Устройство для считывания графической информации

 

(72) Авторы изобретения

К.С. Крищюнас и В.В. Лаурушка

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (7!) Заявнтель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ, ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может . быть использовано для ввода графической информации в ЭВИ.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с координатными шинами, выполненными в виде групп периодически повторяющихся вдоль координатных осей прямоугольных петлевых об-моток с постоянной высотой и переменной шириной каждой петли в обмотках, а геометрические центры прямоугольных обмоток отдельных групп смещены друг относительно друга по соответ-.

-ствующей координатной оси, съемник координат, фазовые детекторы, генератор синусоидальных колебаний, блоки формирования дискретного и кусочноаналогового сигналов .и блоки определения координат (11.

Недостатком этого устройства является то, что при изменении амплитуды и частоты генератора синусоидаль2 ных колебаний и коэффициентов переда- . чи фазовых детекторов меняется угол наклона характеристики преобразования, что ведет к понижению точности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее планшет с группами координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, съемник координат,соединенный с генератором синусоидальных колебаний, реверсивный счетчик, ключи, триггеры, сумматор и усилители, элементы И, ИЛИ f2).

Его недостаток также заключается в невысокой точности устройства.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к соответствующим коммутаторам, триггеры, входы которых соединены с соответствующими

3 93032 нуль-органами, а выходы подключены 1 к соответствующим ключам групп, соединенным с развязывающими усилителями, и к элементам ИЛИ, соединенным с триггерами и с реверсивными счет-. чиками, ключи, подключенные к соответствующим триггерам, развязывающим и парафазным усилителям, сумматоры, соединенные с источниками опорного напряжения, с выходами парафазных р усилителей и с соответствующими цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к реверсивным счетчикам, и компараторы, соединенные с

1парафазными усилителями и с реверсив- gS ными счетчиками, генератор синусоидальных колебаний и съемник координат,, введены блоки преобразования сигналов считывания, входы которых. соединены с соответствующими коммутаторами и с генератором синусоидальных колебаний, а выходы подключены к соответствующим нуль-органам и ключам rpynn, и преобразователь напряжения синусоидальных колебаний, соединенный с съемником координат и с блоками преобразования сигналов считывания.

Кроме того, каждый блок преобразования сигналов считывания содержит генератор импульсов, соедине у<ый с коммутатором, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к источнику опорного напряжения и к первому фильтру, и последовательно соединенные сумматор, входы которогс являются входами блока, первый усилитель, подключенный к дифференциальному усилителю, первый демодулятор, подключенный к первому фильтру, 40 второй усилитель, демодулятор, вход которого подключен к генератору импульсов, и фильтр, выход которого является выходом блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Она включает планшет 1 с координатными шинами,. (не. показаны) съемник 2 координат, генератор 3 синусоидальных колебаний, преобразователь

4 напряжения синусоидальных колебаний, выполненный в виде трансформатора, измерительные цепи 5-10, каждая из которых содержит коммутатор

° 11 и блок 12 преобразования сигна- ss лов считывания, блоки 13 формирования сигналов и блоки 14 и 15 определения координат.

7 ф

При этом блок 12 содержит сумматор 16, первый усилитель 17 с управляемым коэффициентом усиления, первый демодулятор 18, первый фильтр 19 низких частот, источник 20 опорного напряжения, дифференциальный"усилитель 21, второй усилитель 22 частоты коммутации, коммутационный генератор

23 импульсов, второй демодулятор 24, второй фильтр 25 низких частот.

Блоки 13 содержат rpywy ключей

26-28, три нуль-органа 29-31, многофазный триггер 32, элемент ИЛИ 33, развязывающий усилитель 34, ключ 35, парафазный усилитель 36, счетный триггер 37, а блоки 14 и 15 включают реверсивные счетчики 38, компараторы

39 знака, цифроаналоговый преобразо-: ватель 40, источник 41 опорного напряжения и сумматор 42.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, что в данный момент съемник 2 находится в центре координат. При помощи цепи сброса реверсивный счетчик 38 и многофазный триггер 32 устанавливаются в исходное состояние.

Так как в исходном состоянии многофазный триггер 32 имеет высокий уровнь на выходе 1 и тем самым переключает первый ключ 26, то выходной сигнал первой измерительной цепи 5 поступает на выход ключа 35. Кроме того, в исходном состоянии триггер

37 имеет высокий уровень, из-за чего ключ 35 переключается на выход 1, а коэффициент усилия парафазного усилителя 36 имеет положительный знак.

В этот же момент времени на втором и третьем выходах многофазного триггера 32 имеются низкие уровни.

При передвижении съемника 2 координат к неинвертирующему входу пара-. фазного усилителя 36 подключен выходной сигнал первой измерительной цепи 5. Выходной сигнал компаратора

39 при этом положителен. В следующий момент времени выходной сигнал третьей измерительной цепи 7 достигает нулевого уровня и нуль-орган

31 выдает положительный импульс, который переводит многофазный триггер 32 в состояние, в котором на его третьем выходе появляется высокий потенциал, а на остальных - низкий.

Поэтому ключ 28 переключается и на вход ключа 35 поступает сигнал из третьей измерительной цепи 7. Кроме

930327 формула изобретения того, выходной сигнал многофазного. триггера 32 поступает на вход элемента ИЛИ 33, на выходе которого появляется импульс, который поступает на вход реверсивного счетчика

38 и триггера со счетным входом 37.

Триггер 37 опрокидывается и на его входе появляется низкий уровнь. Поэтому ключ 35 переключается и выходной сигнал третьей измерительной цепи

7 подается на инвертирующий вход парафазного усилителя 36, коэффициент усиления которого имеет отрицательный знак. В этот же момент времени на выходе преобразователя 40 получается выходное напряжение, .В следующий момент времени выходной сигнал второй измерительной цепи 6 достигает нелувого уровня и .нуль-орган 30 опрокидывает многофазный триггер 32 в состояние, в котором на его втором выходе появляется высокий потенциал, на осталь,ных — низкий. При этом ключ 27 под1ключает выходной сигнал второй измерительной цепи 6 к входу ключа 35.

Кроме того, элемент ИЛИ 33 выдает импульсы, которые суммируются в реверсивном счетчике 38 и опрокидывает триггер 37.

Выходной сигнал триггера 37 переключает ключ 35 в предыдущее состояние и выходной сигнал второй измерительной цепи 6 подается на неинвертирующий вход парафазного усилителя 36.

На выходе преобразователя 40 коднапряжение формируется напряжение,. которое суммируется с другими напряжениями.

В те моменты времени, когда съемник 2 меняет направление перемещения, выходной сигнал второй измерительной цепи 6 снова достигает нулевого уровня, однако многофазный триггер 32 не меняет всего состояния. Таким образом, дискретный импульс не появляется и не происходит. никаких переключений, так как кусочно-аналоговый сигнал при дальнейшем перемещении . съемника 2 координат становится отрицательным, то на выходе компаратора

39 имеется выходное отрицательное напряжение.

В слеДующий момент времени, выходной сигнал третьей измерительной цепи 7 становится равным нулю и происходят переключения, аналогичные переключениям во второй момент времени.

1О

4О

Таким образом, на выходе парафазного усилителя 36 кусочно-аналоговый сигнал является отрицательным. В очередной момент времени нулевого уровня достигает выходной сигнал первой измерительной цепи 5. При этом первая измерительная цепь 5 подключается к инвертирующему входу парафазного усилителя 36 и формируется полный выходной сигнал.

При этом измерительные цепи работают следующим образом.

При перемещении съемника 2 координат на входах сумматора 16 суммируются напряжения, поступающие с выхода коммутатора 15 и с трансформатора 4.

Суммарное переменное напряжение с прямоугольной огибаю.цей усиливается усилителем 17 с управляемым коэффициентом усиления и детектируется первым демодулятором 18. Напряжение на выходе демодулятора 18 можно представить в виде одного выпрямленного напряжения с заданной частотой.

Первый фильтр 19 и усилитель 21 выделяют из него переменную и постоянную составляющие.

Постоянная составляющая, выделенная первым фильтром 19 низких частот подается на один вход дифференциального усилителя 21, на второй вход которого подается постояннре напряже-. ние от источника опорного напряже-. ния 20. Разностное напряжение поступает на управляющий вход усилителя

17 с управляемым коэффициентом усиления и изменяет его коэффициент усиления.

Усилителем 22 частоты коммутации усиливается переменная составляющая напряжения и выпрямпяется вторым демодулятором 24, который управляется напряжением коммутационного генератора 23 импульсов синхронно с коммутатором 11. Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связеи позволяет существенно повысить точность устройства.

1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с координатными шинами, подключенными к соответствующим коммута торам, триггеры, входы которых соедиИсточники информации, принятые воинимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

2$ .по заявке У 2647414> кл. G 06 К 11/00, 1979.

2. Патент США Н 3818133, кл. 178-18, опублик. 1974 (прототип}.

7 93032 нены с соответствующими нуль-органами, а выходы подключены к соответству ющим ключам групп, соединенным с развязывающими усилителями,и к элементам

ИЛИ, соединенным с триггерами и с ре- $ версивными счетчиками, ключи, подключенные к соответствующим триггерам, развязывающим и парафазным усилителям, сумматоры, соединенные с источниками опорного напряжения, с вы- lO ходами парафазных усилителей и с соответствующими цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к реверсивным счетчикам, и компараторы, соединенные с парафазными усилителя- 1$ ми и с реверсивными счетчиками, генератор синусоидальных колебаний и съемник координат, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содер- щ жит блоки преобразования сигналов считывания, входы которых соединены с соответствующими коммутаторами и с генератором синусоидальных коле. баний, а выходы подключены к соответствующим нуль-органам и ключам групп, и преобразователь напряжения синусоидальных колебаний, соединенный

7 8 со съемником координат и блоками преобразования сигналов считывания.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я . тем, что каждый блок преобразования сигналов считы вания содержит. генератор импульсов, соединенный с коммутатором, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к источнику опорного напряжения и к первому фильтру, и последовательно соединенные сумматор, входы которого являются входами блока, первый усилитель, подключенный к дифференциальному усилителю, первый демодулятор, подклЮченный к первому фильтру, вторые усилитель, демодулятор, вход которого подключен к генератору импульсов, и фильтр, выход которого является выходом блока.