DE2357596B2 - Vorrichtung zur Umwandlung der Koordinaten eines auf einer Fläche befindlichen Punktes in elektrische Signale - Google Patents

Description

stand (ρ) zweier direkt benachbarter Leiter (2₂, L^karten^od ^e^^c _mtJ_{veTaThdtuagßSystem einge}.

^Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch ge- geben werden zu f^-J^L^ÄSSlt

kennzeichnet d^ die Berechnungsschaltung (30) se^STSS^^ ^^ S"»

gemäß der Gleichung S Sn Methoden viel Zeit und Arbeit erforderlich, _x= Λ J(Vv₁)*-l}-{(v₂/v₃)^s-l} _4o 2⁴^¹S ^uerhin eine große Möglichkeit,

2 ((V₂Zv,)* - 1} + {(Vjj/vj)* 1} Fehler mit einzugeben.

33 ÄS

33 fiSSKaXÄSSÄÄ -fSftS

nachbarter, nebeneinanderliegender Leiter (2„2₂) Information bilden, ι η die^

(2_S) in der Spitze'll des Wriffels (8) jeweils

T^SS^S 2, da-

durch gekennzeichnet, daß die Leiter (AO in den ₅o ^?:^

beiden Koordinatenrichtungen (X, Y) in mehrere Patentschrift 31 34 099 ein

lung zunächst die Hochfrequenzimpulse sequen- die von einem ^M'^kroP^h _r ^o"_n ⁱⁿ _u°_d ^r ^fJ

abgetastet werden. ^ D.oden^m teJJ^ ^

derstands-Tafel und bei der über die gegenüberste-

henden Dioden elektrische Energie zugeführt wird,

so daß der Abtastgriffel elektrische Potentiale fest- 4p stellen kann, die proportional zu seiner jeweiligen ||||

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Um- 65 Lage sind.

Wandlung der Koordinaten eines auf einer Fläche Mit d.cscn bekannten Systemen kann de Lage

befindlichen Punktes in elektrische Signale, wobei des Abtastgnffels simultan m geeignete Signale durch

eine Tafel mit mehreren in bestimmtem Muster und eine Steuerschaltung luv selben Ze.t umgewandelt

werden, wie ein Zeichner die graphischen Informa- und von benachbarten Leitern induzierte Potentiale tionen mit dem Griffel auf die Tafel zeichnet. Die be- speichern und daß eine Berechnungsschalrung vorkannten Systeme haben somit gemeinsame technische gesehen ist, die aus bestimmten, geometrischen Be-Pnnzipien, die jedoch noch aufzuzeigende technische Ziehungen entsprechenden Verftfiltnissen der festge-Grenzen besitzen. Gemeinsam ist diesen Systemen, 5 stellten und gespeicherten Potentiale den Abstand daß die Position des Gnffels aus Werten physika- der Spitze des Abtastgriffels von dem zunächst festlischer Quantitäten berechnet werden, die kontinuier- gestellten Leiter ermittelt, wobei der Abstand kleiner lieh ansteigend verteilt sind, wie beispielsweise die als der Abstand zweier direkt benachbarter Leiter Fortpflanzungszelt, das elektrische Potential usw. ist.

Deshalb ist es für die Erreichung einer höheren Auflö- 10 Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird

sung oder ernes größeren Zeichenplatzes notwendig, die Lage der Spitze des Abtastgriffels dadurch fest-

die Lineantat der Signale zu verbessern und den Si- gestellt, daß zunächst festgehaltea wird, welcher be-

gnal-Rauschabstand der abgetasteten Signale eben- sondere Leiter in den Koordinatenrichtungen das

falls zu verbessern. Um diese Erfordernisse zu erfül- größte Signal in der Spitze des Abtastgriffels verur-

len, ist es notwendig, die entsprechenden Komponen- 15 sacht, so daß damit eine grobe Position entsprechend

ten wie Signalempfänger, Tafel usw. mit größerer ein- den Abständen der Leiter festgestellt werden kann,

heithcher Qualität herzustellen. Da die Verbesserung Danach wird gemäß der erfindungsgemäßen Vorrich-

des Auflösungsvermögens und die Vergrößerung des tung der genaue Abstand der Spitze des Abtastgriffels

Zeichenraumes entgegengesetzte Erfordernisse sind, von diesem Leiter bestimmt. Diese Bestimmung wird

unterliegen die gleichzeitige Realisierung beider Er- 20 unter Ausnutzung der von der diesem Leiter benach-

fordernisse technischen Schwierigkeiten, die insbeson- barten Leitern in der Spitze verursachten Signale

dere in der Möglichkeit einfacher Herstellung liegen. durchgeführt. Auf diese Weise kann ein wesentlich

Eine Lösung dieses Problems ist in der Anordnung höheres Auflösungsvermögen erreicht werden als mit

einer Vielzahl von Leitern auf einer Tafel in einer den bekannten Systemen und weiterhin auf einfache

Matrixform entsprechend von X- und V-Achsen zu 25 Weise die gesamte Tafel hergestellt werden, weil der

sehen und der Abtastung der Impulsspannungen, die Abstand zwischen den einzelnen Leitern nicht mehr

diesen Leitern sequentiell zugeführt werden. Die Ab- so gering gemacht werden muß, um das notwendige

tastung erfolgt durch die Ausnutzung der kapazitiven Auflösungsvermögen dadurch zu erzielen.

Kopplung zwischen der Spitze des Abtastgriffels und Da tür eine große Zeichenfläche nach wie vor in

den Leitern, wobei die Lage des Abtastgriffels in 30 beiden Koordinatenrichtungen viele Drähte notwen-

Übereinstimmung mit dem Codemuster der festge- dig sind und da es weiterhin erwünscht ist, daß die

stellten Impulse erfolgt. Dieses System ist aus der beim direkten Zeichnen entstehenden Linien und

US-Patentschrift 33 99401 bekannt Die tatsächliche Werte direkt beim Entstehen der Zeichnung schon

Lage des Abtastgriffels wird durch die Austiihrung mit ihren Koordinatenwerten aufgenommen, gespei-

der genannten Schritte sowohl für die Gruppe der 35 chert und zur Datenverarbeitungsanlage möglicher-

X- und die Gruppe der K-Achsen-Leiter durch- weise weitergegeben werden soll, ist eine sehr große

geführt, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Abtastgeschwindigkeit notwendig, um die entstehen-

Wenn bei diesen bekannten Systemen die notwen- den Positionen aufzunehmen und zu codieren. Um dige Zeichenfläche vergrößert werden muß, so muß die notwendige Zeit zur Abtastung jeder einzelnen die Anzahl der angeordneten Leiter vergrößert wer- 40 Lage der Spitze des Abtastgriffels zu vermindern, ist den. Die Auflösung dieser Anordnungen hängt von gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfinden Zwischenräumen zwischen zwei nebeneinander- dungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die Leiliegenden Leitern ab. Die Erzielung höherer Auflö- ter in den beiden Koordinatenrichtungen in Blöcke sung erfordert demnach zum einen geringere Ab- gleich vieler Leiter zusammengefaßt sind und daß stände zwischen zwei parallel angeordneten Leitern 45 zur Koordinatenermittlung zunächst die Hochfreund weiterhin dadurch in sich selbst schmalere und quenzimpulse sequentiell jedem Block zugeführt werfeinere Leiter. Der geringe Abstand zusätzlich zu der den und nach Feststellung des Blockes, in dem der geringen Dicke der Leiter verursac' t sehr große Abtastgriffel steht, dann die Leiter dieses Blockes Schwierigkeiten in der Herstellung \on Tafeln mit sequentiell mit den Hochfrequenzimpulsen abgetastet einer großen Anzahl parallel zueinander und recht- 50 werden.

winklig zu diesen angeordneten Le:itern. Es ist ins- Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bebesondere schwierig, Bruchstellen in den Leitern und nutzte Tafel besteht aus isolierendem Material, in Kontaktstellen zwischen den Leitern zu vermeiden dem die Leiter in den beiden Koordinatenrichtungen und somit genügend Sicherheit und Zuverlässigkeit X und Y in bestimmtem Abstand jeweils parallel zuzu gewährleisten. Für die Praxis sind solche Lösun- 55 einander angeordnet sind. Auf dieser Tafel kann unter gen vom Preis her nicht zu vertreten. Umständen direkt gezeichnet werden, oder es ki'nn

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Papier auf diese Tafel aufgelegt werden und auf die Vorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich sem Papier dann gezeichnet werden. Die dabei entihrer Herstellungsmöglichkeit wesentlich zu verein- stehenden Koordinatenwerte werden mittels des Abfachen, auf einfache Weise eine größere Zeichen- 60 tastgriffels durch von ihm festgestellte Potentiale erfläche realisieren zu können und trotzdem die Auf- mittelt. Der Abtastgriff kann ein üblicher Kugellösungsmöglichkeit, das Auflösungsvermögen der schreiber sein, der auch zum Zeichnen auf Papier Tafel nicht zu verschlechtern sondern vielmehr we- dient. Zusätzlich können an dem Abtastgriffel Schalsentlich zu verbessern. ter für die Einschaltung verschiedener Arbeitsgeräte

Diese Aufgabe wird erfindungsge;mäß bei der Vor- 65 und Arbeitsweisen angebracht sein. Zweckmäßigerrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, weise ist im Abtastgriffel selbst noch ein Vorverstärdaß Speicherschaltkreise vorgesehen sind, die sequen- ker für die Verstärkung der aufgenommenen Signale tiell wenigstens drei vom Abtastgriffel festgestellte angebracht, und weiterhin ist es zweckmäßig, daß der

Abtastgriffel über eine abgeschirmte Leitung mit dem vorgesehen, so daß der Abtastgriffel 8 wie ein üb-Empfänger und der Auswertschaltung verbunden ist, licher Kugelschreiber über Zeichenpapier 12 geführt um Rauscheinflüsse und Störeinflüsse zu vermeiden. werden kann und daß die induzierten elektrischen

Im folgenden ist an Hand des in den Figuren dar- Potentiale über einen Leiter 13 und die Leitung 9 gestellten Ausführungsbeispiels Aufbau und Wir- 5 zum Umsetzblock 10 übertragen werden können, kungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher Falls die induzierten elektrischen Signale niedrigen erläutert. Im einzelnen zeigt Pejjel aufweisen, kann ein Vorverstärker im Abtast-

Fig. 1 schematisch das Blockdiagramm einer gra- griffel 8 eingebaut sein. Bei Benutzung kann mit dem phischen Eingabevorrichtung in der die Erfindung Abtastgriffel ein auf dem Zeichenpapier 12 bereits realisiert ist, ¹⁰ vorhandenes Muster nachgefahren werden, es kann

F i g. 2 einen Schnitt durch die mit der Erfindung aber auch direkt auf dieses Zeichenpapier gezeichnet verwendete Tafel, wie sie in Fi g. 1 gezeigt ist, werden. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung

Fig. 3 einen Schnitt durch die Tafel und die Be- ist aber nicht auf diese Anwendungen beschränkt, ziehung zwischen drei benachbarten Leitern einer Beispielsweise kann die Tafel 1 aus transparentem di-Richtung und die Zuordnung dieser Leiter zu dem 15 elektrischem Material bestehen und direkt vor den darüber befindlichen Abtastgriffel, um somit die prm- Bildschirm eines Bildschirmgerätes angeordnet werzipielle Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrich- den, so daß mit der Spitze 11 des Abtastgrifiels 8 die tung besser erläutern zu können, aul" dem Bildschirm erscheinenden Muster nachge-

F i g. 4 schematisch die Aufteilung der Leiter in fahren werden können und somit diese graphische Blöcke von einzelnen Leitungen, 20 Information aufgenommen werden kann.

F i g. 5 ein Zeitdiagramm der vorgesehenen Me- An Hand der F i g. 3 wird nun die Positionsfest-

thode, stellung gemäß der Erfindung näher erläutert. Da

F i g. 6 schematisch die elektrischen Schaltkreise, die selbe Methode für die Feststellung sowohl der AT-die vorgesehen und verwendet werden und als auch der y-Koordinate gilt, wird im folgenden die

F i g. 7 schematisch das Blockdiagramm eines Teils 35 Erklärung nur für eine Gruppe der Leiter gegeben, der in Fig. 6 dargestellten Schallung in größeren Wie in Fig. 3 dargestellt, besteht eine elektrische Einzelheiten, nämlich die Berechnungsschaltung. Kapazität rwischen den y-Leitern 2_V 2₈, 2₃ usw., die

F i g. 1 zeigt schematisch an einem Blockdiagramm in die Tafel 1 eingebettet sind und der Metallspitze ein graphisches Eingabesystem, in dem die vorlie- 11 des Abtastgriffels 8, der auf dem Zeichenpapier gende Erfindung in geeigneter Weise angewendet 30 12 plaziert ist. Den y-Leitern zugeführte Hochfrewird. Eine Tafel 1 besteht aus dielektrisch isolieren- quenzimpulse induzieren demnach elektrische Ladundem Material wie beispielsweise Plastik, Glas oder gen in der Spitze 11. Die Veränderungen der elekähnlichem Material. In diese Tafel 1 ist eine Matrix tri sehen Potentiale werden der Umsetzschaltung 10 von vielen Leitern 2 und 3, jeweils voneinander iso- zugeführt. Die Intensität ν der festgestellten Signale liert, eingebettet. F i g. 2 zeigt in der Querschnittsan- 35 nimmt mit der Zunahme des Abstandes d zwischen sieht die rechtwinklige Anordnung der Leiter 2 in den Leitern 2 und der Spitze ab. Diese Beziehung Y-Richtung und der Leiter 3 in AT-Richtung. Die Lei- kann in etwa durch folgende Formel angegeben ter sind, wie die Fig. 3 erkennen läßt, jeweils durch wurden:
einen Abstand ρ voneinander getrennt. Eine derart β

hergestellte Tafel I ist nicht direkt Gegenstand der 40 v== —-. (1)

vorliegenden Erfindung und kann ' · ht durch Benutzung konventioneller Herstellu-igstechnik für ge- wobei α und β Konstanten sind,
druckte Schaltungen oder gemäß anderer Techniken Wenn die Konstanten α und β bekannt sind, kann

hergestellt werden. der Abstand d aus der Intensität ν der Signale be-

Die einen Enden der Leiter 2 und 3 sind über 45 rechnet werden. Es ist offensichtlich, daß die Posi-Kontaktstücke 4 und Leitungen 5 mit einer Treiber- tion der Spitze aus den Abständen zu je zwei Leischal tung 7 verbunden, die innerhalb einer Steuer- tem, beispielsweise d_x und d₂ in Fig. 3, berechnet schaltung 6 angeordnet ist. Die anderen Enden der werden kann. Die Position der Spitze 11 des Abtasi-Leitungen sind mit der charakteristischen Leitungs- griffeis 8 kann durch die Messung der Signale V₁ imimpedanz oder mit Dämpfungsgliedern abgeschlos- 5° duziert in der Spitzeil durch den Hochfrequenzimsen, um Reflexionen der zugeführten Hochfrequenz- puls, der dem Leiter 2, zugeführt ist, und dem Signal impulse zu vermeiden. Die Einzelheiten der Treiber- v₂, induziert durch den Impuls derselben Intensität, schaltung 7 werden später näher erläutert, es sei je- zugeführt zum Leiter I₂. Die Abstände d. und d₂ doch hier so viel gesagt, daß sie eine Serie von Hoch- können dann entsprechend der Gleichung (1) berechfrequenzimpulsen erzeugt, die zur Bestimmung der 55 nett werden. Diese Methode ist jedoch aus praktischen X- und F-Koordinaten des Abtaststiftes 8 notwen- Gründen, die noch näher erläutert werden, nicht andig sind, der auf die Fläche der Tafel 1 aufgesetzt ist wendbar.

und diese Hochfrequenzimpulse den entsprechenden Der Wert der Konstante β in Gleichung (1) ändert

Leitern 2 und 3 sequentiell zuführt sich sowohl mit den Intensitätsänderungen der den

Der Abtastgriffel 8 für die Feststellung der Positio- 60 Leitern zugeführten Hochfrequenzimpulse als auch nen kontaktiert die Fläche der Tafel 1 und stellt elek- mit der dielektrischen Konstante des benutzten Zeitrische Potentiale fest, die in seiner Spitze 11 durch chenpapiers 12. Weiterhin ist der Wert von β selbst die Hochfrequenzsignale induziert werden, weiche d;inn nicht konstant, wenn das Zeichenpapier das den Leitern 2 und 3 zugeführt werden. Der Abtast- gleiche ist, dies hegt in der mechanischen Ungenauiggriffel 8 überträgt diese elektrischen Potentiale zu 65 keit, der Inhomogenität des Materials und anderen einer Umsetzschaltung 10 über eine abgeschirmte Lei- Gründen. Dies würde dazu führen, daß mit dieser tung9. Wie im Detail in Fig. 3 dargestellt ist, ist an Berechnungsmethode für die Abstände d_% und U₂ aus der Spitze des Abtastgriff eis 8 eine Metallspitzell den zwei Signalwerten V₁ und V₂, der Wert von β

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jeweils unter Berücksichtigung der obengenannten Faktoren, wie z. B. Art des Zeichenpapiers, Lage des Abtastgriffels auf der Tafel, Intensitätsänderung der Impulse usw. berechnet werden muß. Durch diese notwendige Kompensation und Berücksichtigung der Änderungen des Wertes von β ist praktisch ungeeignet und würde die Konstruktion einer derartigen Vorrichtung kompliziert machen.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird demgegenüber die Lage des Abtastgriffels berechnet auf Grund der Verhältnisse V₁Iv₂ und v₂/v₃ der induzierten Signale. In diesem Falle sind die Verhältnisse unabhängig vom Wert ß, und sie sind fast überhaupt nicht mehr von den Änderungen der genannten Faktoren abhängig. Aus der Geometrie, wie sie in F i g. 3 aufgezeigt ist, ergibt sich für den Abstand χ vom Leiter 2₂ folgender Wert:

2 {Wdjz - 1} + {{d₃/d₂)*-\}

wobei ρ den Abstand zwischen den entsprechenden Y-Leitern, χ den horizontalen Abstand zwischen der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 und dem nächsten Leiter 2₂ darstellt, die Abstände zwischen der Spitze 11 und den Leitern 2,, 2₂ und 2₃ durch die Bezeichnungen d_v d₂ und d₃ angegeben werden. Aus der Gleichung (1) werden die folgenden Beziehungen abgeleitet:

V₂Zv₁ = V₁Zd₂)* (3)

V₂Zv₃ = (Ci₃Zd₂)-, (4)

wobei v„ v₂ und v₃ die entsprechenden Intensitäten der elektrischen Potentiale sind, die von den Hochfrequenzimpulsen in der Spitze 11 induziert werden, wenn die Hochfrequenzimpulse den Y-Leitern I₁, I₂ und 2_S zugeführt werden. Wenn weiterhin angenommen wird, daß der Wert für α gleich 1 ist, dann wird aus den vorhergehenden Gleichungen die folgende Gleichung erhalten:

)* - 1} + {(v₂/v₃)2 - 1}

Aus der Gleichung (5) wird der Wert χ abgeleitet und ist dabei nur auf Grund der Verhältnisse zwischen den drei Signalen berechnet. Da der Wert für ρ vorbekannt ist. ist der Wert χ einfach dann zu ermitteln.

Um die letztlich gültige Koordinatenposition der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 zu erhalten, ist es notwendig, die Koordinatenlage des Y-Leiters 2₂ festzustellen und dann den horizontalen Abstand χ von diesem Leiter Z₂ entsprechend der Gleichung (5) ru ermitteln. Deswegen erfolgt eine sequentielle Speicherung der festgestellten Signale, wobei diese Speicherung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die synchron mit der Geschwindigkeit der den Leitern zugeführten Impulsen ist Eine bestimmte Anzahl der festgestellten und gespeicherten Intensitatspegel wird sequentiell miteinander verglichen, wobei es sich in diesem Fall um drei Pegel handelt, um den maximalen Pegel festzustellen and dann die Berechnung entsprechend der Gleichlang (5) durchzuführen. Diejenige Leitung, die der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 am nächsten ist, wird dadurch festgestellt, daß ein Zähler jeweils um 1 weitergezahlt wird und damit

jeweils einem weiteren Leiter der Impulse zugeführt werden und dann bei Feststellung des maximalen gespeicherten Signalwertes dieser Zähler angehalten wird und der Zählerstand festgehalten wird. Diese einzelnen Funktionen werden im Umsetzblock 10 durchgeführt, der im einzelnen noch näher erläutert wird. Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist der horizontale Abstand χ durch das Verhältnis von drei Signalen festgestellt worden. Es ist offensichtlich, daß

ίο dieser Wert χ auch auf dem Verhältnis von mehr Signalen gemäß einem ähnlichen Prinzip erhalten werden kann. Es ist weiterhin klar, daß die genannten Beziehungen auch dann anwendbar sind, wenn die Tafel 1 und das Zeichenpapier 12 verschiedene dielektrische Konstanten haben und daß in der Praxis die durch die Gleichung (1) angegebene Beziehung genügend genau ist. Der tatsächliche Wert der Konstanten α kann experimentell ermittelt werden.
Wie sich klar aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, werden mögliche Fehler bei der Positionsbestimung auf Grund mangelnder Gleichförmigkeit in der mechanischen Struktur der Tafel, dem Material des Zeichenpapiers und anderer Faktoren, durch die Berechnung des Abstandes χ zwischen der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 und dem dazu nächsten Leiter vermieden, basierend auf den Verhältnissen der Signale, die von diesem Leiter und seinen auf beiden Seiten direkt benachbarten Leitern erhalten werden. Diese Methode hat zwei wesentliche Vorteile, einer besteht darin, daß die kleinste Auflösung dieses Systems wesentlich kleiner als der Abstand ρ zwischen den entsprechenden Leitern gemacht werden kann. Da die Lage des Abtastgriffels 8 gemäß den obigen Gleichungen festgestellt wird, ist die Auflösung nur durch das Signal-Rauschverhältnis, die Fehler in den Berechnungsschaltkreisen und ähnlichen Sachen beschränkt und wesentlich kleiner als der Wert p. Der andere Vorteil liegt darin, daß die horizontale Lage des Abtastgriffels unabhängig von den Veränderungen in der Aufwärts- und Abwärtsbewegung entsprechend der Lage h des Abtastgriffels 8 gemäß F i g. 3 ist. Die Höhe des Abtastgriffels 8 kann ent-/j\ sprechend der Dicke des Zeichenpapiers, der Unregelmäßigkeiten in der Form der Tafel, dem Schreibdruck und anderen Faktoren variieren, weil gemäß der vorliegenden Erfindung die Berechnung des Abstandes χ von einem Leiter unabhängig von dieser Höhenabweichung ist.
An Hand der F i g. 4 und 5 soll ein anderes wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung im nachfolgenden näher erläutert werden. Mit diesem Merkmal wird die notwendige Zeit, die für die Lagefeststellung notwendig ist, wesentlich reduziert.

ss Bei manchen Anwendungen wird das graphische Eingabesystem für die Eingabe einer Reihe von Koordinatenlagen benutzt, (die bei der kontmuier-Ichen Bewegimg des Abtastgriffels entstehen. In diesem Falle werden beispielsweise die Signale sofort dann der Datenverarbeitungsanlage zugeführt, wenn der Zeichner sie auf der Tafel aufzeichnet In diesem Falle ist es für die notwendige Genauigkeit erforderlich, daß die Koordinatenpositions-Angaben mit einer Geschwindigkeit von etwa 2Θ0 Punkten/Minute eingegeben werden müssen. FaBs die Abtastgeschwindigkeit für die Koordinatenpositionen, also auch die Berechnungsgeschwindigkeit, darunterliegt, können Fehler in der Erkennung 4er Koordinatenpositionea

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entstehen und die Zwischenräume zwischen den ein- notwendig, so daß in das elektronische Datenver-

zelnen Koordinatenpositionen größer werden, wobei arbeitungssystem Koordinatenwerte von 250 Punk-

es schwierig wird, das eingegebene Muster nachher ten pro Sekunde eingegeben werden können,

wieder darzustellen. Relativ hohe Geschwindigkeiten _ , ., , , _A ....

in den Berechnungsschaltkreisen sind auf Grund des 5 Beschreibung eines besonderen Ausfuhrungs-

heutigen Standes der Technik in der elektronischen beispieles

Schaltkreistechnologie ohne weiteres erzielbar. Es ist Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungs-

jedoch notwendig, für die Verbesserung der Genauig- beispiel der Erfindung dargestellt. Da jedoch die

keit die Abtastgeschwindigkeit zu erhöhen, mit der Konstruktion für die X- und y-Leiter fast identisch

die Koordinatenpositionen festgestellt werden. Bei io ist, wird nur die Beschreibung für die y-Leiter wie-

einem konventionellen System mit einer Tafel 1, in dergegeben.

der viele X- und Y-Leiter angeordnet sind, werden Fig. 6 zeigt das elektrische Blockdiagramm der die Hochfrequenzimpulse sequentiell den Leitern Treiberschaltung 7 und der Umsetzschaltung 10, die einer Koordinatenrichtung mit einem Zeitabstand mit einer Tafel 1 zusammenarbeitet, welche 200 Leivon τ zugeführt. Wenn N Leiter in jeder Koordinaten- 15 ter in 20 Blöcken in der .Y-Richtung aufweist, wie richtung vorhanden sind und eine Feststellung der in F i g. 4 dargestellt. Es soll zunächst auf Umsetz- X- und y-Koordinatenposition durch den Abtast- schaltung 10 eingegangen werden, nachdem durch griffel 8 erfolgt, dann ist maximal eine Zeit von die Steuerschaltung 6 entsprechend der Betätigung 2 τ N erforderlich. Wenn beispielsweise die Tafel der Schalter am Abtastgriffel 8 die notwendigen Start-200 · 200 Leiter aufweist, wie in F i g. 4 dargestellt, ao operationen vorgenommen wurden und die Treiberund die Pulse eine Zeitperiode von τ = 50 μββο schaltung 7 aktiviert ist. Die vom Abtastgriffel 8 fest-(20 KHz) aufweisen, erfordert dies 20 msec maximal, gestellten Signale werden über die abgeschirmte Leium nur eine X- und eine y-Koordinatenposition fest- tung 9 einem Verstärker 21 zugeführt. Der Ausgang zustellen. Dies beschränkt die Zeichnungsgeschwin- des Verstärkers 21 wird über eine Leitung 24 einem digkeit wesentlich, oder es vermindert die Genauig- »5 Schalter 26 zugeführt.

keit bei der Feststellung und Wiedergabe der Muster Es sei daran erinnert, daß die Hochfrequenzim-

erheblich. pulse den y-Leitern der Tafel 1 mit Zeitzwischen-

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung räumen von τ sequentiell zugeführt werden und daß des erfindungsgemäßen Systems wird zur Lösung die- dementsprechend das Signal 20, das vom Abtastse· Pioblems die Anzahl N der Leiter, die in X- und 30 griffel 8 festgestellt worden ist, aus einer Kette von y-Richtung angeordnet sind, in η Blöcke von m Lei- Pulsen mit Zeitzwischenräumen von r besteht. Der tern und zwei Stufen der Abtastung eingeteilt. Es Schalter 26 wird durch die Zeitpulse mit den Zeitwerden zur Feststellung der Lage des Abtastgrif- zwischenräumen τ gesteuert, die über eine Leitung 27 fels 8 die Blöcke und die einzelnen Leitungen inner- zugeführt werden und zum sequentiellen Speichern halb der Blöcke sequentiell abgetastet. Während der 35 der festgestellten Signale in Speicherschaltkreise Blockabtastung werden die Leiter in der entsprechen- 28 α, 28 b und 28 c mit einer Synchrongeschwindigkeit den Koordinatenrichtung sequentiell Block für Block dient, die der Geschwindigkeit der den y-Leitern zumit den Hochfrequenzsignalen beaufschlagt, und das geführten Impulse entspricht. Der Schalter 26 ist so im Abtastgriffel 8 festgestellte Signal wird daraufhin eingerichtet, daß er das jeweils neueste festgestellte geprüft, in welchem Block der Abtastgriffel 8 posi- 40 Signal vom Vorverstärker 21 immer dem Speichertioniert ist. Während der Zeilenabtastung, die der schaltkreis 28 α zuführt, und zwar jeweils dann, wenn Blockabtastung folgt, werden die Leiter innerhalb der Schalter 26 einen Zeitpuls erhält, des festgestellten Blockes sequentiell mit den Hoch- Die Speicherschaltkreise 28a, 28 ft und 28 c sind frequenzsignalen beaufschlagt, und das vom Abtast- Schaltkreise, die die Amplitude der zugeführten griffel 8 festgestellte Signal wird zur Feststellung des 45 Signale zumindest so lange halten, bis das nächste nächsten Leiters untersucht. Nachdem der nächste Signal zugeführt wird. Sie sind untereinander so ver-Leiter gefunden ist, wird der horizontale Abstand χ bunden, daß das jeweils nächste Signal der Schalzwischen der Spitze 11 des Abtastgriffels 8 und die- tung 28 a zugeführt wird und das vorher in diesem sem nächsten Leiter berechnet, und zwar entsprechend Speicherschaltkreis 28 a gespeicherte Signal in den der bereits erwähnten Gleichung (5). 50 nächsten Speicherschaltkreis 28 ft verschoben wird.

Fig. 4 unJ 5 zeigen ein Beispiel dieser Verhält- Wenn die innerhalb der Speicherschaltkreise28a, nisse. Fig. 4 ist eine Tafel 1 mit 200 Leitungen in 28 ft und 28 c zum Zeitpunkt/ gespeicherten Werte jeder der Richtungen X und Y gezeigt. Die Leiter beispielsweise v,, v„ und v, sind, dann sind zum Zeitsind in 20 Blöcken u je 10 Leiter unterteilt. Unter punkt t + _T die Werte v₄, ν und v„ in ihnen abgeder Annahme von Hocbirequenzimpulsen mit 55 speichert. Der Inhalt der entsprechenden Speicner-T=5tpsec. ist maximal eine Millisefcnäde notwen- schaltkreise wird einer Berechnungsschaltung 30 d% für die Abtastung far die Blöcke in der X- und über Leitungen 29<a, Z9b und 29c zugeführt. F-Richtong und 0,5 Millisekunden maximal für die Die Hauptfunknon der Berechnuügssehaltang 30 Entscheidung, welcher besondere Leiter innerhalb des ist die Berechnung des horizontalen Abstandes χ vom ansgewaatea Blocks am nächsten zur Spitze 8 des 60 y-Leiter, der am nächsten dem Abtastgrilel 8 ist Afetastgriffels Il ist In diesem FaDe dauert es maxi- Die Berechnung erfolgt gemäß der bereits erwähnten mal 3 MHisekoaden, ana die X- und y-Koordinaten- Gleichung (5). Eine Lefteffeststellungsschatemg 38, position festzasteflen, was eise wesentliche Zeiter- die später noch näher erläutert wird, stellt den maxisparais gegenüber den erwähnten 2Ö MHHsekunden malen Ausgaagsr»egel durch sequentielle Vergleictarag darsteSL fco Bdspiel der Fig. 5 ist eine Rfiffisekunde 65 der Ausgänge der Speicherschaltkreise 28ö, 28& und für die Berechnung vorgesehen, und demeatsprechend 28c fest. Wenn die Ausgänge vor und naeh einem smd nur 4 MHEsekuaden insgesamt für die Fest- gewissen Ausgangsweit kleiner sind als der Ausgang, steflang und Berechnung eines Koordinatenpunktes dann kann der höchste davon festgestellt werden

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und entschieden werden, welcher Leiter der nächste Leiter ist. Um die Genauigkeit der Entscheidung zu verbessern, ist es günstig, daß der Vergleich nur dann vorgenommen wird, wenn der Ausgangswert über einem bestimmten Wert liegt. Es ist gleichfalls möglich, die Genauigkeit weiterhin dadurch zu verbessern, daß die Anzahl der Speicherschaltkreise über Drei hinaus erhöht wird. Dies macht die Konstruktion jedoch komplizierter. Basierend auf der Entscheidung, welcher Ausgangspegel der höchste ist, und der Feststellung der Pegel vor diesem und nach diesem höchsten Wert, berechnet dann der Berechnungsschaltkreis 30 den horizontalen Abstand χ von dem y-Leiter, der dem Abtastgriffel 8 am nächsten ist. Die Berechnungsschaltung 30 wird später noch näher erläutert, sie kann jedoch analog oder digital aufgebaut sein. In beiden Fällen werden die Berechnungsergebnisse in ein Koordinatenregister 32 in digitaler Form über oder nicht über einem Anologdigital-Konverter 31 gegeben.

Um die AT-Koordinatenposition des Abtastgriflels 8 festzustellen, ist es nicht nur notwendig, den horizontalen Abstand χ von dem y-Leiter festzustellen, der dem Abtastgriffel 8 am nächsten ist, wie bereits dargelegt, sondern daß parallel dazu festgestellt wird, in welchem Block dieser y-Leiter liegt und welche Leitung speziell in diesem Block festgestellt wurde. Dies wird auf folgende Weise ermittelt. Der Blockfeststellungsschaltkreis 33 in Fig. 6 entscheidet, ob oder ob nicht der Abtastgriffel 8 in dem abgestasteten Block steht, durch die Prüfung, ob oder ob nicht ein Signal höher als ein bestimmter Wert in den Speicherschaltkreisen 28a, 286 und 28 c gespeichert ist, während die y-Leiter Block für Block abgetastet werden. Wenn kein Signalpegel höher ist als ein bestimmter gespeicherter Wert in irgendeinem der Speicherschaltkreise, dann generiert der Blockfeststellungsschaltkreis 33 ein negatives Ausgangssignal und veranlaßt dadurch die Steuerschaltung 6, daß der y-Blockzähler (nicht dargestellt) um eine Position weitergeschaltet wird, entsprechend diesem negativen Signal, so daß dann der nächste Block durch Generierung der Blockabtastimpulse über die Leitung 34 abgetastet wird. Wenn andererseits ein Signalpegel höher als ein bestimmter Wert in einem der Speicherschaltkreise gespeichert ist, dann generiert der Blockfeststellungsschaltkreis 33 ein zustimmendes Ausgangssignal, und die Steuerschaltung 6 verursacht, daß der y-Blockzähler sein Weiterschalten gemäß diesem Signal beendet und daß dessen Inhalt in ein Blockzahlregister 36 über die Leitung 35 eingespeichert wird. Bei diesem Punkt nun wird ein Zeilenabtastimpuls an Stelle des Blockabtas,timpulses auf der Leitung 37 generiert, so daß die entsprechenden Leiter in dem festgestellten Block nunmehr sequentiell mit den Hochfrequenzimpulsen beaufschlagt werden können.

Der Zeilenfeststellschaltkreis 38 stellt fest, ob oder ob nicht das höchste Signal in einem der Speicherschaltkreise vorhanden ist, während y-Leiter sequentiell unter der Kontrolle derZeilenabtastimpuIse abgefragt werden. Wenn das höchste Signal in keinem der Speicherschaltkreise vorhanden ist, dann generiert die Zeilenfeststellungsschaltung 38 ein negatives Signal, und der Steuerschaltkreis 6 verursacht, daß der F-Zeilenzähler (nicht dargestellt) um eine Position weitergeschaltet wird und daß dadurch der nächste y-Leiter mittels eines Zeilenabtastimpulses

auf der Leitung 37 abgetastet wird. Wenn jedoch das höchste Signal in einem der Speicherschaltkreise festgestellt wird, dann generiert die Schaltung 38 ein Zustimmungssignal, und die Steuerschaltung 6 verursacht das Anhalten des Zeilenzählers. Zu diesem Zeitpunkt wird dann gleichzeitig der Inhalt dieses Zählers in das Zeilenzahlregister 40 über die Leitung 39 eingespeichert. In dem Fall, in dem der dem Abtastgriffel 8 nächste Leiter der erste Leiter in einem

ίο festgestellten Block ist, ist eine gewisse Sonderbehandlung notwendig, die im einzelnen später unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschrieben wird.

In diesem Stadium ist nunmehr die Zahl des Blocks, die Zahl der Leitung innerhalb dieses Blocks und dann der horizontale Abstand χ festgestellt und in die verschiedenen zugeordneten Register abgespeichurt. Dadurch kann die Ä'-Koordinatenlage des Abtastgriffels 8 komplett auf Grund der Inhalte der Register als ermittelt angesehen werden. In anderen Worten wird gemäß dem dargestellten Beispiel die endgültige .Af-Koordinatenlage des Abtastgriffels 8 durch Addieren der Werte der Inhalte des Registers 36 multipliziert mit 10 p, des Wertes des Inhaltes des Registers 40 multipliziert mit ρ und dem Inhalt des Registers 32 ermittelt. Die für diese Addition notwendigen Schaltkreise sind in der Zeichnung nicht dargestellt, sie sind jedoch allgemein bekannt. Nachdem diese beschriebene Operation des Umsetzblockes 10 beendet ist und die notwendigen Positionsinformationen in das Datenverarbeitungssystem eingegeben wurden, werden durch ein Rücksetzsignal R von der Steuerschaltung 6 alle genannten Schaltkreise für nachfolgende Operation zurückgesetzt.

Im folgenden ist Aufbau und Wirkungsweise der Treiberschaltung 7 näher erläutert.

Die y-Leiter der Tafel 1 gemäß F i g. 6 sind in Blöcke geteilt, die jeweils m, beispielsweise 10 Leiter enthalten. In der Figur sind nur zwei Blöcke mit den Leitern I₁, I₂, ... l_m und 2,, 2₂, ... 2_m dargestellt, in der Praxis jedoch sind η Blöcke vorgesehen, beispielsweise 20, entsprechend der gesamten Anzahl dei y-Leiter N gleich η ■ m. Während der Blockabtastung, wenn nämlich Blockabtastimpulse von der Steuerschaltung 6 über die Leitung 57 zugeführt wird, verbindet eine Abtaststeuerschaltung 51 einen 20-kHz-Generator 52 mit einem Impulsverteiler 53, der seinerseits sequentiell die Hochfrequenzimpulse mit der Zeitintervallen τ den Leitungen 54,, 54₂,... 54„ entsprechend der Biöcka'utastimpulse verteilt. Die Leitung 54, ist mit allen y-Leitern I₁, I₂,... l_m, die w einem Block vorhanden sind, über Dioden 55,, 55, ... 55_m verbunden, so daß, wenn ein Hochfrequenzimpuls der Leitung 54, zugeführt wird, dieses Signa auf allen diesen y-Leitern erscheint. In gleichei Weise werden andere Leitungen 54^ S4_S,... 5%, ver

bunden, so daß dasselbe Hochfrequenziignal au allen y-Leitern 2,, 2₂,... 2_m im nächstes Block nacl der Zeit τ erscheint

Dementsprechend ist zur Feststellung, in wichen

Block der Abtastgriffe! S steht, es nur notwendig sequentiell Hochfrequenzimpulse den Leitungen 54, 54,, ... 54„ von der Imptüsverteilschaltung 53 zuzu führen und zu prüfen, tob oder ob nicht ein Signa oberhalb eines bestimmten Pegelwertes ia einem del

Ss Speicherschaltkreise 28 existiert, wie bereits Im Zu sammenhang mit der Umsetzsdhaltung W erwähnt Wenn kein Signal oberhalb eines bestimmten Pegelwertes festgestellt wird, dann wird die Impulsverteil

i.

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13 14

schaltung 53 so gesteuert, daß sie einen Hochfre- ist weiterhin offenkundig, daß zu diesen Funktu nen

quenzimpuls auf tue nächste Leitung gibt. Wenn der der Steuerschaltung dieser Steuersräaltung weitere

Blockfeststellungsschaltkreis 33 einen vorgegebenen Funktionen in gewünschter Weise übertragen werden

Block feststellt, dann veranlaßt die Steuerschaltung 6, können.

daß über die Leitung 37 Zeüenabtastimpulse züge- 5 Berechnungsschaltkreis

füart werden und daß 4er Abtaststeuerschaltkreis 51

den Pulsgenerator 52 entsprechend mit einer Impuls- Unter Bezugnahme auf die F i g. 7 ist im folgen-

verteilschaltung 56 verbindet den eine analog aufgebaute Berechnungsschaltung

Die Pulsverteilschaltung 56 als auch die Pulsver- dargestellt, die entsprechend der Gleichung (5) arbeiteilschaltung 53 führen sequentiell Hochfrequenz- io tet. Es sei jedoch darauf verwiesen, daß der beimpuLse den Y-Leiternl,, I₂, ...I_n, mit dem Ab- nutzte Algorithmus der Gleichung(5) geringfügig stand von τ zu. Die in einem Block angeordneten umgeformt ist.

m Leiter sind jedoch miteinander über Dioden 57,, Die in den Speicherschaltkreisen 28 a, 28 ft und

57₂ ...57_m, usw. verbunden, so daß der Leiter I₁ 28c, dargestellt in Fig. 6, gespeicherten Signalpegel mit dem Leiter 2, verbunden ist und der Leiter I₂ 15 werden über Leitungen 29 α, 296 und 29 c Multiplimit dem Leiter 2₂ und daß deshalb der dem Leiter I₁ zierern 60 a, 606 und 60 c, die in Fi g. 7 dargestellt zugeführte Impuls simultan auf dem Leiter 2_t und sind, zugeführt. Die Speicherschaltkreise sind so mitanderen Leitern entsprechend in den anderen Blök- einander verbunden, daß sie eine Speichereinheit des ken erscheint. In anderen Gruppen, wenn ein Hoch- Verschiebetyps bilden, so daß das jeweils neueste frequenzimpuls einem Leiter zugeführt wird, wird 20 Signal immer im ersten Speicherschaltkreis 28 a abdieser Impuls simultan allen Leitern m + 1, gespeichert wird. Der Einfachheit halber soll ange- Zm + 1,... (n — 1) · m + 1 zugeführt. nommen sein, daß der neueste Signalpegel V₃ im

Es ist deshalb zur Feststellung des Leiters, der Speicherkreis 28 σ, der höchste Signalpegel v₂ im dem Abtastgriffel 8 am nächsten steht, notwendig, daß Speicherkreis 286 und der älteste Signalpegel V₁ im die Pulsverteilungsschaltung 56 veranlaßt wird, se- 25 Speicherkreis 2Cc abgespeichert ist. quentiell Hochfrequenzimpulse den entsprechenden Die MultipLzierer 60 a bis 60 c sind derart ge-

Leitern in den entsprechenden Blöcken zuzuführen schaltet, daß die zugeführten Werte mit sich selbst und zu entscheiden, ob oder ob nicht der höchste multipliziert werden, so daß an dem Ausgang des Signalpegel in einer der Speicherschaltungen 28 ge- Multiplizierers 60a das analoge Signal V₂ ³ erscheint, speichert ist. Wenn kein Maximalsignalpegel ge- 30 am Ausgang des Multiplizierers 60 6 das analoge speichert ist, wird die Pulsverteilschaltung 56 durch Signal v₂* und am Ausgang des Multiplizierers 60 c den Zeilenabtastimpuls auf der Leitung 37 so ge- das analoge Signal V₂ ¹. Der Ausgang des Multiplisteuert, daß Hochfrequenzimpulse dem nächsten Lei- zierers 60 a ist über eine Leitung 61 mit dem negater zugeführt werden. Wenn der höchste Signalwert tiven Eingang eines Operationsverstärkers <I2 und mittels der Zeilenfeststellschaltung 38 festgestellt 35 über eine Leitung 63 mit einem Multiplizierer 64 j

wird, dann beendet die Steuerschaltung 6 die Opera- verbunden. Der Ausgang des Multiplizierers 60 c ist !

tion der Treiberschaltung 7 für die Y-Leiter und be- über eine Leitung 68 mit dem negativen Eiingang j

ginnt mit einer ähnlichen Abtastoperation für die eines Operationsverstärkers 67 verbunden und gleich- \

Ä'-Leiter. zeitig über eine Leitung 69 mit einem Multipli-

Die Dioden 57„ 57₂, ... 57_m in F i g. 6 verhin- 40 zierer 70. <

dem, daß die Hochfrequenzimpulse, die der Leitung Die in der Berechnungsschaltung 30 verwendeten

q gg

54, zugeführt werden, auf die Leiter in anderen Operationsverstärker sind kommerziell erhältlich und Blök üb di YLi I 2 I üb d A dß i lbih Oi

, g J

Blöcken über die .Y-Leitungen I₁, 2₂, ... I_n, über- von der Art, daß sie algebraische Operationen in j

tragen werden. Die Dioden 5S₁, 5S₂, ... 55_m ver- Übereinstimmung mit der Polarität der Eingangs- j

hindern, daß der Hochfrequenzimpuls, der jedem 45 signale durchführen können. Dementsprechend er- i

y-Leiter I₁, I₂, ... I_n, zugeführt wird, auf andere scheint am Ausgang des Operationsverstärkers 62 \

Leiter im selben Block über die Leitung 54, übertra- ein analoges Signal (v₂ ²—v_? ²), welches dann über eine ]

gen wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Hoch- Leitung 71 einem Multiplizierer 70 zugeführt wird. |

frequenzimpulse einem geeigneten Gleichspannungs- Weiterhin erscheint ein analoges Signal (v₂ ²—ν,²) \

pegel überlagert werden. 50 am Ausgang des Operationsverstärkers 62 und wird j

Die Pulsverteilerschaltungen 53 und 56 werden dann über eine Leitung 72 einem Multiplizierer 64 i

durch die Abtaststeuerung 51 gesteuert. Die Abtast- zugeführt. Unter den genannten Voraussetzungen sind !

steuerschaltung 51 kann aus elektronischen Schaltern die Ausgänge der Operationsverstärker 62 und 67

aufgebaut sein, die selektiv den Pulsgenerator 52 mit beide positiv, was dadurch festgestellt wird, daß der ]

den Pulsverteilschaltungen 53 und 56 entsprechend 55 Zeilenfeststellschaltkreis 38 festgestellt hat, daß das I

den Block- und Zeilenabtastsignalen der Steuerschal- Signal v₂ das Signal mit dem höchsten Pegel darstellt. j

tung 6 verbinden. Andererseits können die Impuls- Am Ausgang des Multiplizierers 64 entsteht ein j

Verteilschaltungen 53 und 56 aus elektronischen analoges Signal v₃ ² (v₂ ² — v,²), welches über eine Lei- I

Schaltern aufgebaut sein, die sequentiell ihre Lage tung 73 dem positiven Eingang eines Operationsver- \

bzw. ihren Zustand ändern, und zwar jedesmal dann, 60 stärkers 74 zugeführt wird und simultan dazu dem

wenn ein Abtastsignal von der Steuerschaltung 6 zu- positiven Eingang eines weiteren Operationsverstär-

geführt wird. kers 76 über eine Leitung 75 zugeführt wird. Am Aus-

Obwohl die detaillierte Konstruktion der Steuer- gang des Multiplizierers 70 wird ein Signal err.eugt,

schaltung 6 nicht im einzelnen dargestellt worden das den Wert V₁ ² (v₂ ² — V₃ ²) darstellt und das dem

ist, kann deren Aufbau durch Fachleute aus der bis- 65 negativen Eingang des Operationsverstärkers "4 über

herigen Beschreibung und deren Funktion als auch die Leitung 77 zugeführt wird und gleichzeitig dazu

auf Grund der Kenntnis der elektronischen Schalt- einem weiteren positiven Eingang des Operationsver-

kreistechnologie ohne weiteres ermittelt werden. Es stärkers 76 über einer Leitung 78, Aus diesem Grunde

15 ' ^J 16

wird am Ausgang des Operationsverstärkers 74 ein toren99<a, 9Od und 90 c auch über logische UND-

Kgnal Schaltungen miteinander verglichen werden, an

{^vsK^vi² — V₁ ²) — V₁ ⁵Cv₈* — ν ²)} ^{Stelle der} logischen ODER-Verknüpfungen. In diesem

Falle jedoch ist die für die Blockabtastung notwen-

erzeugt, und dann dem Devidendeneingang einer 5 dige Zeit größer oder die Konstruktion des Systems Teilerschaltung 80 über eine Leitung 79 zugeführt. komplizierter, so daß es wünschenswert ist, eine die-In ähnlicher Weise wird am Ausgang des Operations- ser ^rten in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Verstärkers 76 ein Signal Gesamtanlage zu wählen. Weiterhin ist unter der Zv-²Ty ² — ν ²) + ν *(v ² — ν ²)} Voraussetzung, daß das neueste abgetastete Signal ¹²³ ίο jeweils in der Speicherschaltung 28 a abgespeichert

erzeugt und dann den Devisoreingang der Teiler- ist, es nicht notwendig, die Pegeldetektoren 906 und

schaltung 80 über eine Leitung 81 zugeführt Das 90 c vorzusehen.

Teilungsergebnis der Differenz durch die Summe am In dem Zeitpunkt, zu dem nach einer abgeschlos-

Ausgang der Teilerschaltung 80 wird dann über eine senen Blockabstastung die entsprechenden Leiter in

Leitung 82 einem Multiplizierer 83 zugeführt und mit 15 dem festgestellten Block sequentiell abjestastet wer-

der Konstanten p/2 multipliziert, die an dem anderen den, wird die Zeilenfeststellungsschaltung 38 betätigt,

Eingang des Multiplizierers 83 zugeführt wird. welcher Leiter dem Abtastgriffel 8 am nächsten ist.

j Der in der Berechnungsschaltung 30 gemäß F i g. 7 Dies wird in der folgenden Weise durchgeführt. Die

I benutzte Algorithmus ist der gemäß der Gleichung (5), Signalpegel werden sequentiell in den Speicherschalt-

j jedoch in leicht modifizierter Form, es ist jedoch so kreisen 28a, 286 und 28c gespeichert, und wenn der

Ί offenkundig, daß kein wesentlicher Unterschied zwi- höchste Signalpegel v₂ in der Speicherschaltung 28 b

sehen diesen beiden Algorithmen besteht und daß abgespeichert ist, wie bereits vorher angenommen,

der erhaltene Ausgangswert, d. h. der Ausgang am dann werden die Ausgänge der Operationsverstärker

j Multiplizierer 83, den Wert darstellt, der dem Wert Jt 62 und 67 positiv und generieren einen Signalpegel

entsprechend der Gleichung (5) entspricht. Da das 25 oberhalb eines bestimmten Wertes. Dieser Zustand

Ausgangssignal analog ist, wird es über einen Ana- wird durch Pegeldetektoren 103 und 104 festgestellt,

i log-Digitalwandler 31, dargestellt in Fig. 6, digitali- die über Leitungen 101 bzw. 102 mit den Operations-

] siert und dann in das Koordinatenregister 32 einge- verstärkern 62 bzw. 67 verbunden sind. In anderen

j geben und zusammen mit den Inhalten der Register Worten, wenn der Zustand an den entsprechenden

j 36 und 40 zur Bestimmung der AT-Koordinate des 30 Ausgängen der Pegeldetektoren 103 und lOl positiv

j Abtastgriffels 8 benutzt und gegebenenfalls in die oder gleich »1« ist, dann zeigt dies an, daß der

j elektronische Datenverarbeitungsanlage oder ein höchste Signalpegel v, im Speicherschaltkreis 28 6

j anderes Speichermittel eingegeben. Falls ein Gatter, abgespeichert ist. Aus diesem Grunde werden die

! das in F i g. 7 nicht dargestellt ist, zwischen dem Ausgänge dieser Pegeldetektoren während der Zei-

) Multini;7ierer 83 und dem Ana!og-Digita!wand!er3l 35 lenabtastung über logische UND-Schaltungen in einer

j angeordnet ist, und dieses Gatter nur dann betätigt Zeilenfeststellungslogik 105 zusammengeführt, und

j wird, wenn ein zustimmendes Signal von der Zeilen- der Ausgang dieser Logik 105 wird der Steuerschal-

j feststellungsschaltung 38 vorliegt, dann können Feh- \ung 6 über die Leitung 106 zugeführt. Wie dieser

j ler in der Arbeitsweise auf Grund unerwünschter Ausgang durch die Steuerschaltung 6 verwertet wird,

j Ausgangssignale vermieden werden. 40 wurde bereits beschrieben.

ι Das Bezugszeichen 33 in F i g. 7 stellt das Block- In den Fällen, in denen der Abtastgriffel 8 nahe

! schaltbild der mit derselben Bezugsziffer in F i g. 6 zwischenliegenden Leitern, d. h. nicht dem ersten

j dargestellten Schaltung dar. In der Blockabtastweise, und nicht dem letzten Leiter in einem festgestellten

j wenn den F-Leitern des abgetasteten Blocks simul- Block liegt, dann arbeitet die Zeilenfeststellungs-

: tan Hochfrequenzimpulse zugeführt werden und wenn 45 schaltung 38 erfolgreich wie beschrieben. Wenn je-

j der Abtastgriffel 8 in dem abgetasteten Block steht, doch der Abtastgriffel nahe dem ersten oder dem

j sind in den Speicherschaltkreisen 28a, 286 und 28 c letzten Leiter in einem festgestellten Block liegt, wer-

i Potentialwerte gespeichert, die oberhalb eines be- den poMt; Ausgangswerte oberhalb eines bestimm-

Ϊ stimmten Pegels liegen. Pegeldetektoren 90a, 906 ten Wertes nicht gleichzeitig von den entsprechenden

j und 90 r sind zur Erkennung solcher Pegel oberhalb 50 Operationsverstärkern 62 und 67 zugeführt. Das

i bestimmter Werte vorgesehen, um dadurch den Block heißt, daß kein effektives Zustimmungssignal von dei

j festzustellen, in dem der Abtastgriffel 8 vorhanden Zeilenfeststellungsschaltung 38 festgestellt werden

I ist. Diese Pegeldetektoren sind mit den Ausgängen kann, selbst dann, wenn die Zeilenabtastoperation

\ 29a, 296 und 29c über die Leitungen 91a, 916 innerhalb eines Blockes vollständig durchgeführt

ί und 91 c entsprechend verbunden. Während der 55 worden ist. Dementsprechend ist in dem Fall, in dem

I Blockabstastung werden mittels einer Blockfeststel- dei Block bereits ermittelt wurde, in dein der Ab-

1 lungslogik 92 die Ausgänge der Pegeldetektoren 90 a, tastgriffel 8 vorhanden ist, dann jedoch noch nichl

j 906 umi 90c über logische ODER-Schaltungen ge- der nächste Leiter in diesem Block festgestellt wor-

I prüft; und das Ausgangsergebnis wird über eine Lei- den, so daß wiederum die Zuführung eines Zeilen-

j tung 93 der Steuerschaltung 6 zugeführt. Das Block- 60 abtastsignals von der Steuerung 6 erforderlich wird

I abtastsignal, das der Blockfeststellungslogik 92 züge- um die Zeilenabtastung in diesem Block erneui

I führt wird, setzt diese Schaltung nur während der durchzuführen.

^s Blockabtastung in Tätigkeit. Wie der Ausgang der Zu Zwecken der einfacheren Erklärung sei ange·

} Blockfeststellungsschaltung 33 durch die Steuerschal- nommen, daß der Abtastgriffel 8 am nächsten den

tung 6 ausgenutzt wird, wurde bereits im Zusammen- 65 ersten Leiter 2, im zweiten Block (s. Fig. 6) steht

hang mit der Fi g. 6 erläutert. Dann sind die Signalpcgel v_m, v_m_, und v_m_„ in der

: Um die Genauigkeit der logischen Entscheidungen Speicherschaltkreisen 28a, 286 und 28c abgespei-

zu verbessern, können die Ausgänge der Pegeldetek- chert, wenn die erste Zeilenabtastoperation beende

i$t Bs sei bemerkt, daß zu diesem Zeitpunkt entsprechend der in Fig. 6 dargestellten Verbindung der Y-Leiter djese Signalpegel von den Leitern I_11n I_1n-1 I_91-2 im ersten Block induziert werden, die relativ näher dem ersten Leiter 2, sind als den anderen entsprechenden Leitern 2_m 2_m-1 und 2„,__s im zweiten Block. Wenn dann dementsprechend zu diesem Zeitpunkt die zweite Zeilenabtastoperation gestartet worden ist und der erste Hochfrequenzimpuls zugeführt wird, werden die Signalpegel V₁, v_m, v_m. j in die Speicherschalterkreis 28 a, 286 und 28 c entsprechend eingeschrieben, und wenn dann der zweite Hochfrequenzimpuls zugeführt wird, werden die Signalpegel V₁, v, und v_m darin eingeschrieben. Wenn diese Situation damit dann erreicht ist, kann die Zeilenfeststelluagsschaltupg 38 ein zustimmendes Ausgangssignal generieren und simultan dazu die Berechnungs-

schaltung 30 den horizontalen Abstand χ von dem nächsten Leiter entsprechend der gespeicherten Werte berechnen. Die detaillierte Schaltung für diese besondere Operation ist in den Figuren nicht dargestellt S jedoch ist offensichtlich, daß dies einfach und auf Grund der Beschreibung insgesamt möglich ist

Mk der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf vorteilhafte und einfache Weise das Auflösungsvermögen graphischer Schreibtafeln wesentlich Ober den

ίο Abstand der einzelnen Leiter hinaus erhöht werden und außerdem durch die beschriebene Block- und Zeilenabtastung die Geschwindigkeit zur Aufnahme graphischer Informationen wesentlich erhöht werden. Dies führt dann auch dazu, daß durch den größeren möglichen Abstand zwischen den einzelnen Leitern die Herstellung der Zeichentafeln wesentlich vereinfacht und verbilligt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ι 2 Abstand angeordneten Leitern, denen sequentiell Hochfrequenzinipulse zuführbar sind, sowie ein Ab- Patentanspriiche: tastgriffel vorgesehen ist, welcher mit seiner Spitze über die Tafel bzw. umzuwandelnde Punkte führbar λ ν α- ii^ und der kapazitiv auf Potentialänderungen an-

1. Vorrichtung zur Umwandlung der Koordi- 5 «t und °f^X_{seine SpiUe m} der Nähe impuls-

naten eines auf einer Hache befindlichen Punktes ^"^"^rbefindet, und bei der auf cVund

in elektrische Signale wobei eine Tafe mit meh- «£%**£& _{vora Abtast}griffel ennittelten Signale

reren in bestiinmtem Muster und Abstand ange- olw "P Impulsfortschaltung von

ordneten Leitern, denen sequentiell Hochfre- sowie aut wu _{en(Jer Re}^_ter ^ _Koorf._

quenzimpulse zuführbar sind, sowie ein Abtast- 10 Lerter zu ιλ Abtastgriffels entsprechend

griffel vorgesehen ist, welcher mit semer Spuze «J^JgJ^⁵*,, τ^_1βΓ zu Leiter festgestellt wer-

über die Tafel bzw. umzuwandelnde Punkte führ- den ^stana«^ besonders zur Verwendung

bar ist und der kapazitiv auf Potenüalanderungen Jn Diese Vomcn ung _]asdiet i_nfonnatione5

anspricht, wenn sich seine Spitze in te Nabe im- ^/^^gimnjanlage geeignet und v_OI-

pulsführender Leiter befindet, und bei der auf 15 m einer uaicnvci

Grund dieser kapazitiv vom Abtastgriffel ermit- ^rJf?: _„. Lochbänder, Eingabetastaturen usw. telten Signale sowie auf Grund von die Impuls- Jfigg&ggZt Daten bekannt, die in einer fortschaltung von Leiter zu Leiter festhaltender «"J ^^"Datenverarbeitungsanlage bearbeitet Register die Koordinatenweue der Spitze des Ab- devonischen ua _b ⁵ _{emittel m die} ^_n. ta^tgriffels entsprechend den Abstanden von ao ^^SrMormationen nicht geeignet. Falls Leiter zu Leiter festgestellt werden, d a d u r c h gäbe |«P™™ , _{d h} ^uVn werden, müssen die gekennzeichnet, daß Speicherschaltkreise teBjgg« _punkte (21«. 28fc, 28c) vorgesehen sind die sequentiell ^ ^^ΓΙ graphische Information bilden, wenigstens drei vom Abtas^nffel (8) fes^esteHte de r ^ _zusai_{n mit} ihren Identifizierungsund von benachbarten Leitern (2, 2₂, 2_S) indu- »5 aui aie:w'«» blht erden und mittel

wenigstens drei vom Abtas^nffel (8) fes^este ^ _zusai_{n mit} ihren Identifizierungsund von benachbarten Leitern (2, 2₂, 2_S) indu- »5 aui aie:w'«» abgelocht werden und mittels zierte Potentiale (v„ v₂, v₃) speichern, und daß codes oder ^™ , |_{n werden}. _{ln anderen Fäl}. eine Berechnungsschaltung (30) vorgesehen ist ««^SSÄfomiation durch eine besondie aus bestimmten geometrischen Beziehungen ¹^ "^j^S dllt d d dh

eine Berechnungsschaltung (30) g ^SSÄfomiation durch eine beson-

die aus bestimmten, geometrischen Beziehungen ¹^ "^j^Scta dargestellt werden und durch entsprechenden Verhältnissen der festgestellten ^^^^P^^^gung von Koordinaten- und gespeicherten Potentiale (v„ v₂, v₃) den Ab- 30 einen ^ComP^uter.J^u^7i:„ die die graphische stand (x) der Spitze(ll) des Abtastgriffels (8) posrtionen _benutzt werden d^eto B¹Jg⁸^