Устройство для преобразования координат точек графического изображения в электрические сигналы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА- . НИЯ КООРДИНАТ ТОЧЕК ГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические пластины, две параллельные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных усилителя , порогового элемента и формирователя временных интервалов, входы усилителей подключены к пьезоэлектрическим пластинам, генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с соответствующими входами формирователей временных интервалов, и электроакустический преобразователь , вьшолненный в виде металлического стержня с пьезоэлементами, о т-. личающееся тем, что с целью повьшения точности преобразоваНИЯ , оно содержит оптоэлек ронные пары, состоящие из оптически связанных светодиодов и фоторезисторов, светодиоды оптронов соединены последовательно с одчим из пьезоэлементов . электроакустического преобразователя и общей шиной устройства, фоторезисто (Л ры оптронов включены в цепь обратной отрицательной связи усилителей, друс гой пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключен к выходу генератора импульсов возбуждения, лричем электроакустический преобразователь содержит упругий элемент, установленный между пьезоэлементами, 00 механически связанный с торцом металСХ ) лического стержня. о 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ае (11) (АР G 06 К 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3549702/18-24 (22) 04.02,83 (46) 23. 04. 84. Бюл. N- 15 .(72) P. P. Джагупов, Д.П. Яковлев и И.Н.Черненко (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 681.327.12 (088.8) (56) 1. Устройства ввода и вывода графической информации к ЭЦВИ. М., "Госстрой", 1967, с. 60-63, 2. Авторское свидетельство СССР

11-" 660125, кл. Н 01 1„ 41/10, 1976, (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА-НИЯ КООРДИНАТ ТОЧЕК ГРАФИЧЕСКОГО

ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические пластины, две параллельные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных усилителя, порогового элемента и формирователя временных интервалов, входы усилителей подключены к пьезоэлектрическим пластинам, генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с соответствующими входами формирователей временных интервалов, и электроакустический преобразователь, выполненный в виде металлического стержня с пьезоэлементами, о т-.. л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности преобразова- ния, оно содержит оптоэлектронные пары, состоящие из оптически связанных светодиодов и фоторезисторов, светодиоды оптронов соединены последовательно с одним из пьезоэлементов электроакустического преобразователя Я и общей шиной устройства, фоторезисторы оптронов включены в цепь обратной отрицательной связи усилителей, дру- увы гой пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключен к выходу генератора импульсов возбуждения, .причем электроакустический преобразователь содержит упругий элемент, установленный между пьезоэлементами, механически связанный с торцом металлического стержня.

033

1 1088

Изобретение относится к автоматике и вычислительной. технике и может быть использовано в системах измерения, кодирования и ввода в ЭВИ графической информации. 5

Известно устройство для.измерения и кодирования координат точек графического изображения, содержащее генератор ююпульсов, пьезоэлект- 10 рические излучатель и приемник, блок формированиястроб импульсов, стеклянный планшет-звукопровод и форми-. рователь временных координатных интервалов 51 3 . 15

Недостаток -этого устройства заключается в неинвариантности преобразования координат точек графической информации к поворотам и наклонам

20 .пьезоприемника.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для преобразования координат точек графического изображения в электрический сигнал, содержащее излучатели ультразвуковых колебаний, выполненные в виде пьезоэлектрических пластин, установленных по двум взаимно перпендикулярным сторонам стеклянного планшета-звукопрово"

30 да, пьезоэлектрический приемник выполнен в виде металлического трехгранного стержня, на боковых гранях которого укреплены пьезоэлектрические пластины, соединенные со входами З5 формирователя строб имульсов, выполненного трехканальным, с последовательно соединенными усилителем и двухполупериодным выпрямителем, подключенHblM к Одному из входов трехвходного 40 сумматора в калдом канале 1.2

Недостатком известного устройства

Ф является влияние усилия прижатия пьезоприемника на точностз определеНия координату так как с уменьшением 45 прижатия теряется первая полуволиа возбуждаемого сигнала, Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Указанная цель достигается тем, 50 что устройство для преобразования координат точек графического изображения в электрические сигналы, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого 55 установлены пьезоэлектрические пластины, две параллельные цепочки, каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных усилителя, порогового элемента и формирователя временных интервалов, входы усилителей подключены к пьезоэлектрическим пластинам, генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с соответствующими входами формирователей вре" менных интервалов, и электроакустический преобразователь, выполненный, в виде металлического стержня с пьезоэлементами, введены оптоэлектронные пары, состоящие из оптически связанных светодиодов и фоторезисторов, светодиоды оптронов соединены последовательно с одним из пьезоэлементов электроакустического преобразователя и общей шиной устройства, фоторезисторы оптронов включены в цепь обратной отрицательной связи усилителей, другой пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключен к выходу генератора импульсов возбуждения, причем электроакустический преобразователь содержит упругий элемент, уста- новленный между пьезоэлементами, механически связанный с торцом металлического стержня. !

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

На стеклянном планшете-звукопроводе l установлены по двум взаимно перпендикулярным сторонам пьезоэлектри- . ческие пластины 2, соединенные со входами двухканального блока 3 формирования стробимпульсов, имеющего в каждом канале усилитель 4, с регулируемым коэффициентом усиления и пороговый элемент 5, выход которого соединен с формирователем временных координатных интервалов 6 (по соответствующей координате Х или Т), включающий в себя два координатных КБ-триггера (не показаны).

Электроакустический преобразователь выполнен в виде металлического стержня 7, к торцу которого укреплены механически связанные с корпусом 8 два пьезоэлемента 9 и 10, разделенные упругим элу ентом 11. Пьезоэлемент

9 является излучателем ультразвуковых волн и подсоединен к выходу генератора

12 импульсов возбуждения к выходу генератора 12 импульсов возбуждения и к формирователю 6 временных координатных интервалов. Пьезоэлемент 1О подключен относительно общей шины к двум последовательно включенным светодиодам 13 оптронов, фоторезисторы 14 которых

3 10880 включены между выходом и инвертирующим входом усилителей 4. Коэффициент усиления последних определяется величиной сопротивлений фоторезисторов 14 и резисторов 15, создающих отрицательную обратную связь.

При подаче импульса с выхода генератора 12 на пьезоэлемент 9 в планшете

l возникает бегущая ультразвуковая сферическая волна, распространяюща- 1п яся с постоянной скоростью ко всем сторонам планшета. Одновременно импульс генератора 12 подается в формирователь 6 временных координатных интервалов и взводит координатные д

RS-триггеры.

Кроме того, через упругий элемент.

11 механическая энергия, возбужда» мая пьезоэлементом 9, передается на второй пьезоэлемент 10 и возбуждает 2б в ней электрический сигнал.

При перемещении излучателя по планшету усилие прижатия создаваемое оператором и действующее на корпус

8, изменяется и деформирует упругий р элемент ll. В результате изменяется величина механической энергии, передаваемой на пьезоэлемент 1О, а соот- ветственно и величина электрического сигнала, возбуждаемая в ней. Этот сигнал создает в цепи светодиодов 13 изменяющийся по величине ток, который приводит к изменению сопротивлений фоторезисторов 14 оптронов. В результате изменяется коэффициент

5 усиления усилителя 4. Например, с уменьшением усилия прижатия излучателя коэффициент усиления возрастает.

ЗЗ 4

Как только фронт бегущей волны достигнет пьезопластин 2, в HHK возбуждаются электрические сигналы в виде пачек, затухающих во времени,. синусоид с частотой резонанса акустической системы пьезоприемник — планшет. Эти сигналы усиливаются усилителем 4 и пороговым элементом 5 из первой полуволны сигнала формируются стробимпульсы. Сформированные стробимпульсы поступают на соответствующие входы координатных RS -триггеров и сбрасывают их в исходное .состояние.

Таким образом, на выходе формирователя соответствующей координаты Х

Y формируется импульс, длительность которого пропорцнональна координате точки, С уменьшением усилия прижатия излу" чателя уменЬшается величина сигнала, поступающего с пьезопластин 2 на усилитель 4. Коэффициент усиления последнего, как быпо показано выше, автоматически увеличивается при уменьшении усилия прижатия, в результате, амплитуда первой полуволны сигнала о не снижается ниже уровня срабатывания порогового элемента 5.

В связи с этим уменьшается sosMoaность потери первой полуволны сигнала и точность считывания координаты повышается.

По сравнению с базовым обьектом— координатомером, предлагаемое устройство имеет более высокую точность определения координат точек графической информации.!

088033

aTesT r. Ужгород, ул.Проектная,4

3llll щцПИ Закаэ 2676/48

Тираж 699 Подписное