Устройство для считывания графической информации

 

Союз Советскии

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)заявлено 14.07.80 (21) 296117у 18-24 (St)M. Кл. с присоединением заявки №

4 (23) Приоритет—

G 06 К 11/06

Звеудератеашы11 квнитет

СССР по делам изобретений к открытий (53) УДК681 ° 327. . 12 (088. 8) Опубликовано 30.05.82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30. 05. 82 (72) Авторы изобретения

Л. Ф. Ковшов, P. И. Тавадзе и Д. A. Тоду

1,-

Тбилисский научно-исследовательский институт; приборостроения и средств автоматизации Тбилисского научно-производственного объединения "Элва" (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

1 с

Изобретение относится к область автоиатики и вычислительной техники, в частности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано для полуавтоматического кодирования и ввода в ЭВМ графической информации, Известно устройство, содержащее планшет из ортогональных координат" ных шин, соединенных через трансфор". то маторы с блоком коммутации, электронный карандаш, соединенный через усилитель-ограничитель с синхронным детектором, выход которого связан со входом преобразователя "Вре11

1Я мя-код, генератор радиочастоты, соединенный со входами блоков коммутации и синхронного детектора, счетчики, блок управления, выходы которого подключены ко входам блоков комму- . тации, счетчиков и преобразователя

"Время-код", видеоусилитель, связанный с выходом синхронного детектора, преобразователь код-напряжение переменного тока, выходы которого связаны с блоками коммутации; а входысо счетчиками и генератором радиочастоты, нуль-орган, блок Формирования промежуточных отсчетов, соединенный с выходои нуль-органа и блоком управления, сумматор, выходы которо- го связаны с выходаии преобразователя "Время-код" и блока формирования промежуточных отсчетов (1).

Недостатками указанного устройства являются наличие сложных в изготовлении элементов- трансформаторов

И ЦАП. Трансформаторы применены с целью согласования значительных емкостных нагрузок, создаваемых группа.ми длинных координатных шин с коммутирующими элементами. Значительный уровень наведенных помех при отсчете как дискретного значения положения съемника, так и уточняющего промежуточного положения ухудшает точность.

)наиболее близкии к предлагаемому является устройство, содержащее

2517 4

3 93 планшет, выполненный в виде системы двух взаимноортогональных шин, подключенных к коммутаторам, выполненных в виде совокупности ключей, фазовый детектор, подключенный к усилителю, вход которого соединен со съемником координат, преобразователь временного интервала в код, подкЛюченный к распределителю импульсов и к нуль:юргану, фильтр, фазовый детектор, соединенный с генератором частоты, с усилителем и с фильтром, и элементы И, ИЛИ t 2j .

Однако устройство характеризуется недостаточно высокой его точностью.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, усиЛитель,соединенный с первым съемником координат и с одним входом фазового детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, и последовательно соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового детектора, нуль-орган, преобразователь временного интервала в код, выход которого подключен к выходу устройства, и распределитель импульсов, соединенный с генератором частоты, введены блоки формирования па-рафазных импульсов возбуждения, входы которых соединены с распределителем импульсов и с генератором частоты, а выходы подключены к соответствующим коммутаторам, и второй съемник координат, соединенный со входом усилителя.

При этом каждый из блоков формирования парафазных импульсов возбуждения содержит инверторы, соединенные со входами соответствующих элементов И, элементы И-ИЛИ-НЕ, входы которых соединены с триггером и со входами блока, а выходы подключены ко входам соответствующих элементов

И, регистр сдвига, соединенный с пер,вым;счетчиком, со входом соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ, с выходом первого элемента И, входы которого подключены к первому счетчику, со входами соответствующих элементов

И и со вторым и третьим счетчиками, выходы которых подключены кЬ входам соответствующих инверторов и элементов И,. дешифраторы, соединенные со вторым и третьим счетчиками и со входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к выходу блока.

Кроме того, второй съемник координат содержит стеклянную пластину, на одну сторону которой нанесено проводящее кольцо, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - конструкция второго съемника координат на фиг. 3 — схема блоков формирования парафазных импульсов возбуждения.

Устройство включает планшет 1 с координатными шинами, коммутаторы 2 и 3, блоки 4 и 5 формирования парафазных импульсов возбуждения, генератор

6 частоты, распределитель 7 импульсов, первый 8 и второй 9 съемники координат, усилитель 10, фазовый детектор 11, фильтр 12, нуль-орган 13, преобразователь 14 временного интервала в код.

При этом второй съемник 9 координат выполнен в виде стеклянной пластины, на одну сторону которой наненено проводящее кольцо 15, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой 16. На стеклянной пластине также нанесены непрозрачные метки

17, проводящая полоса 18-1, экранирующая линию, соединяющую поверхность ,15 с контактной площадкой 18-2, и проводящая полоса 18-3, через которую экранирующий слой 16 соединен с корпусом съемника.

Каждый из блоков 4 и 5 содержит триггер 19,элементы И-ИЛИ-НЕ 20, группу элементов И 21, элементы

ИЛИ 22, первый счетчик 23, второй

241 и третий 24 z счетчики, элемент

И 25, регистр 26 сдвига, инверторы

27 и дешифраторы 28.

Первый съемник координат выполнен в виде карандаша, приемным элементом которого является шариковый пишущий стержень.

В отличие от съемника, выполненного в виде карандаша, плоский съемник всегда параллелен носителю и поверхности планшета, что позволяет повысить точность считывания.

Устройство работает следующим образом.

Счетный триггер 19 и элементы

И-ИЛИ-НЕ 20 образуют коммутатор, осуществляющий переключение фазы выэлемента И. 25, выходы которого подключены к старшим разрядам счетчика

23, а сдвигающий вход регистра соединен с выходом счетного триггера

19, пересчитывающего синхроимпульсы (СИ). СИ и противофазные сигналы высокочастотного заполнения вырабатываются генератором 6.

Для обеспечения перекрытия сигнагрупп производится импульсами, подаваемыми с первого и второго выходов регистра 26 сдвига на счетные входы счетчиков 24, выходы которых связаны со входами дешифраторов 28. Соединение выходов первых разрядов счетчиков 24 группы со входами элементов

И 21 группы непосредственно или через инверторы 27 обеспечивает выбор нулевых и третьих шин в четных или пульсов устанавливает счетчики 23 и 24 и регистр 26 сдвига в исходное состояние и подает на счетный вход счетного триггера 19 СИ. С появлением единичного уровня на первом выходе регистра 26 в один из счетчиков

24 группы добавляется счетный импульс, а первый выход дешифратора 28 открывает через элемент И 21 ключ соответствующего коммутатора, через который напряжение подается на все шины О-ой группы. С выхода первого разряда соответствующего счетчика 24. подается разрешающий потенциал на вход элемента И 21, коммутирующего нулевые шины в нулевой- четной группе.

В момент появления единичного уровня на выходе регистра 26 на нулевую шину нулевой группы начинают поступать высокочастотные колеба-.

50 ния фазы 180, а на вход преобразователя 14 - последовательность счетных импульсов, превосходящая по частоте синхроимпульсы СИ. В следующий момент времени поступления очередного продвигающего импульса на вход регистра 26 появляется также единичный уровень на выходе коммутатора 2, разрешающий подключение к шине

5 932517 6 сокочастотного заполнения сигнала, планшета 1 высокочастотных колебаподаваемого на координатные шины. ний фазы 180, а к нулевой шинеПереключение фазы высокочастотного Фазы О. о заполнения осуществляется синхронно В очередной момент времени прекс поочередным переключением коорди- s ращается возбуждение нулевой шины, натных шин, осуществляемым сдвиговым фаза колебаний на первой шине станорегистром 26, на информационный вход вится равной 0 и начинается возбуж- . б которого подается импульс с выхода дение шины планшета.

В процессе поочередной коммутации

10 координатных шин к ним подводятся импульсы равной амплитуды, но с фазоманипулированным заполнением. Так, если в первый момент времени к шине подводится импульсный сигнал с фао

15 зои заполнения О, то во второй мо-: мент времени к ней подводится сигнал фазы 180, а к следующей шинефазы О о

В третий момент времени эта,ши2ф на не запитывается на очередной шио не - фаза 180, а на следующей шине - сигнал с фазой 0 и т.д.

Переключение групп производится по переднему фронту раэрещающего им2s пульса на выходе 0 или 1 регистра 26 сдвига, при этом добавляется счетный импульс в счетчики 24 и происходит переключение выходов дешифратора. нечетных группах. Распределитель 7 им- 28 на следующую группу с необходимым перекрытием по времени.

В результате описанного выше процесса коммутации координатных шин вдоль оси Х или У на каждой иэ двух соседних шин, запитанных в 1анный момент, фаза колебаний противоположна °

Пусть съемник координат находится над координатной шиной. По мере приближения к нему "волны" электрического поля, излучаемого шинами, запитанными парафазными сигналами, амплитуда принимаемых съемником сигналов растет за счет увеличения емкости связи съемника с очередной шиной. На вход усилителя съемника 8 всегда действует равнодействующая сигналов, поэтому на выходе Фазового детектора,13 выделяется огибающая результирующего сигнала, полярность которой определяется фазой результирующего высокочастотного сигнала.

Сигнал с выхода детектора фильтруется и подается на вход нуль-орГ ана

13. В момент перехода напряжения через нулевой уровень нуль-орган выдает импульс, фиксирующий временной интервал в преобразователе 14 временного интервала в код. Временной

/ 9325 интервал пропорционален координате, причем дискретность отсчета коор,динаты выше дискретности укладки координатных шин планшета 1.

После завершения формирования отсчета по оси Х распределитель 7 запускает аналогичный цикл . преобразования по оси У. Коды координат считываемой точки выводятся со счетчиков блока 14 в ЭВМ. о

Введение блоков 4 и 5, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить точность и надежность съема информации за счет снижения уровня помех. 15

Значительное уменьшение уровня помех достигается использованием имупльсов возбуждения координатных шин с постоянной амплитудой, но противоположной фазой заполнения, i6 которые одновременно подводятся к двум соседним шинам по мере их поочередной коммутации. При этом

1роисходит полная компенсация помех, наведенных с активных коорди- 25 натных шин на пассивные; и достигается повышение точности считывания координат положения съемника.

Ориентировочный годовой экономический Эффект от применения пред- зо лагаемого устройства составляет .12,3 тыс. руб, на каждое устройство.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных .к соответствующим 4О коммутаторам, усилитель, соединенный с первым съемником координат и с одним входом фазового детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, и последовательно 45 соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового детектора, нуль-орган, преобразователь временного интервала в код, выход которого подключен к выходу устройства,и

17 б распределитель импульсов, соединенный с генератором частоты о т л и

) ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блоки формирования парафазных импульсов возбуждения, входы которых соединены с распределителем импульсов и с генератором частоты, а выходы подключены к соответствующим коммутаторам, и .второй съемник координат, соединенный с входом усилителя.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из блоков формирования парафазных импульсов возбуждения содержит инверторы, соединенные с входами соответствующих элементов И, элементы

И-ИЛИ-НЕ, входы которых соединены с триггером и с входами блока, а— выходы подключены к входам соответствующих элементов И, регистр сдвига, соединенный с первым счетчиком, с входом соответствующих элементов

И-ИЛИ-НЕ, с выходом первого элемента И, входы которого подключены к первому счетчику, с входами соответствующих элементов И и с вторым и третьим счетчиками, выходы которых подключены к входам соответствующих инверторов и элементов И, дешифраторы, соединенные с вторым и третьим счетчиками и с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к выходу блока.

3. Устройство по по 1. о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй съемник координат содержит стеклянную пластину, на одну сторону которой нанесено проводящее кольцо, вокруг которого расположен проводящий экранирующий слой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2600824/18-24, кл. G 06 K 11/06, 18.11.73.

2. Патент Японии 52-3535, кл. 97/7/В 64, опублик. 1977 (прототип) .