Устройство для кодирования графической информации

 

Союз Советскид

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ

<щ746487 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 070677 (21) 2504569/18-24

Г с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опублиновано 07.07.80. Бюллетень H 25 (53) УДК 681. З27, 11 (088 ° 8) Дата опубликования описания 070780 (72) Авторы изобретения

Г, Д. Колдасов, Б, С, Петровский, В. Б. Есиков и Ю. В, Исаев (71) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к йнформационной технике и может быть использовано в вычислительных и управляющих системах, в множительной технике, в системах слежения эа объектом и в других системах, где требуется ручной и полуавтоматический ввод графиков и траек торий .

Известно устройство для кодирования графической информации (1), содержащее блок считывания, генератор, блок синхронизации и пуны управления.

Недостатком известного устройства является громоздкость и сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для кодиров ани я графичес кой информации (21, содержащее блок считывания, состоящий иэ матрицы магнитопроводов, демпферов, расположенных на концах магнитопроводов, подвижного магнитного сердечника с обмоткой и магнитной ка" тушки индуктивно связанных с магнито-2с пров одами, генератор, выход которого подключен ко входным клеммам магнитной катушки и пульт управления.

Так как функции преобразования ана- логовой величины в код в устройстве реализуются с помой1ью активных элементов, помехозащищенность которых низка, колебания напряжения питания могут привести к сшибкам, в частности к стиранию информации в старших разрядах счетчика. При выключении и включении питания вводимая информация будет полностью теряться.

Для выполнения функции запоминания аналоговой величины путем изменения клавиши для каждого магнитопровода требуются свои клавиши-магниты, Это существенно усложняет устройство и работу оператора, а также снижает скорость ввода информации,, В случае использования одного магнита на планшет возможность запоминания вводимой аналоговой величины во scex магнитопроводах исключается, при этом также исключается коррекция сшибок вводимой информации, например, путем повторного ее считывания и преобразования в код, К недостаткам относится также сложность электронной части устройства, наличие большого числа многовитковых катушек, наличие коммутаторов магнитопроводов в планшетном варианте устройства, 746487

Целью изобретения является повы- На Фиг. 2 и 3 обозначены Х шение быст с ро действия устройства и ната перемещения визира и координата

Означены Х-коордиег o надежности . распространения ультразвуковых импульвдоль которо

Поставленная цель достигается тем, сов; У вЂ” координата вдоль и что предложеНное устройс".во содеРжит РаспоЛОжеиа магнитНаЯ Катушка 5; В блок синхронизации, соответствующие

Ось значений магнитн и входы которого подключены 1< пульту запоминающих элементах; магнитопроуправления, а выходы — к генератору и обмотке подвижного магнитного сер- пульс поступающий из блока синхронизадечника, узел стирания, вход которого ции на вход г -He; <>. -импульс подключен к соответствующему выходу .Формирующий считывающие импульсы; блока синхронизации, группу элемен- б — считывающие ультразвуковые импультов И, и группу коммутаторов, первые сы (в одном магнитопроводе); Б - зпювходы которых подключены к выходам ра изменения во времени уровня остасоответствующих магнитопроводов, а точной индукции в f.-ом магнитопрововторые входы элементов И первой груп- де матрицы при считывании информацииу пы CO HHeHbI c Выходом yBJIa CTHpaHHII >5 U — щс наводимые считыв ющими и и элемент ИЛИ, входы которого соеди- пульсами на концах магнитопроводов; иены с соответствующими входами бло- П,< - импульсы, формируемые злеменка синхронизации и подключены к Выхо- том ИЛИ 12. U — импу -, ф импульсы, формируедам соответствующих элементов И пер- ие узлом CTHpaHHß 9 01Р т импульс

J вой группы, а выход подключен ко вто- 2О считываемый на конце магнитопровода, рым входам группы коммутаторов Выхо- соответствующего п рво ды которых являются выходами устройст- довых чисел, записанных В матрицу; ва. Блок синхронизации содерх<ит зада- <1 импульс с и ыв ющий генератор, выход которого под- магн«топровода соотве с магн топров Ода, с Оотв е rc твующего в тсключен к первым входам первого и ВTО 5 рому разряду кодовых чисел матрицы; рого элементов И и синхронизирующему Uz — импульс, считываемый на конце входу генератора импульсов сдвигаr магнитопров ода,- соответствующегo и-му управляющий вход которого соединен с

ПЕРВЫМ ВХОДОМ ЭЛЕМЕНта ИЛИ, " He

В Л выход соединен с vìïóëüñíbIì входом магнитопров Одов, расположенных в плоскости АУ, Иа концах магнитопровоKOTOPOZ О ПОДКЛЮЧЕ"-:h1 P. ВЪХОДУ BTopoi Q . цОВ уотаНОВЛЕны демлферЫ Для пОГЛОЩЕФормиРователЯ. Первые информадионны . ния импульсов (-", возбуждаемых в магвходы бу«ерного егистра являются нитопроводах с помощью генератора б соответствующими входами блока, вто- и магнитной катушки 5, Обмотка магРы» инфоРмадионнь вхоДы пОДключены и 5 wreIi TpoMeavHwecI

В ОДам Р гистРа сДвига, а ВыхоДы связана с магнитопроводами, которые соединены со Вход<-ми шифратора„Вто- Выполнены из Ферромагнитного металлического материала Обладающего магниветствующими входами блока,. а выхо тострикционными свойствами. С магнитопров одами инду><тив но связан подВижвателя, HbIA середчник 4, который предс-.авляет собой электромагнит с Обмоткой возная схема устройства для кощ<рования графической информации; на иг. 2 буждения, запитывае>ый от блока

Ф..:-нкционально матрица магнитопровопространственная диаграмма расположе- дов состоит из двух частей, одно из ния магнитопровсдов в матрицах и зон. которых является матрицей Ввода, а намагниченности на магнитороводах; на Фиг, 3 - Bpe<;энная диаграмма упдоугая кодовой матрицей. равляющих и выходных импульсов, Магнитопроводы 2 также выполняют

Устройство содержит блок считыва- Функцию считывающих проводов, Одни ния 1, магнитопроводы 2, демпферы 3, их концы заземлены, а другие через подвижный магнитный сердечник с об- соответствующие элементы И второй моткой 4, магнитную катушку 5, гене- группы ll соответственно соединены ратор б, пульт управления 7, блок Ю Ka>I

13, первый 14 и второй 15 элементы $0 цы и подвижногс магнитного сердечниИ, генератор импульсов сдвига 16, ка с обмоткой 4 переносится на магэлемент ИЛИ 17, первый 18 и второй нитный маатериал магнито IpoBîäoâ 2, 19 формирователи, элемент задержки При этом величина тока в <>бмотке

20, РегистР сдвига 21, буферный ре- сердечйика 4, возбуждаемой ИмпуЛЬсом гиат> 22 и шифратор 23, $5 из блока синхронизации 8, и расстоя-

74б 487 ние между сердечником 4 и плоскостью, магии топров одов Ху выбираются так „ чтобы произвести магнитным полем сердечника 4 необратимое н амагничив ание материала магнитопроводов 2 в э оне дейс тв и я поля сердечника, При этом происходит запоминание вводимой информации, Запоминание прерывистых линий графика производится путем прерывания подачи =ока в обмотку магнитного сердечника 4 в соответствии с характером изменений вводимых кривых, Для неразрушающего считывания информации, записанной в матрице магнитопроводов 2, используются ультразвуковые импульсы б, магнитоупругие и магнитострикционные свойства материала магнитопров одов 2, По команде из блока синхронизации 8 (см,фиг,3, U А ) генератор б формирует импульсы опроса достаточной мощности и с помощью обмотки магнитной катушки 5 (см. Фиг,3, эпира U ) в магнитострикционном материале магнитопроводов возбуждает импульсы 5 (эпюра б ), Распространяясь по эвукопроврдам (cM, фиг.3, моменты времени О, 4,,, t4) и встречая на своем пути магнитные неоднородности (см,фиг„2 и фиг.3, эпюры В и 6, моменты времени t> t4) импульсы б согласно эффек;у Виллари наэ одят на концах магнитопров одов

ЭДС (см . Фи г, 3, э пюре U < ), амплитуда которых зависит ст величины д8,, /Д,с

Затем сигналы Б 4 усиливаютс я „нормализуются и гоступ ют для дальнейшей обработки через блок синхронизации

8 и элемент ИЛИ 12 (см,фиг,3, эпюра

U4< ), В блоке 8 при этом формйруется скгчал номера строки матрицы . ввода, с которой в дачный момечт приходит сигнал считывания, По сигналу из блока 8 можко осуществлять многократное неразрушающее счи .ыэание информации, а также ее коррекцию подвижньм магнитным сердечником и беэ повторения операции ее считывания с первичного носктеля (чертежа и т,д,), Для этого следует многократно повторить последов ательность импульсов, представленную на фиг, 3 эпюрами П„

U)2

Рассмотренная система считывания и записи вводимой информации с эапомицанкем увеличивает помехозащищенность процесса ввода за счет использования ультразвуковых считывающих импульсов так как в момент считывания информации в матрице ввода не формируется ни одного другого электрического сигнала, кроме ЭДС на концах магнитопроводов, за счет повторного неразрушающего считывания, Это увеличивает вероятность правильного приема вводимой информации устройством обработки и за счет возможности кор3 рекции ошибок после запоминания информации матрицей ввода, Процесс считывания информации с матрицы вв сда заканчив аетс я через время t> от момента возбуждения импульсой опроса 6/ р= в- t . Время ty равно времени прохождения имульсом

6 рабочей части матрицы ввода (см. фиг,3, эпюра U<4 ) ° Затем вырабатывается сигнал на повторное считывание или стирание хранящейся информации в зависимости от программы.

При стирании с помощью блока б и магнитной катушки 5 формируется импульс 6, превосходящий по мощности в 2-3 раза импульсы, используемые для считывания информации, Распространяясь, они механичеСки разрушают магнитный рельеф в магнитопроводах.

Стирание информации в матрице вво20 да можно производить также подачей импульса тока в магнитопроводы 2 °

При этом необходимо отключить усилители от магнитопроводов 2 с помощью элементов И первой группы 10 и подать в указанные магнитопроводы импульс тока от узла стирания 9 ° Этот вариант стирания усложняет устройство, однако является более предпочтительным по энергозатратам, Самый простой способ стирания это стирание информации с помощью подвижного магнитного сердечника с обмот сой путем подачи. в его обмотку постоянного тока и последовательного его перемещения вдоль всех магнито25 проводов. Однако этот способ стирания значительно снижает быстродействие системы в целом.

Функция преобразования аналоговой в еличины в цифров ой к оц в устройстве

40 реализуется с помощью кодовой матрицы,- выголненной на магнитопров одах аналогично тому, как выполнена матрица ввода. Под рабочей частью кодовой матрицы понимаем длину той части магнитопровода 2, на которой записаны кодовые импульсы (см,фиг. 3, эпюры

1)4з ) . Для удобства дальнейшего изложения рабочие части матриц разграничены на дискретные области по вертикали пунктирными линиями (П -III -П ), представленными на фиг, 2 ° Лйнии П; являются шагом дискретизации отсчета

50 фиг.2 отмечены на магнитопроводе заштрихованными областями), Еаждая линия П1 является линией отсчета и каждой из этих линий в кодовой матрице соответствует число, однозначно onpepe aewee расстояние от оси У до данной линии (см, фиг.3, эпюры U4p -, 60

U y ), При этом различные магнитопроводы 2 являются раэличнйми разрядами названного числа, Пусть нумерация

65 по горизонтали, определяемым степе55 нью локали" àöèè зон записи ввода (на

74б487 разрядов магнитопроводов в кодовой матрице идет сверху вниз 1р,2p ° °, пр, Предположим, что первая линия ill в матрице ввода находится от обмотки

5(X=0) на расстоянии АХ=1, тогда в кодовой матрице должно быть записано число 00...01 на том же расстоянии *Х от обмотки 5(Х=О) (см,фиг,2, эпюры Вт,Вт1т, °...Вг„), т.е. в 1 разряд-звукопровод постоянно записывается ™1, à во все остальные 0 (смв фига Э р эпюры Ug p Ugp р ф ф ° р U+p мо мент времени Q), Далее на расстоянии от оси У до линии Il>, равном 2аХ=2 в матрице кодовой памяти постоянно записывается число 0...010 (см.фиг,2,,эттюра Bi-g) и т.д. (см. фиг, 2, эпю- 15 ра Вт„) .

Для преобразования аналога в код в устройстве одновременно с возбуждением опросных импульсов Ьв магнитбпроводах 2 возбуждаются опросные имп1 пьсы Q в магнитопроводах 2. Распросграняясь по разрядам магнитопроводам 2 и встречая неоднородности намагниченности (B,Вт» ....,Вт„ им-. пульсы 6 наводят на койцах магнито- 25 прородор 2 ЭДС (см,фиг, 3, эпюры 04р

U7p Бт1р ), постУпающУю на вХСДы элементов И, которые открываются импульсами U z, имеющими длительность, равную времени прохождения ЗО импульсом расстояния между П и Пд, и пропускают импульсы UqP (Ugp iU(P ) . на вход усилителей (cM.ôèã. 3, эпюры

0,(э момент времени t> t5) . Таким обрas i расстояние между осью У и эо- 35 ной на магнитопроводах 2, соответствующ и точке записанного графического изображения, определяется с точностью л Х. Величина а Х зависит от степени локализации поля записи магнитного сердечника 4 магнитных характеристик материала магнитопровода и длительности импульсов б и может быть доведена до значений 25,0-50,0 мкм.

Режимы работы устройства были проверены экспериментально на магнитопроводах, выполненных в виде ферромагнитных проволок (трубок) диаметром

200 мкм. Считываемый сигнал с одной трубки находился в диапазоне 0,5-2мв, отношение полезного сигнала к поме хам, вызванным неоднородностями магнитных свойств материала по длине эвукопровода, легко получить не хуже 8 ° Это отношение в матрице магнитопроводов не зависит от числа магии- 55 топроводов в матрице.

При считывании информации были использованы импульсы амплитудой 70120 кг/см ° Стираийе производилось с помощью импульсов тока, подаваемых 60 в звукопроводы от узла стирания 9 через элементы И первой группы, амплитуды этих импульсов 0,8 а, Рассмотренный прием для кодирования графической информации (испольэо- б5 ванне различной природы управляющих воздействий при записи и считывании, неразрушающее считывание, применение кодовой матрицы, применение для производства матриц ввода и кодовой ферромагнитных материалов-металлов, имеющих широкий диапазон рабочих температур и уровней радиации) позволяет увеличить функциональную гибкость устройства без усложнения конструкции, увеличить помехозащищенность и надежность работы устройства, а также повысить быстродействие устройства и степень унификации его блоков °

Формула изобретения

1. Устройство для кодирования графической информации, содержащее блок считывания, состоящий из матриц магнитопроводов, демпферов, расположенных на концах магнитопроводов, продвижного магнитного сердечника и магнитной катушки, индуктивно связанных с магнитопров одами, генератор, выход которого подключен ко входным клежам магнитной катушки, и пульт управления, о т л и чающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и его надежности, оно содержит блок синхронизации, соответствующие входы которого подключены к пульту управления, а. выходы к генератору и обмотке подвижного магнитного сердечника, узел стирания, вход которого подключен к соответствующему выходу блока синхронизации, две группы элементов И, и группу коммутаторов первые входы которых подключены к выходам соответствующих магнитопроводов, а вторые входы элементов И первой группы соединены с выходом узла стирания, и элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответст-. вующими входами блока синхронизации и подключены к выходам соответствующих элементов И первой группы, а выход подключен ко вторым входам группы коммутаторов выходы которых являются выходами устройства, 2, Устройство по и, 1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит задающий генератор, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И и синхронизирующему входу генератора импульсов сдвига, управляющий вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ непосредственно и с выходом первого формирователя через элемент задержки, а выход соединен с имульсным входом регистра сдвига, установочные входы которого подключены к выходу второго формирователя, буферный регистр, первые информационные входы которого являются соответствующими входами блока, 746487

10 вторые информационные входы подклю-, чены к выходам регистра сдвига, а выходы соединены со входами шифратора, при этом вторые входы элементов

И являются соответствующими входами блока, а выходы подключены ко входам первого формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 376802 кл, С 06 Г 3/04 25 ° 10 ° 73 °

2, Авторское свидетельство СССР

9 395829, кл, G 06 F 3/04, 06 ° 01 ° 74 (прототип) .