Устройство для считывания графической информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет, выпопненный в виде . двух систем взаимно-ортогональных координатных щин, подключенных к соответст вующим ключам, входы которых соединены с выходами первого дешифратора, первый счетчик, подключенный к выходу первого элемента И и к одному входу первого дешифратора, первый одновибратор , соединенный с генератором одиночных импульсов и с одним входом второго элемента И, другой вход которого подключен к генератору импульсов, а выход соединен, с одним входом первого элемента И, другой вход которого подклк чен к второму дешифратору, с однтал. входом третьего элемента И, с одним входом четвертого элемента И, другой вход которого подключен к выходу второго дешифратора, а выход подключен к ; распределителю импульсов, и с одним входом пятого элемента И, другой вход кото{Х)ГО подключен к выходу триггера управления, вход которого соединен с распределителем импульсов, второй счетчик , подключенный к входу второго де-. шифратора и к выходу шестого эиемента И, третий счётчик, вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, съемник координат, выход которого подключен к усилителю и к одним входам б доков сравнения, и регистр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно соде{ жит амплитудные дискриминато1Я 1, входы которых соединены с усилителем, а выходы подключены к соответствующим входам регистра, первую группу элементов И, од ни входы Которых соединены с соответствующими выходами регистра, а другие S подключены к распределителю импульсов, (Л элемент задержки, соединенный с выходом третьего элемента И и с другим с входом первого дешифратора, первый элемент НЕ, вход которого подключен к выходу второго дешифратора, -а выход соединен с другими входами третьего и пятого элементов И, второй элемент НЕ, вход которого подключен к выходу триг t гера управления, а выход соединен с 00 4ia третьим входом четвертого элемента И, формирователи опорных сигналов, одни CD входа которых подключены к выходу пясс того элемента И, восьмой элемент И, входы которого соединены с формироватепими опорных сигналов, а выход подключен к одному входу шестого элемента И, второй одновибратор, вход которого соединен с соответствующим регистра , а выход подключен к другому входу шестого элемента И, группу одновибраторов , выходы которых соединены с другими входами соответствующих формирователей опорных сигналов, и последовательно соединенные девятый элемент И, вхо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(58 G 06 К 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3438955/18-24 (22) 14.05.82 (46) 15.10.83. Бюл. № 38 (72) В.Г.Хациревич, А.К. Якушев, В. Ф. Жданович и А. Н.Южаков (71 ) Научно-исследовательский институт йрпкпадных физических проблем им. акад. А. H.Ñåâ÷ånêî (53) 681.327.12 (088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 466522, кп. G 06 К 11/06, 1973.

2, Патент США № 4009338, кл. 178-18, опубпик. 1977 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет, выполненный в виде двух систем взаимно-ортогонапьных коор динатных шин, подключенных к соответствующим ключам, входы которых соединены с вы.ходами первого дешифратора, первый счетчик, подключенный к выходу первого апемента И и к одному входу первого дешифратора, первый одновибратор, соединенный с генератором одиночных импульсов и с одним входом второго алемента И, другой вход которого " подключен к генератору имц, а выход соединен с одним входом первого элемента И, другой вход которого подкпк чен к второму дешифратору, с одним входом третьего. алемента И, с одним входом четвертого элемента И, другой вход которого подключен к выходу второго дешифратора, а выход подключен к распределителю импульсов, и с одним входом пятого апемента И, другой вход которого подключен к выходу триггера управления, вход которого соединен с распределителем импульсов, второй счетчик, подключенный к входу второго ае-шифратора и к выходу шестого элемента

И, третий счетчик, вход которого соеди-. нен с выходом седьмого элемента И, съемник координат, выход которого подключен к усилителю и к одним входам блоков сравнения, и регистр, о т и и— ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности устройства, оно содержит амц дискриминаторы, входы которых соединены с усилителем, а выходы подключены к соответствующим входам регистра, первую группу апементов

И, одни входы которых соединены с соот ветствующими выходами регистра, а другие подключены к распрецепитепю импульсов, элемент задержки, соединенный с выходом третьего элемента И и с другим входом первого дешифратора, первый элемент НЕ, вход которого подключен к выходу второго дешифратора, а выход соединен с другими входами третьего и пятого элементов И, второй элемент НЕ, вход которого подключен к выходу триг- гера управления, а выход соединен с третьим входом четвертого апемента И, формирователи опорных сигналов, одни входи которых подключены к выходу пятого элемента И, восьмой элемент И, входы которого соединены с формирователями опорных сигналов, а выход подкпючен к одному входу шестого элемента И, второй одновибратор, вход которого соединен с соответствующим выходом регистра, а выход подключен к другому входу шестого элемента И, группу одновибраторов, выходы которых соединены с другими -входами соответствующих формирователей опорных сигналов, и последовательно соединенные девятый элемент И, вхо1048493 ды которого подкпючены к элементам И пы., другие входы которых поаключепервой группы, четвертый счетчик, тре- ны к соответствующим блокам сравтий дешифратор, входы которого поц- нения и к триггеру управления, а ключе ны к соответствующим одновибрато- выходы соединены с седьмым элеменрам группы, и эпементы И второй груп том И.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройству дпя считывания графичеокой информации и может быть использовано дпя кодирования точек графического .5 изображения. ,Известно устройство дпя считывания графической информации, содержащее ппаншет с координатными шинами, счетчик грубого и точного измерения, цифро анапоговый преобразователь, дешифратор и счетчик операций, амплитудный компаратор, вентили грубого и точного измерения индукционный преобразователь (перо ипи визир} 11) .

Недостатком данного устройства явля ется небопьшой диапазон преобразования координаты в цифровой код на этапе точного преобразования. Это приводит к тому, что,координатные шины укпадыва- 20 ются в ппаншете данного устройства с небольшим шагом, что усложняет устройство в цепом, снижает технопогичность изготовления планшета и увеличивает его вес. 25

Известно устройство дпя считывания графической информации, содержащее ппаншет, выполненный в вице двух систем взаимноортогонапьны х координатны х IUHB соединенных с ключами, поцкпюченными ЗО к первому дешифратору, первый счетчик, . соединенный с первым элементом И и с первым цешифратором, первый одновибратор, подкпюченный к генератору одиночных импульсов, к второму элементу И, соединенному с генератором импульсов, с одним входом первого элемента И, другой вход которого подкпючен к второму дешифратору, с третьим, четвертым и пятым элементами И, распредепитепь им- 4О пупьсов, подкпюченный к триггеру управпения, второй счетчик, соединенный с вторым дешифратором и с шестым эпемен»том И, третий счетчик, подкпюченный к седьмому эпементу И, сьемник KoopIIH» 45 нат, подключенный к усипитепю, выход которого соединен с блоками сравнения, регистры и элементы ИЛИ (2).

Недостаток известного устройства закпючается в невысокой точности устройства.

Uenb изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цепь достигается.тем, что в устройство, содержащее планшет, выпопненный в виде двух систем взаимноортогона льны х координатных шин, 11oQNi10ченных к соответствующим ключам, входы которых соединены с выходами первого дешифратора, .первый счетчик, подключенный к выходу первого энемента И и к одному входу первого дешифратора, первый одновибратор, соециненный с генератором одиночных импульсов и с одним входом второго апемента И, другой вход которого подключен к генератору импупь сов, а выход соединен с,одним входом первого эпемента И, другой вход которого подкйючен к второму дешифратору, с одним входом третьего эпемента И, с одним входом четвертого энемента И, другой вход которого подкпючен к выходу второго дешифратора, а выход подклю- . чен к распрецепитепю импупьсов, и с одним входом пятого апемента И, другой вход которого подключен к выходу триг гера управнения, вход которого соединен с распредепитепем импульсов, второй счетчик, подкпюченный к вхоцу второго дешифратора и к выходу шестого элемента И, третий счетчик, вход которого соединен с выходом седьмого. апемента И, съемник координат, выход которого подкпючен к усипитепю и к одним входам бпоков сравнения, и регистр, ввецены амплитудные дискриминаторы, входы которых соединены с усилителем, а выходы подкпючены к соответствующим входам регистра, первую группу эпемен тов И, одни входы которых соединены с соответствующими выходами регистра, а другие подключены к распрецепитепю ментов 27 И, группу 28 формирователей опорных сигналов, содержаших регистр

29, цнфро-аналоговый преобразователь (ПАП) 30 и источник 31 питания, четвертый счетчик 32, амплитудные компаратс ры ЗЗ, группу одновибраторов 34, четвертый 35 и пятый 36 элементы И, второй элемент 37 НЕ, шестой 38 и седьмой 39 элементы И, распределитель 40 mm сов, восьмой 41 и девятый 42 элементы

И, и второй одновибратор 43.

Устройство работает следукнцим образом.

При нажатии кнопки 18 1 енератор 17 вырабатывает короткий импульс, который запускает одновнбратор 1 5, выходной импульс которого устанавливает все триггера схемы в исходное состояние (установочные цепи на схеме не показаны).

После окончания регенеративного про цесса в одновибраторе 15 элемент И 14 открывается и поступают импульсы от генератора 16 через открытый элемент

И 14. С момента открытия элемента

И 14 начинается первый цикл работы уст ройства - грубое измерение координаты, которое осуществляется путем подсчета координатных шин, лежащих в интервале планшета от начала координат до центра катушки съемника 19 координат. При подсчете счетчиком 7 числа импульсов, соответствующего числу опрошенных шин, импульсы с элемента И 14- проходят на счетный вход счетчика 7 благодаря тому, что элемент И 13 открыт разрешающим потенциалом первого выхода дешифратора

11 операций. На третьем выходе дешифратора 11 присутствует запрещающий тютенциал. Благодаря элементу НЕ IO этот. потенциа л становится разрешающим потенциалом для прохождения импульсов с выхода элемента И 14 через элемент

И 24 на вход элемента 8 задержки, выполненного в виде ждущего мультивибратора позволяющего осуществить предварительную запись очередною импульса в счетчик 7, а затем с некоторой задержкой во времени осуществить опрос координатной шины задержанным импульсом через дешифратор 6 на вход соответствующего ключа 5.

На фиг. l" представлена блок-схема

35 предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграмма напряжений, поясняющая рабо ту устройства.

Устройство содержит планшет 1, вы-, 40 полненный в виде двух систем взаимноортогональнь1х координатных шин 2 по каждой:, координатной оси, концы которых через резисторы 3 подключены к источнику 4 питания, а начала координатных шин Х подключены к соответству45 юшим ключам 5, первый дешифратор 6, первый счетчик 7, элемент 8 задержки, триггер,9 управления, первый элемент 10 НЕ, второй дешифратор 11, второй счетчик 12, первый 13 и второй 14

50 элементы И, первый одновибратор 15, генератор 16 импульсов, генератор 17 одиночных импульсов, кнопку 18, съем-

HHK 19 координат, усилитель 20, амппитудные дискриминаторы 21, регистр 22, 55 первую группу 23 элементов И, третий элемент И 24, третий счетчик 25, тре.тий дешифратор 26, вторую группу эпеПроцесс поступления прямого импульса с выхода элемента И 13 в счетчик 7 и задержанного импульса с выхода одновибратора 15 на стробируемый выход дешифратора 6 происходит до тех пор, пока опрашиваемая шина не оказывается в зоне чувствительности самого чувств3 1-04 импульсов, элемент задержки, соединенный с выходом третьего элемента И и с другим входом первого дешифратора, первый элемент НЕ, вход которого под-. ключен к выходу второго дешифратора, а выход соединен с другими входами третьею и пятого элементов И, второй элемент НЕ; вход которого подключен к входу триггера управления, а выход соединен с третьим входом четвертого эле- щ мента И, формирователи опорных сигналов, одни входы которых подключены к

,выходу пятого элемента И, восьмой эле. мент И, входы которого соединены с формирователями oIIopHbtx сигналов, а 15 выход подключен к одному входу шес того элемента И, второй одновибратор,. вход которого соединен с соответствующим выходом регистра, а выход подключен к другому входу шестого элемента ур

И, группу одновибраторов, выходы кото- . рых соединены с другими входами соответствующих формирователей опорных сщ налов, и последовательно соединенные девятый элемент И, входы которого под- 35 ключены к элементам И первой группы, четвертый счетчик, третия дешифратор, выходы которого подключены к соответст- вующим одновибраторам группы, и элементы И второй группы, другие входы которых подключены к соответствующим блокам сравнения и к триггеру. управле- ния, а выходы соединены с седьмым элементом И.

493 6

5 1048 тельного амплитудного цискриминатора

23., на выходе которого появляется импульс. Этот импульс поступает на усть новочный нулевой вход триггера регист.- ра и устаяавливает его в нулевое состоя- 5 ние. В данном случае, в зависимости от * того, гце в пределах между соответст вующими шинами (в пределах участка АВ функции преобразования, фиг. 2) нахоцится центр катушки пера, ьь«рабатывают вы ходные импульсы несколько амплитудных компараторов 33 иэ всех, кажцый иэ которых настроен на соответствующую между подциапаэонную ЭДС. В результате этого устанавливаются в нулевое состоя. ние несколько триггеров регистра 22, но в любом случае с переходом соответствующего триггера в нулевое состояние процесс формирования кода грубого измерения заканчивается, Инициатором окончания грубого преобразования служит перепад напряжения на выходе триггера регистра 22. Этот перепад запускает оцновибратор 4-3, Отформирова нный короткий импульс с выхода оцновибратора

43 проходит через элемент И 38 и поступает на счетный вход счетчика 12 операций, который переключает дешифратор 11 с операции грубого измерения координаты на операцию перезаписи кода промежуточ його измерения.

На этапе этой операции дешифратор

11 первым выходом закрывает элемент

И 13, а вторым выходом открывает элемент И 35, В результате этого поступление импульсов в счетчик 7 прекра. щается и на нем фиксируется число шин однозначного опреде пяющих координату местоположения ка ушки числом шагов укладки шин (например в сантиметрах) . 40 Теперь импульсы поступают через откры тый элемент И 35 на счетный вход распрецепителя 40.

Благодаря последовательному опросу распределителем 40 вторых входов эпе45 ментовЪ 23 содержимое регистра 22 с помощью элемента И 42 переписывается в счетчик 32 промежуточного измерения.

При этом импульсы поступают на входы соответствующих ключей 5 и далее в шину, номер которой стал известен после этапа грубого измерения. Вследствие этого, усиленные инцуцированные импуп«сы,с выхода усилителя 20 поступают на входы амплитудны х дискриминаторов 23. и, пройдя амппитуцную селекцию, поступают на нулевые установочные входы соответствующих триггеров регистра 22.

Импульсы на вход распределителя 40 с выхода элемента И 35- поступают цо тех пор, пока импульс переноса с выхо, ца распределителя 40 не установит триггер 9 в единичное состояние. Потенциал с единичного выхода триггера 9 дает разрешение по вторым входам .элементов И 27. Этот же потенциал благодаря инверсии элементом НЕ 37 запрещает прохожцение импульсов на выход эпе мента И 35. В результате закрытия элемента И 35 поступление импульсов в распределитель 40 прекращается, На счет чике 32 зафиксировано число, опредепяющее номер поцдиапазона, в котором находится катушка пера относительно соот ветствующей шины. Поскольку каждому возбуцившемуся амппитуцному дискриминатору соответствует своя пороговая амплитуда нз ряда возможных (фиг.2), которой поставлено в соответствие начало соответствующего координатного поцциапазона, то количество импульсов, эаф«жсированных на счетчике 32 выражает расстояние центра катушки пера относительно оси соответствующей шииы внутри диапазона Ъ укладки шин.

Для случая, изображенного на фиг. 2, центр катушки находится в третьем поддиапазоне (К = 3), что соответствует случаю, когда срабатывают первый, второй и третий амплитудные дискриминаторы.

После перехода триггера 9 в ециничное состояние цроисхоцит третий этап работы устройства - уточнение местопо»ложения центра съемника 19 координат внутри поцдиапазона. Это уточнение происхоцнт путем измерения приращения сигнала считывания электрического поцдиапаэона. Дпя случая изображенного.на фиг. 2 необходимо измерить приращение

ЭДС. Измерение приращения сигнала считывания поддиацазона. осуществляется соответствующими поддиапазонными ЦА П

30, амппитуцными компараторами 33, регистрами 29 константы и эталонными источниками 31 питания.

Выходы амнпитуцных компараторов 33 через соответствующие элементы И 27 и .элемент 39 И подключаются к счетчику 32 тОчного Взмеренияе ЭТО подкп о» чение происхоцит благодаря выцопнению двух условий: триггер 9 нахоцится в едииичном состоянии; в результате цещифрации цешифратором 26 числа, находящегося в счетчике 32 выхоцной разрешающий потенциал цешифратора 26 посту7 1048493 8 пает на вход соответствующего поддиа- амплитудного компаратора 33 до тех пазонного эпемента И 27. Напичие двух пор, пока амппитуда компенсирующего разрешающих потенциапов на первом и напряжения, поступающего на второй вход третьем входах соответствующего эле - компаратора 31 с выхода ЦАП 30 не .мента И 27 цодготавпивает его к про- 5 станет равной ипи нескопько бопьшей амхождению импупьсов от соответствующего ппитудь приращения сигнапа считыващя этому,эпемвнту поддиапаэонного компа- Копичество выходных импульсов этого

pampa 33. Одновременно с этим раэре- компаратора зависит от того, где в -rrpe шающий потенциап с триггера 9 открыва- депах К-го поддиапаэона находится центр ет эпемент И 36, В резупьтате этого Щ катушки сьемника 19 координат. импульсы с эпемвнта И 36 поступают иа входы счетчиков UAII 30..: Эти импупьсы проходят через соответ

Необходимо отметить, что во время . ствующий эпвмент И 27 и дапее через перезаписи содержимого регистра 22 в эпемент И 39 на вычитающий вход счет счетчик 32 выходные импупьсы дешиф- 45 чика 25. В этот счетчик при начапьной ратора 26 поспедоватепьно запускают установке в исходное состояние эаписываодновибраторы 34, выходные импупьсы ется чиспо, равное максимапьному чиспу, которых переносят содержимое регистров уровней квантования приращения сигнапа 29 в КАП 30. считывания. Это чиспо уровней выбираетК моменту перехода триггера 9 в еди- gg. ся одним и тем же дпя всех поддиапазо» ничнов состояние на счетчике соответст-, нов. Независимо от того, проиэошпа ипи вующего КАП 30 находится цифровой не произошпа компенсация приращения эквивапент аналоговой мвждуподдиапазон- . сигнапа считывания ступенчато-пикейным ной ЭДС. напряжением К-го ИАП 30, импупьсы в

Поскопьку вепичины этапонных напря- у5 его счетчик поступают до перепопнвния жений источников 31 разпичны, то вепичи счетчика. Импульс перепопнения счетчика ны ступенек компенсирующих напряже- соответствующего КАП 30 поступает на ний каждого UAII 30 также разпичны. счетчик 12. В реэупьтате этого дешифраВвпичина этих ступенек опредепена кру- тор 11 с помощью эпемвнта HE 10 затизной участков функции преобразования:30 крывает эпемент И 24 и эпемент И 36, s каждом поддиапазоне внутри общего что вызывает прекращение подачи аапупь: диапазона. сов как в шину, так и в счетчик ПАП 30.

С приходом. счетного ммпупьса на счет- С момента появпения.запрещающего чик соответствующего БАП 30 начинает. -потенциапа с выхода эпвмвнта НЕ 10 ся процесс измерения К-го приращения . формирование кода координаты Х окаичй» .

К го поддиапаэонного сигнапа считыва- вается. На счетчиках 7, 25 и 32, сооъ35 иия. Это приращение о существу пред- . ветственно, находится код грубого, про» ставпяет собой разность между действи-: . межуточного и точного измерения коорди.тепьной амппитудой К-го поддиапаэонного наты. Измерение координаты Y при двух сигнапа считывания и его нижним гранич- канальном испопнении устройства проиэ40 ным значениям (фиг. 2), цифровой экви-, водится анапогичной схемой. вапвнт которого заносится до момента Введение новых уэпов и бпоков, а поступпения rrepsoro счетного импупьса. также новых конструктивных связей позвоНвскомпенсированныв импупьсы считыва» ляет существенно повысить точность yew ния проходят на выход соответствующего ройства.

1048493

1048493

Составитепь Т. Ничипорович ,Редактор Н. Воловик Техред А.Бабинец Корректор М. Лемчик

Заказ 7934/55 ° Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4