Файл: Фролов, С. А. Кибернетика и инженерная графика.pdf

Г Л А В А IV

А В Т О М А Т И З А Ц И Я В В О Д А И Н Ф О Р М А Ц И И

ВЭ Ц В М

Носителем информации в нашем случае является чер­ теж, представляющий совокупность линий, расположен­ ных в различных комбинациях. Чтобы представленную в такой форме информацию преобразовать в код, понятный для машины, необходимы четыре условия:

1) преобразовать непрерывные функции (линии чер­ тежа) в дискретную последовательность точек и предста­ вить каждую из них в виде электрического импульса;

2)определить декартовы координаты каждой точки этой последовательности;

3)представить эти координаты в двоичной системе

счисления в виде электрических импульсов; 4) сгруппировать точки по признаку их принадлеж­

ности к каждой из заданных на чертеже линий. Четвертое условие осуществляется на ЭЦВМ по опи­

санной выше методике (гл. I I , § 5). Для выполнения пер­ вого условия нужно иметь анализирующее устройство, в качестве которого можно использовать либо телевизион­ ную трубку (иконоскоп, ортикон, суперортикон, видекон и т. п.), либо передающее устройство фототелеграфного аппарата (с применением светового луча). Несмотря на надежность и большую скорость преобразования, элек­ тронные анализирующие устройства имеют существенный недостаток, обусловленный меньшей разрешающей спо­ собностью и точностью по сравнению с оптико-механиче­ скими устройствами. Четкость изображения, получаемая с помощью оптико-механического анализирующего устройства, в 3 раза выше четкости, получаемой при теле­ визионной развертке. Кроме того, геометрически точная передача прямоугольного поля изображения возможна только при использовании трубки с плоским экраном.

150

Кнедостаткам оптико-механической развертки от­

чом). Но этот недостаток не имеет существенного значе­ ния. При уменьшении скорости движения анализирую­ щего луча более надежно выявляется Хф и структура

щей автоматизировать ввод информации в ЭЦВМ, пока­ зана на рис. 100, где АнУ— анализирующее устройство, СК — счетчик координат (двоичный), ЗУ—запоминающее устройство ЭЦВМ. На рис. 101 приведена структурная схема счетчика координат.

§16. АНАЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Вкачестве АнУ принято передающее устройство фото­ телеграфного аппарата с плоскостной разверткой (ФТА-П). Выбор плоскостной развертки обусловлен: во-первых, вы­ сокой разрешающей способностью (ФТА-П улавливает линии толщиной от 0,2 мм и больше); во-вторых, чертеж не требует какой-либо предварительной подготовки;

151

в-третьих, длина чертежа может быть любой, ширина его ограничивается только длиной строки, по которой пере­ мещается анализирующий луч; в-четвертых, простотой в эксплуатации. Нашей промышленностью налажен се­ рийный выпуск ФТА-П.

Принцип устройства анализирующего оптико-механи­ ческого аппарата с качающимся зеркалом показан на схеме (рис. 102)'*, где / — чертеж, 2 — электролампа,

Направление движения анализирующего луча

луч, движение которого управляется с помощью качаю­ щегося зеркала 4, приводимого в движение механизмом с кулачковым толкателем, совершает возвратно-поступа­ тельное движение в направлении, указанном стрелками (правая стрелка показывает направление холостого хода).

во время прямого хода попадает на темный растрэлемент, принадлежащий линии чертежа, интенсивность светового потока отраженного луча KLM резко сокращается. Это приводит к падению напряжения и на выходе фотоумно­ жителя 6 возникает видеосигнал. Сигнал с фотоумножи­ теля модулирует несущую частоту опорного генератора.

* Для упрощения оптическая система зеркал, направляющая световой луч, и электрическая схема на чертеже не показаны.

152

Конструкцией ФТА-П предусматривается, что при обрат­ ном ходе луча на выходе (клемма 2РП-2) анализирующего устройства возникает сигнал амплитудой в U = —24 В, длительностью 40 мс.

§ 17. СЧЕТЧИК КООРДИНАТ

Сигналы с Л и У (передающего устройства фототеле­ графного аппарата, снятые с клемм «линия», 2РП-2 и гене­

рис, 103. Для описания работы обозначим единичным

линии чертежа. Входной блок-2 преобразует синусои­

гер ТгЗ и переводит его в исходное состояние (цифры на функциональной схеме над триггерами указывают их ис­ ходное состояние). Этот же импульс подается на счетчик координат X, приводя его также в исходное состояние (сброс в «0»). Триггер Тг4 при включении приставки (АнУ + СК) автоматически устанавливается в исходное состояние и производит сброс в «0» счетчик координат Y. Таким образом за время обратного хода луча СК устанав­ ливается в исходное состояние и готов к работе.

Принцип работы СК. Прежде чем установить в АнУ чертеж, на нем для выработки сигнала начала отсчета координат проводят две взаимно перпендикулярные пря­ мые: ось х в направлении движения прямого хода анали­

края чертежа. В момент пересечения анализирующим лучом оси у на выходе блока-1 появляется импульс, запускающий генератор импульсов ГИ (частота импуль-

153

сов которого 200 Гц). Этот же импульс переводит триггер ТгЗ в состояние, указанное на функциональной схеме под триггером. В результате одновременного появле-

ИндикАТОРное устройство

Рис . 103

ния импульсов на обоих входах схемы И1 на выходе ее появляется импульс, устанавливающий триггер Тг4 в со­ стояние, указанное под Тг4 (рис. 103). В пределах дли­ тельности прямого хода луча с триггера ТгЗ подается импульс напряжения на один из входов логической

154

схемы И2. Одновременно, на другой вход И2 поступают

Анализирующий луч, продолжая движение вдоль строки, пересекает линию чертежа. Этому моменту соответствует появление на входе блока-1 видеосигнала, который пре­ образуется во входном блоке-1 и запускает ГИ на время, в течение которого луч пересекает линию чертежа. В мо­ мент попадания на схему И1 импульса с ГИ, единичный импульс с И1 требует произвести считывание числа (ко­ личества импульсов опорного генератора, поданных со времени пересечения анализирующим лучом оси у) в двоичном коде. При пересечении лучом следующей линии чертежа, за время прохождения одной строки, вновь появляется видеосигнал, который, в описанной выше последовательности, требует осуществить считыва­ ние координат. За время обратного хода анализирую­ щего луча счетчик координат X сбрасывается в «О», в счет­ чик координат Y добавляется единица и схема СК вновь готова к работе.

Прежде чем давать описание работы блоков по их прин­ ципиальным схемам, поясним элементарную работу тран­ зистора в ключевом режиме (рис. 104). Управляющий сиг­ нал, подаваемый на базу, должен переводить транзистор из одного режима в другой. Если транзистор открыт (ре­ жим насыщения), из его базы вытекает ток

На рис. 107 представлена принципиальная электриче­ ская схема, включающая в себя входные блоки 1, 2, 3, генератор импульсов (ГИ), логические схемы И1, И2 и схемы триггеров ТгЗ, Тг4.

Входной блок-1, ГИ, схема И1 и триггер ТгЗ. На вход блока-1 (цепь Д4, R10, СЗ—рис. 107) поступает видео­ сигнал — Ubx. Временная диаграмма работы блок-1 и

155

ГИ приведена на рис. 108. С конденсатора СЗ на базу тран­ зистора 77 триггера Тг1 подается напряжение U$, макси­

Ввиду большого разброса параметров транзисторов точ­

156

Последовательно с транзистором Т4, на котором собран блокинг-генератор (ГИ), включен транзистор ТЗ триг­ гера Тг1, работающий в режиме ключа. Когда световое

П

пятно анализирующего луча движется по белому полю чертежа, иф ^ —2 В, транзистор Т1 триггера открыт, а Т2 и ТЗ закрыты, и блокинг-генератор не работает.

Во время пересечения лучом линии чертежа напряжение £Уф ^ — 0 , 8 В, поэтому транзистор Т1 закрывается и единичный импульс с него, поступая на вход триггера ТгЗ, приводит ТгЗ в исходное состояние, а транзисторы Т2

158

и ТЗ открываются, включая в работу генератор импуль­ сов {ГИ). ГИ генерирует импульсы с периодом повторе­ ния 5 мс (рис. 108). Импульсы с ГИ и с ТгЗ одновременно поступают на входы схемы И1, собранной в виде ждущего блокинг-генератора (ЖБГ1) на 77, последовательно с ко­ торым включен транзистор Т2, работающий в режиме ключа. В результате на выходе схемы И1 вырабатывается импульс, поступающий на Тг4 и на ЖБГ счетчиков коор­ динат X и Y.

выходе появляется мощный импульс напряжения, кото­ рый поступает на вход счетчика X.

Входной блок-3 и триггер Тг4 (рис. 107). Входной блок-3 представляет собой ждущий мультивибратор (ЖМ), собранный на транзисторах Т6 и 77. В устойчивом исход­ ном состоянии ЖМ находится тогда, когда транзистор Т6 открыт, а Т7 (за счет источника смещения +2В) закрыт. Отрицательный импульс обратного хода луча поступает через дифференцирующую цепочку С6, R22 и диод Д6 на базу транзистора Т7 и перебрасывает ЖМ в квазиустой­ чивое состояние. Транзисторы Т6 и Т5 закрываются. На­ пряжение — 10 В с коллектора Т5 подается на триггеры

159