Устройство для считывания графической информации

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к соотпетствующим ключам , усилитель считывания, сГоединенньш с выходом съемника координат, с амплитудным дискриминатором и с компаратором, первый счетчик, входы которого соединены с распределителем импульсов, а выходы подключены к первому дешифратору, соединенному с ключами и с распределителем импульсов , второй счетчик, подключенньй к распределителю импульсов и к первому цифроаналоговому преобразователю, выход которого соединен с компаратором , первый элемент И, входы которого подключены к амплитудному дискриминатору и к распределителю импульмов , а выход соединен с распределителем импульсов, и первый элемент НЕ, пцдключеннй к распределителю импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения его быстродействия, оно содержит второй элемент И, входы которого соединены с первым элементом НЕ и с компаратором , третий счетчик, подключенный к распределителю импульсов и к выходу второго элемента. И, и последовательно соединенные четвертый счетчик , подключенный к распределителю импульсов и к выходу первого элемента И, регистр, подключенный к распределителю импульсов, пятый счетчик, подключенный к распределителю импульсов , второй цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного тока, выход которого .подключен к координатньм шинам планшета. 2. Устройство по п. 1, отли§ чающееся тем, что распределитель импульсов содержит первый триг (Л гер, один вход которого является первым входом распределителя импульсов , а выход подключен к первому одновибратору, соединенному с одним входом первого элемента И-НЕ, другой вход которого подключен к второму одновибратору, а третий вход является вторым входом распределителя импульсов, второй триггер, один вход которого является третьим вхо00 42;. дом распределителя импульсов, другой подключен к третьему одновибра00 4 тору, соединенному с генератором одиночных импульсов, а выход.подключен к входу второго одновибратора, второй элемент И-НЕ, входы которого соединены с генератором импульсов, с третьим одновибратором и с вторым элементом НЕ, счетчик операций, входы которого соединены с третьим одновибратором, подключенным к другому входу первого триггера и с выходом первого элемента И-НЕ, а выходы соединены с вторым дешифрато

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) С 06 К 11 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем что распредели1

Я тель импульсов содержит первый триггер, один вход которого является первым входом распределителя импульсов, а выход подключен к первому одновибратору, соединенному с одним входом первого элемента И-НЕ, другой вход которого подключен к второму одновибратору, а третий вход является вторым входом распределителя импульсов, второй триггер, один () вход которого является третьим входом распределителя импульсов, другой подключен к третьему одновибратору, соединенному с генератором одиночных импульсов, а выход.подклюг чен к входу второго одновибратора, второй элемент И-НЕ, входы которого соединены с генератором импульсов, с третьим одновибратором и с вторым элементом НЕ, счетчик операций, входы которого соединены с третьим одновибратором, подключенным к друо гому входу первого триггера и с выходом первого элемента И-НЕ, а выходы соединены с вторым дешифратоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3519484/18-24 (22) 06.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. 1(- 13 (72) В.Г.Хациревич и А.К.Якушев (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. акад. А.Н.Савченко (53) 681.327.12(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 517906, кл. G 06 К 11/06, 1974.

2. Патент США Р 3819857, кл. 178-19, опублик. 1974 (прототип) .

* (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к соответствующим ключам, усилитель считывания, соединенный с выходом съемника координат, с амплитудным дискриминатором и с компаратором, первый счетчик, входы которого соединены с распределителем импульсов, а выходы подключены к первому дешифратору, соединенному с ключами и с распределителем импульсов, второй счетчик, подключенный к распределителю импульсов и к первому цифроаналоговому преобразователю, выход которого соединен с компаратором, первый элемент И, входы которого подключены к амплитудному дискриминатору и к распределителю импульмов, а выход соединен с распределителем импульсов, и первый элемент

НЕ, подключений к распределителю импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения его быстродействия, оно содержит второй элемент И, входы которого соединены с первым элементом НЕ и с компаратором, третий счетчик, подключенный к распределителю импульсов и к выходу второго элемента. И, и последовательно соединенные четвертый счетчик, подключенный к распределителю импульсов. и к выходу первого элемента И, регистр, подключенный к распределителю импульсов, пятый счетчик, подключенный к распределителю имс> пульсов, второй цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного

I тока, выход которого, подключен к координатным шинам планшета.

1084841 ром, подключенным к второму элементу НЕ и к одним входам группы элементов И-НЕ, другие входы которых соединены с выходом второго элемента И-НЕ, четвертый одновибратор, соединенный с выходом второго элеИзобретение, относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано в системах машинной обработки графической информации.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее индукционный преобразователь (перо,. или визир), планшет с системой ортогональных координатных шин,. усилитель считывания, счетчик координатных шин (счетчик грубого измерения), второй счетчик (точного измерения), соединенный через цифроаналоговый преобразователь с координатными шинами, ключи опроса, дешифратор координатных шин, амплитудный дискриминатор, генератор импульсов Г1) .

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными через ключи к дешифратору, соединенному с распределителем импульсов и с первым счетчиком, последовательно соединенные съемник координат, усилитель, выход которого подключен к компаратору, амплитудншй дискриминатор и элемент И, дру- 30 гой вход которого подключен к распределителю импульсов, соединенному с элементом НЕ, второй счетчик, подключенный к распределителю импуль-. сов и к цифроаналоговому преобразователю, выход которого соединен с другим входом компаратора, при этом выход распределителя импульсов подключен к входу первого счетчика (2j .

Недостаток известных устройств заключается в недостаточно высоком быстродействии. мента И-НЕ, и третий элемент И-НЕ, входы которого подключены к четвертому одновибратору и к второму элементу НЕ, а выход является выходом распределителя им< пульсов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к. соответствующим ключам, усилитель считывания, соединенный с выходом съемника координат, с амплитудным дискриминатором и с компаратором, первый счетчик, входы которого соединены с распределителем импульсов, а выходы подключены к первому дешифратору, соединенному с ключами и с распределителем импульсов, второй счетчик, подключенный к распределителю импульсов и к первому цифроаналоговому преобразователю, выход которого соединен с компаратором, первый элемент И, входы которого подключены к амплитудному дискриминатору и к распределителю импульсов, а выход соединен с распределителем импульсов, и первый элемент НЕ, подключенный к распределителю импульсов, введены второй элемент И, входы которого соединены с первым элементов НЕ и с компаратором, третий счетчик, подключенный к распределителю импульсов и к выходу второго элемента И, и последовательно соединенные четвертый счетчик, подключенный к распределителю импульсов и к выходу первого элемента

И, регистр, подключенный к распределителю имп уьсов, пятый счетчик, подключенный к распределителю импульсов, второй цифроаналоговый преобразователь и усилитель постоянного тока„ выход которого подключен к координатным шинам планшета.

При этом распределитель импульсов содержит первый триггер, один вход которого является первым входом рас1084841 пределителя импульсов, а выход подключен к первому одновибратору, соединенному с одним входом первого элемента И-НЕ, другой вход которого подключен к второму одновибратору, а третий вход является вторым входом распределителя импульсов, второй триггер, один вход которого является третьим входом раепределителя импульсов, другой подключен к третье- !О му одновибратору, соединенному с генератором одиночных импульсов, а выход подключен к входу второго одновибратора, второй элемент И-НЕ, входы которого соединены с генератором импульсов, с третьим одновибра-, тором н с вторым элементом НЕ, счетчик операций, входы которого соединены с третьим одновибратором, подключенным к другому входу первого триггера и с выходом первого элемента И-НЕ, а выходы соединены с вторым дешифратором, подключенным к второму элементу НЕ и к одним входам группы элементов И-НЕ, другие входы Zs которых соединены с выходом второго элемента И-НЕ, четвертый одновибратор, соединенный с выходом второго элемента И-НЕ, и третий элемент И-НЕ, входы которого подключены к четвертому одновибратору и к второму элементу НЕ, а выход является выходом распределителя импульсов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема включает планшет 1 с координатными шинами 2, резистор 3, усилитель 4 постоянного тока, ключи

5, первый дешифратор 6, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 и 40 пятый 11 счетчики, усилитель 12 считывания, регистр 13, первый 14 и второй 15 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), первый элемент НЕ 16, первый элемент И 17, амплитудный 45 дискриминатор 18, второй элемент

И 19, компаратор 20, распределитель

21 импульсов, включающий счетчик 22 операций, второй дешифратор 23, первый 24 и второй 25 триггеры, первый 50

26, второй 27, третий 28 и четвертый

29 одновибраторы (ждущие мультивибраторы), генератор 30 одиночных импульсов, первый 31, второй 32 и третий

33 элементы И-НЕ,второй элемент .

НЕ 34, группу элементов И-НЕ 35-37, генератор 38 импульсов, съемник 39 координат (перо) .

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки 40 запускается генератор 30.

Выходной одиночный импульс этого генератора запускает ждущий мультивибратор 28. Выходной сигнал мультивибратора осуществляет установку всех, триггеров схемы в исходное состояние. При этом в счетчик 11 записывается максимальное для конкретного случая число, в результате чего на выходе ЦАП 15 возникает максималь,ное напряжение, которое поступает на вход усилителя 4. Вследствие того, что этот усилитель обладает примерно единичным коэффициентом усиления по напряжению, то величина его выходного напряжения будет с небольшим отклонением равна величине входного напряжения. После начальной установки по окончании регенеративного процесса мультивибратора 28 начйнается первый этап работы — грубое измерение координаты путем подсчета координатных шин. Это измерение начинается с момента поступления на счетчик 7 импульса с выхода элемента

И-НЕ 35. Элемент И-НЕ 35 управляется первым выходом дешифратора 23. Пос1 кольку счетчик 22, соединенный своими выходами с входами дешифратора

23, находится в нулевом состоянии, то элемент И-НЕ 35 открывается для прохождения первого импульса через элемент И-НЕ 32 от генератора 38 импульсов. Этот же импульс с выхода элемента И-НЕ 32, задержанный с помощью ждущего мультивибратора 29, поступает на вход элемента И-НЕ 33, который управляется выходом элемента НЕ 34, на вход которого поступает низкий уровень с дешифратора 23.

В результате инверсии элементом

НЕ 34 элемент И-НЕ 33 открывается для прохождения первого задержанного импульса с выхода мультивибратора 29 на дешифратор 6.

Благодаря дешифрации дешифратором

6 числа, записанного в счетчике 7, происходит сначала опрос первого ключа 5 и связанной с ним координатной шины, затем второго ключа 5 и т.д. Процесс последовательного поступления импульсов на вход счетчика

7 и на стробируемый вход дешифратора 6 происходит до тех пор, пока опрашиваемая шина не окажется в зоне

1084841

Второй этап — промежуточное изь|ерение координаты, осуществляется путем многократного опроса (откры45 вания) ключа, соединенного с выбран-, ной шиной при одновременном ступенчато-линейном изменении выходного напряжения усилителя 4. На этапе промежуточного измерения прямые импульсы поступают на вход счетчика

11 с выхода элемента И-НЕ 37, а задержанные импульсы продолжают поступать с выхода элемента И-НЕ 33 через соответствующий коду счетчика 7 выход дешифратора 6 на вход того ключа, который соединен своим входом с этим выходом дешифратора 6. При чувствительности тракта считывания.

Эта зона зависит от величины тока опроса и регулируется с помощью переменных резисторов 3.

Таким образом, как только опрашиваемая координатная шина окажется в зоне чувствительности канала считывания, наведенная ЭДС на входе усилителя 12 считывания усиливается до та,ой величины, что срабатывает амп10 литудный дискриминатор 18. Выходной сигнал дискриминатора поступает на первый вход элемента И 17. Так как триггер 25 находится в единичном состоянии то с выхода распределите1 дя 21 на второй вход элемента,И 17 поступает высокий (разрешающий) потенциал. В результате этого первый импульс с дискриминатора 18, пройдя элемент И 17 поступает на счетный 20 вход счетчика 10. Этот же импульс устанавливает триггер 24 в единичное состояние.

Перепад напряжения с нижнего уровня на высокий уровень единичного выхода триггера 24 запускает ждущий мультивибратор 26, выходной импульс которого поступает через элемент И-НЕ 31 на вход счетчика 22.

Благодаря этому на первом выходе дешифратора 23 появляется запрещающий потенциал и элемент И-НЕ 35 закрывается, а на втором выходе де" шифратора 23 появляется разрешающий потенциал, который открывает элемент 37 И-НЕ.

Поступление импульсов с элемента

И-НЕ 35 в счетчик 7 прекращается, и зафиксированное на нем число однозначно определяет номер шины, по- 40 павшей в зону чувствительности канала считывания пера. этом с каждым импульсом пришедшим на вход счетчика 11 вследствие вычитания этого импульса из числа, записанного при начальной установке, уменьшается как выходное напряжение ЦАП 15, так и выходное напряжение усилителя

4. В результате этого величина напряженности магнитного поля ступенчатолинейно убывает по мере уменьшения числа в счетчике 11.

В силу действия закона электромагнитной индукции импульсы индуцированной ЭДС на входе усилителя 12 считывания модулируются по линейноступенчатому закону. Усиленные по амплитуде эти импульсы поступают на вход амплитудного дискриминатора

18. Уровень дискриминации дискриминатора задается, исходя из требуемой точности этапа промежуточного измерения, т.е. от требуемого числа дискретных участков расс1 ояния между шинами. В общем случае число импульсов, прошедших с дискриминатора на вход счетчика 10, зависит от того, в какой точке между выбранной опрашиваемой шиной и последующей в сторону увеличения координаты координатной шиной находится центр катушки пера 39.

Если перо 39 находится в непосредственной близости к оси выбранной шины, то коэффициент индуктивной связи катушки с координатной шиной наибольший и, следовательно, усиливаются наиболее слабые сигналы из серии линейно-ступенчато промодулированных импульсов, поступающих с катушки пера до уровня-дискриминации, и на выход дискриминатора пройдет большее количество импульсов в сравнении с тем случаем, если бы катушка пера находилась в более удаленной от шины точки, в которой индуктивная связь катушки с шиной выражена слабее. Следовательно, чем ближе расположена катушка пера к шине, опрашиваемой изменяющимся по линейно-ступенчатому закону импульсам тока, тем большее число импульсов будет зафиксировано счетчиком промежуточного измерения.

Импульс окончания цикла промежуточного измерения поступает с выхода счетчика 1 1 на установочный вход триггера 25 и устанавливает его в нулевое состояние. Перепад напряжения с высокого уровня на низкий за1084841 пускает ждущий мультивибратор 27, импульс от которого поступает через элемент И-HE 3 1 на вход счетчика 22.

Благодаря этому происходит переход с операции промежуточного измере- 5 ния на этап точного измерения. На счетчике 10 будет зафиксировано число, уточняющее место расположения катушки относительно оси шины, номер которой был определен еще на этапе грубого измерения. На этапе точного измерения на втором выходе дешифратора 23 возникает потенциал логического нуля, благодаря чему элемент

И-НЕ 37 закрывается, и поступление импульсов в счетчик 11 прекращается, а на третьем выходе дешифратора 23 возникает потенциал логической единицы, которыи открывает элемент

И-НЕ 36. Импульсы с элемента И-НЕ 36 начинают поступать в счетчик 8. В отличие от этапа промежуточного измерения на этапе точного измерения координатная шина опрашивается импульсами тока одной и той же амплитуды, величина которой определена числом, находящимся на счетчике 10, Для этого содержимое счетчика 10 импульсом с ждущего мультивибратора

27 с помощью регистра 13 перено- : зо сится в счетчик 11.

Так как импульсы опроса продолжают поступать в выбранную координатную шину, то вокруг нее существу-ет импульсное магнитное поле. Величина индукцированных входных сигналов усилителя 12 зависит от того, где в пределах шага промежуточной дискриминации, определенного ценой младшего разряда счетчика 10, на- 40 ходится центр катушки пера 39.

Усиленные импульсы считывания поступают на первый вход амплитудного компаратора 20. На вход компаратора 20 импульсы с усилителя 12 45 проходят до тех пор, пока амплитуда компенсирующего напряжения

ЦАП 14, поступающего на второй вход компаратора, не станет равной или большей амплитуды выходных импульсов с усилителя считывания. Выходные импульсы компаратора 20 поступают на вход элемента 19, который управляется элементом НЕ 16. Поскольку триггер 25 находится в нулевом состоянии, то запрещающий потенциал

его единичного выхода запрещает

I прохождение импульсов через элемент

И 17 в счетчик 10, а благодаря инверсии элементом НЕ 16 этот же потенциал становится разрешающим для прохождения импульсов с элемента И 19 на вход счетчика 9. Количество прошедших импульсов на вход счетчика 9 зависит от того, где в пределах шага промежуточной дискретизации координаты находится центр катушки индукционного пера. В общем случае импульсы в счетчик 8 будут поступать и после компенсации сигнала считывания пилообразным выходным напряжением ЦАП 14. Цикл точного измерения оканчивается с момента поступления импульса переполнения со счетчика 8 на второй вход распределителя 21.

Этот импульс поступает на третий вход элемента И-НЕ 31, выходной импульс которого произведет переключение счетчика 22 с цикла точного измерения координать. Х на цикл грубого измерения координаты У. При этом формирование кода координаты по рассматриваемой оси Х оканчивается.

На четвертом выходе дешифратора 23 возникает потенциал логической единицы, который будучи проинвертирован элементом НЕ 34 запрещает прохождение импульсов через элемент И 33 на вход дешифратора 6, а также запрещает поступление импульсов через элемент И-НЕ 32 от генератора 38 импульсов. Число импульсов, зафиксированное на счетчике 9, уточняет местоположение центра пера в пределах шага, определенного ценой младшего разряда счетчика 10 промежуточного измерения. Код трех счетчиков: счетчика 7 грубого измерения, счетчика

10 промежуточного измерения и счетчика 9 точного измерения определяет координату центра пера относительно начала координат планшета. Суммарный код этих счетчиков может быть передан в микропроцессор для необходимой обработки.

Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить быстродействие устройства.

ВНИИПИ Закаэ 2017/46 Тиран,б99 Подписное

Фиднаи ППП "Патент", x*. Ула ород,ул.Проектная, 4