SU1166154A1

SU1166154A1 - Device for reading graphic information

Info

Publication number: SU1166154A1
Application number: SU782562964A
Authority: SU
Inventors: Владимир Герасимович Зусь; Владимир Владимирович Колошко; Анатолий Ефимович Мисурягин; Леонид Сергеевич Морщенок; Петр Моисеевич Чернухо
Original assignee: Предприятие П/Я А-3327
Priority date: 1978-01-02
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1985-07-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшетk с системами взаимно перпендикул рных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через группу элементов ИЛИ к координатным шинам, второй коммутатор, выходь которого соединены с соответствуюш,ими координатными шинам, элемент считывани , выполненный , например, в виде катушки индуктивности , индуктивно св занной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управлени , выходы которого соединены соответственно с входами первого и -второго коммутаторов и блока определени координат, отличающеес тем, что, с целью повышени точности устройства, оно содержит последовательно соединенные регистр сдвига, формирователь эталонныхимпульсов и элемент ИЛИ, а в элемент считывани введена рамка компенсации , индуктивно св занна с катуш9 кой индуктивности и подключенна к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствуюшим выходом блока управлени .A DEVICE FOR READING GRAPHIC INFORMATION, containing a tablet with systems of mutually perpendicular coordinate buses divided into groups, a first switch, whose outputs are connected through a group of elements OR to coordinate buses, the second switch, which is connected to the corresponding tires, coordinate buses, read element, made, for example, in the form of an inductance coil inductively connected with coordinate buses and connected via an amplifier to the inputs of a control unit whose outputs are connected Respectively with the inputs of the first and second switches and the coordinate determining unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, it contains serially connected shift register, reference impulse generator and OR element, and a compensation frame inductively coupled to the coil is inserted into the read element inductance and connected to the output of the OR element, and the input of the shift register is connected to the corresponding output of the control unit.

Description

Oi О5Oi O5

СПSP

N| Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл автоматизации преобразовани графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в электронные вычислительные машины. Известны устройства дл считывани графической информации, содержащие планщет, выполненный в виде двух систем взаимно перпендикул рных координатных щин, подключенных через вентили спроса к коммутаторам , съемник координат, соединенный через усилитель и формирователь с вентилем св зи и счетчиком точногб отсчета, выходами подключенный к цифроаналоговому преобразователю, нуль-орган , входами св занный с цифроаналоговым преобразователем и усилителем, а выходом - с вентилем сброса, счетчик грубого отсчета, координатных шин, счетчик операций, подключенный к дещифратору, вентили операций, генераторы, триггер управлени , элементы ИЛИ, И 1, 2. Недостатками известных устройств вл ютс использование сложных схем цифроаналогового преобразовани и сравнени , что снижает надежностные и эксплуатационные характеристики изделий, и после довательный опрос шин, что приводит к недостаточно высокому быстродействию устройств . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс известное устройство дл считывани графической информации , содержащее планшет с системами взаимно перпендикул рных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через элементы ИЛИ группы к координатным шинам, второй коммутатор, выходы которого соединены с соответствующими координатными шинами, элемент считывани , выполненный, например, в виде катушки индуктивности , индуктивно св занной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управлени , выходы которого соединены соответтсвенно с входами первого и второго коммутаторов и блока определени координат 3. Недостаток известного устройства - ограниченна точность. Целью изобретени вл етс повышение точности. Указанна цель достигаетс тем, что устройство содержит последовательно соединенные регистр сдвига, формирователь эталонных импульсов и элемент ИЛИ, а в N | The invention relates to automation and computing and can be used to automate the conversion of graphic information into digital code for subsequent input into electronic computers. Graphic information reading devices are known that contain plates made in the form of two mutually perpendicular coordinate systems connected through demand valves to switches, a coordinate remover connected through an amplifier and driver to a communication valve and a counting counter, outputs connected to a digital-analog converter. , a zero-body, inputs associated with a digital-to-analog converter and an amplifier, and an output with a reset valve, a coarse count counter, coordinate buses, counter op operations connected to the de-deflector, operation gates, generators, control trigger, OR, AND 1, 2 elements. The disadvantages of the known devices are the use of complex digital-to-analog conversion and comparison circuits, which reduces the reliability and performance of the products, and consistent tire polling that leads to not enough high speed devices. The closest in technical essence to the invention is a known device for reading graphic information containing a tablet with systems of mutually perpendicular coordinate buses divided into groups, the first switch, the outputs of which are connected through the elements of the OR group to the coordinate buses, the second switch, the outputs of which are connected with corresponding coordinate buses, a read element made, for example, in the form of an inductance coil inductively connected to the coordinate buses and connected via an amplifier to the inputs of the control unit, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second switches and the unit for determining the coordinates 3. The disadvantage of the known device is the limited accuracy. The aim of the invention is to improve the accuracy. This goal is achieved by the fact that the device contains serially connected shift register, reference pulse generator and element OR, and

элемент считывани введена рамка компенсации , индуктивно св занна с катушкой индуктивности и подключенна к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствующим выходом блока управлени .the read element is introduced into the compensation frame, inductively connected to the inductor and connected to the output of the OR element, and the input of the shift register is connected to the corresponding output of the control unit.

При этом вместо взаимно перекрывающихс токопровод щих рамок, составл ютивную св зь с катушкой индуктивности элемента 6 считывани посредством элемента ИЛИ 15.In this case, instead of mutually overlapping conductive frames, constitute a coherent connection with the inductance coil of the reading element 6 by means of the OR element 15.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При нажатии острием элемента 6 считывани выбранной точки А изображени , наход щегос в пределах рабочей поверхности планшета 1, замыкаетс контактна пара. щих основу планшета в известном устройстве , использованы системы однонаправленных проводников, с одной стороны объединенных группой элементов ИЛИ, а с другой стороны - проводники с одинаковым номером объединены во всех группах непосредственно . Съемник координат выполнен в виде круговой катущки индуктивности, непосредственно над которой устанавливаетс рамка компенсации. Обеспечива максимальный коэффициент взаимоиндукции выбором оптимального взаимного расположени катущки индуктивности и рамки компенсации , можно обойтись небольшими амплитудами токов, вырабатываемых блоком формирователей эталонных компенсирующих импульсов (обычно не более 100 мА в импульсе ). На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл считывани графической информации; на фиг. 2 - график, по сн ющий принцип повышени точности считывани координат в устройстве путем компенсации ЭДС, наводимой в съемнике эталонными компенсирующими импульсами, поступающими в рамку компенсации. Устройство содержит планшет 1, выполненный в виде ортогонально расположенных систем шин 2, шины 2 с одной стороны объединены в группы по каждой из координат посредством группы элементов ИЛИ 3 и подключены к соответствующим выхоДам первого коммутатора 4 (подключени групп), с другой стороны шины 2 с одинаковыми номерами во всех группах объединены между собой и соединены с вторым коммутатором 5, элемент 6 считывани , содержащий катушку индуктивности , соединенную через усилитель 7 с блоком 8 управлени . При этом выход а усилител / соответствует индуцированному в элементе 6 считывани сигналу одной пол рности , допустим, при возбуждении шин 2, на ход щихс слева от остри элемента 6 считывани , а выход & - сигналу другой пол рности (возбуждаютс шины справа от элемента 6 считывани ). Блок 8 управлени первым выходом св зан с коммутатором 4, вторым выходом - с коммутатором третьим - с блоком 9 определени кобрдинат , состо щим из сумматора 10 и регистра 11 координат, и четвертым выходом соединен с регистром 12 сдвига, выходы которого подключены к входам блока формировател 13 эталонных компенсирующих импульсов . Блок 13 формирователей соединен с рамкой 14 компенсации, имеющей индукотнос ща с к блоку 8 управлени и осуществл етс запуск блока 8 и установка в исходное состо ние соответствующих позиций устройства. Блок 8 содержит соответствующий генератор тактовых импульсов и выполнен в виде управл ющего цифрового автомата, вырабатывающего все необходимые дл устройства команды и соответствующие логические услови . Считывание координаты X начинаетс с цикла поиска группы по данной координате, в области которой находитс считываема точка А. В исходном состо нии блок 5 опроса проводНИКОВ готов к опросу последних щин 2 в группах. Таким образом, с помощью коммутатора 4 (подключени групп), управл емого блоком 8, начинаетс последовательное подключение rpynii тин 2 по координате X. Осуществл етс подача импульсов опроса на последнюю шину каждой группы поочередно с последующим подсчетом на сумматоре 10 блока 9 определени координат числа опрощенных групп до тех пор, пока не по витс индуцированный в элементе 6 считывани сигнал от первой опрашиваемой щины 2, наход щейс справа от считываемой точки. Указанный сигнал через выход 5 усилител 7 проходит на вход блока 8 управлени , благодар чему на сумматоре 10 фиксируетс число групп, предществующих области расположени считываемой точки А. Возможен случай, когда точка А находитс точно над последней щиной 2 группы (в данном случае ЭДС индуцируема в элементе 6 считывани , равна нулю), На входы блока 8 управлени поступают сигналы в такой последовательности: в зоне чувствительности системы «съемник - усилитель сначала по вл ютс сигналы по выходу а (соответствующие возбуждению щин слева от считываемой . точки А). При опросе последней шины данной группы сигнал ,с элеме та 6 считывани не поступает. В следующем такте опрашиваетс последн шина первой справа от точки А группы и сигнал по вл етс на выходе S усилител 7. Исход из этого услови управл ющий автомат (блок 8 управлени ) фиксирует на сумматоре 10 точное число групп, соответствующее положению считываемой точки. Необходимость в уточнении координаты X отпадает , код координаты переписываетс в регистр 11 блока определени координаты, а блок 8 управлени переключает устройство в режим считывани координат. Если же вслед за сигналом от «левого проводника (по выходу а) в следующем также по вл етс сигнал от «правого проводника (по выходу S усилител 7), то на сумматоре 10 фиксируетс число полных групп, предществующих месту расположени точки А. В этом случае блок 8 устанавливает устройство в цикл поиска щины по соответствующей координате. Коммутатор 4 подключени групп поддерживает в открытом состо нии группу, от которой получен первый «правый импульс. Блоком 8 управлени через коммутатор 5 осуществл етс последовательный опрос щин 2 данной группы и соответствующий их подсчет на сумматоре 10 блока 9 определени координат. Анализ сигналов, поступающих с элемента 6 считывани через усилитель 7 по выходам а и б, производитс аналогично описанному дл цикла поиска группы. Если считываема точка находитс непосредственно над возбуждаемой щиной 2, то суммарный код номера группы и номера щины (соответственно их весам) переписываетс в регистр 11 координат определ точное значение кода координаты X считываемой точки А. Блок 8 управлени переключает устройство на считывание координаты Y. Если же точка А находитс в промежутке между опрашиваемым проводниками, т. е. если за сигналом, индуцированным от опроса левой шины, в следующем же такте опроса по вл етс сигнал, индуцируемый правой шиной, то блок 8 управлени устанавливает устройство в цикл точного отсчета. К этому моменту в блоке 9 формировани коорди зт зафиксирован код, соответствую щий числу групп и числу щин 2 в данной группе, предшествующих положению считываемой точки, т. е. код соответствующий числу целых дискретов, определ емых шагом ° отсчета до данной точки А. Принцип точного отсчета основан на фиксации момента перехода через нуль фазы индуцируемого в элементе 6 считывани сигнала путем подачи на рамку 14 ком енсации эталонных компенсирующих импульсов , вырабатываемых формирователем 13 синхронно с опросом первой от точки считывани правой шины. Непосредственно на катушке индуктивности элемента 6 считывани осуществл етс сравнение ЭДС наводимой от импульсов опроса, подаваемых в шину 2 планшета 1, с ЭДС, вл ющейс результатом возбуждени рамки 14 компенсации , распределенной во времени шкалой эталонных компенсирующих импульсов, поступающих через элемент ИЛИ 15 с формировател 13 эталонных импульсов. С установкой блоком 8 управлени цикла точного отсчета запускаетс регистр 12 сдвига . В первом такте опроса правой щины он обеспечивает разрешение на работу первого формировател из блока 13, вырабатывающего эталонный компенсирующий импульс максимальной амплитуды (И 1 на фиг. 2). Во втором такте второй формирователь обеспечивает подачу через элемент ИЛИ 15 на рамку 14 компенсации импульсов И 2 и т. д. Число тактов подсчитываетс сумматором 10 вплоть до по влени с элемента 6 считывани первого сигнала с пол рностью, совпадающей с «правым импульсом . Как видно из фиг. 2 в принципе моделируетс ситуаци : «опрос левых и правых шин в зоне расположени считываемой точки. Соответственно возможна коррекци формируемого кода координаты в младшем разр де сумматора 10. В случае, когда непосредственно после получени «левого импульса со съемника имеетс такт опроса, в котором отсутствует «левый и «правый импульсы, разр д коррекции устанавливаетс в нулевое состо ние. Это соответствует положению точки А над мнимым проводником. Если же после такта «левого импульса следует сразу же такт «правого импульса, младший разр д (разр д коррекции ) устанавливаетс в единичное состо ние, что соответствует положению считываемой точки между мнимыми проводниками. Таким образом, суммирование числа целых групп, предшествующих группе, в которой находитс считываема точка, числа проводников в данной группе, наход щихс слева от точки; числа тактов опроса в цикле точного отсчета до получени «правого импульса изначени коррекции (с учетом весов полученных чисел) обеспечивает получение уточненного кода координаты в блоке 9, который хранитс в регистре 11 координат . По окончании формировани кода одной координаты (X) блока 8 управлени переключает устройство на работу по считыванию и формированию координаты Y, котора осуществл етс аналогично описанному дл координаты X. Заканчива формирование обеих координат, блок 8 управлени возвращаетс в исходное состо ние и готов к считыванию координат следующей точки. Использу семь формирователей эталонных импульсов в блоке 13, с учетом коррекции можно поделить участок между соседними шинами на 16 дискретных участков, что обеспечивает повышение точности определени координат считываемой точки, расположенной в пределах данного участка.When the tip of the element 6 is clicked on the selected point A of the image within the working surface of the tablet 1, the contact pair closes. The main components of the tablet in the known device are unidirectional conductor systems, on the one hand united by a group of elements OR, and on the other hand, conductors with the same number are combined in all groups directly. The coordinate remover is designed as a circular inductance coil, directly above which a compensation frame is installed. By ensuring the maximum coefficient of mutual induction by choosing the optimal mutual arrangement of the inductance coil and the compensation frame, one can get by with small amplitudes of the currents produced by the block of drivers of the standard compensating pulses (usually not more than 100 mA per pulse). FIG. 1 is a block diagram of a device for reading graphic information; in fig. 2 is a graph explaining the principle of increasing the accuracy of reading the coordinates in the device by compensating for the emf induced in the puller with the reference compensating pulses coming into the compensation frame. The device contains a tablet 1, made in the form of orthogonally arranged bus systems 2, tires 2 on the one hand are combined into groups for each of the coordinates by a group of elements OR 3 and connected to the corresponding outputs of the first switch 4 (connecting groups), on the other side of the bus 2 the same numbers in all groups are interconnected and connected to the second switch 5, the readout element 6, which contains an inductor connected to the control unit 8 via an amplifier 7. At the same time, the output of the amplifier / corresponds to the signal of one polarity induced in the readout element 6, for example, when tires 2 are excited, at the left side of the tip of the readout element 6, and the output of & - a signal of a different polarity (tires are excited to the right of the readout element 6). The first output control unit 8 is connected to the switch 4, the second output to the third switch is connected to the co-ordinate determination unit 9 consisting of the adder 10 and the coordinate register 11, and the fourth output is connected to the shift register 12, the outputs of which are connected to the generator block inputs 13 reference compensating pulses. The shaper unit 13 is connected to the compensation frame 14, which is inductively connected to the control unit 8, and the unit 8 is started up and reset to the initial state of the corresponding positions of the device. Unit 8 contains a corresponding clock pulse generator and is designed as a control digital automaton, generating all the necessary commands for the device and the corresponding logical conditions. The reading of the X coordinate starts from the group search cycle on the given coordinate, in the region of which the readable point A is located. In the initial state, the polling block 5 of the conductors is ready to poll the last 2 groups. Thus, using switch 4 (connecting groups) controlled by block 8, rpynii 2 of the X coordinate is started in series. The polling pulses are sent to the last bus of each group alternately, and then counting the number of reduced groups until the signal from the first respondent 2, located to the right of the read point, is induced in the readout element 6. This signal through the output 5 of amplifier 7 passes to the input of control unit 8, so that on the adder 10 the number of groups preceding the reading point A is recorded. It is possible that point A is exactly above the last thickness of group 2 (in this case EMF is induced in the readout element 6 is equal to zero). The inputs of the control unit 8 receive signals in the following sequence: in the sensitive area of the remover-amplifier system, signals first appear at the output a (corresponding to the excitation of women on the left from the readable. point A). When polling the last bus of this group, the signal from element 6 is not read. In the next cycle, the last bus of the first to the right of point A of the group is polled and the signal appears at the output S of the amplifier 7. Based on this condition, the control circuit (control unit 8) records on the adder 10 the exact number of groups corresponding to the position of the read point. The need to clarify the X coordinate disappears, the coordinate code is rewritten into the register 11 of the coordinate determination unit, and the control block 8 switches the device to the coordinate reading mode. If, following the signal from the "left conductor (at output a), the next signal also appears from the" right conductor (at output S of amplifier 7), then the number 10 of the full groups recorded at point A. In the case of block 8, the device sets the device in the search cycle of the region according to the corresponding coordinate. The switch 4 for connecting the groups maintains in the open state the group from which the first "right pulse" is received. The control unit 8 through the switch 5 performs the sequential polling of the 2 groups of this group and their corresponding counting on the adder 10 of the coordinate determination unit 9. The analysis of the signals coming from the readout element 6 through the amplifier 7 through the outputs a and b is performed in the same way as described for the group search cycle. If the read point is directly above the excited length 2, then the total code of the group number and the number of the weight (according to their weights) is rewritten into the 11 coordinate register which determines the exact code value of the X coordinate of the read point A. The control unit 8 switches the device to read the Y coordinate. point A is in the gap between the polled conductors, i.e. if the signal induced by the right bus appears after the signal induced from polling the left bus, then the block 8 device-establishes accurate readout cycle. At this point, in block 9, the coordinates were fixed to the code corresponding to the number of groups and the number of 2 in this group preceding the position of the read point, i.e. the code corresponding to the number of integer discretes determined by step ° of reference to this point A. Principle accurate reading is based on fixing the time of the zero crossing of the phase of the signal induced in the element 6 by reading the compensation compensating pulses produced by the driver 13 synchronously with the first reading from the point to the compensation frame 14. right tire. Directly on the inductance coil of the readout element 6, the emf induced by the interrogation pulses fed to the bus 2 of the plate 1 is compared with the emf resulting from the excitation of the compensation frame 14 distributed in time by the scale of the compensating pulses received through the element OR 15 with the former reference pulses. With the setting of the exact-count cycle control block 8, the shift register 12 is started. In the first step of the polling of the right band, it provides the permission for the operation of the first shaper from block 13, which produces a reference compensating pulse of maximum amplitude (I 1 in Fig. 2). In the second cycle, the second driver supplies the OR 15 element to the frame 14 for the compensation of pulses AND 2, and so on. The number of cycles is counted by the adder 10 up to the appearance of the first signal from the read element 6 with a polarity that coincides with the "right pulse. As can be seen from FIG. 2, in principle, the situation is simulated: "interrogation of left and right tires in the zone of the read point. Accordingly, correction of the generated coordinate code is possible in the lower order of the adder 10. In the case when immediately after receiving the left pulse from the puller there is a polling cycle in which there is no left and right pulse, the correction bit is set to the zero state. This corresponds to the position of point A above the imaginary conductor. If, however, after the cycle of the left pulse, the pulse of the right pulse immediately follows, the low bit (correction bit) is set to one, which corresponds to the position of the read point between imaginary conductors. Thus, the summation of the number of whole groups preceding the group in which the read point is located, the numbers of conductors in this group located to the left of the point; the number of polling cycles in the exact counting cycle until the "right impulse of the initial correction" (taking into account the weights of the received numbers) is obtained provides the updated coordinate code in block 9, which is stored in the 11 coordinate register. Upon completion of the formation of the code of one coordinate (X) of the control unit 8 switches the device to work on reading and forming the Y coordinate, which is carried out similarly to that described for the X coordinate. After completing the formation of both coordinates, the control block 8 returns to its initial state and is ready to read the coordinates next point. Using the seven reference pulse formers in block 13, taking into account the correction, it is possible to divide the section between adjacent tires into 16 discrete sections, which improves the accuracy of determining the coordinates of the read point located within this section.

Claims

DEVICE FOR READING GRAPHIC INFORMATION, containing a tablet _k with systems of mutually perpendicular coordinate buses divided into groups, a first switch whose outputs are connected via a group of elements OR to coordinate buses, a second switch whose outputs are connected to corresponding coordinate buses, a reading element, made, for example, in the form of an inductor inductively connected to the coordinate buses and connected through an amplifier to the inputs of the control unit, the outputs of which are connected respectively Actually, with the inputs of the first and second switches and the coordinate determination unit, characterized in that, in order to increase the accuracy of the device, it contains a shift register, a shaper of reference 'pulses and an OR element, connected in series, and a compensation frame inductively coupled to the readout element is introduced an inductor and connected to the output of the OR element, and the input of the shift register is connected to the corresponding output of the control unit.

11661/2

1 ²