Устройство для считывания графической информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О0 5l7908

Сойэ Оеветекик

Социалистических

Ресаублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.74 (21) 2006179/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 22.06.76 (51) М. Кл. G 06К 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 327 12 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Маслюков, В. П. Сыч и В. Я. Зенйй

Институт технической кибернетики AH Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧ ИТЫ ВАН ИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области вычислительнои техники, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия которых основан па измерении времени распространения улыразВу кОВОН ВОлны в различных средах.

Известны устройства для считывания графической ин<рормации, содержащие электроакустическии преобразователь, акустически связанныи с линеиными координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждыи из которых состоит из согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, последовательно соединенных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элементов И, блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к электроакустическому преобразователю и к установочным входам триггеров, и блок коррекции, соединенный с разрядными выходами одного из счетчиков координат, с третьим выходом блока управления и управляющим входом генератора тактовых импульсов.

Недостатком известных устройств является низкая помехоустойчивость и точность работы, обусловленные тем, что микрофоны имеют частотную характеристику or сотен герц до сотен килогерц. В результате этого при работе в условиях высокого уровня акустических шу5 мов происходят ложные срабатывания амплитудных дискриминаторов, при этом мешающее действие могут оказать шумы самой различ ной природы (шумы электродвигателей, дви. гателей внутреннего сгорания, голос человека

10 и пр.).

Кроме того, точность этих устройств зависит от измеряемого расстояния. Это обусловлено тем, что амплитуда сигнала U„„ на выходе микрофона падает с удалением электроаку15 стического преобразователя в соответствии с выражением

20 где Уо — начальная амплитуда сигнала;

1 — расстояние от электроакустического преобразователя до микрофона; и — коэффициент, учитывающий поглощение энергии звука в воздухе.

Изменение амплитуды импульсов на выходе микрофонов в конечном итоге сказывается на точности измерения координат, поскольку порог срабатывания амплитудных дискримиЗО наторов остается неизменным.

617908

С целью повышения помехоустойчивости и точности работы устройства о«о содержит генератор экспоненциального напряжения, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход — к управляющим входам согласующих усилителей, и в каждом канале преобразования — последовательно соединенные фильтр верхних частот и селектор импульсов по длительности, выход которого подключен к входу амплитудного дискриминатора, а вход фильтра верхних частот — к входу согласующего усилителя.

Введение в канал преобразования фильтра верхних частот и селектора импульсов по длительности позволяет учесть особенности сигнала, излучаемого электроакустическим преобразователем, и выделить его на фоне помех, а введение в устройство генератора экспоненциального напряжения дает возможность скомпенсировать спад амплитуды сигнала, вызванный поглощением энергии звука в воздухе, и тем самым повысить точность- измерений.

На чертеже дано предлагаемое у стройство.

Устройство для считывания графической информации содержит электроакустический преобразователь 1, генератор 2 тактовых импульсов, линейные координатные микрофоны

3 и 4, согласующие усилители 5 и 6, фильтры

7 и 8 верхних частот, селекторы 9 и 10 импульсов по длительности, амплитудные дискриминаторы 11 и 12, триггеры 13 и 14, логические элементы И 15 и 16, счетчики 17 и 18 координат, генератор 19 экспоненциального напряжения, блок 20 управления и блок 21 коррекции.

Электроакустический преобразователь 1 генерирует короткие звуковые импульсы.

Управляемый по частоте генератор 2 формирует тактовые импульсы для измерения временных интервалов (расстояний) по осям Х и Y.

Микрофоны 3 и 4 преобразуют принятые звуковые импульсы в электрические сигналы.

Усилители 5 и 6 выполнены по схеме четырехполюсника с управляемым коэффициентом передачи и имеют линейную зависимость коэффициента усиления от управляющего напряжения, Фильтры 7 и 8 верхних частот обеспечивают подавление нижних частот.

Селекторы 9 и 10 импульсов по длительности учитывают форму и длительность импульсов, получаемых от электроакустических преобразователей различных типов.

Амплитудные дискриминаторы 11 и 12 служат для устранения ложных срабатываний устройства на шумы различной природы, близкие по своим характеристикам к полезному сигналу, но отличающиеся от последнего меньшей амплитудой.

Триггеры 13 и 14 совместно с логическими злементами И 15 и 16 преобразуют время распространения звуковой волны от электроакутического преобразователя 1 до микрофонов

3 и 4 в серию тактовых импульсов.

ЗО

4

Счетчики 17 и 18 координат служат для фиксации кодов расстояний по осям Х и У, Генератор 19 формирует напряжение U„, нарастающее во времени t по закону у — 7о где V — скорость распространения звука в воздухе, vt=l.

Блок 20 управления предназначен для координации работы всего устройства. Источник питания обеспечивает необходимым напряжением поляризации микрофоны 3 и 4.

Блок 21 коррекции устраняет влияние параметров воздушной среды на результаты измерений и содержит дополнительный электроакустический преобразователь, установленный на фиксированном расстоянии от микрофона

4, постоянное запоминающее устройство, блок вычитания, дешифратор, сумматор и преобразователь кода в напряжение (на чертеже не указаны) .

Электроакустический преобразователь 1 акустически связан с линейными координатными микрофонами 3 и 4, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя 5 (6) с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот 7 (8), селектора 9 (10) импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора

11 (12), триггера 13 (14), логического элемента И 15 (16) и счетчика 17 (18) координат. Генератор 2 тактовых импульсов подключен к одним из входов логических элементов

И 15 и 16. Первый и второй выходы блока 20 управления подключены соответственно к электроакустическому преобразователю 1 и установочным входам триггеров 13 и 14. Управляющий вход генератора 19 экспоненциального напряжения подключен к второму входу блока 20 управления, а выход — к управляющим входам согласующих усилителей

5 и 6. Блок 21 коррекции соединен с разрядными выходами счетчика 18 и подключен соответственно к третьему выходу блока 20 управления и управляющему входу генератора

2, Четвертый выход блока 20 управления подключен к микрофонам 3 и 4.

Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.

Электроакустический преобразователь 1 (съемник координат) помещают в точку изображения, координаты которой необходимо определить, и нажимают кнопку на корпусе преобразователя 1, при этом блок 20 управления включает блок 21 коррекции, который производит автоподстройку усилителя 5. По окончании цикла автоподстройки блок 20 управления передает импульс с блока 21 коррекции в электроакустический преобразователь

1, который излучает короткий звуковой сигнал.

Одновременно импульс с второго выхода блока 20 управления поступает на запускающий вход генератора 19 экспоненциального

517908 напряжения и на установочные входы триггеров 13 и 14, которые разрешают поступление тактовых импульсов из генератора 2 в счетчики 17 и 18 координат через логические элементы И 15 и 16.

В момент, когда звуковой импульс от электроакустического преобразователя 1 достигает микрофонов 3 и 4, на их выходах формируются сигналы, которые, пройдя усилитель 5, фильтр 7 верхних частот, селектор 9 импуль- 1р сов по длительности и амплитудный дискриминатор 11, опрокидывают триггеры 13 и 14 и тем самым прекращают поступление тактовых импульсов через логические элементы И

15 и 16 в счетчики 17 и 18 координат соответ- 15 ственно, при этом в счетчиках 17 и 18 оказываются зафиксированными координаты Х и Y.

Поскольку в процессе измерений коэффициент передачи усилителей 5 и 6 благодаря генератору экспоненциального напряжения 19 изменяется по закону, обратному характеру изменения амплитуды сигнала микрофонов 3 и 4 с расстоянием до электроакустического преобразователя 1, амплитуда полезного сигнала на выходе усилителей остается постоянной при размещении преобразователя 1 в любой точке поля считывания, что благоприятно сказывается на работе селекторов импульсов по длительности и позволяет осуществить фиксацию импульсов с помощью амплитудных дискриминаторов всегда ио одному и тому же уровню, т. е. исключить погрешность считывания, обусловленную поглощением звуковой энергии в воздухе.

Параметры усилителей 5 и б фильтров 7 и 35

8 верхних частот, селекторов 9 и 1О импульсов

Ilo длительности и амплитудных дискриминаторов 11 и 12 в каждом канале преобразования выбраны с учетом частотной характеристики микрофонов 3 и 4 и особенностей сигнала электроакустического преобразователя 1.

Это позволяет надежно выделить полезный сигнал на фоне помех.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, последовательно соединенных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элементов И, блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к электроакустическому преобразователю и установочным входам триггеров, блок коррекции, соединенный с разрядными выходами одного из счетчиков координат, с третьим выходом блока управления и управляющим входом генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности работы, оно содержит генератор экспоненциального напряжения, управляющий вход которого подключен к второму выходу. блока управления, а выход — к управляющим входам согласующих усилителей, и в каждом канале преобразования — последовательно соединенные фильтр верхних частот и селектор импульсов по длительности, выход которого подключен к входу амплитудного дискриминатора, а вход фильтра верхних ча стот — к входу согласующего усилителя.