Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления

 

1. Способ считывания графической информации , основанный на формировании вдоль каждой координатной оси поля считывания первой бегущей волны электромагнитного поля, преобразовании электромагнитного поля в считываемой точке в электрический сигнал, сравнении фазы электрического сигнала с фазой опорного сигнала и фор.мировании опорной последовательности импульсов, по числу импульсов в которой судят о координате считывае.мой точки, отличающийся те.м, что, с целью повышения точности, форм.ируют вдоль каждой координатной оси вторую бегущую волну электромагнитного поля с пространственным и временным периодами, не равными соответствующим периодам первой бегущей волны электромагнитного поля, выделяют из электрического сигнала сигналы с частотами первой и второй бегущих волн, преобразуют фазовые сдвиги выделенных сигналов в и.мпульсные последовательности, суммируют полученные импульсные последовательности с опорной импульсной последовательностью, преобразуют полученные суммарные импульсные последовательности во вспомогательные импульсные последовательности изменением числа импульсов с соответствии с пространственными периодами бегущих волн и фиксируют число импульсов опорной импульсной последовательности в момент их совпадения с импульсами вспомогательных импульсных последовательностей. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее план111ет с плоскими обмотками, расположенными с постоянным щагом вдоль координатных осей плани1ета, съемник коордпнат, генераторы синусоидальных колебаний, выходы которых соединены с об.мотка.ми планщета, опорный генератор , подключенный к импульсному входу ключа, блок измерения разности фаз п блок I формирования . координат, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно (Л содержит соединенные с генераторами синусоидальных колебаний дополнительные плоские обмотки, щаг которых не равен щагу основных обмоток, блок выделения частот и блоки формирования измерительных интервалов , первые выходы которых подключены к входам генераторов синусоидальных колебаний , вторые выходы - к первым входам блоков измерения разности фаз, а входы - ;о о 4; к выходу ключа, управляющие входы которого , объединенные с входами блока формирования координат, соединены с выходами блока измерения разности фаз, вторые со входы которого подключены к соответствующим обмоткам планшета, а третьи - к выходам блока выделения частот, входы которого соединены со съемником координат. 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый блок формирования из.мерительных интервалов содержит последовательно соединенные счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с первым выходом уклзанного блока, второй выход которого подключен к выходу делителя частоты. 4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый генератор синусоидальных коле-.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я1) „„1119043 з(51) (з 06 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«

CO

4:ь

С Э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2722542/! 8-24 (22) 08.02.79 (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) Л. Я. Фабрикант, А. В. Волович, В. И. Дятлов и В. A. Киданов(71) Специальное конструкторское бюро

Гомельского завода радиотехнологического оснащения (53) 681.327. 12 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 402033, кл. G 06 К 11/00, 1973.

2. Авторское свидетельство ГССР № 520604, кл. G 06 К 11/00, 1976.

3. Патент Японии № 52 — 37342, кл. 97 (7) В 64, 1977 (прототип). (54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ считывания графической информации, основанный на формировании вдоль каждой координатной оси поля считывания первой бегущей волны электромагнитного поля, преобразовании электромагнитного поля в считываемой точке в электрический сигнал, сравнении фазы электрического сигнала с фазой опорного сигнала и формировании опорной последовательности импульсов, по числу импульсов в которой судят о координате считываемой точки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, формируют вдоль каждой координатной оси вторую бегущую волну электромагнитного поля с пространственным и временным периодами, не равными соответствующим периодам первой бегущей волны электромагнитного поля, выделяют из электрического сигнала сигналы с частотами первой и второй бегущих волн, преобразуют фазовые сдвиги выделенных сигналов в импульсные последовательности, суммируют полученные импульсные последовательности с опорной импульсной последовательностью, преобразуют полученные суммарные импульсные последовательности во вспомогательные импульсные последовательности изменением числа импульсов с соответствии с пространственными периодами бегущих волн и фиксируют число импульсов опорной импуль сной последовательности в момент их совпадения с импульсами вспомогательных импульсных последовательностей.

2. Устройство для осуьцествления способа по и. 1, содержащее планшет с плоскими обмотками, расположенными с постоянным шагом вдоль координатных осей планшета, съемник координат, генераторы синусоидальных колебаний, выходы которых соединены с обмотками планшета, опорный генератор, подключенный к импульсному входх ключа, блок измерения разности фаз и блок формирования координат, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит соединенные с генераторами синусоидальных колеба н ий дополнител ьные плоские обмотки, шаг которых не равен шагу основных обмоток, блок выделения частот и блоки формирования измерительных интервалов, первые выходы которых подключены к входам генераторов синусоидальных колебаний, вторые выходы — к первым входам блоков измерения разности фаз, а входы— к выходу ключа, управляющие входы которого, объединенные с входами блока формирования координат, соединены с выходами блока измерения разности фаз, вторые входы которого подключены к соответствующим обмоткам планшета, а третьи — к выходам блока выделения частот, входы которого соединены со съемником координат.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый блок формирования измерительных интервалов содержит последовательно соединенные счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с первым выходом уклзанного блока, второй выход которого подключен к выходу делителя частоты.

4. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что каждый генератор синусоидальных коле1119043 баний содержит последовательно соединенные счетчик, триггер, фильтр первой гармоники и фазосдвигающий узел, выходы которого соединены с выходами генератора, вход которого подключен к входу счетчика.

5. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что блок формирования координат содерИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам и устройствам для считывания графической информации.

Известны способы считывания графической информации, согласно которым разбивают поле считывания на дискретные участки, формируют электромагнитное поле на каждом дискретном участке, преобразуют электромагнитное поле в электрический управляющий сигнал и преобразуют амплитуду электрического сигнала с последовательность импульсов, эквивалентную удалению считываемой точки от точки максимального значения электромагнитного поля (1).

Известны также способы и устройства, 15 в соответствии с которыми на каждом дискретном участке поля считывания возбуждают электромагнитное поле с амплитудой, изменяющейся по синусоидальному закону, причем каждому дискретному участку соответствует определенная величина фазового сдвига электромагнитного поля. В этом случае координаты считываемой точки пропорциональны величине фазового сдвига (2).

Недостатками известных способов и устройств, построенных на их основе, является 25 низкая точность считывания графической информации, обусловленная в первом случае преобразованием электромагнитного поля в амплитуду электрического сигнала и амплитуды электрического сигнала в последовательность импульсов; а во втором случае — недостаточной точностью измерения фазы электрического сигнала, так как всему полю считывания по одной координате соответствует угол сдвига флз 23; а точность измерения сдвига фаз в серийно выпускаемых устройствах не превышает 0,5 — 1 . Это накладывает ограничения на величину разрешающей способности при заданных размерах планшета или на размеры планшета при заданной разрешающей способности.

Наиболее близким к предлагаемому по 4О технической сущности является способ считывания графической информации, основанный на формировании вдоль каждой кооржит счетчики координат, счетчики сдвига фаз, узлы совпадений и ключи, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами узлов совпадений и входами указанного блока, а выходы — с входами счетчиков координат и счетчиков сдвига фаз, выходы которых подключены к входам узлов совпадений.

2 динатной оси поля считывания первой бегущей волны электромагнитного поля, преобразовании электромагнитного поля в считываемой точке в электрический сигнал, сравнении фазы электрического сигнала с фазой опорного сигнала и формировании опорной последовательности импульсов, по числу импульсов в которой судят о координате считываемой точки, а также устройство для осуществления способа, содержащее планшет с плоскими обмотками, расположенными с постоянным шагом вдоль координатных осей планшета, съемник координат, генераторы синусоидальных колебаний, выходы которых соединены с обмотками планшета, опорный генератор, подключенный к импульсному входу ключа, блок измерения разности фаз и блок формирования координат (3).

Недостатком этого способа и устройства для его реализации является неоднозначность определения координат съемника.

Цель изобретения — повышение точности считывания графической информации.

Указанная цель достигается тем, что формируют вдоль каждой координатной оси вторую бегущую волну электромагнитного поля с пространственным и временным периодами, не равными соответствующим периодам первой бегущей волны электромагнитного поля, выделяют из электрического сигнала сигналы с частотами первой и второй упомянутых бегущих волн, преобразуют фазовые сдвиги выделенных сигналов в импульсные последовательности, суммируют полученные импульсные последовательности с опорной импульсной последовательностью, преобразуют полученные суммарные импульсные последовательности во вспомогательные импульсные последовательности изменением числа импульсов в соответствии с пространственными периодами бегущих волн, и фиксируют число импульсов опорной импульсной последовательности в момент их совпадения с импульсами вспомогательных импульсных последовательностей. Устройство для осуществления способа содерl!19043 жит соединенные с генератором синусоидальных колебаний дополнительные плоские обмотки, шаг которых не равен шагу основных обмоток, блок выделения частот и блоки формирования измерительных интервалов, первые выходы которых подключены ко входам генераторов синусоидальных колебаний, вторые выходы — к первым входам блоков измерения разности фаз, а входы — к выходу ключа, управ<а ляющие входы которого, объединенные со входами блока формирования координат, соединены с выходами блока измерения разности фаз, вторые входы которого подключены к соответствующим обмоткам планшета, а третьи — к выходам блока выделения частот, входы которого соединены со съемником информации. При этом блок формирования и измерительных интервалов содержит последовательно соединенные счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с первым выходом блока, второй выход которого подключен к выходу делителя частоты, каждый из генераторов синусоидальных колебаний содержит последовательно соединенные счетчик, триггер, фильтр первой гармоники и фазосдвигающий узел, 25 выходы которого соединены с выходами генератора, вход которого подключен ко входу счетчика, а блок формирования координат содержит счетчики координат, счетчики сдвига фаз, узлы совпадений и ключи, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами узлов совпадений и со входами блока, а выходы — со входами счетчиков координат и счетчиков сдвига фаз, выходы которых подключены ко входам узлов совпадений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема трехфазной системы координатных шин для формирования бегущей волны электромагнитного поля вдоль координатных осей планшета на фиг. 3 — 5 изображены диаграммы фазных токов в обмотках планшета и диаграммы электромагнитной индукции вдоль координатных осей планшета; на фиг. 6 — трехфазная основная система обмоток А, В, С и трехфазная дополнительная система обмоток А1, А, В,; на фиг. 7 — временные диаграммы напряжений фаз А и А, основной и дополнительной обмоток и временные диаграммы бегущей волны электромагнитной индукции и фазовые сдвиги между напряжениями основной и дополнительной обмоток в точке расположения съемника; на фиг. 8 и 9 — временные диаграммы сигналов на выходах узлов блока измерения разности фаз; на фиг. 10 — временные диаграммы сигналов на выходах узлов блока формиро вания координат.

Устройство содержит планшет 1, основные 2 и дополнительные 3 обмотки планше3S

55 та, съемник 4 координат, генераторы 5 синусоидальных напряжений, блоки 6 формирования измерительных интервалов, опорный генератор 7, ключ 8, блок 9 формирования координат, блок 10 измерения разности фаз, блок !1 выделения частот, счетчик 12, делитель 13 частоты, счетчик 14 триггер 15, фильтр 16 первой гармоники, фазосдвигающий узел 17, ключи 18, счетчики !9 координат, счетчики 20 сдвига фаз, узлы 2! совпадений, ключи 22, формирователи 23 управляющих сигналов, компараторы 24 опорных сигналов, триггеры 25, компараторы 26 сигналов съемника и фильтры 27.

А, В и С вЂ” фазные обмотки, сдвинутые вдоль координатной оси планшета на 2/3 пространственного периода. Пространственный период 2 соответствует 2Г= 360 эл. град.

Фазные обмотки запитываются напряжениями, сдвинутыми по фазе на 120 . На фиг. 3 приведены векторные диаграммы фазных токов в обмотках А, В, С в момент начала периода бегущей волны IA — О, l — 120, 1« — 240 с обозначениями координатных шин. Буквами показано, к какой фазной обмотке они относятся, цифрами — величина тока, а знаками «плюс» и «минус» — направление тока в шинах. Знак «плюс» соответствует направлению тока в шинах снизу вверх, знак «минус» — сверху вниз. Величина тока определяется как проекция соответствующего вектора на вертикальну ю ось векторной диаграммы.

График 1 = f(x) показывает мгновенное распределение тока в координатных шинах вдоль планшета в направлении координатной оси Х в начале периода бегушей волны при IA — О, 1в — 120 1 — 240 . График

В = f(x) показывает мгновенное распределение электромагнитной индукции вдоль координатной оси планшета в начале периода бегущей вол ны при 1д — О, I p — 120, I — 240 .

На фиг. 4 приведены векторные диаграммы фазных токов в обмотках А, В, С в момент !/12Т. За время, прошедшее от начала периода, векторы фазных токов повернулись на 30 (1д — 30 . 1в — 150 1с — 270 )

Координатные шины, величины и направления токов в них обозначены аналогично фиг. 3.

График I = f(x) показывает мгновенное распределение тока в координатных шинах вдоль пл а н шета при IA — 30, I — 150, 1 — 270 . График В = f(x) показывает мгновенное распределение электромагнитной индукции вдоль планшета при I — 30, I — 150, 1с — 270 .

На фиг. 5 приведены векторные диаграммы фазных токов в обмотках А, В, С в момент 1/6Т. За время, прошедшее от начала периода векторы фазных токов повернулись на 60 (IA — 60, !в в 180, 1с — 300 ).

1119043

График 1 = f(x) показывает мгновенное распределение тока в координатных шинах вдоль планшета при 1д — 60, 1в — 180, — Зоо .

На фиг. 6 — введены следующие обозначения: RII — ограничительные сопротивления фазных обмоток; 2 — пространственный период основной трехфазной обмотки;

2% г — пространственный период дополнительной трехфазной обмотки; Z4 и Chz — расстояния от начала пространственного периода соответственно основной и дополнительной трехфазной обмоток до съемника 4.

На фиг. 7 изображены временная диаграмма напряжения фазы А основной обмотки Vp = f (t); временная диаграмма амплитуды бегущей волны электромагнитной индукции, сформированной основной обмоткой, в точке расположения съемника В

= 1(); временная диаграмма напряжения фазы А дополнительной трехфазной обмотки Чр„= — f(t) и временная диаграмма амплитуды бегущей волны электромагнитной индукции, сформированной дополнительной обмоткой, в точке расположения съемника

B„=f(t). <, и Кд — фазовые сдвиги соответственно между йапряжениями фаз А и А>, основной и дополнительной обмоток и между амплитудами бегущих волн электромагнитной индукции в точке расположения сьемника, сформированных основной и дополнительной обмотками (системами координатных шин одной координатной оси).

На фиг. 8 приведены временные диаграммы напряжений на выходах узлов блока 10 измерения разности фаз при измерении разности фаз между фазой А основной системы координатных шин Чд = f(i) и амплитудой бегущей волны электромагнитной индукции, сформированной основной системой координатных шин, в точке расположения сьемника В « —— f(t), где Чкд= f(t) — сигналы на выходе одного из компараторов 24;

ЧкВ, =- f(t) — сигналы на выходе соответствующего компаратора 26; %4 = f(t) потенциал единичного плеча соответствующего триггера 25, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз,; Чцнт =

= f(t) — импульсы блока 6 формирования измерительных интервалов, поступающие на соответствующий ключ 22; сцiраз. = f(t) импульсы, прошедшие на соответствующий счетчик 20 разности фаз, число импульсов, поступивших на счетчик за период, пропорционально сдвигу фаз сК .

На фиг. 9 приведены временные диаграммы напряжений на выходах узлов блока 10 измерения разности фаз при измерении разности фаз между фазой А, дополнительной системы координатных шин Vp„= f(t) и амплитудой бегущей волны электромагнитной индукции, сформированной дополнительной системой координатных шин, в точке расположения съемника Bzc = f(t), где

Чкя, = f(t) — сигналы на выходе второго компаратора 24; ЧкВ = f(t) — сигналы на выходе соответствующего компаратора (26; 7»,— — f (t) — потенциал единичного плеча соответствующего триггера 25, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз а(,; Чинт, = f(t) — импульсы из блока 6 формирования измерительных интервалов, поступающие на соответствующий ключ 22; Чсчфаз = f(t) — импульсы, прошедшие на соответствующий счетчик 20 разности фаз, число импульсов, плступивших . на счетчик за период, пропорционально сдвигу фазК .

На фиг. 10 приведены временные диаграммы напряжений на входах и выходах узлов блока 9 формирования координат, где V> — импульсы опорного генератора 6, поступающие на ключи 18; Vorq, =

= f(t) — импульсы нулевого состояния счетчика 20 сдвига фаз основной бегущей волны одной координаты при суммировании импульсных последовательностей: опорного генератора и пропорциональной фазовому сдвигу основной бегущей волны; V<

= f(t) — импульсы нулевого состояния счетчика 20 сдвига фаз дополнительной бегущей волны той же координаты при суммировании импульсных последовательностей; опорного генератора и пропорциональной фазовому сдвигу дополнительной бегу30 щей волны = 1(1) и осч = f(t) импульсы нулевого состояния тех же счетчиков 20 при вычитании импульсных последовательностей: опорного генератора и пропорциональных фазовым сдвигам соответствующих бегущих волн; zt, и — временной сдвиг первых импульсов нулевого состоя ния соответствующих счетчиков 20, определяемый содержимым счетчиков — числом импульсов, пропорциональным сдвигу фаз, поступившим на счетчики из блока измере40 ния разности фаз; V.ñ÷ Voclд Ъ сч р Voce импульсные последовательности, полученные в результате деления суммы импульсных последовательностей: опорного генератора и пропорциональной фазовому сдвигу

45 соответствующей бегущей волны, на коэффициенты пересчета счетчиков 20 — константы пропорциональные периодам бегущих волн электромагнитной индукции.

Считывание информации, т.е. определение координат считываемой точки на планшете, осуществляется следующим образом.

С помощью m-фазной системы координатных шин, в частном случае трехфазной, с пространственным периодом 2С причем шины каждой фазы сдвинуты на — — треть

5 периода (фиг. 2), формируется бегущая волна электромагнитной индукции путем запитки шин каждой фазы, сдвинутыми по фазе на одну треть периода, синусоидальны!

119043 ми напряжениями (векторные диаграммы на фиг. 3 — 5) . Из сопоставления графиков

В = f(t) (фиг. 3 — 5) видно, что максимальное значение амплитуды электромагнитной индукции смещается справа налево вдоль координатной оси. 3а период Т, соответствующий повороту временной диаграммы фазных токов на 360, максимальная амплитуда электромагнитной индукции перемещается на расстояние 2 l (фиг. 2), соответствующее пространственному периоду системы координатных шин. фиксируя моменты прохождения максимальной или минимальной амплитуды электромагнитной индукции через начало пространственного периода трехфазной системы координатных шин (на фиг. 2 середина обмотки фазы А, обозначена штриховой линией) и через считываемую точку, в которой располагают съемник, можно определить расстояние от начала пространственного периода координатных шин .до съемника.

В момент достижения током фазы максимального значения максимальная амплитуда бегущей волны электромагнитной индукции совпадает с осью обмотки этой фазы.

Таким образом, измеряя сдвиг фаз между напряжением, подаваемым на одну из обмоток трехфазной системы координатных шин, и электромагнитной индукцией в точке расположения съемника, можно судить по сдвигу фаз о расстоянии от начала про странственного периода обмотки (за начало пространственного периода принята середина плоской петли образованной последовательно соединенными шинами фазы А, фиг. 2) до съемника. Однако с помощью одной бегущей волны нельзя однозначно определить абсолютную координату съемника, так как на планшете расположено большое число пространственных периодов трехфазной обмотки, а фазовый сдвиг определяет расстояние от съемника до начала пространственного периода системы координатных шин, не определяя в каком именно пространственном периоде находится съемник.

Для устранения неоднозначности определения координаты съемника формируют вторую дополнительную бегущую волну электромагнитной индукции с пространственным периодом, не равным пространственному периоду основной бегущей волны. Дополнительную бегущую волну формируют с помощью дополнительной трехфазной системы координатных шин.

Середины первых плоских витков основной обмотки фазы А и дополнительной обмотки фазы А, совпадают, по этой,линии проходит начало координаты Х. Если пространственные периоды основной и дополнительной обмоток относятся как взаимно простые числа, например 3 и 5 линейных единиц, то середины плоских катушек фаз А

55 и А, основной и дополнительной обмоток совпадут через 15 = ЗХ 5 периодов. Аналогичным образом фазы двух бегущих волн, имеющих пространственные периоды, относящиеся как взаимно простые числа, например 3 и 5, совпадут через 15 = 3 Х 5 пространственных периодов.

Таким образом, на интервале, равном по величине произведению пространственных периодов двух бегущих волн электромагнитной индукции, положение съемника 4 (фиг. 6) однозначно определяется путем измерения двух фазовых сдвигов.,— между напряжением фазы А и амплитудой основной бегущей волны электромагнитной индукции в точке расположения съемника и Ы, — между напряжением фазы А, и амплитудой дополнительной бегущей волны электромагнитной индукции в точке расположения съемника (фиг. 7). Для быстродействия путем одновременного измерения фазовых сдвигов основной и дополнительной бегущих волн координаты Х и координаты У временные периоды четырех бегущих волн (две оси Х и две оси У) выбирают разными, а при считывании выделяют сигналы соответствующих частот с помощью фильтров и измеряют соответствующие сдвиги фаз.

Соответствующие фазовые сдвиги,, и ( преобразуют в импульсную последовательность путем выделения с помощью компараторов точек перехода через нулевой уровень напряжения фазы А основной обмотки и амплитуды основной бегущей волны (диаграммы на фиг. 8 и 9) Ъл = f(t) В« ——

= f(t); Ъкл = f(t); Чкв1с= f(t), формирования с помощью триггера потенциала, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз (диаграмма V4< = f(t)), и подсчета измерительных импульсов (диаграмма Ущп: 1=

= f(1)}, поступивших на счетчик сдвига фазы (диаграмма Vc qoag — — f(t)), за время существования потенциала Vg,, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз. Аналогичным образом преобразуется в импульсную последовательность фазовый сдвиг дополнительной бегущей волны a(— диаграммы V,, В (фиг. 7 ) диаграммы Чхд — — f(t), к8 с = f(t) а= 1® миг = f(t)

Чсч. = f(t ) (фиг 9)

Частота измерительных импульсов каждого из четырех каналов измерения фазово,го сдвига берется такой, чтобы за время периода соответствующей бегущей волны было сформировано количество измерительных импульсов, равное числу линейных единиц в пространственном периоде этой бегущей волны. При этом содержимое соответствующего счетчика фаз равно расстоянию от начала пространственного периода бегущей волны до съемника в линейных единицах и пропорционально сдвигу фаз между фазным напряжением и бегущей волной.

1119043

Коэффициент пересчета счетчика сдвига фазы равен числу линейных единиц в пространственном периоде соответствующей бегущей волны.

Так как пространственный период однозначного определения координат съемника равен произведению пространственных периодов двух трехфазных систем координатных шин или, что то же самое, произведению пространственных периодов двух бегущих волн — основной и дополнительной, то нулевой сдвиг фаз основной и дополнительной бегущих волн будет в начале координат и в точке, отстоящей от начала координат на расстоянии m Х и линейных единиц, где m— пространственный период основной бегущей волны, а п — пространственный период дополнительной бегущей волны.

Пример. Пусть m = 5, и = 3 (фиг. 6).

Длина зоны считывания планшета равна

m Х п линейных единиц. Перемещение съемника 4 на одну линейную единицу вправо или влево вдоль координатной оси приведет к увеличению или уменьшению содержимого счетчиков сдвига фаз соответствующих бегущих волн на единицу, а при непрерывном перемещении съемника вправо или влево вдоль координатной оси содержимое обоих счетчиков станет одновременно равным нулю в точке с координатами m X п линейных единиц при движении вправо, или в начале координат при движении влево. При этом к содержимому обоих счетчиков прибавится при движении съемника вправо К единиц или вычтется из содержимого счетчиков N единиц при движении съемника влево. Поэтому, если к импульсным последовательностям, пропорциональным сдвигу фаз основной и дополнительной бегущих волн, прибавить опорную импульсную последовательность и суммарные импульсные последовательности разделить на константы, пропорциональные пространственным периодам бегущих волн — коэффициенты пересчета счетчиков сдвига фаз (деление импульсных последовательностей производится на счетчиках сдвига фаз), то число импульсов опорной последовательности, поступивших на счетчики сдвига фаз до одновременного равенства нулю обоих счетчиков, будет равно расстоянию от съемника до конца зоны считывания. Если же счетчики работают на вычитание опорной импульсной последовательности их импульсных последовательностей, пропорциональных сдвигам фаз бегущих волн, то число импульсов опорной последовательности, поступивших на счетчики сдвигов фаз до одновременного равенства нулю .обоих счетчиков, будет равно расстоянию от съемника до начала координат.

Временные диаграммы (фиг. 10) иллюстрируют определение координат съемника при коэффициентах пересчета счетчиков сдвига фаз равным трем и пяти, что соответствует пространственным периодам основной и дополнительной бегущих волн. При суммировании опорной импульсной последовательности Von.г с импульсной последовательностью, пропорциональной сдвигу фаз основной бегущей волны (содержимое счетчика сдвига фазы — 2, коэффициент пересчета — 3) импульсы нулевого состояния

10 счетчика Voce повторяются через три импульса опорной последовательности и сдвиг

at, последовательности Voce равен одному импульсу опорной последовательности, При суммировании опорной импульсной последовательности Von r с импульсной последовательностью, пропорциональной сдвигу фаз до пол нител ьн ой бегущей вол ны (содержи мое счетчика фазы — 1, коэффициент пересчета 5), импульсы нулевого состояния счетчика V>« повторяются через пять импульсов опорной последовательности Чоп.r u

20 сдвиг д1е последовательности Voe<, равен четырем импульсам опорной последовательности. Нулевые состояния обоих счетчиков совпадают на четвертом импульсе опорной последовательности и далее через каждые

2 15 импульсов. Это .означает, что съемник расположен на расстоянии 4 линейных единиц от конца зоны считывания планшета.

При вычитании опорной импульсной последовательности из импульсных последовательностей, пропорциональных сдвигам фаз основной и дополнительной бегущих волн, сдвиги импульсных последовательностей

Чосч, и У „ нулевых состояний счетчиков

A t, и д t относительно импульсов опорной последовательности V r равны соответ35 ственно 2 и 1. Нулевые состояния обоих счетчиков совпадают на одиннадцатом импульсе опорной последовательности и дллее через каждые 15 импульсов. Это означает, что съемник расположен на расстоянии 11 линейных единиц от начала зоны считывания

40 планшета — начала координат.

Таким образом, при сложении и при вычитании импульсных последовательностей координаты съемника определяются однозначно, так как 11 + 4 = 15, то равны пери45 оду системы из двух бегущих волн — зоне однозначного определения координат съемника.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

Импульсы с опорного генератора 7 через открытый вентиль 8 поступают на счетчики 12 блоков 6 формирования временных интервалов, которые формируют 4 различных задающих частоты для генераторов 5 синусоидальных напряжений. Импульсы,с выходов счетчиков 12 поступают на входы счетчиков 14, коэффициенты пересчета которых пропорциональны пространственным периодам основных и дополнительных трех1119043

12 точки. фазных плоских обмоток 2 и 3 координатных осей Х и У планшета 1 и относятся как взаимно простые числа. Для того, чтобы число измерительных импульсов за период формируемой синусоиды не было кратно двум, импульсная последовательность с выхода счетчиков 12 делителя на два на делителях 13. При этом за период формируемой синусоиды генерируется соответствующее простое число измерительных импульсов, пропорциональное пространственному периоду соответствующей бегущей волны. Импульсы с выхода триггера 15, период которых равен простому числу периодов измерительных импульсов с выхода делителя 13 частоты на два, проходят через фильтр 16 первой гармоники 16, который выделяет синусоидальные напряжение первой гармоники с периодом, равным периоду импульсов на выходе триггера 15. На фазосдвигающем узле 17 формируются три синусоидальных напряжения, сдвинутых по фазе на 120, которые поступают на соответствующие фазные обмотки 2 или 3 координат Х:и У.

При одновременной работе всех генераторов 5 синусоидальных напряжений в, основные 2 и в дополнительные 3 трехфазные плоские обмотки координатных осей Х и У подается трехфазное синусоидальное-напряжение четырех различных частот. При этом на поверхности планшета 1 формируются 4 бегущие волны электромагнитной индукции: две в направлении оси Х и две в направлении оси У.

Суммарная амплитуда электромагнитной индукции преобразуется съемником 4 в электрический сигнал и поступает на фильтры

27 блока 11 выделения частот. Синусоидальные сигналы с периодами, равными временным периодам соответствующих бегущих волн, поступают на компараторы 26, формирующие импульс начала периода синусоиды. Аналогичным образом компараторы 24 формируют импульсы начала периода синусоидальных напряжений одной из фаз, например фазы А, всех 4-х трехфазных обмоток, являющихся опорными. Относительно этих напряжений измеряется сдвиг фаз бегущих волн, пропорциональный расстоянию от начала пространственного периода соответствующей бегущей волны от съемника 4. Импульсы с выходов компараторов 26 устанавливают, а с выходов компараторов

24 сбрасывают соответствующие триггеры 25.

При этом длительность потенциала на единичных выходах триггеров пропорциональна

<0

50 соответствующим фазовым сдвигам бегущих волн.

Потенциалы с выходов триггеров 25 открывают ключи 22, через которые измерительные, импульсы с блоков 6 поступают на счетчики 20 сдвига фаз. При этом по окончании периодов соответствующих бегущих волн содержимое счетчиков 20 пропорционально фазовым сдвигам соответствующих бегущих волн в точке расположения съемника 4.

Работа компараторов и преобразование фазовых сдвигов в последовательности импульсов иллюстрируется временными диаграммами на фиг. 6 — 9.

По окончании периодов соответствующих бегущих волн сигналы из схем формирования управляющих сигналов 23, форми- руемые из потенциалов соответствующих триггеров 25, закрывают ключ 8 и открывают ключи 18. Импульсная последовательность с выхода опорного генератора 7 суммируется с содержимым счетчиков 20 до совладения нулевых состояний в двух счетчиках 20, относящихся к одной координатной оси. При совпадении нулевых состояний соответствующих счетчиков 20 сигналы со схем совпадений 21 закрывают соответствующий ключ 18 и поступление импульсов на счетчик 20 и соответствующий счетчик координаты 19 прекращается. При этом содержимое счетчика 19 координаты будет пропорциональным расстоянию от съемника до начала координат при вычитании опорной и мпульсной последовательности из содержимого счетчиков и пропорционально расстоянию от съемника до конца зоны считывания планшета при сложении опорной импульсной последовательности с содержимым счетчиков сдвига фаз 20. Затем сигналами, сброса из схем формирования управляющих сигналов 23 счетчики координат 19 сбрасываются, а управляющие сигналы открывают ключ 8 и закрывают ключи 18, после чего цикл измерения координат съемника 4 повторяется.

Предложенный способ считывания гра- фической информации и устройство для его осуществления позволяют, используя фазовые методы измерений, с высокой точностью однозначно определять координаты считываемой точки на всей поверхности планшета.

При этом значительно повышается точность считывания и упрощается оборудование по сравнению с индуктивными устройствами считывания, использующими амплитудные методы измерения координат считываемой

1119043

lll9043

1ВЪ 0 у

4„

А С S А С о o a о о т ° С5-СВ -! -05

27 Гбб ял

A C 8 А.07 !!-07-.00

Фиг.

7ñ с с1 иг.5

Г.

1

I

I

1

I !

1

I

1 о

А С 8 А " В А С В A С 8 A C В A В о О а О а р а а а а а О о а а а а 4l

I 1+05-0S -05+05 1 а05-05 -! -С5 05 -1+05-05 -! -05 05

C 8 A C 8 А C 8 А C 8 A С 8 А С 8 A С

+07i07t07 0 -д7-07 0+07+07 0 -07-07 0+07+07 0 -07 07 0

А1С 8 Р С 8 А С В Р С В Р С В А С B А С В.А С а а а оооо аооооаоо о о а ааааа

+05105 -! -05а05+1 +05-05-1 -05r05 1 05-05-1 -05105+1+05 05-1 -05 t05

1119043

81С

82С

/(В/С

U квгс

1!! 9043

4 15

1..iLfl ЯЫ1.11 11 3.Я 3. " и: Й;1 Ы.

H / и„ г.. а д ucaz

k lg п

Р . J .. =!к»

Ьса/ 4

С 1. 11

3 rl г . =п

ОС42

4, в, 11

Ь/7.Г.

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 7456/38 Тираж 698 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 оЛ0ЛЛ!!Л 0 фиг. 10

jj!

1! И Г!