SU1427398A1

SU1427398A1 - Устройство дл считывани графической информации

Info

Publication number: SU1427398A1
Application number: SU874250842A
Authority: SU
Inventors: Рафаил Григорьевич Джагупов; Сергей Дмитриевич Яковлев; Карпо Григорьевич Касьян
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-09-30

Abstract

Изобретение относитс к автомат тике и вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам дл считьгоани графической информации , и может быть использовано дл обработки графических изображений . Целью изобретени вл етс повышение точности считьшани графической информации. Указанна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикул рных ёторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи, съемник координат, выход которого подключен-к входу усилител , первый элемент И, один вход которого вл етс входом устройства, а выход через первьй одновибратор соединен с входами первого и второго формирователей сигналов, выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрических преобразователей и одними из входов первого и второго триггеров, другие входы которых подключены к выходам первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - к одним входам второго и третьего элементов И, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и другими входами второго и третьего элементов И, выхо- ды которых подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков, управл ющие входы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входами устройства, выходом которого вл ютс одни из выходов счетчиков, другие выходы которых подключены к вторым вхо дам первого и второго элементов ИЛИ, второй одновибратор, интегратор, компараторы , источники опорного напр жени и третий триггер, введены: амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу усилител , а выход - к входу интегратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к источникам опорных напр жений , а выходы - к установочным входам третьего триггера, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего триггера , второй вход - к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом первого компаратора и с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, четвертый и п тый элементы И, выходы которых подключены к вычитающим входам р.версивных счетчиков , первые входы - к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертор. 2 ил. (Л 00 00

Description

Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл считывани графической информации.

Цель изобретени - повьш1ение точности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временна диаграмма сигналов, формируемых в уст ройстве.

Устройство содержит планшет-зву- копровод 1 с пьезоэлектрическими преобразовател ми 2 и 3, съемник 4 координат с пьезоэлектрической пластиной 5, подключенной к входу усилител 6, выход которого через амплитудный де- .тектор 7 подключен к входу интегратора 8, выход которого соединен с первыми входами первого 9 и второго Ю компараторов, вторые входы которых подключены к источнику 11 и 12 опорных напр жений, выходы компараторов подключены к входам третьего триггера 13; первый элемент И 4, один вход которого вл етс входом устройства и подключен к первым входам первого 15 и второго 16 элементов ИЛИ и к входам сброса в ноль счетчиков 17, 18, а выход через первый одновибра- тор 19 соединен с входом первого 20 и второго 21 формирователей сигналов, выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрических преобразователей 2 и 3 и одними из входов первого 22 и второго 23 триггеров , другие входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 15 и 16, а выходы - к одним из входов второго 24 и третьего 25 элементов И. Компа- ратор 9 и источник 11 опорного напр жени образуют третий формирователь импульсов, а компаратор 10 и источник 12 образуют четвертый формирователь импульсов.

Выход генератора 26 импульсов подключен к второму входу элемента И 14 и к вторым входам четвертого 27 и п того 28 элементов И, выходы котор ых подключены к вычитающим входам счетчиков 17 и 18,

Выход первого одновибратора 19 подключен к третьему входу четвертого элемента И 27 и через инвертор 29 - к третьему входу п того элемента И 28,

Выход первого компаратора 9 соединен с входом второго одновибратора

с

o

5 0 5 О / Q 5

0

5

30, выход которого подключен к второму входу элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31 , первьш вход которого подключен к выходу третьего триггера 13, а выход - к первым входам четвертого и п того элементов И 27 и 28.

Устройство работает следующим образом .

Рассмотрим работу устройства по одной из координат, например X, При по влении импульса на входе устройства синхронно с импульсом генератора 26 срабатывает первый одновибратор 19, который вырабатывает импульс длительностью , равной 20 мс. По переднему фронту этого импульса на выходе формировател 20 формируетс короткий (2 мкс) импульс (см, напр жение U на фиг. 2), которьй поступает на излучатель 2, ив планшете-звукопроводе 1 вдоль координаты X распростран етс ультразвукова волна. Одновременно этот импульс взводит триггер .22, формиру передний фронт координатного импульса (см, напр жение на фиг. ,2),

Кроме того, импульс с выхода одно- вибратора I9 поступает на элемент И 27, подготавлива его к открытию дл включени канала коррекции погреш. ности измерени по координате X, Как только фронт бегущей ультразвуковой волны достигает съемника 4, выполненного в виде металлического стержн , в пьезоэлектрической пластине 5 возбуждаетс электрический-сигнал в виде пакета синусоид с частотой резонанса системы, состо щей из план- шета-звукопровода 1, металлического стержн 4 и пьезоэлектрической пластины 5. Этот сигнал усилителем 6 усиливаетс , детектируетс амплитудным детектором 7 и подаетс на вход интегратора 8, на выходе которого по вл етс сигнал, представл ющий собой огибающую сигнала с выхода детектора 7 (см. напр жение U4 фиг. 2, крива 2) ,

В момент равенства сигнала на выг ходе детектора 7 с пороговым напр жением и„, , поступающим с блока 11, на выходе компаратора 9 по вл етс короткий импульс, который сбрасьшает координатный триггер 22 в исходное состо ние, формиру при этом задний фронт координатного импульса (см. напр жение U,o на фиг, 2),

На врем действи координатного импульса открываютс элемент И 24 и импульсы с генератора 26 поступают на суммирующий вход реверсивного с счетчика 17.

В процессе обводки контура изображени амплитуда сигнала на выходе съемника 4 координат может измен тьс ввиду изменени усили прижати его к планшету, а также за счет увеличени затухани волны в планшете- звукопроводе при удалении съемника 4 от начала координат. При этом будет

как разность времени между срабатыванием первого 9 и второго 10 компараторов . На врем t, настраиваетс

длительность импульса второго одно- вибратора 30. Вычисление и устранение погрешности происходит следующим образом; импульс с выхода первого компаратора 9 кроме формировани заднего фронта координатного импульса взводит третий триггер 13 и запускает второй одновибратор 30, на выходе ко- - торого формируетс импульс, длительность которого равна с, (см. напр -

измен тьс наклон огибающей сигнала 15 жение Uj на фиг. 2), который посту- и она будет пересекать пороговое На- пает на первый вход элемента ИСКЛЮЧА- пр жение U, в другой точке, что при- ЮЩЕЕ ИЛИ 31. Как только напр жение ведет к по влению погрешности Л t, на выходе интегратора 8 достигнет по- Устройство позвол ет вычислить и уст- рогового напр жени и„, на выходе ранить возникающую погрешность. Дп 20 второго компаратора 10 возникает ко- доказательства этого рассмотрим две роткий импульсу которьй сбрасывает кривые 1 и 2 напр жени U, представленные на фиг. 2. Крива 1 сн та при .Номинальном усилии прижати в точке планшета, соответствующей минимапь- 25 5.., который поступает на второй вход ному затуханию акустической волны элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, на выхо- (начало координат).

Как следует из фиг. 2, погрешность

третий триггер 13 в исходное состо ние . Таким образом.на выходе триггера 13 сформируетс импульс длительностью

де которого сформируетс импульс, равный разности С - €, At (см. напр жение Ua на фиг. 2). На врем дейст- (1) 30 и этого импульса открываетс элемент И 27 и импульсы с генератора 26 проход т на вычитающий вход реверсив- -f, ного счетчика 17, содержимое которого tT корректируетс на величину, пропорцио с нальную погрешности ut.

Nt t. - t,

„I

услови подоби л ABC и ВВ С

ем

в с вс

вс

АС

или

Uni - Uni

и

ni

IK, откуда t jfi

лг - n

IT,

Из услови подоби ЛАПЕ и DD Е

D Е DE

DE;

АЕ

или

и

hi

- Un, t 40

t.

- U,

и

пг

- U

Подставл (2) и (3) в (1), имеем

Un.

«а

- и,

П1

(С-.-С-, ), (4)

Если съемник 4 не прижат к планшету 1, триггер 22-находитс во взве денном состо нии до момента переполнени счетчика 17. С по влением на выходе переноса счетчика импульса последний через элемент ИЛИ 15 сбрасывает триггер 22, подготавлива канал координаты X к следующему циклу измерени . По заднему фронту импульса первого формировател 20 на выходе форВ формуле (4) и, и известны,

поэтому дл определени погрешности

b:t необходимо найти г, и и прове- с ировател 21 по вл етс импульс, пости соответствующие вычислени .

В случае, если U,,, 2и„, , формула (4) примет вид ut . - J , , t, определ етс при калибровке прибора

ступающий на излучатель 3. Одновременно через инвертор 29 напр жение с выхода одновибратора 19 поступает на вход элемента И 28, подготавлива его

жение Uj на фиг. 2), который посту- пает на первый вход элемента ИСКЛЮЧА- ЮЩЕЕ ИЛИ 31. Как только напр жение на выходе интегратора 8 достигнет по- рогового напр жени и„, на выходе второго компаратора 10 возникает ко- роткий импульсу которьй сбрасывает 5.., который поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, на выхо-

15 жение Uj на фиг. 2), который посту- пает на первый вход элемента ИСКЛЮЧА- ЮЩЕЕ ИЛИ 31. Как только напр жение на выходе интегратора 8 достигнет по- рогового напр жени и„, на выходе 20 второго компаратора 10 возникает ко- роткий импульсу которьй сбрасывает 25 5.., который поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, на выхо-

40

де которого сформируетс импульс, равный разности С - €, At (см. напр жение Ua на фиг. 2). На врем дейст- 30 и этого импульса открываетс элемент И 27 и импульсы с генератора 26 проход т на вычитающий вход реверсив- ного счетчика 17, содержимое которого корректируетс на величину, пропорцио- с нальную погрешности ut.

Таким образом на выходе счетчика по вл етс код, пропорциональный координате X и не содержащий погрешности , вызванньй вли нием изменени усили прижати съемника 4 координат к планшету-звукопроводу 1 и увеличением затухани ультразвуковой волны при удалении съемника координат от начала координат.

Если съемник 4 не прижат к планшету 1, триггер 22-находитс во взве- денном состо нии до момента переполнени счетчика 17. С по влением на выходе переноса счетчика импульса последний через элемент ИЛИ 15 сбрасывает триггер 22, подготавлива канал координаты X к следующему циклу измерени . По заднему фронту импульса первого формировател 20 на выходе фор

45

50

ировател 21 по вл етс импульс,

к открытию дл включени канала коррекции погрешности измерени по координате Y.

В дальнейшем все указанные процес- сы повтор ютс и происходит формирование кода координаты Y.

По сравнению с прототипом предпа- гаемое устройство имеет более высокую точность, так как вычисл ет и устран ет погрешности, вызьшанные изменением усили прижати съемника координат к планшету-звукопроводу и увеличением затухани в нем ультразвуковой волны.

Claims

Формула изоб-ретени

Устройство дл считьшани графической информации, содержащее план- шет-звукопровод, на взаимно перпендикул рных сторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи , съемник координат, вьгход которого подключен к гшформационному вхо д у усилител , первый элеме1гт И, первый вход которого вл етс управл ющим входом устройства и соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с установочными вхо- дами первого и второго счетчиков, одни из выходов которых вл ютс выходами устройства, выход первого эле мента И подключен к запускающему входу первого одновибратора, выход кото рого соединен с управл ющими входами первого и второго формирователей сих налов, выходы которых подключены сооветственно к входам соответствующих пьезоэлектрических преобразователей и к первым установочным входам первого и второго триггеров, вторые установочные входы которых соединены сооветственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - с пер выми входами второго и третьего эле- ментов И, вторые входы которых, сое

5

0 5 О параторов, О j

диненные с вторым входом первого элемента И, подключены к выходу генератора импульсов, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с суммирующими входами первого и второго счетчиков, другие выходы которых подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, третий и четвертый формирователи сигналов, содержащие источники опорных напр жений и компараторы , выходы которьрс подключены к установочным входам третьего триггера, и второй одновибратор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности устройства, оно содержит четвертый и п тый элементы И, ин вертор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и последовательно соединенные амплитудный детектор и интегратор, выход которого подключен к информационным входам компараторов, входы задани порогов которьк соединены с выходами соответствующих источников опорных напр жений , выход усилител подключен к информационному входу детектора, выход третьего триггера соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, запускающий вход которого, соединенный с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, подключен к выходу одного из ком- выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединён с первыми входами четвертого и п того элементов И; вторые входы которых соединены с выходами генератора импульсов, выход первого одновибратора подключен к третьему входу четвертого элемента И и к входу инвертора, выход которого соединен с третьим входом п того элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу второго счетчика, а выход четвертого элемента И соединен с вычитающим входом первого счетчика.