Устройство для считывания графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графической информации. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит планшет, на которюм установлены линейные пьезоэлектрические пластиныизлучатели , точечный пьезоэлектрический приемник, съемник информации, выполненный в виде звукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем , блоки формирования строб-импульсов, блок формирования сигнала разрешения, блок элементов И, блок определения координат, генератор импульсов возбуждения линейных с 9 пьезоэлектрических пластин, генера (Л тор тактовых импульсов, два блока формирования координатных интервалов и блок коррекции, 3 ЗоП. ф-лы, 1 ил.

СОЮа СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я) 4 G 06 К 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3794807/24-24 (22) 24,07.84 (46) 07.10.86. Бюл. Ф 37 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения с Опытным производством Института физики АН АЗССР (72) М. Н. Штейнберг, Н. А. Нариманов, Р, Г. Лжагупов и Г. С. Вайсман (53) 681. 32 7. 12 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 660125, кл. Н 01 L 41/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1035619, кл. G 06 К 9/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (5;) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо„„SU„„ 2ß 4Ä А 1 жет быть использовано для считывания графической информации. Цель изобретения — повышение точности устройства, Устройство содержит планшет, на котором установлены линейные пьезоэлектрические пластиныизлучатели, точечный пьезоэлектрический приемник, сьемник информации, выполненный в виде эвукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем, блоки формирования строб-импульсов, блок формирования сигнала разрешения, блок элементов И, блок определения координат, генератор импульсов возбуждения линейных пьезоэлектрических пластин, генератор тактовых импульсов, два блока формирования координатных интервалов и блок коррекции. 3 s.п. ф-лы, 1 ил.

126 2545

Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах считывания, кодирования и ввода в ЭВМ графической информации.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства„

Устройство содержит планшет 1, излучатели 2, выполненные в виде линейных пьезоэлектрических пластин, установленных по двум взаимно перпендикулярным сторонам планшета, съемник 3 информации, выполненный в виде звукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем, укрепленным на свободном конце стержня, точечный пьезоэлектрический приемник 4, расположенный на максимальном расстоянии от излучателей, блок

5 формирования строб-импульсов, генератор 6 импульсов (возбуждения и управления), дополнительный блок 7 формирования строб-импульсов, блок 8 формирования сигнала разрешения, блок 9 элементов И, блок 10 определения координат, первый 11, второй 12 блоки формирования координатных интервалов, блок 13 коррекции.

Блок 8 формирования сигнала разрешения содержит счетчик 14, наборное поле !5, элемент 16 сравнения и

Д-триггер 17, Блок 9 содержит, соответственно, первый, второй, третий и четвертый элементы И 18 — 21.

Каждый из блоков 6, 7 формирования строб-импульсов содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель 22, амплитудный выпрямитель 23 и компаратор 24, второй вход которого подключен к инвертирующему выходу дифференциального усилителя 22, Устройство содержит также генера— тор 25 тактовых импульсов, Блок 10 определения координат содержит два триггера 26, два элемента И 27, два реверсивных счетчика 28, два дополнительных элемента И 29, два дополнительных координатных счетчика 30.

Блок 11 формирования координатных интервалов содержит два триггера 31, элемент ИЛИ 32 и элемент И 33. В устройство входит также счетчик 34, вы10

50 триггер 41 RH-типа, элемент И 42,. третий делитель 43 частоты с коэфп фициентом деления 10, где n=0,1. °, Устройство работает следующим образом.

Генератор 6 импульсов со сдвигом во времени, определяемым полным затуханием акустической волны в планшете 1, генерирует импульсы прямоугольной формы. Под воздействием этих импульсов поочередно возбуждаются пьезоэлектрические пластины-излучатели 2. Упругая бегущая акустичес-, кая волна, возбуждаемая при этом в планшете 1, распространяется с постоянной скоростью вдоль оси, перпендикулярной к соответствующей стороне планшета.

При установке съемника 3 информации на поверхность планшета 1 в измеряемую точку через время, соответствующее расстоянию пробега фронта бегущей волны от пластин до места контакта съемника 3 с поверхностью планшета 1, съемник начинает формировать электрический сигнал, подаваемый на вход блока 5 формирования строб-импульсов.

Сформированные одиночные импульсы с выхода блока 5 формирования стробимпульсов подаются на вход счетчика 14 блока 8 формирования сигнала разрешения.

Код подсчитанного счетчиком 14 количества импульсов сравнивается с кодом, заданным в наборном поле 15„ !

При совпадении этих кодов на выходе элемента 16 сравнения формируется короткий импульс, который взводит

Д-триггер 17.

При этом с выхода этого триггера поступает разрешающий потенциал на вторые входы элементов И 18 — 21 блока 9, разрешая прохождение сигналов от генератора 6 импульсов возбуждения и управления, блока 5 формирования строб-импульсов и дополнительного блока 7 формирования стробимпульсов на входы блока 11 формирования координатных интервалов и блоходы которого соеди.:.ены с входами блока 13 коррекции.

Блок 12 формирования координатных ,интервалов содержит два триггера 35, элемент HJIH 36 и элемент И 37.

Блок 13 коррекции содержит пер-, вый 38 и второй 39 делители частоты, узел 40 задания коэффициента деления 262545 ка 12 формирования координатных интервалов.

При этом на выходах триггеров 26 блока 10 формируютая временные интервалы. Передний фронт каждого из этих интервалов формируется с по— мощью импульса взвода, возбужденного генератором 6 одн временно с импульсом, подаваемым на пьезоэлектрические излучатели 2, а задний фронт— в момент прихода импульса с блока 5 формирования строб-импульсов.

Формируемые временные интервалы на выходах триггеров 26 разрешают прохождение тактовых импульсов от генератора 25 через соответствующий элемент И 27 на счетный вход соот— ветствующего счетчика 28.

По окончании временного интервала в соответствующем счетчике 28 фиксируется результат измерения соответствующей координаты.

На выходах триггеров 31 блока ll формирования координатных интервалов Факже формируются временные интервалы. Передний фронт каждого из этих интервалов формируется с помощью импульса взвода, возбужденного генератором 6 одновременно с импульсом, подаваемым на пьезоэлектри- 30 ческие излучатели 2, а задний фронтв момент прихода импульса с дополнительного блока 7 формирования строб-импульсов при достижении упругой бегущей акустической волны стационарного точечного пьезоэлектрическоro приемника 4.

Формируемые таким образом временные интервалы на выходах триггеров

31 соответствуют времени прохожде- 40 ния акустической волной фиксированного расстояния от соответствующего излучателя 2 до точечного приемни= ка 4.

Сигнал с триггера 31 через эле- 45 мент ИЛИ 32 разрешает прохождение тактовых импульсов от генератора 25 через элемент И 33 на счетный вход счетчика 34, в котором фиксируется крд результата измерения указанного 50 временного интервала, поступающий на третий выход блока 11 формирования координатных интервалов.

Периодичность измерения этого интервала может быть выбрана различ- 55 ной, кратной периоду частоты возбуждения пьезоэлектрических излучателей. .В предлагаемом устройстве реализована возможность измерения фиксированного интервала в течение каждого периода для обеих всзбуждаемых волн.

Ло окончании формирования временного интервала с выхода соответствующего триггера 31 происходит включение в единичное состояние соответствующего триггера 35 блока 12 формирования координатных интервалов.

С выхода триггера 35 сигнал через. элемент ИЛИ 36 разрешает прохождение тактовых импульсов от генератора 25 через соответствующий дополнительный элемент И 29 блока !О на вход обратного счета соответствующего счетчика 28.

Это состояние продолжается до момечта поступления на соответствующий третий или четвертый вход блока 12 формирования координатных интервалов импульса с выхода обратно о переноса соответствующего счетчика 29 блока 10, Временной интервал на выходе триггера 35 по длительности равен длительности сигнала, формируемого соответствующим триггером 26, т.е. координатных временных интервалов, но задержанных относительно исходных на время, равное длительности фиксированных временных интервалов. Сигнал с выхода триггеров 35 через элемент ИЛИ 36 разрешает также прохождение импульсов с дополнительного выхода тактового генератора 25 через элемент И 37 на второй выход блока 12 формирования координатных интервалов.

При этом отношение частоты следования импульсов с дополнительного выхода тактового генератора 25 к частоте следования импульсов с выхода указанного генератора кратно 10 и равно 10, где т1=0,1...

Реализация укаэанной зависимости в генераторе 25 может достигаться различными способами, как путем деления стабилизированной частоты задающей части генератора или путем умножения этой части.

Выбор числа 11 влияет на достигаемую точность коррекции измеряемых временных интервалов.

Последовательность импульсов с второго выхода блока 12 формирования координатных интервалов подается на тактовые входы делителей частоты 38 и 39 блока коррекции )3.

На управляющие входы указанных делителей подается соответственно

1262545 эталонное тарировочное значение кода, соответствующее длительности временного интервала прохождения акустической волной расстояния до точечного приемника при нормальных условиях тарировки устройства, и значение кода с третьего выхода блока 11 формирования координатных интервалов.

Подаваемое в делители частоты 38 и 39 значения соответ твующих кодов

111 и tl 2 с управляющих входов устанавливают соответствующие коэффициенты деления и 1 и 112.

Поступающая на первый вход блока 13 коррекции последовательность импульсов подается также на первый вход элемента И 42 блока 13 коррек— ции, на второй вход которого подается сигнал с выхода триггера 41.

Триггер 41 в момент поступления последовательности импульсов на первый вход блока 13 коррекции устанавливается в единичное состояние, в котором находится до момента поступ— ления сигнала с выхода первого делителя 38 частоты.

При это% триггер 41 формирует временной интервал Т9 ° разрешающий прохождение последовательности импульсов на выход элемента И 42.

Последовательность импульсов, поступающая на первый вход блока 13 коррекции в течение длительности временного координатного интервала формируемого одним из три1 героЬ

35 блока 12 формирования координатных интервалов. В этом временном интервале 1. содержится определенное K

/ количество k, интервалог, 10, разделенных интервалами Г„, в течение которых триггер 41 блокирует прохождение i".ñëåäoâàòåëüíîñòè импульсов на выход элемента И 42, Значение величины к определится из сгедующих соображений.

Пусть на вход блока коррекции в течение .интервала времени поступает

N импульсов.

Эти импульсы, поступая на тактовые входы делителей частоты 38 и 39 суммируются в них и сравниваются с соответствующими значениями кодов 111 и Yl2, подаваемыми с управляющих входов делителей, Таким образом. осуществляется деление количества поступающих 11„ импульсов на коэффициенты 01 и 112.

Поскольку триггер 41 устанавливается в единичное состояние импульсов с выхода делителя частоты 39, а также с учетом того, что в момент на5 чала работы блока 13 коррекция триггер 41 также устанавливается в единичное состояние (связь на схеме не показана) то величина к, представляющая собой количество импульсов на выходе делителя 39 частоты в течение длительности временного координатного интервала „ определится

Nx

К=-и

На выходе триггера 41 в момент поступления импульса с выхода делителя час оты ЗЯ формируется межимпульсный интервал 1,„, завершающийся в момент прихода нового импульса с выхода делителя 39 частоты. Этот же импульс с выхода делителя 39 частоты воздействует на вход синхронизации делителя 38, принудительно возвращая его в исходное состояние.

Таким образом, за длительность интервала 9 на выход элемента И 42 поступает количество импульсов, равное коду 01, подаваемому на управляющий вход делителя 38. Общее же количество импульсов на выходе элемента И 42 за время длительности временного координатного интервалами„ может быть определено

35 Nü„„=K n< =

Таким образом, количество импульсов И „„ представляет собой произведение количества импульсов N xa40 рактеризующих код измеренной координаты, на коэффициент n /n, представляющий отношение кодов тарировочного эталонного значения фиксированного временного интервала и реального зйа45 чения этого интервала, т.е. коэффициент коррекции кода измеренной координаты, В случае, когда значение кода

t12 равно тарировочному значению кода

50 tll коэффициент коррекции равен единице и на выходе элемента И 42 имеем количество импульсов N „, равное количеству импульсов Б„ на входе .блока 13 коррекции.

Анализ работы устройства показал, что погрешность реализации выражения для количества выходных импульсов

1262545

N»,„ невелика и не превышает значения (n -n<)

Полученная последовательность импульсов К „ ггоступает на вход делителя 43, где осуществляется деление количества поступивших импульи сов в отношении 10

Это необходимо для приведения масштаба кодов измеряемых координат точек графической информации к его исходному значению.

С выхода делителя 43 последовательность импульсов N„ поступает на счетные входы счетчиков 30 блока 10 определения координат, где формируются откорректированные коды координат точек графической информации, которые далее передаются для обработки и индикации.

Формула изобретения

1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, на взаимно перпендикуляр- . ных сторонах которого установлены излучатели, выполненные в виде линейных пьезоэлектрических пластин, съемник информации, выполненный в виде звукопроводящего стержня с пьезоэлектрическим преобразователем, подключенным к входу блока формирования строб-импульсов, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала разрешения, выход которого подключен к первому входу блока элементов И, второй нход которого соединен с выходом блока формирования строб-импульсов, третий и четвертый входы блока элементов И подключены к одним из выходов генератора импульсов, другие выходы которого соединены с линейными пьезоэлектрическими пластинами, блок определения координат, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены к одним из выходов блока элементов И, пятый вход — к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы блока определения координат являются выходами устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок коррекции, дополнительный блок формирования строб-импульсов, счетчик, последовательно включенные первый и второй блоки формирования координатных интерва5

40 лов, а также точечный пьезоэлектрический приемник, установленный на планшете и подключенный к входу дополнительного блока формирования строб-импульсов, выход которого соединен с пятым входом блока элементов И, соответствующие выходы которого подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам первого блока формирования координатных интервалов, пятый вход которого соединен с одним из выходов генератора тактовых импульсов, другой выход которого подключен к одному из нходон второго блока формирования координатных интервалов, другие входы которого соединены с соответствующими выходами блока определения координат, шестой, седьмой входы которого подключены к одному из выходов второго блока формирования координатньгх интервалов, другой выход которого соединен с одним из входом блока коррекции, другие входы которого подключе ны к выходам счетчика, вход которого соединен с соответствующим выходом первого блока формирования координатных интерналов, причем выход блока коррекции подключен к восьмому и девятому входам блока определения координат.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый из блоков формирования координатных интервалон содержит два триггера, элемент ИЛИ и элемент И, выходы триггеров подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, причем входы триггеров и второй вход элемента И являются входами блока, а выходы триггеров, элемента ИЛИ и элемента И являются выходами блока, 3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок определения координат содержит первый и второй координатные счетчики, после- довательно включенные первый триггер, первый элемент И и первый реверсивный счетчик, последовательно соединенные второй триггер, второй элемент И и второй реверсивный счетчик, а также третий элемент И и третий реверсивный счетчик, вьгход которого подключен к одному из входов второго реверсивного счетчика, причем первы и второй входы первого триггера ян10

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Н. Марголина Хехред А.Кравчук

Корректор А. Тяско

Подписное

Заказ 5431/49 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 I 2625 ляются соответственно первым и вторым входами блока, третьим входом которого является первый вход второго триггера, второй вход которого, соединенный с первым входом первого координатного счетчика и с первым входом третьего pesepcêâíîão счетчика, является четвертым входом блока, пятым входом которого является второй вход третьего реверсивного счет- 0, чика, соединенный с оцними их входов первого, второго и третьего элементов И, шестым и седьмым входами блока являются соответственно другие входы третьего элемента И и третьего 15 реверсивного счетчика, восьмым и девятым входами — соотве тствующие входы первого и второго координатных счетчиков, а выходами блока являются соответственно выходы первого и второго координатных счетчиков и первого и второго ревераивных счетчиков, 4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коррекции содержит первый, второй и третий делители частоты, элемент,И, триггер и узел задания коэффициента деления, выходы которого подключены к установочным входам первого делителя частоты, выходы которого подключены к установочным входам триггера, выход которого соединен с одним из входов элемента И, выход которого подключен к входу третьего делителя частоты, выход которого является выходом блока, входами которогэ являются соответствующие входы элемента И, первого делителя частоты и второго делителя частоты, выход которого соединен с одним из входов триггера.