Устройство для считывания графи-ческой информации

 

ОПИСАНИЕ

И 3 О Б Р Е,Т Е Н И Я

Союз Советских

Социалистических

° Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2604.79 (21) 2758032/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

G 06 К 11/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230481. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25.04.81 (5З) УД 681. 327..12(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.A. Багнюков, В.В.Дрангинис, В.Г. Клыков, B.È.Ëàçàðåòèí, Ю.Б. Садомов и 3I.К. Хохлов

1

Государственное союзное конструкторско-, .технолаг бюро по проектированию счетно уйший ::(71) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ (54 ) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к акустическим устройствам ввода графической информации в ЭВИ.

Известны устройства для считывания графической информации, содержа-щие электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каидый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элемен- 2Р тов И, блок управления, первый и второй выходы которого подключены соот.ветственно к электроакустическому преобразователю и установочным входам триггеров, блок коррекции, соединенный с разрядными выходами одного из счетчиков координат, с третьим выходом блока управления и управлякщим входом генератора тактовых импульсов, генератор экспоненциального напряжения, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход — к управляющим входам согласующих усилителей $1J .

Однако эти устройства отличаются сложностью изготовления и настройки вследствие совмещения канала коррекции с измерительным каналом, наличия генератора экспоненциально нарастающего напряжения, частотных фильтров, селекторов импульсов по длительности и применения усилителей с управляемым коэффициентом передачи. Они обладают низкой помехоустойчивостью при работе в условиях высокого уровня внешних акустических помех.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для считывания графической информации, содержащее электроакустический преобразователь, соединенный с генератором цикла измерения и акустически связанный с линейными координатными микрофонами, цодключенными к соответствующим каналам преобразования, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных усилителя, амплитудного дискриминатора, триггера, установочным входом

824241 соединенного с генератором цикла измерения, логического элемента И и счетчика акустически связанные до4 полнительный электроакустический преобразователь, соединенный с генератором цикла коррекции, и микрофон коррекции, установленные на фиксированном расстоянии друг от друга, дополнительный канал преобразования, состоящий из последовательно соединенных усилителя, амплитудного дискрими- о натора, триггера, логического элемента И и счетчика, Разрядные выходы которого присоединены к одним из входов . схемы сравнения, к другим входам которой подключен блок памяти, причем выходы схемы сравнения соединены со вхо-1 дами реверсивного счетчика, подключенного через цифроаналоговый преобразо-. ватель к управляющему входу генератора тактовых импульсов, соединенного с одним из входов логических элемен- 20 тов И каналов преобразования.

Недостатком известного устройства является его низкая защищенность от внешних акустических помех, обусловленная использованием измерительных э5 сигналов простой формы, и, как следствие, — малая надежность считывания графической информации.

Цель из обретения — повышение надежности считывания графической информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для считывания графической информации, содержащее генеРатор Никла измеРения, генератор цик- З5 ла коррекции, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с первым датчиком акустических сигналов, второй злектроакустический преобразователь, акустически связанный с вторым и третьим дат- 40 чиками акустических сигналов, каналы преобразования, состоящие из амплитудного дискриминатора, усилителя, вход которого подключен к соответствующему датчику акустических сигна- 45 лов, а выход — ка входу амплитудного дискриминатора и последовательно соединенных триггера, элемента И и счетчика, причем разрядные входы счетчика первого канала преобразования сое- щ динены с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами блока памяти, а выходы блока сравнения соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выходы которого через цифроаналоговый преобразователь подключены к управляющему входу генератора тактовых импульсов, соединенного с вторыми входами элементов И каналов преобразования, введены формировате- dO ли и анализаторы двухимпульсного сигнала, причем выход генератора цикла измерения соединен со входом первого формирователя двухимпульсного сигнала, первый выход которого соединен 65

1 со входом второго электроакустического преобразователя, а второй выход — с первыми установочными входами триггеров второго и третьего каналов преобразования, выход генератора цикла коррекции соединен со входом второго формирователя двухимпульс» ного сигнала, первый выход которого соединен со входом первого электроакустического преобразователя, а второй выход — с первым установочным входом триггера первого канала преобразования, входы анализатора двухимпульсного сигнала соединены с выходами соответствующих амплитудных дискриминаторов, а выходы — с вторыми установочными входами соответствующих триггеров.

Кроме того, формирователь двухимпульсного сигнала содержит элемент задержки и элемент ИЛИ, причем первый вход элемента ИЛИ соединен со входом элемента задержки и является входом формирователя двухимпульсного сигнала, выход элемента ИЛИ является первым выходом формирователя двухимпульсного сигнала, выход элемента задержки соединен со вторым входом элемента ИЛИ и являетея вторым выходом формирователя двухимпульсного сигнала, а анализаторы двухимпульсного сигнала содержат элемент задержки и элемент И, один из выходов которого соединен со входом элемента задержки и является входом анализатора двухимпульсного сигнала, другой вход элемента И соединен с выходом элемента задержки, выход элемента И является выходом анализатора двухимпульсного сигнала.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства на фиг. 2— то же, формирователь двухимпульсного сигнала; на фиг. 3 †.то же, анализатор двухимпульсного сигнала; на фиг. 4 — временные диаграммы, поясняющие работу формирователя и анализатора двухимпульсного сигнала.

Устройство для считывания графической информации содержит микрофон 1 коррекции, координатные микрофоны 2 и 3, генератор 4 цикла измерения, первый электроакустический преобразователь 5, первый формирователь 6 двухимпульсного сигнала, второй электроакустический преобразователь 7, генератор 8 цикла коррекции, усилитель 9 канала коррекции, усилители 10 и 11 каналов измерения, второй формирователь 12 двухимпульсного сигнала, амплитудные дискриминаторы 13-15, анализаторы 16-18 двухимпульсного сигнала, цифроаналоговый преобразователь 19, реверсивный счетчик 20, триггеры 21-23, генератор 24 тактовых импульсов, логические элементы 25-27 И, блок 28 постоянной памяти, блок 29 сравнения, счетчики

30-32, элемент 33 задержки, логичес824241. кий элемент 34 ИЛИ, элемент 35 задержки, логический элемент 36 И.

Каждый из формирователей б и 12 двухимпульсного сигнала содержит (фиг. 2) элемент 33 задержки и логический элемент 34 ИЛИ. Анализаторы 16-18 двухимпульсного сигнала содержат (фиг. 3) по одному элементу

35 задержки и по одному логическому элементу 36 И.

Генератор 4 цикла измерения служит для подачи запускающих импульсов, по каждому из которых в устройстве производится определение координат первого электроакустического преобразователя 5 относительно координатных микрофонов 2 и 3. Он работает в ждущем режиме, когда генерирует одиночный запускающий импульс в момент. нажатия кнопки К>, размещенной на корпусе первого электроакустического преобразователя 5, либо.в 20

Йвтоколебательном режиме.

Формирователь б служит для формирования двухим ульсного звукового сигнала. При поступлении на вход формирователя б запускающего импульса . 75 от генератора 4 цикла измерения(сигнал Ug на фиг. 4) на первом выходе формирователя б образуются два разнесенных во времени электрических импульса (сигнал 0з на фиг. 4).Первый из них вырабатывается одновременно со входным запускающим импульсом 0, а второй задержан относительно первого на постоянную величину задержки t>, причем эти два электрических импульса подаются на первый электроакустический преобразователь

5, который, в свою очередь, формирует и излучает по этим сигналам два коротких звуковых импульса. На втором выходе формирователя б возникает 40 только задержанный (второй) импульс (сигнал О< на фиг. 4), который поступает на первые установочные входы триггеров 22 и 23 и устанавливает в единичное состояние. 45

Устройство работает следующим образом.

Излученные первым электроакустическим преобразователем 5 два коротких звуковых импульса принимаются координатными микрофонами 2 и 3 и преобразуются ими в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются с помощью согласующих усилителей 10 и 11 и нормируются по амплитуде и длительности с помощью амплитудных дискриминаторов 14 и 15, позволяющих выделять полезные сигналы на.фоне внешних акустических помех малой интенсивности.

Сформированные таким образом пары импульсов (сигнал Uy на фиг. 4) поступают на анализаторы 17 и 18 двухимпульсного сигнала, где происходит выделение второго (задержанного) импульса (сигналы О> и 0„ на фиг.4), á5 при условии задержки его относительно первого на величину, равную если же на вход координатных микро фонов 2 и 3 поступят акустические шумы и помехи высокой интенсивности в виде одиночных сигналов или серий импульсов с времен ными параметрами, отличающимися от в, то на выходе ана« лизаторов 17 и 18 двухимпульсного сигнала выходной сигнал отсутствует и ложное срабатывание триггеров 22 и 23 не произойдет.

Выделенные анализаторами 17 и 18 вторые (задержанные) импульсы (сигнал. 06 на фиг.. 4) поступают на вторые установочные входы триггеров 22 и 23 и возвращают их в исходное (нулевое) состояние.

Та им образом, на выходах триггеров 22 и 23 происходит формирование прямоугольных импульсов длительностью, равной времени прохождения звуком расстояния от электроакустического преобразователя 5 до соответствующего координатного микрофона.

Логические элементы 26 и 27 И служат ддя преобразования временного интервала от момента излучения второго {задержанного) звукового импульса электроакустическим преобразователем 5 до приема его и выделения соответствующим анализатором 17 или

18 в число импульсов, непрерывно вырабатываемых генератором 24 тактовых импульсов.

Счетчики 31 и 32 регистрируют число тактовых импульсов, укладывающихся в упомянутом временном интервале,одновременно преобразуя это число импульсов в двоично-десятичный код.

Генератор 8 цикла коррекции работает в автоколебательном режиме, непрерывно подавая запускающие импульсы на вход второго формирователя 12 двухимпульсного сигнала.

С первого выхода формирователя 12 парные электрические импульсы подаются на второй электроакустический преобразователь 7 ° Последний формирует и излучает по два коротких звуковых импульса, которые, в свою очередь, принимаются микрофоном 1 коррекции.

Со второго выхода формирователя 12 на первый установочный вход триггера 21 поступает только второй (задержанный) электрический импульс, который приводит к опрокидыванию последнего.

Излученные вторым электроакустическим преобразователем 7 звуковые сигналы принимаются микрофоном 1 коррекции и преобразуются в пару электрических импульсов, котОрые поступают на вход усилителя 9, где они нормируются по амплитуде и длительности; затем они селектируются амплитудным дискриминатором 13 и поступают на анализатор двухимпульсного сигнала

824241

16, где происходит выделение задержанного импульса.

Далее этот сигнал поступает на второй установочный вход триггера 21 и возвращает его в исходное состояние.

С помощью логическЬго элемента

25 И осуществляется преобразование временного интервала в число импульсов генератора 24, которое регистрируется счетчиком 28.

t0

Так как эталонное расстояние 0з между дополнительным электроакустическим преобразователем 7 и микрофоном 1 коррекции фиксировано и неизменно в процессе работы устройства, то содержимое счетчика 30 после проведения очередного цикла коррекции отражает код числа тактовых импульсов, укладывающихся во временном интервале от момента излучения до приема задержанного звукового импульса при прохож- 20 денни им эталонного расстояния 8з .

Блок 30 постоянной памяти предназначен для хранения кода числа., соответствующего эталонному расстоянию эт

В блоке 29 сравнения во время цикла коррекции . осуществляется сравнение содержимого счетчика 30 с эталонным кодом, хранимым в блоке 28 постоянной памяти, и вырабатываются сиг- ЗО налы управления("Больше", "Меньше", "Равно" ) для реверсивного счетчика

20, код которого с помощью цифроаналогового преобразователя 19 преобразуется в напРяжение, управляющее час- 35 тотой генератора 24.

Элемент 33 задержки обеспечивает временную задержку запускающего импульса на величину а (большую длительности запускающего импульса), необходимую для осуществления режима 40 двухимпульсного звукового сигнала в устройстве.

Логический элемент 34 ИЛИ объединяет запускающий импульс и задержанный, 45

Элемент 35 задержки обеспечивает временную задержку первого из принятых микрофоном звуковых.сигналов на величину задержки сэ, равную временному интеРвалу меЖду двумя звуковыми импульсами, излученными преобразователем.

Логический элемент 36 И позволяет выделить момент совпадения задержанного (элементом 35 задержки)первого импульса с моментом приема микрофоном второго звукового импульса при условии, что временной интервал между ними равен

Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить помехоустой- 60 чивость и надежность работы устройства, что достигается применением двухнмпульсного сигнала с определенной временной задержкой с>, при котороФ ложные срабатывания амплитудных дискриминаторов, возникающие изза мешающего действия акустических шумов и помех с временными параметрами, отличающимися от t, не приводят к ошибочному определению координат отдельных точек считываемой графической информации.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее генератор цикла измерения, генератор цикла коррекции, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с первым, датчиком акустических сигналов, второй электроакустический преобразователь, акустически связанный с вторым и третьим датчиками акустических сигналов, каналы преобразования, состоящие из амплитудного дискриминатора, усилитель, вход которого подключен к соответствующему датчику акустических с, игналов, а выход — ко входу амплитудного дискриминатора и последовательно соединенных триггера, элемента И и счетчика, причем разрядные выходы счетчика первого канала преобразования соединены с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого соединены с входами блока памяти, а выходы блока сравнения соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выходы которого через цифроаналоговый преобразователь подключены к управляющему входу генератора тактовых импульсов, соединенного с вторыми входами элементов И каналов преобразования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности считывания графической информации, оно содержит формирователи и анализаторы двухимпульсного сигнала, при-: чем выход генератора цикла измерения соединен со входом первого формирователя двухимпульсного сигнала, первый выход которого соединен со входом второго электроакустического преобразователя, а второй выход с первыми установочными входами триггеров второго и третьего каналов пребразования, выход генератОра цикла оррекцин соединен со входом второ го формирователя двухимпульсного сигI

Нала первый выход которого. соединен со входом первого электроакустичесного преобразователя, а второй выход — с первым установочным входом триггера первого канала преобразования, входы анализаторов двухимпульсного сигнала соединены с выходами соответствующих амплитудных дискриминаторов, а выходы — с вторыми установочнычн входами соответствующих триггеров °

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирова824241

10 ель двухимпульсного сигнала содерт элемент задержки и элемент ИЛИ, причем первый вход элемента ИЛИ соединен со входом элемента задержки н является входом формирователя двухимпульсного сигнала, выход элемента

ИЛИ является первым выходом формирователя двухимпульсного сигнала, выход элемента задержки соединен со вторым входом элемента ИЛИ и является вторым выходом формирователя двухимпульс-О ного сигнала.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем анализаторы двухимпульсного сигнала содержат элемент задержки и элемент И, один из входов которого соединен сэ входом элемента задержки и является входом анализатора двухимпульсного сигнала, другой вход элемента И со единен с выходом элеь энта задержки, а выход элемента И является выходом анализатора двухимпульсного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 517908, кл. G 06 К 11/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СCCF

Р 525976, кл. 6 06 К 11/00, 1974. (прототип).

824241

Фиг.4

Тираж 745 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2127/73

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Дубинский

Редактор Т. Киселева Техред С.Мигунова Корректор М. Коста