Устройство для ввода графической информации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (щ97О406

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 01ЛИ.81 (2!) 3267893/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 06 К 11/00

Веудерстееыыьй кемитет

СССР

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень йе 40

Дата опубликования описания 30.10.82 ао делам ызебретеыий

Н OT_#_pH7llfl (53) УДК 681.327 (088.8) В. И. Тихоненко, Э. Н. Леонович, M. Я. Никифоров, Б..Я„Жевелев и Л. Б. Рубинштейн (72) Авторы изобретения с !

1 I

У

Центральное конструкторское бюро с опытны(и производством

АН Белорусской ССР (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе различных систем автоматизированного проектирования.

Известны устройства, принцип действии которых основан на использовании электромагнитных полей, создаваемых импульсами электрического тока в проводящих координатных шинах (1) .

- Известные устройства отличаются хорошими эксплуатационными качествами, быстродействием, однако им присущи такой существенный недостаток, как невысокая точность, связанная с дестабилизирующими факторами.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для считывания графической информации, содержа щее планшет, выполненный в виде двух взаимно перпендикулярных систем координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, съемник координат, подключенный к усилителю, нуль-орган, входы ко торого подключены к усилителю и цифроаналоговому преобразователю, а выход соединен с блоком управления, счетчик грубого и точного отсчетов, счетчик операций, подключенный к дешифратору, генератор импуль. сов, триггер унравлення, вентили операции грубого и точного отсчетов, элементы ИЛИ, причем счетчик точного отсчета входом соединен через формирователь с усилителем, выходами подключен к цифро-аналоговому преобразователю, а вентили операций вместе со счетчиком операций, дешифратором, триг о гером управления и генератором импульсов, образующие блок управления, связаны с коммутаторами координатных шин и счетчиками грубого н точного отсчетов (2).

В этом устройстве для формирования кода1 измеряемой координаты производится последовательный опрос координатных шин импульсами тока с одновременным подсчетом их числа на счетчике грубого отсчета до момен- та появления индуктированного сигнала в съемнике координат.

Местоположение центра съемника внутри шага укладки координатных шин определяется величиной амплитуды. сигнала, ющукти970406

3 рованного импульсом тока в соответствующей координатной шине, при этом цифровой код амплитуды определяется с помощью цифро-аналогового преобразователя и нульоргана.

Недостаток известного устройства состоит

s т оoмM, что оно ие может обеспечить высокую точность определения координат при считывании графической информации в условиях изменения толщины носителя графи- 1р ческой информации и при наличии других дестабилизирующих факторов ("краевой эффект", изменение температуры окружающей среды и т.п.), Цель изобретения — повышение точности 1$ устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, входы которого через первый и второй коммутаторы подключены к источнику питания, а зп выходы объединены, индуктивно связанный с планшетом элемент,. считывания, подключенный к усилителю, выход которого соединен с первыми входами первого и второго .аналоговых блоков памяти, первый и вто- y$ рой счетчики грубого и первый и второй счетчики точного отсчетов координат Х и У, блок управления, первый выход которого связан с первыми входами первого и второго коммутаторов и с первыми входами первого и второго счетчиков грубого„отсчета и первого и второго счетчиков точного отсчета, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены с вторым, третьим и четвертым входами первого ком3$ мутатора, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены с вторым, третьим и четвертым входами второго коммутатора, восьмой и девятый выходы блока управления соединены соответственно с

40 вторыми входами первого и второго блоков памяти, десятый и одиннадцатый выходы блока управления соединены с вторыми входами первого счетчика точного отсчета и первого счетчика грубого отсчета соответ4$ ственно, двенадцатый и тринадцатый выходы блока управления соединены с вторыми входами второго счетчика точного отсчета и второго счетчика грубого отсчета соответственно, первый вход блока управления соединен с выходом нуль-органа, выходы первого и второго счетчиков грубого отсчета и выходы первого и второго счетчиков точного отсчета являются выходами устройства, введены цифро-аналоговый множительный блок, усилитель-формирователь, стабилизатор им- $$ пульсов тока и блок элементов И вЂ” ИЛИ, первый и второй вход которого соединены с четырнадцатым и пятнадцатым выходами

4 блока управления, а входы группы соединены с выходами первого и второго счетчиков точного отсчета, выходы блока элементов И вЂ” ИЛИ соединены с входами группы цифро-аналогового множительного блока, первый вход которого соединен с выходом первого блока памяти и входом усилителяформирователя, выход которого соединен с вторым входом блока управления, второй вход цифро-аналогового множительного блока соединен с выходом второго блока памяти, а выход соединен с входом нуль-органа, пятнадцатый выход блока управления соединен с первым входом стабилизатора импуль. сов тока, второй вход которого соединен с выходами планшета.

На фиг. l представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — алгоритм работы блока управления; на фиг. 3 — семейство амплитудно-пространственных характеристик индуктированных сигналов в пределах шага 1 укладки координатных шин; на фиг. 4 — амплитудно-пространственные характеристики и траектории линейного интерполирования в условиях наличия дестабилизирующих факторов (иэменения толщины бумаги, краевого эффекта и др.).

Устройство ввода графической информации содержит планшет 1 с координатными шинами, коммутаторы 2 и 3, блок 4 управления, источник 5 питания, стабилизатор 6 импульсов тока, элемент 7 считывания, усилитель 8, счетчики 9 грубого отсчета, 10 точного отсчета (для координаты Х), счетчики 11 грубого отсчета и 12 точного отсчета (для координаты Y), аналоговые блоки

13 и 14 памяти, блок 15 элементов И вЂ” ИЛИ, цифро-аналоговый множительный блок 16, усилитель-формирователь 17, нуль-орган 18.

Устройство работает следующим образом.

После установки элемента 7 считывания координат в нужную точку планшета 1 оператор нажимает кнопку "Пуск" (на фиг. 1 не показана), в результате чего блок 4 управления на своих выходах формирует последовательность управляющих сигналов.

По первому выходу осуществляется сброс коммутаторов 2 и 3 и счетчиков 9 — 12.

По второму выходу производится включение третьего разряда коммутатора 2. По третьему выходу блок 4 управления осуществляет с помощью коммутатора 2 последовательное подключение к источнику 5 питания координатных шнн вдоль оси Х, при этом одновременно по пятнадцатому выходу осуществляется управление работой стабилизатора 6 индуктированных сигналов, чем достигается оптимальная стабилизация амплитуды и фронта импульсрв возбуждения коорди970406 натных шин, по восьмому выходу — управление работой блока 13, а сигналы по одиннащртому выходу поступают в счетчик 9 грубого отсчета. Коммутация координатных щин и их подсчет (Xrp) на счетчике 9 грубого отсчета производится до тех пор, пока в элементе 7 считывания координат не индуктируется сигнал определенной полярности, соответствующий расположению центра съемника слева возбужденной координатной Ш; шины. 16

Индуктированный сигнал, пройдя усилитель

8, запоминается на блоке 13 и через усилитель-формирователь 17 поступает на второй вход блока 4 управления. При этом сигналом с четвертого выхода блока 4 управления через коммутатор 2 подключается к источнику 5 питания координатная шина Ш; 1, отстоящая от Ш„шины на расстояние меньшее радиуса г приемной катушки индуктивности элемента 7 считывания координат.

Одновременно из блока 4 управления вырабатываются сигналы по пятнадцатому и девятому выходам, которые управляют работой стабилизатора 6 индуктнрованных сигналов и блока 14. Индуктированный при возбуждении Ш; „шины сигнал (фиг. 4) имеет полярность, противополохяую полярности ранее зафиксированного в блоке 13 сигнала от шины Ш, Этот сигнал запоминается в 30 блоке 14. Так как при выбранном шаге укладки координатных шнн иэ условия 1< r амплитудно- пространственную характеристику можно считать квазилинейной с большой степенью точности, то положение центра элемента считывания 7 координат, совмещенного со считываемой точкой, соответствует коду, при котором напряжение на выходе блока

16 равно нулю. В соответствии с этим для получения кода точного отсчета блок 4 управления по одиннадцатому выходу выдаст счетные импульсы на счетчик 10 точного отсчета. При разрешающем уровне на пятнадцатом выходе блока 4 управления код счетчика 10 точного отсчета через элементы

И вЂ” ИЛИ 15 поступает на входы блока 16, на выходе которого напряжение будет изменяться (фиг. 4) от величины 0 „до

1

0 „, по прямой, совпадающей с кваэилинейным отрезком амплитудно-пространственной характеристики индуктированного сигнала.

Переход через нуль (точка А на фиг. 3) изменяющегося напряжения на выходе блока

16 произойдет тогда, когда на счетчике 10 точного отсчета будет стоять код, соответS5 ствующий расстоянию центра считывающего элемента 7 координат от опорной Ш„„координатной шины. В момент перехода через нуль-орган 18 вьщает сигнал, поступающий на первый вход блока 4 управления. При этом по пятнадцатому выходу прекращают вырабатываться сигналы, поступающие в счетчик f0 точного отсчета. Таким образом, коды счетчиков 9 и 10 образуют код координаты X считываемой точки.

Формирование координаты Y выполняется аналогично при использовании коммутатора

3, счетчиков 11 и 12.

При изменении толщины бумаги или при наличии друтого дестабилизирующего фактора амплитуды сигналов, индуктированных от двух шин, например Ш1 и Ш;,„, линейно изменяются (фиг. 4). Вместо напряжений 0ол и Оол " опорные и"од

1,1 2,1 блока 16 поступят напряжения О и U

0 f1 оп и при линейной интерполяции положение центра съемника 7 координат .не изменится.

Таким образом, видно, что влияние большинства дестабилизирующих факторов в предлагаемом устройстве компенсируется, т.е. достигается повышение точности его работы.

Реализация устройства в соответствии с рассмотренным технологическим решением нозволяет повысить точность примерно в 10 раэ прн значительном диапазоне изменения амплитуд индуктированных сигналов, вызываемого Различными дестабилизирующими факторами (различие в толщине бумаги, крае. вой эффект, помехи низкочастотных электромагнитных полей, колебания температуры и др.). Одновременно повышается надежность устройства, так как на основных этапах формирования координаты используется фаэовая (энаковая) селекция полезных сигналов. Расчеты показывают, что погреипюсть электронного узла при формировании координаты по промежуточным данным (U д и

U о„), получаемым от двух координатных т шин, при современных возможностях нульорганов и качестве блоков 13 и 14 может быть сведена к величине порядка 0,01 мм.

Возможности точного позиционирования координатных шин реально orðàíè÷èâàâòñÿ величиной + +0,075 мм, что в сумме дает погрешность устройства около i 0,1 мм.

Формула изобретения

Устройство для ввода графической информации, содержащее планшет, входы которого через первый и второй коммутаторы подклю. челы к источнику питания, а выходы объединены, индуктивно связанный с планшетом элемент считывания, подключенный к усилителю, выход которого соединен с первыми . входами первого и второго. аналоговых бло70406 8 шения точности, в него введены цифро-аналоговый множительный блок, усилитель-формирователь, стабилизатор импульсов тока и блок элементов И вЂ” ИЛИ, первый и второй вход которого соединены с четырнадцатым и пятнадцатым выходами блока управления, а входы группы соединены с выходами первого и второго счетчиков точного отсчета, выходы блока элементов И-ИЛИ соединены с

16 входами группы цифро-аналогового множительного блока, первый вход которого соединен с выходом первого блока памяти и входом усилителя-формирователя, выход которого соединен с вторым входом блока управления, 15 второй вход цифро-аналогового множительного блока соединен с выходом второго блока памяти, а выход соединен с входом нуль-органа, пятнадцатый выход блока управления соединен с первым входом стабили20 затора импульсов тока, второй вход которого соединен с выходом планшета.

7 9 ков памяти, первый и второй счетчики грубого и первый и второй счетчики точного отсчетов координат Х и У, блок управления, первый выход которого связан с первыми входами первого и второго коммутатором и с с первыми входами первого и второго счетчиков грубого отсчета и первого и второго счетчиков точного отсчета, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены с вторым, третьим и четвертым входами первого коммутатора, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены с вторым, третьим и четвертым входами второго коммутатора, восьмой и девятый выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков памяти, десятый и одиннадцатый выходы блока управления соединены с вторыми входами первого счетчика точного отсчета и первого счетчика грубогс отсчета соответствен. но, двенадцатый и тринадцатый выходы блока управления соединены с вторыми входами второго счетчика точного отсчета и второго счетчика грубого отсчета соответственно, первый вход блока управления соедюптен с выходом нуль-органа, выходы первого и вто. рого счетчиков грубого отсчета и выходы первого и второго счетчиков точного отсчета являются выходами устройства, о т л ичающееся тем,что,сцельюповыИсточники информации принятые во внимание при экспертизе

25 1. Чеголин П. М, и др. Автоматизация преобразования сложных форм графической информации. Минск. "Наука и техника", 1973, с, 112-129.

2. Авторское свидетельство СССР N 466522, Зв кл, 6 06 К ll/00 (прототип).

Хгр

Х тру

Составитель Н. Панфилов

Техред И.Гайду; Корректор В. Бутяга.

Редактор Е. Папи

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

Заказ 8391/62 Тираж 731 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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