Устройство для считывания графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в акустических устройствах считывания графической инфйрмации, использующих фазовый принцип измерения расстояний в декартовой системе координат. Целью изобретения является повьшение точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, звуковые отражатели, задающий генератор, два делителя частоты , модулятор, излучатель ультразвука , два блока преобразования координат и блок коррекции координат (для учета влияния изменений параметрив звукопроводящей среды на точность измерений ) дополнительно введены третий делитель частоты и аналоговый сумматор, причем отражатели выполнены в виде резонансных поглощающих пластин, настроенных на две различные длины волн. I ил. (Л Ю со о 00 VI

СОЮЗ СОВЕТСНИЯ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 К 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

;1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3968422/24-24 (22) 25.10.85 (46) 15,03.87. Бюл. и 10 (71) Минский радиотехнический институт (72) В. Я. Зенин, Ю. И. Тормыпев и С. В, Павельев (53) 681.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 634315, кл. G 06 К 11/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

1! 640335, кл, G 06 К 11/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в акустических устройствах считывания графической

„„SU„„1297087 A 1 инфОрмации, использующих фазовый принцип измерения расстояний в декартовой системе координат. Целью изобретения является повьппение точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство,. содержащее планшет, звуковйе отражатели, задающий генератор, два делителя частоты, модулятор, излучатель ультразвука, два блока преобразования координат и блок коррекции координат (для учета влияния изменений параметров звукопроводящей среды на точность измерений) дополнительно введены третий делитель частоты и аналоговый сумматор, причем отражатели выполнены в виде резонансных поглощающих

9 пластин, настроенных на две различные длины волн. 1 ил. (:

7 2

Отражатели 8 и 9 расположены под прямым углом друг к другу и обладают свойством избирательного поглощения (отражения) ультразвуковых сигналов определенной частоты, При этом один из отражателей настроен на поглоще— ние акустического сигнала с частотой

f а другой — с частотой

В качестве звукоприемника 10 используется электроакустический преобразователь, аналогичный примененному в качестве излучателя ультразвука.

Излучатель 7 и звукоприемник 10 ультразвука образуют один из основных узлов устройства — съемник 11 координат. Схема, образованная съемником 11 координат и отражателями 8 и 9, размещается на рабочем поле планшета 12, которым может служить поверхность стола, планшет конструктора, проекционный экран, экран дисплея и т,д.

Блоки 13 и 14 преобразования координат преобразуют фазовый сдвиг между одним из сигналов излучателя 7 и сигналом, отраженным от соответствующего отражателя, в коды, пропорциональные декартовым координатам и обеспечивают выдачу этих кодов во внешнее устройство.

Полосовой усилитель (на чертеже не показан) в блоке 13 настроен на частоту f„, а в блоке 14 — на частоту 1, что позволяет осуществлять частотную селекцию координат Х и Y.

Блок 15 коррекции координат компенсирует влияние изменений параметров воздушной среды на точность сЧитывания, например, путем изменения частоты тактовых импульсов и может быть выполнен на основе измерительного блока, аналогичного блокам 13 и 14 преобразования координат.

Для исключения в устройстве помех, создаваемых взаимным влиянием измерительных каналов, несущую частоту в блоке 15 коррекции необходимо брать отличной от частот f и f<.

Устройство работает следующим образом.! 129708

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам считывания графической информации, и может быть использовано в приборостроении и дру- 5 гих отраслях народного хозяйства, где необходимо решать задачу бесконтактного определения положения точек, линий и контуров на плоскости.

Целью изобретения является повышение точности считывания графической информации за счет обеспечения режима эхолокации при фазовых измерениях и селекции измерительных сигналов по частоте. !5

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, делители 2-4 частоты, аналоговый сумматор 5, модулятор 6, под- 20 вижный излучатель 7 ультразвука, звуковые отражатели 8 и 9, подвижный звукоприемник 10 объединенный с излучателем 7 в единый модуль — съемник 11 координат, планшет 12, блоки

13 и 14 преобразования координат Х и Х, блок 15 коррекции координат, Задающий генератор 1 формирует опорный периодический электрический сигнал высокой частоты. Каждый иэ де- 30 лителей 2 и 3 частоты преобразует опорный сигнал высокой частоты в ультразвуковые сигналы несущих частот f u f соответственно.

Делитель частоты 4 преобразует 35 опорный и модулирующий сигнал, частота f которого выбрана такой, что его длина волны превышает максимальные измеряемые расстояния. Сумматор

5 выполняет свою обычную функцию. Мо- 40 дулятор 6 передает модулированный угнал на излучатель 7 ультразвука.

В качестве излучателя 7 может быть использован любой электроакустический45 преобразователь, эффективно работающий в воздушной среде, например электростатического типа.

Отражатели 8 и 9 выполнены резо- gp нансными, например, на основе резонаторов Гельмгольца и представляют собой линейную конструкцию, состоящую из основания, на некотором расстоянии от которого крепится покровная пластина с отверстиями, расположенными в виде квадратной решетки. Со стороны основания к покровкой пластине подклеивается пористый материал.

В момент включения устройства начинает работать задающий генератор 1.

Сигналы генератора 1 с помощью делителей 2-4 частоты преобразуются в три сигнала с частотами f, -Г . Сигналы с частотами Г„ и f суммируются в сумматоре 5 и, пройдя модулятор 6, модулируются сигналом с частотой

3 1297( снимаемым с делителя 4 частоты ° Затем модулированный сигнал с помощью излучателя 7 преобразуется в акустический сигнал.

Ультразвуковые колебания разных частот, отраженные от соответствующих отражателей 8 и 9, достигают эвукоприемника 10, преобразуются с его помощью в электрические сигналы, а затем селектируются полосовыми усили-10 телями блоков 13 и 14 преобразования координат, в результате чего в каждом иэ каналов выделяются сигналы с частотами f u !

При перемещении съемника 11 коор- 15 динат изменяется разность фаз между излученным и принятым модулированными низкочастотными сигналами. При этом блоки 13 и 14 преобразования координат автоматически преобразуют g0 эту разность фаз в коды координат.

Опознание координат Х и Y в предлагаемом устройстве осуществляется эа счет частотной селекции отраженных сигналов. Возможность одновременного 25 измерения координат Х и Y основывается на том, что один из отражателей избирательно отражает только один, сигнал частоты f,, а другой — сигнал частоты Г 30

Предлагаемое устройство использует фазовый способ измерения координат, обеспечивающий на порядок более высокую точность, чем импульсный, который положен в основу устройствааналога. Отношение сигнал/шум в предлагаемом устройстве при одинаковых размерах планшета в 1,6 раза выше, чем у устройства-аналога за счет сокращения в два раза максимальных из- 40 меряемых расстояний. Кроме того, быстродействие предлагаемого устройства

)87 4 эа счет параллельного во времени преобразования принимаемых зондирующих сигналов в два раза выше, чем у устройства — аналога, где происходит последовательное во времени измерение координат Y и Х.

Формула и э обретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, звуковые отражатели, установленные на ортогональных сторонах планшета, подвижные излучатель ультразвука и звукоприемник, акустически связанные со звуковыми отражателями, последовательно соединенные задающий генератор, первый делитель частоты и модулятор, выход которого подключен к входу подвижного излучателя ультразвука, выход подвижного эвукоприемника соединен с входами первого и второго блоков преобразования координат, выходы которых являются выходами устройства, второй делитель частоты и блок коррекции координат, входы которых соединены с выходом задающего генератора, выходы блока коррекции и первого делителя частоты подключены к управляющим входам первого и второго блоков преобразования координат, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит третий делитель частоты и аналоговый сумматор, входы которого подключены к выходам второго и третьего делителей частоты, а выход — к соответствующему входу модулятора, причем звуковые отражатели выполнены в виде резонансных поглощающих пластин, настроенных на различные длины акустических волн.

Составитель Т. Ничипорович

Техред Л. Сердюкова

Редактор Т, Парфенова

Корректор А, Ильин

Заказ 784/54 Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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