2.1.2. Оптические (автоматические) угв.

Предполагают наличие чертежа или графика на бумаге или пленке, осмотр точек (сканирование) которого производится в определенном порядке с помощью фотопреобразователя считываются оптические неоднородности на носителе так, что

Оптические УГВ делятся на УГВ развертывающего и следящего типов.

УГВ развертывающего типа.

В УГВ развертывающего типа сканирование точек производится в определенной последовательности с помощью узла считывания, который формирует последовательность трех сигналов: НИ - начало измерения, ИО - импульс отсчета, КИ - конец измерения.

С помощью схемы кодирования эта последовательность преобразуется в ординату точки. В таких УГВ с помощью узла считывания производится сканирование планшета по стандартной траектории. Принцип кодирования однозначных графиков поясняет рисунок.

Рассмотрим раздельную работу узла считывания и схемы кодирования.

Узел считывания на видиконе.

Узел считывания предназначен для формирования сигналов в моменты пересечения щупом линии графика, начала и конца планшета. При использовании передающей TVтрубки (видикона) в качестве сигналов НИ, КИ можно использовать начало и конец строчной развертки НСР, КСР. С помощью оптической системы чертеж проецируется на экран видикона. Экран построчно просматривается с помощью электронного луча.

ГР - генератор развертки,

НСР - начало строчной развертки,

КСР - конец строчной развертки.

Экран трубки двухслойный:

- СП - сигнальная пластина (прозрачный проводник),

- ФС - фотосопротивление.

В зависимости от освещенности элементов фотосопротивления их сопротивления могут принимать два значения: R_т<<R_св,R_фс={R_св;R_т}, гдеR_т- темновое сопротивление,R_св- световое сопротивление.

Эквивалентная схема формирования U_выхс помощью видикона:

R_CB<<R_СП<<R_T

U_выхиспользуется в качестве импульса отсчета и при измеренииy_iнужно замерить интервал времени между началом измерения и импульсом отсчета.

Схема кодирования.

Схема кодирования предназначена для измерения интервала времени между импульсами НИ(НСР) и ИО. В случае однозначного графика чтение координат точки производится по сигналу КСР или ИО. При кодировании многозначных графиков чтение должно производиться после появления каждого ИО.

Цикл измерения начинается по сигналу НСР и заканчивается по сигналу КСР или ИО. Для однозначных графиков, с учетом знака узел считывания должен формировать сигнал положения оси X- ПО.

Знак ординаты можно определить в зависимости от взаимного расположения ИО и ПO.

Х₁- ИО

Х₂- ПО

sign(y₁)=X₁X₂

Запуск счетчика производится при условии:

СТ_y=X₁X₂+X₁X₂

В память заносится не только модуль ординаты, но и ее знак. Если первым поступил ПО, то «+», если ИО, то - «-».

В отличии от предыдущей схема кодирования дополняется схемой формирования знака ординаты. В память заносится не только модуль ординаты, но и ее знак.

Кодирование многозначных графиков, полутоновых и цветных изображений.

Стандартная телевизионная развертка характеризуется такими временными соотношениями сигналов:

t_стр=t_стрпр+t_стрпр=(52+12)*10^-6=64*10^-6с,

t_к=t_кпр+t_кох=(18+2)*10^-3=20*10^-3с,

где

t_стрпр- время прямого хода луча строчной развертки;

t_строх- время обратного хода луча строчной развертки;

t_кпр- время прямого хода луча кадровой развертки;

t_кох- время обратного хода луча кадровой развертки.

Время t_строхиt_кохможно использовать для обмена с памятью. Если необходимо сформировать 2^хточек в строке, то период следования импульсов задающего генератора выбираетсяt_c=t_стр/2^х.

В отличие от однозначных графиков, в этом случае на одной строке развертки приходится измерять несколько значений Y. В темпе считывания изображения по телевизионной развертке, необходимо передавать данные в память.

В схеме управления содержится буферное запоминающее устройство (БЗУ), запись в которое производится в быстром темпе, а запись в ОЗУ ЭВМ в низком темпе. БЗУ может быть рассчитано либо на строку, либо на кадр. В первом случае передача из БЗУ в ОЗУ должна производиться за время обратного хода луча, в во втором - за время обратного хода кадровой развертки.

В этой схеме кодирование ординат не производится. В память записываются 0 (фон) и 1 (изображение) в последовательные ячейки памяти.

Для построения схемы с записью на кадр необходимо расширить адресное пространство памяти за счет указания номера TVстроки.

Для черно-белых изображений ИО={0;1}. Для ввода цветных или полутоновых изображений ЗУ должно быть многоразрядным. Вместо ИО в ЗУ записывается код яркости (для полутонового изображения) или код цвета (для цветного изображения). Для формирования кода яркости обычно используется АЦП.

УГВ следящего типа.

По затемненной поверхности носителя перемещается световое пятно, способное двигаться по оси y. Отражаемый световой поток воспринимается фотопреобразователем так, что

U_фп=0 - вне линии графика,

U_фп=U_{фп max}- на линии графика,

U_фп=1/2U_{фп max}- центр пятна на линии графика.

Цикл измерения сводится к перемещению пятна вдоль оси Yдо получения равенстваU_фп=1/2U_{фп max}.

Координаты пятна в каждом цикле измерения заносятся в память. Для организации слежения центра пятна за кромкой графика понадобится аналоговая схема сравнения:

U_ОП>U_ФП- пятно нужно сместить вверх;

U_ОП<U_ФП- пятно нужно сместить вниз;

U_ОП=U_ФП- чтение координат пятна.

Где U_ОП- опорное напряжение

U_ОП=1/2U_ФПmax

Схема слежения пятна за верхней кромкой линии графика должна содержать реверсивный счетчик, управляемый от схемы сравнения.

Для нормальной работы схемы должно выполняться два условия:

- d<L;

- при смещении на х пятно не должно пересечь линию графика.