Устройство для считывания графической информации

 

Изобретение относится к автомат тике и вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам для считьгоания графической информации , и может быть использовано для обработки графических изображений . Целью изобретения является повышение точности считьшания графической информации. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных ёторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи, съемник координат, выход которого подключен-к входу усилителя , первый элемент И, один вход которого является входом устройства, а выход через первьй одновибратор соединен с входами первого и второго формирователей сигналов, выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрических преобразователей и одними из входов первого и второго триггеров, другие входы которых подключены к выходам первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - к одним входам второго и третьего элементов И, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и другими входами второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков, управляющие входы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входами устройства, выходом которого являются одни из выходов счетчиков, другие выходы которых подключены к вторым вхо дам первого и второго элементов ИЛИ, второй одновибратор, интегратор, компараторы , источники опорного напряжения и третий триггер, введены: амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входу интегратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к источникам опорных напряжений , а выходы - к установочным входам третьего триггера, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего триггера , второй вход - к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом первого компаратора и с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, выходы которых подключены к вычитающим входам р.версивных счетчиков , первые входы - к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертор. 2 ил. (Л 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (11 4 С 06 К 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4250842/24-24 . (22) 31.03.87 (46) 30.09.88. Бюл. 1(- 36 (71) Одесский политехнический институт (72) Р. Г. Джагупов, С. Д. Яковлев и К. Г, Касьян (53) 681 .327.1 2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1035619, кл. G 06 К 9/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1196921, кл. G 06 К 11/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в ча. стности к полуавтоматическим устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано для обработки графических изображений. Целью изобретения является повышение точности считывания графической информации. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи, съемник координат, выход которого подключен к входу усилителя, первый элемент И, один вход которого является входом устройства, а выход через первый одновибратор соединен с входами первого и второго формирователей сигналов, выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрических преобразователей и одними из входов первого и второго триггеров, другие входы которых. подключены к выходам первого и вто= рого элементов ИЛИ, а выходы — к одним входам второго и третьего элементов И, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и другими входами второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков, управляющие входы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с входами устройства, выходом которого являются одни из выходов счетчиков, другие выходы которых подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, второй одновибратор, интегратор, компараторы, источники опорного напряжения и третий триггер, введены . амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — к входу интегратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к источникам опорных напряжений, а выходы — к установочным входам третьего триггера, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего триггера, второй вход — к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом первого компаратора и с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, выходы которых подключены к вычитающим входам реверсивных счетчиков, первые входы — к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертор. 2 ил.

1427398

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для считывания графической информации.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг ° 2 — временная диаграмма сигналов, формируемых в уст-10 ройстве.

Устройство содержит планшет-звукопровод 1 с пьезоэлектрическими преобразователями 2 и 3, съемник 4 коор" динат с пьезоэлектрической пластиной 15

5, подключенной к входу усилителя 6, выход которого через амплитудный детектор 7 подключен к входу интегратора 8, выход которого соединен с первыми входами первого 9 и второго 10 20 компараторов, вторые входы которых подключены к источнику 11 и 12 опорных напряжений, выходы компараторов подключены к входам третьего триггера

13; первый элемент И 14, один вход 25 которого является входом устройства и подключен к первым входам первого

15 и второго 16 элементов ИЛИ и к входам сброса в ноль счетчиков 17, l8, а выход через первый одновибра- 30 тор 19 соединен с входом первого 20 и второго 21 формирователей сигналов, выходы которых соединены соответственно с входами пьезоэлектрических преобразователей 2 и 3 и одними из входов первого 22 и второго 23 триггеров, другие входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 15 и 16, а выходы — к одним из входов второго

24 и третьего 25 элементов И. Компа- 40 ратор 9 и источник 11 опорного напряжения образуют третий формирователь импульсов, а компаратор 10 и источник

12 образуют четвертый формирователь импульсов. 45

Выход генератора 26 импульсов подключен к второму входу элемента И 14 и к вторым входам четвертого 27 и пятого 28 элементов И, выходы которых подключены к вычитающ дам счет-50 чиков 17 и 18, Выход первого одновибратора 19 подключен к третьему входу четвертого элемента И 27 и через инвертор

29 — к третьему входу пятого элемента И 28.

Выход первого компаратора 9 соединен с входом второго одновибратора

30, выход которого подключен к второму входу элемента ИСКХПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, первый вход которого подключен к выходу третьего триггера 13, а выход— к первым входам четвертого и пятого элементов И 27 и 28.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства по одной из координат, например Х. При появлении импульса на входе устройства синхронно с импульсом генератора

26 срабатывает первый одновибратор !

9, который вырабатывает импульс длительностью, равной 20 мс. По переднему фронту этого импульса на выходе формирователя 20 формируется короткий (2 мкс) импульс (см, напряжение U< на фиг. 2), который поступает на излучатель 2, и в планшете-звукопроводе

1 вдоль координаты Х распространяется ультразвуковая волна. Одновременно этот импульс взводит триггер .22, формируя передний фронт координатного импульса <.„ (см. напряжение U<() на фиг.,2) .

Кроме того, импульс с выхода одновибратора 19 поступает на элемент

И 27, подготавливая его к открытию для включения канала коррекции погреш ности измерения по координате Х. Как только фронт бегущей ультразвуковой волны достигает съемника 4, выполненного в виде металлического стержня, в пьезоэлектрической пластине 5 возбуждается электрический сигнал в виде пакета синусоид с частотой резонанса системы, состоящей из планшета-звукопровода 1, металлического стержня 4 и пьезоэлектрической пластины 5. Этот сигнал усилителем 6 усиливается, детектируется амплитудным детектором 7 и подается на вход интегратора 8, на выходе которого появляется сигнал, представляющий собой 1 огибающую сигнала с выхода детектора

7 (см. напряжение U4 фиг. 2, кривая 2) .

В момент равенства сигнала на вы-. ходе детектора 7 с пороговым напряжением U поступающим с блока ) 1, на выходе компаратора 9 появляется короткий импульс, который сбрасывает координатный триггер 22 в исходное состояние, формируя при этом задний фронт координатного импульса (см. напряжение U< на фиг. 2).

1427398

На время действия координатного импульса открываются элемент И 24 и импульсы с генератора 26 поступают на суммирующий вход реверсивного с счетчика 17.

В процессе обводки контура изображения амплитуда сигнала на выходе съемника 4 координат может изменяться ввиду изменения усилия прижатия Я

его к планшету, а также за счет увеличения затухания волны в планшетезвукопроводе при удалении съемника 4 от начала координат. При этом будет изменяться наклон огибающей сигнала 15 и она будет пересекать пороговое напряжение U„, в другой точке, что приведет к появлению погрешности h t.

Устройство позволяет вычислить и устранить возникающую погрешность. Для 20 доказательства этого рассмотрим две кривые 1 и 2 напряжения Uq, представленные на фиг. 2, Кривая 1 снята при .номинальном усилии прижатия в точке планшета, соответствующей минимальному затуханию акустической волны (начало координат) .

Как следует из фиг. 2, погрешность С = 1 (1) 30 т

С1 откуда (2) уЪ 01

Из условия подобия h ADE u DD E

D1 Е DE ц„— Uni 40 име eM — DE = Е или

Н1 2. (3) 45

Ьс = ((- ), (4) 50

61 — 61

В формуле (4) Uni и П„, известны, поэтому для определения погрешности необходимо найти . и и провекI 55 сти соответствующие вычисления.

В случае, если 111 = 2 уи, формула (4) примет вид ht = о определяется при калибровке прибора

Из условия подобия hABC и ВВ С

Ф 1

I r 1

В С ВС Ъ1 имеем — = — или

ВС АС П

1 2 откуда от — П11»

Подставляя (2) и (3) в (1), имеем как разность времени между срабатыванием первого 9 и второго 10 компараторов. На время 21 настраивается длительность импульса второго одно-. вибратора 30. Вычисление и устранение погрешности происходит следующим образом; импульс с выхода первого компаратора 9 кроме формирования зад-! него фронта координатного импульса взводит третий триггер 13 и запускает второй одновибратор 30, на выходе которого формируется импульс, длительность которого равна c., (см. напряжение U< на фиг. 2), который поступает яа первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31. Как только напряжение на выходе интегратора 8 достигнет порогового напряжения U на выходе второго компаратора 10 возникает короткий импульс, который сбрасывает третий триггер 13 в исходное состояние. Таким образом на выходе триггера

13 сформируется импульс длительностью

2, который поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, на выходе которого сформируется импульс, равный разности - а, = h t (см. напряжение U на фиг. 2). На время действия этого импульса открывается эле-. мент И 27 и импульсы с генератора 26 проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 17, содержимое которого корректируется на величину, пропорциональную погрешности

Таким образом на выходе счетчика появляется код, пропорциональный координате Х и не содержащий погрешности, вызвайный влиянием изменения усилия прижатия съемника 4 координат к планшету-звукопроводу 1 и увеличением затухания ультразвуковой волны при удалении съемника координат от нач ала к о о рдин ат.

Если съемник 4 не прижат к планшету 1, триггер 22 находится во,взведенном состоянии до момента переполнения счетчика 17, С появлением на выходе переноса счетчика импульса последний через элемент ИЛИ 15 сбрасывает триггер 22, подготавливая канал координаты Х к следующему циклу измерения. По заднему фронту импульса первого формирователя 20 на выходе формирователя 21 появляется импульс, поступающий на излучатель 3. Одновременно через инвертор 29 напряжение с выхода одновибратора 19 поступает на вход элемента И 28, подготавливая его

l 427398 к открытию для включения канала коррекции погрешности измерения по координате Y.

В дальнейшем все указанные процес" сы повторяются и происходит формирование кода координаты Y.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более высокую точность, так как вычисляет и Я устраняет погрешности, вызыванные изменением усилия прижатия съемника координат к планшету-звукопроводу и увеличением затухания в нем ультразвуковой волны.. 15

Формула изобретения

Устройство для считьвания графической информации, содержащее план- 20 шет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи, съемник координат, выход которого подключен к информационному вхо" 25 ду усилителя, первый элемент И, первый вход которого является управляющим входом устройства и соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с установочными вхо- 3р дами первого и второго счетчиков, одни из выходов которых являются выходами устройства, выход первого элемента И подключен к запускающему входу первого одновибратора, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго формирователей сигналов, выходы которых подключены соответственно к входам соответствующих пьезоэлектрических преобразователей и к первым установочным входам первого и второго триггеров, вторые установочные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выходы — с пер- 45 выми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых, соединенные с вторым входом первого элемента И, подключены к выходу генератора импульсов, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с суммирующими входами первого и второго счетчиков, другие выходы которых подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, третий и четвертый формирователи сигналов, содержащие источники опорных напряжений и компараторы, выходы которых подключены к установочным входам третьего триггера, и второй одновибратор, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит четвертый и пятый элементы И, инвертор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и последовательно соединенные амплитудный детектор и интегратор, выход которого подключен к информационным входам компараторов, входы задания порогов которых соединены с выходами соответствующих источников опорных напряжений., выход усилителя подключен к информационному входу детектора, выход третьего триггера соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, запускающий вход которого, соединенный с третьими входами первого и второго элементов

ИЛИ, подключен к выходу одного из компараторов, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И; вторые входы которых соединены с выходами генератора импульсов, выход первого одновибратора подключен к третьему входу четвертого элемента И и к входу инвертора, выход которого соединен с третьим входом пятого элемента

И, выход которого подключен к вычитающему входу второго счетчика, а выход четвертого элемента И соединен с вычитающим входом первого счетчика.

l 427398

Составитель Т. Ничипорович

Редактор О. Спесивых Техред М.Ходанич Корректор М.,Васильева

Даказ 4855/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35,ь Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° ужгород, ул. Проектная, 4