SU1681316A1 - Устройство дл считывани графической информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  автоматизированного ввода графической информации в ЭВМ. Цель изобретени  - упрощение устройства. Устройство содержит координатный матричный планшет 1 с сетками параллельных ортогональных ориентированных по отношению направлению измерени  последовательно соединенных координатных шин, блок 2 формировани  опорных и управл ющих сигналов , индукционную систему сьемникэ 3 информации, блоки 4 и 5 формировани  фа- зомодулированных сигналов, блоки 6 и 7 формировани  кодов координат, аналоговые коммутаторы 8 и 9, блоки 10 и 11 фазо- импульсной коррекции. Поставленна  цель достигаетс  за счет исключени  блоков анализа амплитудных значений информационных сигналов наведенных ЭДС, снимаемых с помощью аналоговых коммутаторов с про-. межуточных выходов сеток координатных шин планшета и предназначенных дл . определени  номера зоны планшета, в которой находитс  считываема  точка графического изображени  (грубый1 отсчет абсолютных значений). 2 з.п. ф-лы, 7 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  автоматизированного ввода графической информации в ЭВМ.

Цель изобретени  - упрощение устройства путем исключени  блоков анализа амплитудных значений информационных сигналов наведенных ЭДС, снимаемых с помощью аналоговых коммутаторов с промежуточных выходов сеток координатных шин планшета и предназначенных дл  определени  номера зоны планшета, в которой находитс  считываема  точка графического изображени  (грубый отсчет абсолютных координат ). В предлагаемом. устройстве операции определени  номера зоны считываемой координаты возложены на

блоки формировани  и анализа фазовых соотношений между опорными и информационными фазомодулированными сигналами, Ранее эти блоки выполн ли только функции определени  приращений считываемых координат (точный отсчет) в пределах определенной с помощью блоков анализа амплитудных значений зоны с точкой считывани .

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональна  схема блока управлени ; на фиг.З -электрическа  схема координатного матричного планшета и ее св зи с другими элементами устройства; на фиг.4 - функциональна  схема блока формировани  кодов координат; на фиг.5 - функциональна 

ма аналогового коммутатора: на фиг.6 - схема блока фазоимпульсной коррекции; на фиг.7 - схема блока формировани  фазомо- дулированного сигнала.

В состав устройства {фиг. 1) вход т координатный матричный планшет 1 с сетками параллельных ортогонально ориентированных по отношению к направлению измере- ни  последовательно соединенных координатных шин, блок 2 формировани  опорных и управл ющих сигналов, выходом синусоидального сигнала возбужденни  подключенный к индукционной системе съемника 3 информации, индуктивно св занной с координатными сетками планшета 1, первый 4 и второй 5 блоки формировани  фазомодулированных сигналов, первый б и второй 7 блоки формировани  кодов координат , первый 8 и второй 9 аналоговые коммутаторы , первый 10 и второй 11 блоки фазоимпульсной коррекции.

В состав блока 2 управлени  (фиг.2) вход т генератор 12 тактовых импульсов, суммирующий счетчик 13, суммирующим входом подключенный к выходу генератора 12, формирователь 14 синусоидального тока возбуждени , входом св занный с выходом старшего разр да счетчика 13, триггеры 15- 17, единичными входами подключенные к контакту кнопки 18 Отсчет, вторым контактом подключенной к клемме 19 источника Е электрического тока, элементы И 20 и 21, первыми входами подключенные соответственно к единичным выходам триггеров 15 и 16, а вторыми входами - к выходу старшего разр да счетчика 13, элемент И 22, входами подключенньГй к нулевым выходам триггеров 15 и 16, а выходом - к нулевому входу триггера 17, причем нулевые входы триггеров 15 и 16  вл ютс  установочными входами блока, выходы разр дов счетчика 13, элементов И 20 и 21, единичный и нулевой выходы триггеров 15 и 16 и нулевой выход триггера 17 составл ют цифровой выход блока, а выход формировател  14  вл етс  выходом синусоидального сигнала возбуждени  блока.

В состав координатного матричного планшета 1 (фиг.З) вход т первые сетки 23 и 24 и вторые сетки 25 и 26 из параллельных, последовательно соединенных и уложенных с периодом укладки координатных шин кажда . Конец последней по счету координатной шины каждой сетки соединен с проводниками токоотвод щего контура, выход которого подключен к шине нулевого потенциала . Начало первой по счету координатной шины каждой сетки  вл етс  ее выходом.

Все поле планшета 1 условно разбито в направлении каждой измер емой координаты на зоны, равные периоду укладки координатных шин каждой сетки, как это

показано на фиг.З дл  направлени  X,

В состав блока 6 (7) формировани  кодов координат (фиг.4) вход т блок 27 элементов И, выходами поразр дно св занный с входами буферного регистра 28, блок 29

0 элементов И, выходами поразр дно св занный с другими входами буферного регистра 28, счетчик 30 числа зон, выходами поразр дно соединенный с входами блока 29 элементов И, схема 31 управлени  счетчиком

5 числа зон, первым и вторым входами соединенна  с выходами предпоследнего и последнего (старшего) разр дов кода точного отсчета буферного регистра 28, а выходами - через элементы ИЛИ 32 и 33 - с вычи0 тающим и суммирующим входами счетчика 30, элемент И 34, выходом подключенный к управл ющему входу блока 27 и через элемент 35 задержки к управл ющему входу блока 29, причем входы блока 27 элементов

5 И, вход элемента И 34 и второй вход элемента ИЛИ 32 составл ют цифровой вход, второй вход элемента И 34 и третий вход схемы 31 управлени  счетчиком зон составл ют вход фазомодулированного сигнала, второй

0 вход элемента ИЛИ 33 и третий вход элемента ИЛИ 32 составл ют вход импульсов коррекции, выход старшего разр да кода точного отсчета буферного регистра 28  вл етс  выходом стробирующего сигнала, а

5 его цифровой выход  вл етс  выходом кода считываемой координаты блока формировани  кодов координат и устройства.

В состав аналогового коммутатора 8 (9) (фиг.5) вход т распределитель 36 импульсов,

0 аналоговые ключи 37-39 и дополнительные аналоговые ключи 40-42, управл ющими входами подключенные к соответствующим выходам распределител .

В состав блока 10 (11) фазоимпульсной

5 коррекции вход т триггер 43, элементы А 44 и 45, первым входом подключенные к единичному выходу триггера 43, элемент И 46, первым входом св занный с вторым входом элементов И 44 и 45, другим входом подклю0 ченный к выходу элемента И 44 и входу элемента 47 задержки, причем третьи входы элементов И 44 и 45, единичный вход триггера 43 и первый вход элемента И 46 составл ют цифровой вход блока, четвертый вход

5 элемента И 45, св занный с третьим входом элемента И 46,  вл етс  его входом стробирующего сигнала, нулевой вход триггера 43 - входом фазомодулированного сигнала, выход элемента 47 задержки - выходом сигнала сброса, а выходы элементов

И 45 и 46 - выходом импульсов коррекции блока.

В состав блока 4 (5) формировани  фа- зомодулированных сигналов (фиг.7) вход т последовательно соединенные векторный сумматор 48, состо щий из суммирующих элементов 49 (резистр) и 50 (конденсатор) и нагрузочного резистора 51, аналоговый ключ 52, операционный усилитель 53 и пороговый формирователь 54, выход которого  вл етс  выходом фазомодулированного сигнала блока, дополнительный векторный сумматор 55, состо щий из суммирующих элементов 56 (резистор), 57 (конденсатор) и нагрузочного резистора 58, через второй аналоговый ключ 59 соединенный с входом операционного усилител  53, причем входы векторного сумматора и дополнительного векторного сумматора составл ют соответственно основные и дополнительные входы блока, а управл ющие входы аналоговых ключей - цифровой вход последнего.

Устройство работает следующим образом .

При выводе центра съемника 3 информации в считываемую точку графического изображени , расположенную в направлении измер емой координаты в одной из зон пол  считывани , и включении устройства генератором 12 тактовых импульсов блока 2 формировани  опорных иуправл ющихсигналов начинает вырабатыватьс  последовательность тактовых импульсов, циклически заполн ющих суммирующий счетчик 13, а на выходах триггера старшего разр да этого счетчика вырабатываетс  периодический двухуровневый парафазный опорный сигнал . При этом в счетчике 30 числа зон блока 6 (7) формировани  кодов координат установлен код числа, отсчитанный в направлении измерени  координат X (Y), триггеры 15-17 блока 2 формировани  опорных и управл ющих сигналов установлены в нулевое состо ние, ключи 37-42 аналогового коммутатора 8 (9) и ключ 59 блока 4 (5) формирова- ни  фазомодулированного сигнала разомкнуты, а ключ 52 того блока замкнут. Поступа  на вход формировател  14 (выполненного, например, по схеме фильтра первой гармоники двухуровневого опорного сигнала), сигнал, снимаемый с одного из выходов триггера старшего разр да суммирующего счетчика 13, преобразуетс  в синусоидальный сигнал электрического тока возбуждени , который поступает в индукционную систему съемника 3. Протекание по индукционной системе съемника 3 упом нутого сигнала тока возбуждени  вызывает в окружающем пространстве над сетками 23-26 координатных шин планшета

1 периодическое электромагнитное поле, симметрично расположенное относительно оси индукционной системы съемника 3. Взаимодейству  с проводниками сеток 23 и 25

(24 и 26), электромагнитное поле индуцирует в последних синусоидальные амплитуд- но-модулированные сигналы. Полученные сигналы, благодар  выбору электрических и конструктивных параметров взаимодейст0 вующих сеток планшета и индукционной системы съемника,  вл ютс  практически синусоидальными функци ми измер емой координаты и времени.

Поступа  на входы векторного суммэто5 ра 48 блока 4 (5) формировани  фазомодулированного сигнала, упом нутые сигналы векторно суммируютс  в общей точке соединени  резистора 49 и конденсатора 50. Суммарный сигнал на выходе усилител  53

0 представл ет собой синусоидальный фазо- модулированный сигнал с линейно измен ющейс  фазой, пропорциональной удалению центра индукционной системы съемника 3 от границы начала зоны считы5 вани  планшета, в предепзх которой расположена считываема  точка графического изображени , и с пространственным периодом , равным периоду укладки координатных шин каждой сетки плзншета.

0 Сформированный пороговым формирователем 54 сигнал в виде двухуровневого фазомодулированного сигнала с выхода блока 4 (5) поступает на вход фазомодулированного сигнала блока 6 (7) формировани  кодов ко5 ординат. Пройд  через открытый по второму- входу элемент И 34 на управл ющий вход блока 27 элементов И, указанный сигнал единичным фронтом заносит содержимое счетчика 13, пропорциональное удалению

0 центра съемника 3 от границы начала зоны с точкой считывани , s соответствующие  чейки буферного регистра 28. Описанный процесс повтор етс  синхронно с частотой фазомодулированного сигнала до момента

5 нажати  оператором на кнопку 18 Отсчет, по которому производитс  считывание координат .

При нажатии оператором кнопки 18 Отсчет триггеры 15-17 устанавливаютс  веди0 ничное состо ние. Сигнал, по вл ющийс  при этом на единичном выходе триггера 15 .(16). подготавливает элемент 20 (21) И к пропусканию единичных импульсов опорного сигнала через цифровой выход блока 2 на

5 счетный вход аналогового коммутатора 8(9) и через цифровой вход блока 6 (7) - на вт.о- рой вход элемента ИЛИ 32 этого блока. Одновременно указанный сигнал, поступа  совместно с противофазным сигналом, снимаемым с нулевого выхода триггера 15 (16)

на цифровой вход блока 4 (5) формировани  фазомодулированного сигнала, измен ет состо ни  аналоговых ключей 52 и 59 этого блока: первый из них размыкаетс , отключа  выход векторного сумматора 48 от входа усилител  53; второй замыкаетс , подключа  к входу упом нутого усилител  выход дополнительного векторного сумматора 55. При совпадении единичного сигнала с выхода триггера 15 (16) с единичным уровнем первого по счету единичного импульса опорного сигнала элементом 20 (21) И вырабатываетс  первый по счету единичный сигнал . Этот сигнал поступает на цифровой вход блока 6 (7) формировани  кодов координат и далее на второй вход элемента ИЛИ 32 и вычитающий вход счетчика 30, фиксиру  в нем код числа последней по счету зоны пол  считывани  планшета. Одновременно указанный сигнал поступает на цифровой вход блока 10 (11) фазоимпульсной коррекции , открыва  по первому входу элемент И 46, а по второму входу - элементы И 44 и 45 этого блока, и на счетный вход аналогового коммутатора 8 (9), измен   состо ние распределител  36. При этом пара ключей 39 и 42 подключает промежуточные выходы координатных сеток 23 и 25 (24 и 26) планшета 1 к выходам аналогового коммутатора 8 (9), а следовательно, и к дополнительным входам блока 4 (5) формировани  фазомодулированного сигнала. Сигналы ЭДС, снимаемые с указанных промежуточных выходов координатных сеток, суммируютс  в общей точке соединени  резисторов 56-58, конденсатора 57 и дополнительного векторного сумматора 55, образу  результирующий фазомодулированный сигнал. Указанный сигнал поступает через вход фазомодулированного сигнала блока 10 (11) на нулевой вход триггера 43, установленного ранее в единичное состо ние единичным фронтом опорного сигнала, поступающего через цифровой вход этого блока с единич- уного выхода триггера суммирующего счетчика 13 блока 2.

При этом триггер 43 устанавливаетс  в нулевое состо ние. На этом заканчиваетс  формирование на его единичном выходе единичного сигнала. Длительность этого сигнала пропорциональна величине фазового рассогласовани  между опорным сигналом , поступающим на единичный вход триггера 43, и информационным фазомоду- лированным сигналом, поступающим на его нулевой вход.

Смена координат центра съемника 3 без отрыва его от поверхности носител  графической информации (от рабочей поверхности планшета 1) автоматически отслеживаетс  схемой 31 управлени  счетчиком 30. При этом переход из предыдущей зоны пол  считывани  по каждой координате в счетчике 30 соответствующего блока

формировани  кодов координат отражаетс  изменением его кода на единицу в сторону увеличени , либо уменьшени  в соответствии с алгоритмом работы устройства-прототипа . Такой режим работы находит

0 применение при непрерывной обводке оператором контуров или линий считываемых графических изображений.

В случае отрыва съемника 3 информации от рабочей поверхности планшета 1 и

5 удалени  его на достаточно большое рассто ние наведенные в сетках координатных шин сигналы или сигнал фазового рассогласовани  (имеющий посто нную амплитуду, не завис щую от положени , занимаемого

0 съемником 3 на рабочей области пол  считывани ), формируемый блоком 4 (5) формировани  сигналов фазового рассогласовани , становитс  меньше по амплитуде некоторого минимально допустимого дл  надежного

5 считывани  порога. При этом устройство подвержено сбо м или полной остановке. Дл  сигнализации и учета такой ситуации обычно используют схему с амплитудным компаратором, котора  анализирует ампли0 туду сигнала фазового рассогласовани  и дает команду о наличии сбойной ситуации. По этой команде считывание координат автоматически прекращаетс  (например, путем блокировки поступлени  сигналов на

5 счетчик 13 блока 2 формировани  опорных и управл ющих сигналов).

Claims (3)

1. Устройство дл  считывани  графиче0 ской информации, содержащее планшет, выполненный в виде двух систем взаимно ортогонально расположенных и последовательно соединенных координатных шин, первые выводы которых подключены к ин5 формационым входам соответствующих коммутаторов, управл ющие входы которых соединены с первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к информационному входу съемника коор0 динат, индуктивно св занного с координатными шинами планшета, два блока формировани  фазомодулированных сигналов , первые группы информационных входов которых подключены к вторым выводам

5 соответствующих координатных шин, два блока формировани  кодов координат, синхронизирующие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков формировани  фазомодулированных сигна- лосч, первые информационные входы соедийены с первым выходом блока управлени , а выходы  вл ютс  информационными выходами устройства,отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, в него введены два блока фазоимпульсной коррекции , информационные входы которых соединены с первым выходом блока управлени , управл ющие входы подключены к выходам соответствующих блоков формировани  фазомодулированных сигналов, синхронизирующие входы блоков фазоимпульсной коррекции соединены с синхронизирующими выходами соответствующих блоков формировани  кодов координат, информационные выходы подключены к вторым информационным входам соответствующих блоков формировани  кодов координат , а синхронизирующие выходы соединены с соответствующими синхронизирующими входами блока управлени , при этом вторые группы информационных входов блоков формировани  фазомодулиро-. ванных сигналов подключены к выходам соответствующих коммутаторов, управл ющие входы соединены с первым выходим блока управлени .

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что каждый блок фазоимпульсной коррекции содержит триггер, единичный

вход которого  вл етс  информационным входом блока, нулевой вход  вл етс  синхронизирующим входом блока, а пр мой выход соединен с одними входами первого и

второго элементов И, другие входы которых подключены к информационному входу блока , третий элемент И, один вход которого  вл етс  управл ющим входом блока, другие подключены к информационному входу

и выходу первого элемента И, а выход  вл етс  информационным выходом устройства, элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход  вл етс  синхронизирующим выходом блока,

при этом вход второго элемента И соединен с управл ющим входом блока, а выход  вл етс  информационным выходом блока.

3. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что каждый блок формировани 

фазомодулированного сигнала содержит сумматоры, входы которых  вл ютс  информационными входами блока, а выходы подключены к одним входам соответствующих ключей, другие входы которых  вл ютс  управл ющим входом блока, операционный усилитель, вход которого соединен с выходами ключей, а выход подключен к входу порогового формировател  сигналов, выход которого  вл етс  выходом блока.

Фиг.7

VVN/Ч/

г№г

ч /

J

ФигМ

vv

Фигв