SU1080163A1 - Устройство дл считывани графической информации - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее ле;|«шет с вум  системами координатpfcjx шин,каж;ца  из котоЕ дх ыпблйенав иде синусной и косинусной петле|Образных обмоток, смещенных одна относительно другой по соответству1сщей координате на четверть периода укладки координатных шин, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и. усилитель, выход которого подключен к катушке индуктивности съемника координат, индуктивно св занного с упом нутыми обмотками систем координатных шин, блоки формировани  фазомодулированных сигналов, выходы которых подключены к входам блоков формировани  кодов координат, Отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, устройство содержит блоки компенсации взаимоиндукции синусной и косинусной петлеобразных обМоток Систем координатных шин, выполненные, например,в виде двух катушек индуктивности, од- 9 ни концы которых подключены к выходам синусной и косинусной петлеобразных обмоток соответствук дей систет  координатных шин, а другие кон цы - к входам соответствующих блоков формировани  фазомодулированных сигналов .

Description

Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано дл : считывани  и ввода в ЭВМ графической информации. Известно устройство дл  считьтани  графической информации, содержа щее планшет с ортогональными систем ми токопровод щих координатных шин, подключенных с одним из выходов источника синусоидальных токов, съемник координат, содержащий индуктивный датчик, соединенный с соответст вующими полосовыми фильтрами, и бло ки определени  координат, одни из входов которых подключены к другим выходам источника синусоидальныхси налов, усилители, интеграторы и сум маторы, выходы которых подкхйочены к другим выходам блоков определени  к ординат, а входы - соответственно к выходам интеграторов и усилителей, входы которых соединены с выходами полосовых фильтров, а съемник коорди нат- содержит емкостной датчик, под . .ключенный к входам соответствующих .полосовых Фильтров l . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность считывани  Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  считывани  графической информации, содержащее планшет с двум  системами координатных влин, кажда  из к;оторых выполнена в виде синусной и косинусной петлеобразных обмоток, смещенных одна относительно другой по соответствующей координате на четверть периода укладки координатных шин, последовательно соединён ные генератор импульсов, делитель ча стоты и усилитель, выход, которого по ключей к катушке индуктивности съемника координат, индуктивно св занног с упом нутыми обмотками систем координатных шин, блоки формировани  фазомодулированных сигналов, выходы ко торых подключены к входам блоков формировани  кодов координат , Недостаток этого устройства состоит в низкой точности считЕлвани , что объ сн етс  существованием взаимной (перекрестной) фазовой модул ции между упом нутыми амплитудномодулированными сигналами по простра ственной частоте (по координате), возникающей при их формировании и привод щей к нелинейности фазы фазомодулированного сигнала. Цель изобретени  - повышение точности считывани  за счет компенсации взаимной фазовой модул сции упом нутых модулированных сигн;алов Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  считывани  графической информации, содержащее планшет с двум  системами координатных щин, кажда  из которых выполнена в виде синусной и косинусной петлеобразных обмоток, смещенных одна относительно другой по соответствующей координате на четверть периода уклад- ки координатных шин, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель, выход которого подключен к катушке индуктивности съемника координат, индуктивно св занного с упом нутыми обмотками систем координатных шин, блоки формировани  фазомодулированных сигналов , выходы которых подключены к входам блоков формировани  кодов координат , содержит блоки компенсации взаимоиндукции синусной и косинусной петлеобразных обмоток систем координатных шин, выполненные, например, в виде двух катушек индуктивности, ода. концы которых прдключены к выходам синусной и косинусной петлеобразных обмоток соответствук дей системы координатных шин, а другие концы - к входам соответствующих блоков формировани  фазомодулированных сигналов. На чертеже представлена блок- 5хема устройства. Устройство содержит планшет 1, изготовленный из диэлектрического материала, в тело которого, уложены перва  2 и втора  3 системы токопровод щих координатных шин, съемник 4 координат, катушка индуктивности которого индуктивно св зана с системами 2 и 3 координатных шин, первый 5 и вторрй 6 блоки формировани  кодов координат, первый 7 и второй 8 блоки формировани  фазомодулированных сигналов , выходами соединенные с входами одноименных блоков.формировани  кодов координат, первый 9 и второй 10 блоки компенсации взаимоиндукции синусной и косинусной петлеобразных обмоток систем координатных шин,входы которых соединены с выходами систем координатных шин, а выходы - с входами соответствующих блоков 5 и 6 формировани  фазомодулированных сигналов, последовательно соединенные генератор 11 импульсов, делитель 12 частоты, разр дными входами соединенный с другими входами блоков 5 и б формировани  кодов координат, и усилитель 13, выход которого соединен с индукционной системой указател  4 координат. Блоки 5 и б сформировани  кодов координат (х и у) идентичны и содержат счетчик 14 дл  измерени  сдвига фаз, счетчик 15 числа пространственных периодов . Разр дные входы счетчика 14 дл  измерени  сдвига фаз соединены с разр дными выходами делител  12 частоты , в.ход перезаписи - с выходом соответствующего блока 7(8) формировани  фазомодулированных сигналов, а два стаЕ пих выходных разр да зтого счетчика - с входами узла 16 управлени  счетчиком-15 периодов, другой

вход которого соединен с выходом упом нутого блока формировани  фазомодулированных сигналов, а выходы подключены к входам сложени  и вычитани  счетчика 15.

Блоки 7.и 8 формировани  фазомодулированных сигналов также идентичны и состо т каждый из последовательно соединенных аналогового сумматора 17, первым входом через фазосдвигающий узел 18, а вторым - непосредственно соединенного с выходами соответствующего блока (9 или 10), а выходом через полосовой фильтр 19 - с входом амплитудного дискриминатора 20,

Узел 16 управлени  счетчиком числа периодов состоит из триггера 21 и логических элементов И 22 и 23, входы которых соединены с входами и выходами триггера 21 и с выходами двух старших разр дов счетчика 14, а выходы - соответственно с входами сложени  и вычитани  счетчика 15.

Первый 9 и второй 10 блоки компенсации взаимоиндукции синусной и косинусной петл.образных обмоток состо т из катушек 24 и 25 индуктивности , индуктивно св занных друг с другом . При этом величина взаимной индуктивности катушек 24 и 25 индуктивности выбираетс  равной по модулю и обратной по знаку величине взаимной индуктивности синусной и косинусной координатных обмоток первой 2 и второй 3 систем координатных .ши.

Система 2 (3) координатных шин состоит из синусной и косинусной петлеобразных обмоток. Синусна  обмотка 26 координатных шин св зана с на;чалом обмотки катушки 24 индуктивности блока 9, а косинусна  обмотка 27 координатных шин - с концом обмотки катуш-1 ки индуктивности 25.

Конец обмотки катушки 24 индуктив .ности через согласующий трансформатор (не показан) и через фазосдвигающий узел 18, а начало обмотки катушки 25 индуктивности через согласующий трансформатор (на схеме также не показан ) подключены к входам аналогового сумматора 17 блока 7(8) формировани  фазомодулированных сигналов.

Устройство работает следующим образом .

После установки и закреплени  на рабочей поверхности планшета 1 носител  считываемой, графической инфор (Мации включают устройство и устанав (ливают съемник 4 координат в область пересечени  линейных зон пол  считывани  координатной матрицы, примыкающих к границам начала пол  считыва ни  совпадающих с координатными ос ми прин той системы координат, В момент включени  генератор 11 импульсов формирует последовательность импульсов, при поступлении которых на вход делител  12 частоты последним формируетс  периодический сигнал. Этот сигнал с помощью полосового усилител . 13 преобразуетс  в синусоидальный сигна электрического тока частоты ( .

Протека  по индукционной системе съемника 4 координат, упом нутый элетрический ток возбуждает, в окрестности точки считывани  синусоидальное электромагнитное поле. Это поле наводит в проводниках синусной и косинусной обмоток системы 2 координатных шин планшета 1 первый и второй амплитудно-модулированные сигналы ЭДС взаимоиндукции.

Благодар  выбору геометрических параметров взаимодействук цих индукционных систем (период d укладки координатных шин синусной и косинусной сеток координатных шин и радиусы индукционных катушек съемника -4 координат ) амплитуды амплитудно-модулиро .ванных сигналов представл ют собой синусоидальные функции измер емой координаты: ..

оО О

- X и E cos

Далее рассматриваетс  работа устройства по измерению одной из координат считываемой точки графического изображени , а именно координаты X. Считывание другой координаты выполн е.тс  аналогично.

В свою очередь токи первого и второго амплитудно-модулированных сигналов , протекающие соответственно по проводникам синусной и косинусной обмоток систенжл 2 координатных шин, создают вторичные переменные электромагнитные пол . Благодар  существованию электромагнитной св зи между синусной и косинусной обмотками названные электромагнитные пол  навод т в этих сетках вторичные ЭДС взаимоиндукции . Причем вторична  ЭДС взаимоиндукции , наведенна  в синусной обмотке координатных шин, пропорциона )льна току, протекающему по косинусно обмотке. И, напротив, вторична  ЭДС взаикюиндукции, наведенна  в косинус|ной обмотке, пропорциональна току, протекающему по синусной обмотке. Одновременно токи первого и второго амплитудно-кюдулированных с.и налов, протека  по проводникам катушек 24 и 25 индуктивности блока 9 компенсации взаимоиндукции обмоток благодар  .наличию индуктивной св зи между эти .ми катушками индуктивности, создают в каждой из них соответствукицие дополнительные ЭДС взаимоиндукции.

Коэффициент св зи катушек 24 и 25 индуктивности и включение их в схему (встречно) установлены так, что дополнительна  ЭДС, наведенна  в катушке 24, равна и противоположно направлена дополнительной ЭДС, наведенной в синусной обмотке полем тока косинусной обмотки, а дополнител на  ЭДС, наведенна  в катушке 25, равна и противоположно направлена дополнительной ЭДС, навеЗденной в ко синусной обмотке полем тока синусной обмотки. Таким образом, в последова тельных электрических цеп х , состо  щих из синусной (косинусной) обмото системы 2, катушек 24(25) индуктивности и нагрузочных элементов (первичные обмотки согласующих трансформаторов ), действуют одновременно по три ЭДС ЭДС взаимоиндукции, наведенна  полем тока катушке индуктивности съемника 4 координат, JSTOрична  ЭДС, наведённа  в -синусной (косинурной) обмотке полем тока, про текаклцеТ о по косинусной (синусной) Обмоткам, и дополнительна  ЭДС взаимоиндукции , наведенна  в катушке 25(25) индуктивности. Последние пары ЭДС (вторична  и дополнительна ) име  одинаковую величину и будучи противоположно направленными, вычитаютс  в блоке 9. В результате на выходах названной схемы фиксируютс  амплитудные.модулированные сигналы э sin -т- X S i ntjt ;„ cos -j- xsinwt в которых отсутствуют составл ннцие ЭДС взаимоиндукции, обусловленные электромагнитной св зью между синусной и косинусной сетками системы 2 координатных шин. Поступа  на вход канала 7 формировани  фазомодулированных сигналов сигнал е., , сдвинутый по- фазе фа сдвигающей схемой 18 на угол , сум мируетс  сигналом eg . Результирующий фазомодулированный сигнал со строго линейно измен к цейс  фазой (х) f с выхода аналогового сумматора 17 че рез полосовой фильтр 19 поступает на вход амплитудного дискриминатора 20 На выходе амплитудного дискриминатора 20 формируетс  двухуровневый сигнал (меандр), одноименные фронты йоторого сдвинуты относительно фронтов выходного сигнала делител  12 частоты на величину фазового сдвига, пропорционального удалению центра съемника 4 координат от оси04 координал нойсистемы. Код фазового сдвига ре гистрируетс  в счетчике 14 путем перезаписи текущего кода из делител  12 частоты в этот счетчик стробирующим сигналом, формируемым по переднему фронту двухуровневого сигнала , поступающего на счетчик 14 с выхода амплитудного дискриминатора 20. На этом измерение координат х считываемой точки, если последн   расположена в области пересечени  линейных зон пол  считывани  координатной матрицы,примыкающих к границам начала пол  считывани , заканчиваетс . Дл  измерени  координат произвольной точки графического изображени , наход щихс  за пределами области пересечени  линейных зон пол  считывани , примыкающих к границам начала пол  считывани , не выключа  устройства и не открыва  указател  4 координат от поверхности носител  графической информации, перемещают его в эту точку. В процессе перемещени  в сторону увеличени  считываемой координаты при прохождении каждой зоны, равной периоду d укладки координатных шин, коды двух старших разр дов счетчика 14 дл  измерени  сдвига фаз ме н ют свои значени  в следугацей последовательности: 00, 01, 10, 11 и т.д. При этом при переходе от кода 11 в код 00 узлом 16 управлени  вырабатываетс  единичный х:игнал, поступающий на суммирующий вход счетчика 15 числа пространственных периодов. В последнем к значению хран щегос  там кода добавл етс  единица. В процессе перемещени  съемника 4 координат в сторону уменьшени  считываемой координаты значени  упом нутого кода-двух старшигГ разр дов счет чика 14 измен ютс  в обратной последовательности , и при переходе из сдвой зоны в другую (соседнюю) узлом il6 управлени  вырабатываетс  единичный сигнал, поступающий на вычитающий вход счетчика 15. Код считываемой координаты (абсолютное значение) составл ет код счетчика 14 дл  измерен-и  сдвига фаз, пропорциональный удалению центра съемника 4 координат от границы начала зоны с точкой считывани , и код счетчика 15 числа пространственных периодов, адекватный номеру зоны с точкой считывани . В результате введени  блоков 9 и 10 компенсации взаимоиндукцииусинусной и косинусной петлеобразных обмоток систем координатных шин достигаетс  повьниение точности считывани  путем исключени  составл ющей методической погрешности, св занной с взаимной (перекрестной) фазовой модул цией амплитудно-модулированных сигналов, участвующих в процессе счи .тывани .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее рла-яшет с двумя системами координат|1Ых шин ,каждая из которых выполнена в #иде синусной и косинусной петлеобразных обмоток, смещенных одна относительно другой по соответствующей ^координате на четверть периода уклад- ки координатных шин, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель, выход которого подключен к катушке индуктивности съемника координат, индуктивно связанного с упомянутыми обмотками систем координатных шин, блоки формирования фазомодулированных сигналов, выходы которых подключены к входам · блоков формирования кодов координат, Отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит блоки компенсации взаимоиндукции синусной и косинусной петлеобразных обМоток Систем координатных шин ,выполненные,например,в виде двух катушек индуктивности, од- § ни концы которых подключены к выходам синусной и косинусной петлеобразных обмоток соответствующей система координатных шин, а другие кон цы - к входам соответствующих блоков формирования фазомодулированных сигналов . .

   0910901 ‘