 подсоединены вход первого фазового дискриминатора 11 и объединенные входы второго 12 и третьего 13 фазовых дискриминато,ров, синхронизирующие входы которых подключены соответственно к входу и выходу элемента

9 задержки, Выходы фазового дискриминатора

11 соединены с соотв етствующими двум я входами блока 14 выделения одиночных импульсов, третий вход которого связан с входом блока 3.

Выход "а" фазового дискриминатора 11 подключен к входу блока 7 управления, а выход "б"— к входу (первого младшего разряда) регистра

15 координат и к одному из входов элемента

ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом блока 14 выделения одиночных импульсов, связанным с одним из входов (второго младшего разряда) регистра 15 координат, Второй вход этого разряда соединен с выходом блока 7 управления. Регистр- 15 координат поразрядно соединен с блоком 17 сопряжения, соответствующие входы которого связаны с выходом элемента ИЛИ 16, соединенным с блоком 7 управления. Выходы фазового дискриминатора 13 подключены к входам элемента 18 запрета, а также к одному из входов элемента И 19, второй вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора 12, связанного с третьим входом трехвходового элемента ИЛИ !6.

Синхронизирующие входы элементов 18 и 19 подключены к элементу 9 задержки, а выходы— к соответствующим входам (второго младшего разряда) регистра 15 координат и к входам второго блока 20 выделения одиночных импульсов, связанного своим выходом с соответствующим входом блока 17.

Устройство работает следующим образом.

Переключатель блока 8 устанавливается в положение "контроль ". При этом отключается вход фазового дискриминатора 11 и вход блока

3, а две соседние координатные шины х и у подключены соответственно к входу и выходу элемента 9 задержки. Кроме того, к входу элемента 9 задержки и к одной из шин подключается выход "в блока 7 управления. После замыкания ключа 6 с выхода "в" блока 7 управления поступает непрерывная серия импульсов, кото-рая проходит по шине, подключенной к входу элемента 9 задержки, без задержки, а по шине, подключенной к выходу элемента 9 задержки, с задержкой. В съемнике 4 координат, находящемся вблизи шин х и у могут наводиться импульсы, соответствующие обеим последовательностям импульсов в шинах или же при прохождении тока в одной из шин импульсы в съемнике координат не наводятся, что соответствует расположению сьемника симметрично над шиной

Однако существует некоторая область вблизи шины, где амплитуда импульсов, наведенных в съемнике координат и усиленных усилителем, не достигает порога срабатывания амплитудного дискриминатора 10. Эта область называется обычно областью нечувствительности, в то время как об687454 пульсы появляются на выходе дискриминатора 2.

Первый импульс является разрешающим для выдачи содержимого регистра в ЭВМ. Этот же импульс, поступив на вход блока 7 управления, прекращает выработку серии импульсов с выхода блока 7 управления.

При такой1 работе устройства в ЭВЧ выдает ся два числа, одно иэ которых равно числу импульсов, поступивших на вход регистра 15 за время прохождения съемника 4 над областью нечувствительности шины й, а другое — за время прохождения съемника над областью чувствительности одновременно двух шин (х и у), лежащей между областями нечувствительности каждой из этих шин. Коэффициент, равный отношению этих чисел, определяется ЭВМ, с помощью которой можно устранить значения нескольких измерений для получения более точного результата. ласть, где амплитуда импульсов достаточна для срабатывания амплитудного дискриминатора 10,— о@пастью чувствительности.

При равенстве ширины этих областей (или зон) ошибка измерения координат, обусловленная квантованием рабочей зоны планшета на отдельные области, минимальна. Из этого следует, что для определения отклонения величины ошибки от минимальной достаточно определить коэффициент, равный отношению ширины зоны нечувствительности к ширине зоны чувствительности.

Перед измерением съемник 4 координат удаляется от шин и замыкается ключ 6. Затем плав5

При установке переключателя блока 8 в по- . ложение "работа" отключаются входы фазовых дискриминаторов 12 и 13, элемента 9 задержки, синхронизирующие входы фазового дискриминатора 12, элемента 18 запрета и элемента И 19, вход фазового дискриминатора ll подключается к выходу амплитудного дискриминатора 10, вход блока 3 — к выходу "а" блока 7 управления, а шины х и у подключаются к соответствующим выходам блока 3.

Съемник 4 координат устайавливают в выбранной точке, после чего замыкают ключ 6. После этого блок 7 управления начинает выдавать синхронно по выходам "в" и "r импульсы, которые через блок 3 поступают на опрос шин 2 соответствующей оси координат планшета 1 и на второй младший разряд регистра 15 коориднат, где формируется значение соответствующей координаты. Кроме того, импульсы опроса поступают на блок 14 выделения одиночных импульсов, но на выход его они не проходят, так как он к этому времени не запущен (взведен) сигналом с выхода "а™ дискриминатора 11. Опрос координатных шин 2 и синхронный подсчет импульсов опроса на регистре координат продолжается до тех пор, пока соответствующая координатная шина не возбудит съемник 4 координат. При этом возможны два случая:

1) съемник находится симметрично над какой-то шиной (справа от возбудившей его шины);

2) съемник находится между этими шинами.

В первом случае, пройдя усилитель 5, амплитудный дискриминатор 10 и фазовый дискриминатор 11, индуцированный какой-то шиной сигнал появляется на выходе "а" дискриминатора 11.

При поступлешш на вход блока 7 управления прекращается подача счетных импульсов по выходу "г" на регистр 15 координат и запускается блок 14 выделения одиночных импульсов. При этом опрашиваюшие импульсы с выхода ™д" блоным движением руки оператор перемещает съем-15 ник 4 по линии, близкой к линии, перпендику- . лярной к шинам х и у и над шинами х, у так, чтобы скорость перемешения съемника 4 в месте пересечения его траектории с шинами х, у была возможно равномерной. При этом съемник 4 про-j0 ходит несколько дискретных областей, из которых можно выделить следующие три зоны: зону нечувствительности первой шины, зону чувствительности обеих шин и зону нечувствительности второй шины. До начала измерения, когда импульсы проходят по шинам х и у, а съемник 4 координат находится вне этих зон, в нем наводятся импульсы от обеих щин. При этом вырабатйваются импульсы на выходах дискриминаторов 12 и 13. Эти импульсы не проходят ни на 30 вход элемента И 19, ни на выход элемента 18 запрета.

Когда съемник 4 координат находится над областью нечувствительности первой шины, на выходах дискриминатора 13 имгульсы отсутству-з5 ют, в результате чего на выход элемента 18 запрета проходят тактовые импульсы с его синхровхода.

Эти импульсы взводят блок 20 выделения одиночных импульсов и поступают на вход регистра 15 координат, который подсчитывает поступающие импульсы. При дальнейшем перемещении в некоторый момент времени съемник 4 переходит в зону чувствительности обеих шин. При этом появляются импульсы на выходах фазовых 45 дискриминаторов 13 и 12. Эти импульсы поступают на входы элемента И 19, в результате чего на его выходе вырабатываются импульсы тактовой частоты. Первый из этих импульсов запускает блок 20 выделения одиночных импульсов, в 50 результате чего на его выходе появляется импульс, который является разрешающим для выдачи содержимого регистра в ЭВЪ1. Импульсы с выхода элемента И 19 поступают также на вход второто младшего разряда регистра 15 координат до тех 55 . пор, пока съемник 4 находится в пределах области чувствительности обеих шин. После выхода из этой области счет прекращается, а когда съемник 4 выйдет за пределы всех трех эбластей, им6874 ка 7 управления продолжают поступать и, в частности, следующий импульс возбуждает очередную шину. Но так как съемник расположен над ней симметрично, то, следовательно, суммарный магнитный ток через катушку съемника равен нулю.

При этом импульс опроса, поступающий на уже взведенный предыдущим сигналом съемника блок

14 выделения одиночных импульсов, не обнаружив индуцированнного им импульса со съемника, проходит на выход блока 14, добавляет еди. 1о ницу в разряд регистра координат,.чем достигается точный результат измерения. Этим действием цикл непосредственного измерения одной иэ координат заканчивается, в связи с чем импульс . с выхода блока 14 поступает также через элемент

ИЛИ иа вход блока 7 для прекращения опроса, координатных шин и на блок 17. Блок 7 управления автоматически переключает —, устройство на измерение второй координаты. го

Во втором случае координата формируется также до появления индуцированного сигнала на выходе "а" амплитудно-фазового дискриминатора 11, но при этом.съемник 4 координат возбуждается дополнительно шиной справа от 25 него. В результате этого на выходе дискриминатора появляется сигнал, который, поступив на разряд 2 регистра 15 координат, добавляет к его коду величину, эквивалентную 0,5, что соответствует положению съемника между шинами.30

Пройдя через элемент ИЛИ 16 «а вход блока 7 управления, этот сигнал прекращает опрос координатных шин 2 и передает содержимое регистра 15 координат через блок 17 на выход (в ЭВМ), Вторая координата измеряется таким же об- з5

З разом, Следует отметить, что при обработке одной точки в общем случае может встретиться как первый, так и второй случай.

Предлагаемое устройство для считывания графической информации обеспечивает возможность4 оперативной настройки его на минимальную величину средней ошибки определения координат.

При этом существенно повышается коэффици.ент использования устройства, уменьшаются трудовые и аппаратурные затраты при ремонте, на- 45 ладке и профилактических работах, снижаются

54 8 требования к температурной стабильности блоков и элементов схемы, повышается точность ввода графической информации.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, соединенных с первым блоком коммутации, съемник координат, подключенный через усилитель к амплитудному дискриминатору и через ключ — к блоку управления, первый блок" выделения одиночных импульсов, соединенный с первым фазовым дискриминатором, элементом ИЛИ и регистром координат, вход которого через блок управления подключен к блоку сопряжения и к первому фаэовому дискриминатору, соединенному через регистр координат с блоком сопряжения и через элемент ИЛИ с блоками управления и сопряжения, элементы И, задержки и запрета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй блок коммутации, соединенный с амплитудным и первым фазовым дискриминаторами, с первыми блоками коммутации и выделения одиночных импульсов, с блоком управления и с группой координатных шин планшета, второй фазовый дискриминатор, входы которого непосредственно и через элемент задержки подключены ко второму блоку коммутации, а выходы соединены с элементом запрета и элементом И, третий фазовый дискриминатор, подключенный к второму блоку коммутации, элемен там И и ИЛИ, и второй блок выделения одиночных импульсов, входы которого соединены с ре гистром координат и через элементы И и запрета — со вторым блоком коммутации, а выход подключен к блоку сопряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР У 406211, М. Кл. 6 06 К 11/00, 1974.

2. Патент США Н 3818133, кл. 178-18, .опублик. 1974.

687454

Составитель Т. Ничипорович

Техред H,ÊîâàëåBà

Редактор Т. Фадеева,Заказ 5730/45 Тираж 780

III IHH11H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Селехман

Подписное