SU1112382A2 - Устройство дл считывани графической информации - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ по авт. св. № 922817, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности при считывании графической информации, оно содержит электропневмопреобразователь с трубопроводом , причем съемник координат содержит вакуумную камеру, соединенную с трубопроводом электропневмопреобразовател , управл ющий вход которого, соединенный с управл ющим входом блока формировани  координат , подключен к шине управлени  устройства . СО с to со 00 to

Description

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок формировани  координат содержит триггер, два элемента И, последовательно соединенные первый счетчик, инвертор, регистр , сумматор, схему сравнени  и элемент задержки, а также последовательно включенные второй счетчик, первый и второй коммутаторы, узел пам ти и узел вывода координат, причем счетный вход триггера  вл етс  одним из входов блока и соединен с первыми Входами элементов И и управл ющим входом первого счетчика, разр дные входы которого  вл ютс  другими входами блока, выходы первого счетчика соединены с одними из входов сумматора, первого коммутатора , с вторым и третьим входами элементов И, четвертые входь которых подключены к выходам триггера, другие входы которого соединены f выходом старшего paSр да первого счетчика, выходы элементов И соединены с вхбдами второго счетчика, выход элемента задержки подключен к управл ющему входу регистра, выход схемы сравнени  соединен с управл ющим входом первого коммутатора, одни из выходов второго коммутатора подключены к соответствующим входам узла вывода координат,а управл ющий вход второго коммутатора, соединенный с управл ющим входом узла пам ти,  вл етс  управл ющим входом блока.

t

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть ис , пользовано при создании устройств дл  ввода графической информации в электронные

. вычислительные мащины.

Известно устройство дл  считывани  графической информации, содержащее планшет с двум  ортогональными системами токопровод щих координатных щин, индуктивно св занных со съемником координат и подключенных к одним из входов сумматора, выход которого через фазовый компаратор соединен соответственно с одним из входов последовательно соединенных элемента И и блока формировани  координат, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, полосовой фильтр, подключенный к другому входу фазового компаратора и к усилителю, выход которого подключен к съемнику координат, разр дные выходы делител  частоты соединены с другими входами элемента И 1.

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности считывани  координат. Это обусловлено тем, что взаимодействие цилиндрической катушки съемника координат с парой сдвинутых на четверть периода укладки систем шин принципиально не обеспечивает сохранение синусоидального закона изменени  наводимого на них сигнала. В результате сигнал рассогласовани  фаз опорного и ипдукцированного сигналов, преобразуемый в устройстве в код координат,  вл етс  нелинейной функцией перемещени  съемника координат относительно координатных шин.

По основному авт. св. № 922817 известно устройство, содержащее планщет с системами ортогональных токопровод щих координатных шин, индуктивно св занных со съем НИКОМ координат и подключенных к одним

Из входов двух сумматоров, каждый из которых выходом через фазовый компаратор соединен с одним из входов соответствующих последовательно соединенных элемента 5 И и блока формировани  координат, последовательно соединенные генератор импульсов , делитель частоты, разр дными выходами соединенный с другими входами элементов И, и полосовой фильтр, подключенный к другим входам фазовых компараторов и усилителю, выход которого подключен к съемнику координат, и блок коррекции фа . зовых искажений, входы которого соединены с разр дными выходами делител  частоты, а выходы - с другими входами суммато5 ра 12.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что при включении его в состав многопультовой системы, содержащей ЭВМ и р д соединенных с ней по общему каналу устройств ввода-вывода, оно не обеспечивает

высокой надежности считывани  графической информации, .поскольку его работа не координируетс  ЭВМ. В результате в момент съема координат графика канал св зи с ЭВМ может быть зан т другими устройства5 ми и считанна  информаци  не попадет в ЭВМ т. е. :будет утрачена.

Цель изобретени  - повышение надежности при считывании графической информации .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

устройство дл  считывани  графической информации содержит электропневмопреобразователь с трубопроводом, причем съемник координат содержит вакуумную камеру, .соединенную с трубопроводом электропневмопреобразовател , управл ющий вход которого , соединенный с управл ющим входом блока формировани  координат, подключен к шине управлени  устройства.

Кроме того, блок формировани  коорди нат содержит триггер, два эшемента И, последовательно соединенные первый счетчик, инвертор, регистр, сумматор, схему сравнени  и элемент задержки, а также последовательно включенные второй счетчик, первый и второй коммутаторы, узел пам ти и узел вывода координат, причем счетный вход триггера  вл етс  одним из входов блока и соединен с первыми входами элементов И и управл ющим входом первого счетчика, разр дные входы которого  вл ютс  другими входами блока, выходы первого счетчика соединены с одними из входов сумматора, первого коммутатора, с вторым и третьим входами элементов И, четвертые входы которых подключены к выходам триггера, другие входы которого соединены с выходом старшего разр да первого счетчика, выходы элементов И соединены с входами второго счетчика, выход элемента задержки подключен к управл ющему входу регистра, выход схемы сравнени  соединен с управл ющим входом первого коммутатора, одни из выходов второго коммутатора подключены к соответствующим входам узла вывода координат а управл ющий вход второго коммутатора, соединенный с управл ющим входом узла пам ти,  вл етс  управл ющим входом блока.

Предлагаема  конструкци  устройства в случае зан тости канала св зи с ЭВМ обеспечивают автоматическую фиксацию съемника координат на поверхности -пол  считывани , запоминание в схеме пам ти кодов координат точек, считанных с момента определени  зан тости канала до момента полного останова - съемника координат на поверхности планшета, выдачу с большой скоростью кодов координат, хран щихс  в схеме пам ти, в ЭВМ, когда канал св зи освобождаетс , и возврат устройства в обычный режим работы. Это значительно повыщает надежность при считывании информации .

На фиг. I представлена блок-схема измерительной системы устройства по одной из координатных осей и вакуумной системы прижима съемника координат к носителю; на фиг. 2 - функциональна  схема блока формировани  координат;на фиг. 3 - конструкци  съемника координат.

Измерительна  система устройства содержит синусную и косинусную системы I и 2 координатных щин, уложенные в плоскости измерений с посто нным периодом укладки, индуктивно св занные с цилиндрической катушкой съемника 3 координат, подключенной к усилителю 4 тока, вход которого соединен с выходом полосового фильтра 5, генеpatbp 6 импульсов, выход которого соединен с входом делител  7 частоты, выходом подключенного к входу полосового фильтра, сумматор 8, дифференцирующим и суммирующим входами подключенный к выходам синусной и косинусной систем 1 и 2 координатных шин, а выходом - к фазовому компаратору 9, выход которого соединен с первым входом элемента И 10, другие входы которого подключены к разр дным выходам делител  частоты, а выходы - к входам блока II формировани  кодов координат , управл ющий вход которого соединен с выходом компаратора 9, и блок 12

коррекции фазовых искажений, входами соединенный с разр дными выхюдами делител  7 частоты, а выходами -- с входами сумматора 8, содержащего операционный усилитель 13, конденсатор 14 (дифференцирующий вход), резисторы 15 (суммирующие входы) и резистор 16 в цепи отрицательной обратной св зи.

Электропневмопреобразователь 17 содержит вакуумный насос 18, узел 19 управлени  и трубопроводы 20, один из которых соеди0 нен с вакуумной камерой съемни1{а 3 координат .

Блок 11 формировани  кодов координат {фиг. 2) содержит триггер 21, (логические) элементы И 22 и 23, последовательно соеди , ненные первый счетчик 24 (дл  измерени  сдвига фаз), инвертор 25, регистр 26, сумматор 27, схему 28 сравнени  И элемент 29 задержки, а также последовательно соединенные второй счетчик 30 (числа периодов), первый коммутатор 31, второй коммутатор 32

0 узел 33 пам ти и узел 34 вывода координат, i Счетный вход триггера 21 соединен с выходом компаратора 9, первыми входами элементов И 22 и 23 и входом управлени  счетчика 24, разр дные входы которого соединены с выходами элемента И 10, а выходы - с входами инвертора 25, сумматора 27 и коммутатора 31, выходы двух самых старших разр дов соединены с вторым и третьим входами элементов И 22 и 23, а выход последнего старшего разр да, кроме того,

соединен с другими входами триггера 21, выходами соединенного с четвертыми входами элементов И 22 и 23, выходы которых соединены с входами счетчика 30. Выход элемента 29 задержки соединен с управл ющим входом регистра 26. Выход схемы 28

5 сравнени , кроме того, соединен с управл ющим входом коммутатора 31. Одни из выходов коммутатора 32 соединены с соответствующими входами узла вывода координат (дл  сопр жени  с ЭВМ), а управл ющие входы коммутатора 32 и узла 33 пам ти соединены с управл ющим входом узла 19 управлени  электропневмопреобразовател  17 и подключены к выходу ЭВМ.

Съемник 3 координат (фиг. 3) состоит 5 из окул ра 35, который закреплен в корпусе 36 и  вл етс  основой дл  намотки на него катушки 37 и нанесени  визира 38. Корпус съемника координат образует камеру 39, из которой воздух откачиваетс  через трубопровод 20. Надежный прижим съемника координат к носителю обеспечивает резинова  прокладка 40.

Устройство работает следующим образом.

В момент включени  устройства генератор 6 начинает формировать тактовые импульсы , следующие через равные интервалы времени, пропорциональные величине установленной дискретности кодового представлени  измер емых координат. При поступлении указанных импульсов в делитель 7 частоты последним вырабатываетс  р д периодических сигналов с кратными частотами.

Первый сигнал из этого р да (наименьщей частоты) поступает через полосовой 5 и усилитель 4 тока в катушку съемника координат. Ток, протека  в катушке съемника координат, возбуждает электромагнитное пс5ле, которое наводит на проводники синусной и косинусной систем щин периодические сигналы.

Поступа  на дифференцирующий и суммирующий входы усилител , эти сигналы вёкторно суммируютс  один с другим и одновременно складываютс  с периодическими сигналами, поступающими на остальные входы усилител  с выхода блока 12 коррекции . При этом на выходе усилител  13 формируетс  результирующий сигнал, который при перемещени х съемника координат с Высокой степенью точности сохран ет синусоидальный закон своего изменени .

Полученный таким образом сигнал, поступа  на вход фазового компаратора 9, сравниваетс  по фазе с опорным синусоидальным сигналом, поступающим с выхода фильтра 5.

Сигнал рассогласовани  фаз с выхода компаратора 9 поступает в качестве стробирующего сигнала на входы элемента И 10, через который код сдвига фаз с делител  7 частоты переписываетс  в регистр 26 блока И.

Поскольку координата X от О до своей максимальной величины мен етс  несколько раз в пределах рабочего пол  считывани , то номер рамки может быть определен путем непрерывного анализа переходов фазы через целые периоды. В блоке 11 этот анализ осуществл ет схема управлени  счетчиком 30 периодов, собранна  на элементах 21-23, )сотора  на основании состо ний старших разр дов регистра 26 фиксирует момент его перехода от состо ни  максимального заполнени  в нулевое и наоборот. При этом в счетчик 30 либо заноситс  единица, либо вычитаетс  из него. Полный код измерений координаты форм«руетс  на разр дных выходах счетчиков 30 и 24, причем код счетчика 30 указывает на целое число периодов укладки шин, пройденных съемником координат, а код счетчика 24 - на положение центра

катущки съемника координат в одном из периодов укладки шин, т, е. на дробную часть периода.

Однако полный код измеренной коорди-наты поступает на выходы коммутатора 31 лишь в том случае, когда съемник координат перемещаетс . Это происходит следующим образом.

Код измеренного фазового сдвига (дробна  часть периода укладки шин) записывает0 с  в счетчик 24, а инверсный код - в регистр 26.

По окончании измерительного цикла коды из счетчика 24 и регистра 26 передаютс  в сумматор 27 При этом при переме щеиии съемника координат код счетчика 24 каждый цикл измен етс , а код регистра 26 остаетс  первоначально записанным. Разница чисел, снимаема  с выхода сумматора, сравниваетс  в схеме 28 сравнени  с посто нным числом, задаваемым с пульта опера0 тора по шине а. Это число определ ет шаг квантовани  считываемого изображени . Код регистра 28 в процессе измерений остаетс  посто нным до тех пор, пока код текущей координаты в счетчике 24 не изменитс 

g на величину шага квантовани  (величину константы задаваемой по шине о)..При этом схема 28 сравнени  вырабатывает сигнал А В или А В, где А - разность чисел, поступающа  с выхода сумматора; В - константа , задаваема  с пульта оператора,

0 который разрещает передачу текущей координаты на выход коммутатора 31 и осуществл ет перезапись новой координаты из счетчика 24 в регистр 26.

Коммутатор 31 содержит элемент ИЛИ и элементы И, одни входы которых соедиие5 ны с разр дными выходами счетчиков 24 и 30, а другие объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, на два входа которого поступают сигналы с выходов схем 28 сравнени  обоих блоков формировани  коQ дов координат (втора  св зь на фиг. 2 не показана).

Электрическа  схема блоков формировани  кодов координат выполнена таким образом , что дл  выдачи координат во внешнее устройство достаточно смещени  съемника

5 координат в направлении одной из коорди ватных осей на заданный шаг. При этом минимальный шаг квантовани  выбираетс  из соображени  достаточно детального описани  траектории перемещени  съемника координат и обеспечени  возможности достаточно точного восстановлени  текущих координат на стороне ЭВМ.

Если канал св зи свободен, то-ЭВМ устанавливает коммутатор 32 в режим .передачи кодов координат через узел 34 с ЭВМ. Если

е канал зан т, коммутатор переключаетс  и считываема  информаци  начинает поступать в узел 33 пам ти. Одновременно с сигналом зан тости канала с помощью электропневмопреобразовател  .вакуумна  камера съемника 3 координат через трубопровод 20 соедин етс  с вакуумным насосом 18. В результате съемник 3 координат с некоторой задержкой прихватываетс  в поверхности пол  считывани , его перемещение прекращаетс , а значит, прекращаетс  считывание информации.

Как только канал св зи освобождаетс , ЭВМ возвращает коммутатор в исходное состо ние, переводит узел 33 в режим считывани  информации из пам ти и отключает вакуумный насос. Информаци , записанна  в пам ти узла 33 с возможной максимальной скоростью, передаетс  в ЭВМ через узел 34 вывода координат, съемник 3 координат тер ет сцепление с поверхностью планшета, и оператор может продолжать отслеживание контура изображени .

Экспериментально установлено, что полна  фиксаци  съемника координат предлагаемой конструкции по сигналу ЭВМ происходит с запаздыванием, не превыщающим

0,2 с. Максимальна  скорость движени  съемника координат при считывании непрерывных контуров равна 20 мм/с. При этом с момента приема сигнала зан тости канала до момента останова съемника координат он смещаетс  на величину около 4 мм. Это значит, что если выбранный шаг квантовани  информации, задаваемый оператором, равен 1 мм, то в схему пам ти будет записано лищь четыре значени  координат. При шаге считывани  в 0,5 мм (самый распространенный шаг квантовани  при полуавтоматическом считывании) потребуетс  соответственно пам ть на восемь слов. Таким образом устройство требует минимальных затрат дл  повыщени  надежности при считывании .

При эксплуатации предлагаемых устройств в составе автоматизированных рабочих мест врем  прерывани  св зи обычно незначительно и оператором в процессе работы зачастую не обнаруживаетс , а ошибки и сбои в процессе считывани  полностью исключаютс .

J7 39

20

Фс/a.J

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ по авт. св. № 922817, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при считывании графической информации, оно содержит электропневмопреобразователь с трубопроводом, причем съемник координат содержит вакуумную камеру, соединенную с трубопроводом электропневмопреобразователя, управляющий вход которого, соединенный с управляющим входом блока формирования координат, подключен к шине управления устройства.

SU ,.,.1112382 >

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок формирования координат содержит триггер, два элемента И, последовательно соединенные первый счетчик, инвертор, регистр, сумматор, схему сравнения и элемент задержки, а также последовательно включенные второй счетчик, первый и второй коммутаторы, узел памяти и узел вывода координат, причем счетный вход триггера является одним из входов блока и соединен с первыми входами элементов И и управляющим входом первого счетчика, разрядные входы которого являются другими входами блока, выходы первого счетчика соединены с одними из входов сумматора, первого ком мутатора, с вторым и третьим входами элементов И, четвертые входь! которых подключены к выходам триггера, другие входы которого соединены б выходом старшего разряда, первого счетчика, выходы элементов И соединены с вхбдами второго счетчика, выход элемента задержки подключен к управляющему входу регистра, выход схемы сравнения соединен с управляющим входом первого коммутатора, одни из выходов второго коммутатора подключены к соответствующим входам узла вывода координат, а управляющий вход второго коммутатора, соединенный с управляющим входом узла памяти, является управляющим входом блока.