SU1119043A1 - Способ считывани графической информации и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ считывани  графической информации , основанный на формировании вдоль каждой координатной оси пол  считывани  первой бегущей волны электромагнитного пол , преобразовании электромагнитного пол  в считываемой точке в электрический сигнал, сравнении фазы электрического сигнала с фазой опорного сигнала и фор.мировании опорной последовательности импульсов, по числу импульсов в которой суд т о координате считывае.мой точки, отличающийс  те.м, что, с целью повышени  точности, форм.ируют вдоль каждой координатной оси вторую бегущую волну электромагнитного пол  с пространственным и временным периодами, не равными соответствующим периодам первой бегущей волны электромагнитного пол , выдел ют из электрического сигнала сигналы с частотами первой и второй бегущих волн, преобразуют фазовые сдвиги выделенных сигналов в и.мпульсные последовательности, суммируют полученные импульсные последовательности с опорной импульсной последовательностью, преобразуют полученные суммарные импульсные последовательности во вспомогательные импульсные последовательности изменением числа импульсов с соответствии с пространственными периодами бегущих волн и фиксируют число импульсов опорной импульсной последовательности в момент их совпадени  с импульсами вспомогательных импульсных последовательностей. 2.Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее план111ет с плоскими обмотками, расположенными с посто нным щагом вдоль координатных осей плани1ета, съемник коордпнат, генераторы синусоидальных колебаний, выходы которых соединены с об.мотка.ми планщета, опорный генератор , подключенный к импульсному входу ключа, блок измерени  разности фаз п блок I формировани  . координат, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно (Л содержит соединенные с генераторами синусоидальных колебаний дополнительные плоские обмотки, щаг которых не равен щагу основных обмоток, блок выделени  частот и блоки формировани  измерительных интервалов , первые выходы которых подключены к входам генераторов синусоидальных колебаний , вторые выходы - к первым входам блоков измерени  разности фаз, а входы - ;о о 4; к выходу ключа, управл ющие входы которого , объединенные с входами блока формировани  координат, соединены с выходами блока измерени  разности фаз, вторые со входы которого подключены к соответствующим обмоткам планшета, а третьи - к выходам блока выделени  частот, входы которого соединены со съемником координат. 3.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что каждый блок формировани  из.мерительных интервалов содержит последовательно соединенные счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с первым выходом уклзанного блока, второй выход которого подключен к выходу делител  частоты. 4.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что каждый генератор синусоидальных коле-.

Description

баний содержит последовательно соединенные счетчик, триггер, фильтр первой гармоники и фазосдвигающий узел, выходы которого соединены с выходами генератора, вход которого подключен к входу счетчика.

5. Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что блок формировани  координат содержит счетчики координат, счетчики сдвига фаз, узлы совпадений и ключи, управл ющие входы которых соединены соответственно с выходами узлов совпадений и входами указанного блока, а выходы - с входами счётчиков координат и счетчиков сдвига фаз., выходы которых подключены к входам узлов совпадений.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам и устройствам дл  считывани  графической информации.

Известны способы считывани  графической информации, согласно которым разбивают поле считывани  на дискретные участки , формируют электромагнитное поле на каждом дискретном участке, преобразуют электромагнитное поле в электрический управл ющий сигнал и преобразуют амплитуду электрического сигнала с последовательность импульсов, эквивалентную удалению считываемой точки от точки максимального значени  электромагнитного пол  1.

Известны также способы и устройства, в соответствии с которыми на каждом дискретном участке пол  считывани  возбуждают электромагнитное поле с амплитудой, измен ющейс  по синусоидальному закону, причем каждому дискретному участку соответствует определенна  величина фазового сдвига электромагнитного пол . В этом случае координаты считываемой точки пропорциональны величине фазового сдвига 2.

Недостатками известных способов и устройств , построенных на их основе,  вл етс  низка  точность считывани  графической информации, обусловленна  в первом случае преобразованием электромагнитного пол  в амплитуду электрического сигнала и амплитуды электрического сигнала в последовательность импульсов; а во втором случае - недостаточной точностью измерени  фазы электрического сигнала, так как всему полю считывани  по одной координате соответствует угол сдвига флз 2 а точность измерени  сдвига фаз в серийно выпускаемых устройствах не превышает 0,5-1°. Это накладывает ограничени  на величину разрешающей способности при заданных размерах планшета или на размеры планшета при заданной разрешающей способности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ считывани  графической информации, основанный на формировании вдоль каждой координатной оси пол  считывани  первой бегущей волны электромагнитного пол , преобразовании электромагнитного пол  в считываемой точке в электрический сигнал, сравнении фазы электрического сигнала с фазой опорного сигнала и формировании опорной последовательности импульсов, по числу импульсов в которой суд т о координате считываемой точки, а также устройство дл  осуществлени  способа, содержащее планшет с плоскими обмотками, расположенными с посто нным шагом вдоль координатных осей планшета, съемник Координат , генераторы синусоидальных колебаний, выходы которых соединены с обмотками планшета, опорный генератор, подключенный к импульсному входу ключа, блок измерени  разности фаз и блок формировани  координат 3.

Недостатком этого способа и устройства дл  его реализации  вл етс  неоднозначность определени  координат съемника.

Цель изобретени  - повышение точности считывани  графической информации.

Указанна  цель достигаетс  тем, что формируют вдоль каждой координатной оси вторую бегущую волну электромагнитного пол  с пространственным и временным периодами , не равными соответствующим периодам первой бегущей волны электромагнитного пол , выдел ют из электрического сигнала сигналы с частотами первой и второй упом нутых бегущих волн, преобразуют фазовые сдвиги выделенных сигналов в импульсные последовательности, суммируют полученные импульсные последовательности с опорной импульсной последовательностью, преобразуют полученные суммарные импульсные последовательности во вспомогательные импульсные последовательности изменением числа импульсов в соответствии с пространственными периодами бегущих волн, и фиксируют число импульсов опорной импульсной последовательности в момент их совпадени  с импульсами вспомогательных импульсных последовательностей. Устройство дл  осуществлени  способа содержит соединенные с генератором синусоидальных колебаний дополните ьные плоские обмотки, шаг которых не равен шагу основных обмоток, блок выделени  частот и блоки формировани  измерительных интервалов, первые выходы которых подключены ко входам генераторов синусоидальных колебаний, вторые выходы - к первым входам блоков измерени  разности фаз, а входы - к выходу ключа, управл ющие входы которого, объединенные со входами блока формировани  координат, соединены с выходами блока измерени  разности фаз, вторые входы которого подключены к соответствующим обмоткам планшета, а третьи - к выходам блока выделени  частот, входы которого соединены со съемником информации. При этом блок формировани  и измерительных интервалов содержит последовательно соединенные счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с первым выходом блока, второй выход которого подключен к выходу делител  частоты, каждый из генераторов синусоидальных колебаний содержит последовательно соединенные счетчик, триггер, фильтр первой гармоники и фазосдвигающий узел, выходы которого соединены с выходами генератора , вход которого подключен ко входу счетчика, а блок формировани  координат содержит счетчики координат, счетчики сдвига фаз, узлы совпадений и ключи, управл ющие входы которых соединены соответственно с выходами узлов совпадений и со входами блока, а выходы - со входами счетчиков координат и счетчиков сдвига фаз, выходы которых подключены ко входам узлов совпадений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема трехфазной системы координатных шин дл  формировани  бегущей волны электромагнитного пол  вдоль координатных осей планшета; на фиг. 3-5 изображены диаграммы фазных токов в обмотках планшета и диаграммы электромагнитной индукции вдоль координатных осей планшета; на фиг. 6 - трехфазна  основна  система обмоток А, В, С и трехфазна  дополнительна  система обмоток At, At, В,; на фиг. 7 - временные диаграммы напр жений фаз А и AI основной и дополнительной обмоток и временные диаграммы бегущей волны электромагнитной индукции и фазовые сдвиги между напр жени ми основной и дополнительной обмоток в точке расположени  съемника; на фиг. 8 и 9 - временные диаграммы сигналов на выходах узлов блока измерени  разности фаз; на фиг. 10 - време.нные диаграммы сигналов на выходах узлов блока формировани  координат.

Устройство содержит планшет 1, основные 2 и дополнительные 3 обмотки планше та, съемник 4 координат, генераторы 5 синусоидальных напр жений, блоки 6 формировани  измерительных интервалов, опорный генератор 7, ключ- 8, блок 9 формирова5 ни  координат, блок 10 измерени  разности фаз, блок 11 выделени  частот, счетчик 12, делитель 13 частоты, счетчик 14 триггер 15, фильтр 16 первой гармоники, фазосдвигающий узел 17, ключи 18, счетчики 19 координат , счетчики 20 сдвига фаз, узлы 21 совпадений, ключи 22, формирователи 23 управл ющих сигналов, компараторы 24 опорных сигналов, триггеры 25, компараторы 26 сигналов съемника и фильтры 27.

А , В и С - фазные обмотки, сдвинутые

5 вдоль координатной оси планшета на 2/3 пространственного периода. Пространственный период 2 соответствует 360 эл. град. Фазные обмотки запитываютс  напр жени ми , сдвинутыми по фазе на 120°. На фиг. 3 приведены векторные диаграммы фазных

токов в обмотках А, В, С в момент начала периода бегущей волны IA - 0°, 1 - 120°, 1с - 240° с обозначени ми координатных щин. Буквами показано, к какой фазной обмотке они относ тс , цифрами - величина

5 тока, а знаками «плюс и «минус - направление тока в щинах. Знак «плюс соответствует направлению тока в шинах снизу вверх, знак «минус - сверху вниз. Величина тока определ етс  как проекци  соответствующего вектора на вертикальную ось

0 векторной диаграммы.

График I f(x) показывает мгновенное распределение тока в координатных щинах вдоль планшета в направлении координатной оси X в начале периода бегущей волны при IA -0°, IE, 1 -240°. График В f(x) показывает мгновенное распределение электромагнитной индукции вдоль координатной оси планшета в начале периода бегущей волны при IA-0°, IB-120°, IE -240°.

0 На фиг. 4 приведены векторные диаграммы фазных токов в обмотках А, В, С в момент 1/12Т. За врем , прошедшее от начала периода, векторы фазных токов повернулись на 30° (lA -30°, IB-150°, 1,. -270°). Координатные шины., величины и направлени  токов в них обозначены аналогично фиг. 3.

График I f(x) показывает мгновенное распределение тока в координатных шинах вдоль планшета при 1д - 30°, IB-150°,

0 (.-270°. График В f(x) показывает мгновенное распределение электромагнитной индукции вдоль планшета при IA-30°, If,- 150°, 1с -270°.

На фиг. 5 приведены векторные диаграммы фазных токов в обмотках А, В, С в момент 1/6Т. За врем , прошедшее от начала периода векторы фазных токов повернулись на 60° (IA-60°, IB- 180°, 1с -300°).

График I f(x) показывает мгновенное распределение тока в координатных шинах вдоль планшета при IA - 60°, IB-180°, 1 -300°.

На фиг. 6 - введены следуюш,ие обозначени : RH - ограничительные сопротивлени  фазных обмоток; 2Li- пространственный период основной трехфазной обмотки; - пространственный период дополнительной трехфазной обмотки; и 2- рассто ни  от начала пространственного периода соответственно основной и дополнительной трехфазной обмоток до съемника 4.

На фиг. 7 изображены временна  диаграмма напр жени  фазы А основной обмотки VA f(t); временна  диаграмма амплитуды бегущей волны электромагнитной индукции , сформированной основной обмоткой , в точке расположени  съемника Bjc f(t); временна  диаграмма напр жени  фазы AI дополнительной трехфазной обмотки VA, f(t) и временна  диаграмма амплитуды бегуш,ей волны электромагнитной индукции, сформированной дополнительной обмоткой, в точке расположени  съемника Bjc f(t). оС( и оС - фазовые сдвиги соответственно между напр жени ми фаз А и Л, основной и дополнительной обмоток и между амплитудами бегущих волн электромагнитной индукции в точке расположени  съемника , сформированных основной и дополнительной обмотками (системами координатных шин одной координатной оси).

На фиг. 8 приведены временные диаграммы напр жений на выходах узлов блока 10 измерени  разности фаз при измерении разности фаз между фазой А основной системы координатных шин Уд f(t) и амплитудой бегущей волны электромагнитной индукции , сформированной основной системой координатных шин, в точке расположени  съемника Ви f(t), где VKA f(t) - сигналы на выходе одного из компараторов 24; VKBic f(t) - сигналы на выходе соответствующего компаратора 26; f(t) - потенциал единичного плеча соответствующего триггера 25, длительность которого пропорциональна сдвигу фазоСа ; Уцнт.i f(t) - импульсы блока 6 формировани  измерительных интервалов, поступающие на соответствующий ключ 22; Xfcijjpai f(t) - импульсы, прошедшие на соответствующий счетчик 20 разности фаз, число импульсов, поступивщих на счетчик за период, пропорционально Сдвигу фаз .

На фиг. 9 приведены временные диаграммы напр жений на выходах узлов блока 10 измерени  разности фаз при измерении разности фаз между фазой А, дополнительной системы координатных шин VAJ f(t) и амплитудой бегущей волны электромагнитной индукции, сформированной дополнительной системой координатных щин, в точке

расположени  съемника (t), где Укл, Г(1) - сигналы на выходе второго компаратора 24; УкВгс f(t) - сигналы на выходе соответствующего компаратора 5 (26; ) - потенциал единичного плеча соответствующего триггера 25, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз j; Уннтг f(t) - импульсы из блока 6 формировани  измерительных интервалов , поступающие на соответствующий ключ 22; Усч.фаз. f(t) - импульсы, прошедщие на соответствующий счетчик 20 разности фаз, число импульсов, плступивших . на счетчик за период, пропорционально сдвигу фазоСг

5 На фиг. 10 приведены временные диаграммы напр жений на входах и выходах узлов блока 9 формировани  координат, где УОЛ. - импульсы опорного генератора 6, поступающие на ключи 18; Уосчч f(t) - импульсы нулевого состо ни  счетчика 20 сдвига фаз основной бегущей волны одной координаты при суммировании импульсных последовательностей: опорного генератора и пропорциональной фазовому сдвигу основной бегущей волны; Уосч

5 f(t) - импульсы нулевого состо ни  счетчика 20 сдвига фаз дополнительной 0егущей волны той же координаты при суммировании импульсных последовательностей; опорного генератора и пропорциональной фазовому сдвигу дополнительной бегу0 щей волны; У, f(t) и УОСЦ f(t) - импульсы нулевого состо ни  тех же счетчиков 20 при вычитании импульсных последовательностей: опорного генератора и пропорциональных фазовым сдвигам соответствующих бегущих вoлн;ilt it - временной сдвиг первых импульсов нулевого состо  ни  соответствующих счетчиков 20, определ емый содержимым счетчиков - числом импульсов, пропорциональным сдвигу фаз, поступившим на счетчики из блока измере0 ни  разности фаз; Vocm , Уосч, Урыг, импульсные последовательности, полученные в результате делени  суммы импульсных последовательностей: опорного генератора и пропорциональной фазовому сдвигу соответствующей бегущей волны, на коэф фициенты пересчета счетчиков 20 - константы пропорциональные периодам бегущих волн электромагнитной индукции.

Считывание информации, т.е. определение координат считываемой точки на план0 шете, осуществл етс  следующим образом. С помощью т-фазной системы координатных щин, в частном случае трехфазной, с пространственным периодом 2С причем шины каждой фазы сдвинуты на - треть периода (фиг. 2), формируетс  бегуща  вол5 на электромагнитной индукции путем запитки шин каждой фазы, сдвинутыми по фазе на одну треть периода синусоидальными напр жени ми (векторные диаграммы на фиг. 3-5). Из сопоставлени  графиков В f(t) (фиг. 3-5) видно, что максимальное значение амплитуды электромагнитной индукции смещаетс  справа налево вдоль координатной оси. За период Т, соответствующий повороту временной диаграммы фазных токов на 360°, максимальна  амплитуда электромагнитной индукции перемещаетс  на рассто ние (фиг. 2), соответствующее пространственному периоду системы координатных щин. Фиксиру  моменты прохождени  максимальной или минимальной амплитуды электромагнитной индукции через начало пространственного периода трехфазной системы координатных щин (на фиг. 2 середина обмотки фазы AI обозначена щтриховой линией ) и через считываемую точку, в которой располагают съемник, можно определить рассто ние от начала пространственного периода координатных щин ,до съемника. В момент достижени  током фазы максимального значени  максимальна  амплитуда бегущей волны электромагнитной индукции совпадает с осью обмотки этой фазы. Таким образом, измер   сдвиг фаз между напр жением, подаваемым на одну из обмоток трехфазной системы координатных щин, и электромагнитной индукцией в точке расположени  съемника, можно судить по сдвигу фаз о рассто нии от начала пространственного периода обмотки (за начало пространственного периода прин та середина плоской петли образованной последовательно соединенными щинами фазы А, фиг. 2) до съемника. Однако с помощью одной бегущей волны нельз  однозначно определить абсолютную координату съемника, так как на планщете расположено большое число пространственных периодов трехфазной обмотки, а фазовый сдвиг определ ет рассто ние от съемника до начала пространственного периода системы координатных щин, не определ   в каком именно пространственном периоде находитс  съемник. Дл  устранени  неоднозначности определени  координаты съемника формируют вторую дополнительную бегущую волну электромагнитной индукции с пространственным периодом, не равным пространственному периоду основной бегущей волны. Дополнительную бегущую волну формируют с помощью дополнительной трехфазной системы координатных шин. Середины первых плоских витков основной обмотки фазы А и дополнительной обмотки фазы А| совпадают, по этой .линии проходит начало координаты X. Если пространственные периоды основной и дополнительной обмоток относ тс  как взаимно простые числа, например 3 и 5 линейных единиц , то середины плоских катушек фаз А и А основной и дополнительной обмоток совпадут через 15 ЗХ 5 периодов. Аналогичным образом фазы двух бегущих волн, имеющих пространственные периоды, относ щиес  как взаимно простые числа, например 3 и 5, совпадут через 15 3 X 5 пространственных периодов. Таким образом, на интервале, равном по величине произведению пространственных периодов двух бегущих волн электромагнитной индукции,.положение съемника 4 (фиг. 6) однозначно определ етс  путем измерени  двух фазовых сдвигов; С.,- между напр жением фазы А и амплитудой основной бегущей волны электромагнитной индукции в точке расположени  съемника и о(г - между напр жением фазы А и амплитудой дополнительной бегущей волны электромагнитной индукции в точке расположени  съемника (фиг. 7). Дл  быстродействи  путем одновременного измерени  фазовых сдвигов основной и дополнительной бегущих волн координаты X и координаты У временные периоды четырех бегущих волн (две оси X и две оси У) выбирают разными, а при считывании выдел ют сигналы соответствующих частот с помощью фильтров и измер ют соответствующие сдвиги фаз. Соответствующие фазовые сдвиги ьС ис(г преобразуют в импульсную последовательность путем выделени  с помощью компараторов точек перехода через нулевой уровень напр жени  фазы А основной обмотки и амплитуды основной бегущей волны (диаграммы на фиг. 8 и 9) VA f(t); Bic {(t); (t); VKBlc f(t), формировани  с помощью триггера потенциала, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз (диаграмма VdCi f(t)), и подсчета измерительных импульсов (диаграмма VUHT: i f( t)), поступивщих на счетчик сдвига фазы (диаграмма Усч.фа5 Ц)), за врем  существовани  потенциала , , длительность которого пропорциональна сдвигу фаз. Аналогичным образом преобразуетс  в импульсную последовательность фазовый сдвиг дополнительной бегущей волны диаграммы Уд , Bg (фиг. 7 ) диаграммы УКД. f(t), yK8ac f(t), (t), Уцнгг(). Усч.фаз f(t ) (фиг. 9). Частота измерительных импульсов каждого из четырех каналов измерени  фазово .го сдвига беретс  такой, чтобы за врем  периода соответствующей бегущей волны было сформировано количество измерительных импульсов, равное числу линейных единиц в пространственном периоде этой бегущей волны. При этом содержимое соответствующего счетчика фаз равно рассто нию от начала пространственного периода бегущей волны до съемника в линейных единицах и пропорционально сдвигу фаз между фазным напр жением и бегущей волной.

Коэффициент пересчета счетчика сдвига фазы равен числу линейных единиц в пространственном периоде соответствующей бегущей волны.

Так как пространственный период однозначного определени  координат съемника равен произведению пространственных периодов двух трехфазных систем координатных шин или, что то же самое, произведению пространственных периодов двух бегущих волн - основной и дополнительной, то нулевой сдвиг фаз основной и дополнительной бегущих волн будет в начале координат и в точке, отсто щей от начала координат на рассто нии ш X п линейных единиц, где m - пространственный период основной бегущей волны, а п - пространственный период дополнительной бегущей волны.

Пример. Пусть гп 5, п 3 (фиг. 6). Длина зоны считывани  планшета равна ш X п линейных единиц. Перемещение съемника 4 на одну линейную единицу вправо или влево вдоль координатной оси приведет к увеличению или уменьшению соде)жимого счетчиков сдвига фаз соответствующих бегущих волн на единицу, а при непрерывном перемещении съемника вправо или влево вдоль координатной оси содержимое обоих счетчиков станет одновременно равным нулю в точке с координатами m X п линейных единиц при движении вправо, или в начале координат при движении влево. При этом к содержимому обоих счетчиков прибавитс  при движении съемника вправо К единиц или вычтетс  из содержимого счетчиков N единиц при движении съемника влево. Поэтому , если к Импульсным последовательност м , пропорциональным сдвигу фаз основной и дополнительной бегущих волн, прибавить опорную импульсную последовательность и суммарные импульсные последовательности разделить на константы, пропорциональные пространственным периодам бегущих волн - коэффициенты пересч1ета счетчиков сдвига фаз (деление импульсных последовательностей производитс  на счетчиках сдвига фаз), то число импульсов опорной последовательности, поступивших на счетчики сдвига фаз до одновременного равенства нулю обоих счетчиков, будет равно рассто нию от съемника до конца зоны считывани . Если же счетчики работают на вычитание опорной импульсной последовательности их импульсных последовательностей, пропорциональных сдвигам фаз бегущих волн, то число импульсов опорной последовательности , поступивших на счетчики сдвигов фаз до одновременного равенства нулю обоих счетчиков, будет равно рассто нию от съемника до начала координат.

Временные диаграммы (фиг. 10) иллюстрируют определение координат съемника при коэффициентах пересчета счетчиков

сдвига фаз равным трем и п ти, что соответствует пространственным периодам основной и дополнительной бегущих волн. При ;уммировании опорной импульсной последовательности Von.r с импульсной последовательностью , пропорциональной сдвигу фаз основной бегущей волны (содержимое счетчика сдвига фазы - 2, коэффициент пересчета - 3) импульсы нулевого состо ни  счетчика Уосщ повтор ютс  через три импульса опорной последовательности и сдвиг ati последовательности Уосч равен одному импульсу опорной последовательности. При суммировании опорной импульсной последовательности Von.r с импульсной последова5 тельностью, пропорциональной сдвигу фаз дополнительной бегущей волны (содержимое счетчика фазы - 1, коэффициент йересчета 5), импульсы нулевого состо ни  счетчика VocNi повтор ютс  через п ть импульсов опорной последовательности Voar и

сдвиг Atg последовательности Уосч.г равен четырем импульсам опорной последовательности . Нулевые состо ни  обоих счетчиков совпадают на четвертом импульсе опорной последовательности и далее через каждые

5 15 импульсов. Это .означает, что съемник расположен на рассто нии 4 линейных единиц от конца зоны считывани  планшета. При вычитании опорной импульсной последовательности из импульсных последовательностей , пропорциональных сдвигам фаз

0 основной и дополнительной бегущих волн, сдвиги импульсных последовательностей Уосч, и Уссчг нулевых состо ний счетчиков ut и д tg относительно импульсов опорной последовательности УСП.Г равны соответственно 2 и 1. Нулевые состо ни  обоих счетчиков совпадают на одиннадцатом импульсе опорной последовательности и дллее через каждые 15 импульсов. Это означает, что съемник расположен на рассто нии 11 линейных единиц от начала зоны считывани 

планшета - начала координат.

Таким образом, при сложении и при вычитании импульсных последовательностей координаты съемника определ ютс  однозначно , так как 11 -f 4 15, то равны периоду системы из двух бегущих волн - зоне однозначного определени  координат съемника .

Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом.

Импульсы с опорного генератора 7 че0 рез открытый вентиль 8 поступают на счетчики 12 блоков 6 формировани  временных интервалов, которые формируют 4 различных задающих частоты дл  генераторов 5 синусоидальных напр жений. Импульсы .с выходов счетчиков 12 поступают на входы

5 счетчиков 14, коэффициенты пересчета которых пропорциональны пространственным периодам основных и дополнительных трехфазных плоских обмоток 2 и 3 координатных осей X и У планшета 1 и относ тс  как взаимно простые числа. Дл  того, чтобы число измерительных импульсов за период формируемой синусоиды не было кратно двум, импульсна  последовательность с выхода счетчиков 12 делител  на два на делител х 13. При этом за период формируемой синусоиды генерируетс  соответствующее простое число измерительных импульсов, пропорциональное пространственному периоду соответствующей бегущей волны. Импульсы с выхода триггера 15, период которых равен простому числу периодов измерительных импульсов с выхода делител  13 частоты на два, проход т через фильтр 16 первой гармоники 16, который выдел ет синусоидальные напр жение первой гармоники с периодом, равным периоду импульсов на выходе триггера 15. На фазосдвигающем узле 17 формируютс  три синусоидальных напр жени , сдвинутых по фазе на 120°, которые поступают на соответствующие фазные обмотки 2 или 3 координат X -и У. При одновременной работе всех генераторов 5 синусоидальных напр жений в.. основные 2 и в дополнительные 3 трехфазные плоские обмотки координатных осей X и У подаетс  трехфазное синусоидальное-напр жение четырех различных частот. При этом на поверхности планщета 1 формируютс  4 бегущие волны электромагнитной индукции: две в направлении оси X и две в направлении оси У.

Суммарна  амплитуда электромагнитной индукции преобразуетс  съемником 4 в электрический сигнал и поступает на фильтры 27 блока 11 выделени  частот. Синусоидальные сигналы с периодами, равными временным периодам соответствующих бегущих волн, поступают на компараторы 26, формирующие импульс начала периода синусоиды . Аналогичным образом компараторы 24 формируют импульсы начала периода синусоидальных напр жений одной из фаз, например фазы А, всех 4-х трехфазных обмоток ,  вл ющихс  опорными. Относительно этих напр жений измер етс  сдвиг фаз бегущих волн, пропорциональный рассто нию от начала пространственного периода соответствующей бегущей волны от съемника 4. Импульсы с выходов компараторов 26 устанавливают, а с выходов компараторов 24 сбрасывают соответствующие триггеры 25. При этом длительность потенциала на единичных выходах триггеров пропорциональна

соответствующим фазовым сдвигам бегущих волн.

Потенциалы с выходов триггеров 25 открывают ключи 22, через которые измери5 тельные .импульсы с блоков 6 поступан т на счетчики 20 сдвига фаз. При этом по окончании периодов соответствующих бегущих волн содержимое счетчиков 20 пропорционально фазовым сдвигам соответствующих бегущих волн в точке расположени  съемника 4.

Работа компараторов и преобразование фазовых сдвигов в последовательности импульсов иллюстрируетс  временными диаграммами на фиг. .

5 По окончании периодов соответствующих бегущих волн сигналы из схем формировани  управл ющих сигналов 23, формируемые из потенциалов соответствующих триггеров 25, закрывают ключ 8 и открывают ключи 18. Импульсна  последовательность

с выхода опорного генератора 7 суммируетс  с содержимым счетчиков 20 до совпадени  нулевых состо ний в двух счетчиках 20, относ щихс  к одной координатной оси. При совпадении нулевых состо ний соответствую5 ш,их счетчиков 20 сигналы со схем совпадений 21 закрывают соответствующий ключ 18 и поступление импульсов на счетчик 20 и соответствующий счетчик координаты 19 прекращаетс . При этом содержимое счетчика 19 координаты будет пропорциональ0 ным рассто нию от съемника до начала координат при вычитании опорной импульсной последовательности из содержимого счетчиков и пропорционально рассто нию от съемника до конца зоны считывани  планщета при сложении опорной импульсной последовательности с содержимым счетчиков сдвига фаз 20. Затем сигналами; сброса из схем формировани  управл ющих сигналов 23 счетчики координат 19 сбрасываютс , а управл ющие сигналы открывают ключ 8

0 и закрывают ключи 18, после чего цикл измерени  коорд 1нат съемника 4 повтор етс . Предложенный способ считывани  графической информации и устройство дл  его осуществлени  позвол ют, использу  фазовые методы измерений, с высокой точностью однозначно определ ть координаты считываемой точки на всей поверхности планшета. При этом значительно повышаетс  точность считывани  и упрощаетс  оборудование по сравнению с индуктивными устройствами

считывани , использующими амплитудные методы измерени  координат считываемой точки.

А

I

lU5 2 ffo f « «° °°

j 1+05- 5 - -S, (5-4j - -1 -/ -0,.5 t- -f.f-C.; -Г -05 J 1,I

SK I

i,

t

L

Ч

2Г

IФиг.З

I

/;

flCBACBACSACBA СВАСВЛСВАС 0,7 -0,7-/р- 0,7-0,,7 0-0,7-OJ .,7 0-0,7-0,7 в 0-0,1-0,1 0

27 360эл

IФи&. ,

r ff fffJff f 5C

c . -; -O i-Of- 1 -C5i-e°5 tf i-cTi -Й5 -f 0,5fO, -0,5-1 -0,5 rO,5

A

I I

-

к.

Л1 I

t0

и

и.

инт, А сч.фаз А

Фиг. 8

t .5 I Д k---..W U,-rr A 1......0..1ЛО11 i г;м/ i. йь п.... tn f- -« n i; c7C-#/ 0042 2 on.r. A LjjJJl..iJULi. . 1 110 П. П П fi 0 . . . Л.,L г фцг./О ,. 0JL .. n П ri П П П ri il Г ij

Claims (5)

1. Способ считывания графической информации, основанный на формировании вдоль каждой координатной оси поля считывания первой бегущей волны электромагнитного поля, преобразовании электромагнитного поля в считываемой точке в электрический сигнал, сравнении фазы электрического сигнала с фазой опорного сигнала и формировании опорной последовательности импульсов, по числу импульсов в которой судят о координате считываемой точки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, формируют вдоль каждой координатной оси вторую бегущую волну электромагнитного поля с пространственным и временным периодами, не равными соответствующим периодам первой бегущей волны электромагнитного поля, выделяют из электрического сигнала сигналы с частотами первой и второй бегущих волн, преобразуют фазовые сдвиги выделенных сигналов в импульсные последовательности, суммируют полученные импульсные последовательности с опорной импульсной последовательностью, преобразуют полученные суммарные импульсные последовательности во вспомогатель ные импульсные последовательности изменением числа импульсов с соответствии с пространственными периодами бегущих волн и фиксируют число импульсов опорной импульсной последовательности в момент их совпадения с импульсами вспомогательных импульсных последовательностей.

2. Устройство для осуществления способа по π. 1, содержащее планшет с плоскими обмотками, расположенными с постоянным шагом вдоль координатных осей планшета, съемник координат, генераторы синусоидальных колебаний, выходы которых соединены с обмотками планшета, опорный генератор, подключенный к импульсному ВХОД} ключа, блок измерения разности фаз и блок формирования . координат, отличающееся ® тем, что, с целью повышения точности, оно содержит соединенные с генераторами синусоидальных колебаний дополнительные плоские обмотки, шаг которых не равен шагу основных обмоток, блок выделения частот и блоки формирования измерительных интервалов, первые выходы которых подключены к входам генераторов синусоидальных колебаний, вторые выходы — к первым входам блоков измерения разности фаз, а входы — к выходу ключа, управляющие входы которого, объединенные с входами блока формирования координат, соединены с выходами блока измерения разности фаз, вторые входы которого подключены к соответствующим обмоткам планшета, а третьи — к выходам блока выделения частот, входы которого соединены со съемником координат.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый блок формирования измерительных интервалов содержит последовательно соединенные счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с первым выходом уклзанного блока, второй выход которого подключен к выходу делителя частоты.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый генератор синусоидальных коле-.

SU „„1119043 баний содержит последовательно соединенные счетчик, триггер, фильтр первой гармоники и фазосдвигающий узел, выходы которого соединены с выходами генератора, вход которого подключен к входу счетчика.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок формирования координат содер жит счетчики координат, счетчики сдвига фаз, узлы совпадений и ключи, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами узлов совпадений и входами указанного блока, а выходы — с входами счётчиков координат и счетчиков сдвига фаз, выходы которых подключены к входам узлов совпадений.