Устройство для считывания графической информации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>640335

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное,к авт. свпд-зу— (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2367349/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень М 48 (45) Дата опубликования описания 20.02.70 (51) М.Кл.- "G 06 К 11) 00

Государственный комнтет (53) УДК 681.327.12 (oss.s) по делаы изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. Я. Зеиин, А. А. Кравцов, В. 1О. Липень, В. А. Маслюков и В. П. Сыч (71) Заявитель Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а в частности к устройствам считывания графической информации, определение координат в которых основано на измерении фазы принятой акустической волны от синусоидального акустического излучателя.

Известные устройства для считывания графической информации (1) и (2), содержащие визир-излучатель низкочастотных синусоидальных колебаний, акустически связанный со звукоприемниками, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового усилителя, амплитудного дискриминатора, фазового детектора, логического элемента И и счетчика, и задающий генератор, выход которого соединен одними из входов логических элементов

И непосредственно и через делитель часто- 20 ты со входами фазовых детекторов и визиризлучателем.

Эти устройства при размерах рабочего поля ЗООХ 300 илт работают на частоте 25

1000 гц, а при размерах 1Х1 м — на частоте 300 ги, что делает .их не защищенными от помех звукового диапазона. Кроме того, точность считывания этими устройствами зависит от параметров окружающей среды З0 (температуры, давления, влажности п состава воздуха).

Известно также устройство (3), содержащее электроакустический преобразователь, акустически связанный с приемниками, каналы прсобразования, каждый из которых состоит из полосового усилителя, подключенного к соответствующему приемнику, и последовательно соединенных амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика, контрольный электроакустический преобразователь, последовательно соединенные фазовый детектор, задающий генератор, делитель частоты и модулятор, выходы которого подключены к электроакустическим преобразователям, первый вход фазового детектора подключен к одному из входов соответствующего амплитудного дискриминатора, а второй — к установочным входам триггеров и выходу делителя частоты, вход которого соединен с одними из входов логических элементов И.

Этп устройства хорошо защищены от помех, имеют блок, компенсирующий влияние параметров среды на точность считывания, но характеризуются низкой точностью.

Это вызвано тем, что переданное на ультразвуковой несущей частоте низкочастотное синусоидальное колебание прп детектиро640335

Вани 1 в 1(2112лах преобразования пе Восстанавливается с высокой точностью и поступаст ilB фазо зый детектор в искаженном вндс 1в 1зндс ступенек). В результате фаза

НН3 (О-! ii""i 01 Г 0 "(О чсОанпЯ 0111 с 1".7-стсЯ с нео;:1оз.iB÷!Iîcòü!0 до одного,,искрета ультразlзуl(o«oi нссмщей 12cToTbl. i TOObI ойств, необходимо повышать частоту задаi

1ощего генератора. Но при этом увеличивается частота ультразвуковой несущей, а с вслпчсппсм пзлучаемОй частоты с IJIccTJ всн1 о падает эффективность излучателей звука и увеличивается гоглощепие энергии зв, копроводящей воздушной средой. Прихочптся делать компромиссное рсшепис: обо .1сч1гв.,ть надев(пый прием, но терять разрешающую способность. С точки жс эре;и я ь1соко11 то шостп (0,1 ял) и высокой надежности работы устройства частота

T2I(TcI3bl:(и:.IHK BbcOB должна 6bITb IIQPSlpi(2

3 лгц, а излучаемая частота — порядка

30 !(2 !. Такой рея(им 3 BT!IX уCTpOIICTHB."(H(.выполним

Цель изобретения — повышение точности считывания графической информации.

Для этого в устройство введены узкополосные фильтры, входы которых соедипсны с выходами полосовь.х сплителеи, а выходы — со зз: одам:1 амплитуднь1х дискриминаторов ссотвстст«ующего канала преобразогапия, и дополнительный делитель частоты, в сод которого подкл1оче:1 к выходу задающсго генератора, а выход— к одному из входов .», одулятора.

На чсртсзкс приведена функциo;127bi;Bsi схема предлои(енного устройства.

Устройство содери(ит электроахустичсский преобразователь 1, прис.;кики 2, 8 акустических «ол, каналы 4, 5 преобразованпя, к2ждый пз !(О f0pbl сОстОит из полосового усилителя б, 7, узкоголосного фильтра 8, 9, амп;штудного дискриминатора 10, 11, триггера 12, 18, логического элемента И

14, 15 и счетчи.(а 1б, 17, контрольный электроакустичсский преобразователь 18, фазоз ьш детектор 19, з ада ющий ген ср а тор 20, 7е 7IITe.7Н 21, 22 IBCTOTb! II !i!0.7, i 7;1 rop 2<г.

Звукоприемниками 2, д явля отея линейные координатные микрофоны, располо.ке1шые ортогонально слева и сверху от поля считывания.

Каналы 4, 5 преобразования позволяют преооразовать разность фаз излучаемого и принятого на ультразвуковой несущей низкочастотного синусоидального колебания в цифровой код.

Полосовые усилители 6, 7 настроены па ультразвуковую несущую частоту электроакустического преобразователя 1 и обеспечивают надси(ное подавление звукозых и высоких ультразвуковых частот.

Узкополосные фильтры 8, 9 настроены на частоту информативного низкочастотного колебания, которая выопрается из услогия:

5 где U — скорость распространения акустиюскпх волн в воздухе, сл/сек;

1,,„„,.-- макси.,:альпое удалс:!Hñ излу:i2тсля от м1п(рофона, сл1;

--- длина акустической волны (HpH раз.,1срах рабочего поля 1х1 11, f,„=340 ãè).!

Полоса пропускания фильтров 8, 9 выбирается, исходя из того, что рука оператсра при обводя" контуров изображения совершает колсба:I! я со спектром 0 — 12 г11.

Амплитудные дискриминаторы 10, 11 ооесне швают преобразование пизкочасто"ног0 c IHK сои дального 1(олсбания в мсан;1р.

Триггеры 12, 18 формиру1от врсмспныс интервалы, пропорцпоналbHûå расстояниям от визир-излучателя до звукопрпсмников.

Логические элементы И 14, 15 разре25 ша1от прохождение тактовых импульсов На счет1:ыс входы счетч:1ков 16, 17 лишь в указанны. времен.1ые интервалы. Записанные в счет и ках 16, 17 числа пересылаются во ш1ск1 ice устройс-.во до начала следу ощего периода ш1зкочастотпого колебания.

Контрольный элсктроакустическпй lipeобразо«атель 18 àHB",о(чзчеп электроак; сTèческому преобразователю 1. Oil уста. о«лен точно HB рассто. шш длины акустической волны г. от звукоприсзшика 2. Длина акустической волны рассчитывается, ля нормальнь1х атмосферных условий.

Фазовый детектор 19 преобра"-уст разность фаз излз чаемого конт1зол!.Иы M элен(троакустическим прсобразователем 18 и принятого звукоприем f«êîì 2 низкочастотных колебаний в аналоговое напряжение, управляющее частотой генератора 20.

Задающий генератор 20 синхронизирует работу всего устройства считьзванпя графической информации. B процессе раооты устройства частота генератора 20 поддерживается фазовым детектором 19 такой, при котором в эталопном расстоянии точно

50 укладывается период делптеля 21 частоты.

Коэффициент деления делителя 21 частоты выбирается из условия получения на

1 его выходы меандра с периодом Т ==

1гч

55 Дополнительный делитель 22 частоты преобразует тактовую частоту генератора

20 в ультразвуковую частоту, которая используется в качестве несущей.

Частота t „„поступает на модулируюGO щий вход, а ультразвуковая модулирующая частота — на 1зысокочастотный вход модулятора 28.

Модулятор 28 циклически передает промодулированные колебания либо на кон65 тральный электроак стический преобразо6 ;03="-5 ватсль 18, либо ка э 12êòðîà iст. ice:;пи

11pcОО;)230! атсл» 1.

Конт?) Ол!)1;ы и элек)роа кусти !сciii J JII pci обра "сватс.! = . О ) стансзлсн HB;;).:1 с «рс.;i

ИО.",(,ЭТалс(1:1:);: ) Р «ССТС.-.!Ill!I Ст .! Р«11 !i lH!:;;

2 и св()за . с н()(а:(устичсски.

Устрс "JcT(iO работает слсду:сщи,(об!) 2— зом.

Т2ктОБыс импульсы от ге((сратОра 20 ПOступают на в. оды делитслсй 21, 22 частоты, с зь();од!;,Слителя 21 час)оты с. шмастся частота j „ II подается на модулирующий Б);од модулятора 2), на другой в.;од

КоТор0«0 пост! П2 т ул(ьтразвуксзая iBcToт2 с дслитслll 22 частоты. Моду;и!розаниые ультразвукозыс колебания, усиленные Ilo мощности, поступают на электроакустичсский преобразователь 1. Ультразвуковые колебания воспринимаются прис:r н (ками 2,,") и обрабатьжа!отся в дзук аналсгичиык каналак 4, 5. В канале прсобразозания полезный сигнал выделяется с помо(цью полосового ус i1;Tcля б(7), настроенного иа ультразвуковую несущую частоту. Информативныйй низкочастотный сигнал,(",. выдсля2! Ñß С ПОМОIЦ(ИО ? ЗКОПОЛОСНСГО фп I»TJ)2.

8(9) и с помощью амплитуд(ого дискриминатора 10(11) преобразустся в меандр, IIo;Io5II1ITP IbIlbIc псрспады которого сбсс:(счивают загшра!Гие счетч:ка 16(17) с омощью триггера 12(1c3) и лоп((сского элсмента И 14(15) в моменты Ilj)II. oäà иача lhной фазы низксч2стот:!ОГО кол:.021!1:я к приемнику 2, ). Пр:i этом счстчики 15, 17 32ПОЛНЯ!ОТСЯ Та;TO!Jbl. )I!1 H;(Ï ЛЬС2МИ I СНСР2тора 20, час;ота котого. о с по, Ои;ью фазоiIOI 0 )CTCI TOpB 19 HÇi Cl;-ICTCII Тани) зом, что обеспсчивастся нсзавиc.. OOTü рсЗУ;li)ÒBÒB Пз)(СРСНИЯ OT ПБР«2()(СТРОБ ВОЗД ):2. к,омпснсация влияния параметров звукопрсзо,.)и,c.! среды на точ; ост() измсрсHHlJ OO"CII "-i!(022ТСЯ фаЗОГ«Ы il ДСТС(Т6РС)!

19, HOT j)hi!. H .,!0%(2!IT»l Б!..I!0«1 «111!Ji

Ро!ЬН!)ГО Э.)(СКТР02КУCTH×ÑÑ!JOÃO iIPCOOPBÇOвателя 18 сразниваст фазу излучасмсгс и принятого низкочастотного кслсбания и преобразует разность фаз г.. аналоговое напря)ксиие, которое из!cii)!ст частоту гснсратора 20, а значит и псриод излучаемь:) пизкс !астот )ык ко.)!Сбани!й!. П21)исдичсскoP

i повторсип" цикла подстройки частоть; !clippr.гора 20 oucci!cчиваст слс)ке!!ic; 2 изменснисм r!2pa:i!Oòðîç срсды. В процсссс р=боты устройства при этом со);ранястс5! 110стоянное соответствие количсстза тактовык

ИМП) Л! ÑO!) ИЗМГ.РСН5!ОЪ(У PBCCTOHiilii10.

Узкополосные филь ры 8, 9 по-зс-.".?"т с высо <ой(точностью Босс)а гэв п» низкочастотное илфор 5!атиз ГОС- с шусоида li)30 колсбаиис i: ка;:":.",Bë прссбразо..з.:1.;ь этом позышBcicH T-o)IHOcò;- оирс,-.е. )Ния раности фаз излучасмого и ири:.я JO: о сигналов, реализустся предельная ра:,рсшающач способность устройств подобного типа, CP".:!. . l !122 (О 11. /,,„3;1, 210ЩСГО ГPIJCP ITOP2

20 3;:с. лгл асмî i! устройстве считывания и!)и .;:..".::,, .. :.Oi! отсчсте I) = 0,1 .5!.?!!., :. 3 (О)0 ч —;. 1!,,сл11тс, li 1 I 2cToT»l 11 P II (1 23)ic ) 2. . j) 2бочс: î J.o.)ÿ 1Х()и умс((ILiBcT эту частот при!).:(Гзптсл:?:с в jul раз, а дслитсл 22 частоты — в 100 раз. (аким образом, несущая,"cToòа в 100;)аз ирсзьш:аст молу,п -! р !,(Ош i 10. Таl.ос ссотl,О! ° ?с!11!c «1((стст и!)3(?O.!5iCT !l2ДС)К1-:О 1.0:.2БЛЯ-,Ь )СС",IЦЦ Ю Ч;1СГОТ ?

, "!.?«полi сиы i?ii фи.li)Tj)2 ii!1 !), 9 и lie!i,!Ioi!1:1.)

CС злl!ЯI(ИС На РБЗРCШ2! IДМЮ СПОСОOIIОСТЬ устройстьа.

)0

ci30p „ула П300 ) стеганя

И С T 0 )! l! i « и 1 i i I ф О p V 2 и и 1 i, и р I! I 51 T Ы 2 h О

Б? IJ:5ii!!!I!C iIPli ЭКСПСPTIIÇC.

, „-.-,2HT I.jjIA ¹ 310?3/сб, кл. 178-18, ,,! ) 1

«. «5.1 И(.OI) J). i .. «:J) C i i 1;; .;. Д2Т)(П К коор",и::2:, «. ))Опрос»((„„,,:: (,тропик! >, с! -)):,,—, ? ); bi,-;-,) «-;",,; (j б . l 19

3. - Topci oc СБП,1стс.льствс (C!.l

¹ 433514, кл. С? 06 К, jl, 00, 1974.

Устроистго для с ппывания графи:сской инфор...аш?и, сс ср)кащее элсктроакустичсCiIii:i СОО!)230(32ÒC,1») 11Л CTI!)ICCHII CJ35132!Iный с присмник2)H!, каналы прcoo;)2302)2НИЯ) Ка)К."(»(И ИЗ КОТОРЫX COC ÃO:!T ИЗ 10 !ССО

БОГО УСИ 1(ITP Iß, ПОД«,КЛIО !CliHÎI Î 1 СООТЗС«СТВ, !GJJ(C., .М Ilj! : С !Н:(и! 1 ГОСЛС !ОБНТC;1!)ilO

С02; l!?(Сп((b!X 2. i, !! Ë!!Ò i, ?НОГО 1! ICII() Ii)J J(! I!(То30 р а, ти ПГГСр2,;IОГП Iсс!"ОГО элс;iси i I I u

СЧСТЧ:!i(3) HÎliTJ)0. 1»ПЬ(!! Э, IСI(Л j)02!!J Ci 11 IССК1.1« 1 i ) COPÁ.«ова ICË», ИОСЛС (св()ТСЛ»liO СС)3ДИН2(И1ЫС (J) c130!) »I Jl Д "CIJTOP, 3àäà(0(Ö:ill ГСнсра! Ор, дс:и(тсль частоты 11 модулятор, Бы:,О;lы с ГOj)01 О исдк,(10:(сны к элск i рс,lк:,— стичсс H.,! прсобра3032Tcл5(м, псрвь:й Бксд фазсзс! О ДСТСК) ОР 2 ПОДКЛIОЧСН 1 . ОД:10)l ! )3

В. ;ОДОЗ СООТЗ!. ТС !11 IОЩСГО а )(ПЛИТ ДНОI 0 ДИскр,::„11! .2тора 2 второй — и уста (ово: иы l

БXO,", 2 i! i Р1(г(2!)ОГ) И Б»(КОДУ Д?.,1(iTС 151 1 2СТОГь(, з.п),г к(?Торсго сседl(iicll с Одшlм(i пз

Б."Одс" 10 !CCH JX -"" .i:ÑHÒOH I, О Г 1 li I 2—

IO !Ц С P С Я TC)! !ITO, С ЦСЛ»10 ПОВ:)!1!1СНИЯ

T0)и!ОСТИ C!I iiÒ1 H) 2 itH5I !"00(ДП.12Т, Б С 1 (Ой стз)0 L)2)c; сны 13кс?(слос!h!c фl:льтры. Бксды

IioToj)ык со2дJJJ!2J!»I с вь(,ода .:1 по.!ОСОБы .

5. C!111(TC. ?CJ() 2 БЫ. ОДЫ вЂ” CÎ Б. 1)да ii!l 2)!11111Т i ДН»1. II!CI !) I!i!1!(112ÒOPO СООТЗСТСТБ! iO;J! Ci 0

Ка ИБЛ2 Ii j)COOi)23032!105!, I! 10ii0.1: И!TC,11) J! Ы! t

ДСЛИ iC,I!) !BCTO"Ы, 3 .ОД i)Ci;OJ)OI ПОДЛ, СЧС!1

1 ВЫ. ;OД! Зада С)! СГО ГС:!С() 2TOPа, 2 ВЬ!".О. !— к од!!o. у из ь;одов моду i5!Toj) 2.

640335 2 14 1б а, р

1 !

1 (7

Составитель В. Киселев

Редактор Ю. Челюканов

Техред С. Антипенко

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 985/1570 11зд Хо 80! Тираж 799 Подписи<>с

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

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