Контроллер оперативного ввода изображений в ИГК РВ

Учитывая то, что в выбранном устройстве считывания исполь­зуется растровый метод считывания изображения, контроллер вво­да изображений должен обеспечить реализацию следующих требований:

- предварительной обработки оптоэлектрического аналогового сигнала,

- АЦП - преобразование сигнала,

- запись преобразованного сигнала в цифровой форме в буфер­ную память видеотерминала,

- синхронизацию строк и кадров, вводимых и передаваемых на экран изображений.

При преобразовании видеосигнала в цифровую форму с помощью АЦП, осуществлялась следующая последовательность операций: выборка, хранение, квантование по уровню и кодирование.

Квантование по времени производилось при выборке значений ана­логового сигнала в периодически повторяющиеся моменты времени. В принципе операция хранения не является необходимой. Но нельзя забывать, что АЦП имеет определенное конечное время преобразования, в течение которого сигнал мог измениться на величину большую, чем модуль половины млад­шего разряда, что, естественно, приводило к искажению вводимой информации. Для устранения этого явления квантованный сигнал сохранялся постоянным до завершения всего цикла преобразования, рис. 2.7.6.

Обычно на вход АЦП подается сигнал в виде тока или напряже­ния, который в процессе преобразования квантуется по уровню. Входные сигналы могут принимать любые значения, а выходные соот­ветствуют дискретным уровням, зависящим от разрядности АЦП и диа­пазона изменения аналогового сигнала. Поэтому погрешность равная по модулю половине значения младшего разряда, будет всегда добавляться к ошибкам реального АЦП. Если необходимо повысить точность преобразования, то необходимо увеличивать количество раз­рядов в выходном сигнале. Однако это ведет к возрастанию слож­ности АЦП и, иногда, к увеличению времени преобразования.

Были рассмотрены ряд схем АЦП на базе серий К572, К1107, K1108, K1113 и некоторых других.

Наибольшее внимание, по нашему мнению, заслуживают следующие типы АЦП: с поразрядным уравновешиванием, интегрирующий, со ступенчато нарастающим опорным напряжением, параллельный.

Выбор типа АЦП определяется в основном скоростью и точностью преобразования, стоимостью, его размерами, спецификой использова­ния. Наиболее широко применяются АЦП с разрядностью от 6 до 16 разрядов с погрешностью преобразования порядка 0,01%0,5 значения младшего разряда.

Анализ характеристик различных АЦП показал, что АЦП серий К572, K1107, K1108, К1113 мо­гут применяться в качестве преобразователей оптоэлектрического сигнала, формируемого факсимильным аппаратом.

В Приложении Л представлены различные варианты схем, предложенных контроллеров.

Для осуществления ввода изображений была разработана программа оперативного ввода «Фото», листинг которой представлен в Приложении М. В начале каждого синхроимпульса нача­ла строки осуществляется сброс счетчика элементов строки в нулевое состояние.

Счетчик элементов строки и счетчик строк реализован программным способом на микропрограммируемом контроллере МПК, который производит переадресацию ОЗУ видеотерминала.

Особенностью программы «Фото» является программная задержка для преобразования видеоинформации и передачи в буферное ОЗУ видеоконтроллера всей строки по числу элементов разложения.

По истечении времени задержки происходит считывание информа­ции в шину данных (посредством интерфейсного блока А711-25).

В целом программа ввода изображений представляет собой организацию двойного цикла, где внутренний цикл осуществляет ввод элементов строки, а внешний цикл осуществля­ет ввод 256 строк изображения по сигналам синхроимпульсов начала строки.

Процесс ввода информации включает три этапа: 1-й - МПК передает адрес АЦП на шину адреса, 2-й - MПK, находится в режиме ожидания, пока УВвИ не выставит данные на шину данных, 3-й - MПK считывает данные и помещает их в один из регистров ОЗУ видеоконтроллера.

2.7.7. Метод синхронизации сигналов в системе оперативного ввода-вывода изображений

В результате проведенных исследований предложен метод синхронизации системы «ввод-отображение», заключающийся в синхронизации работы устройства оперативного ввода, на базе сканирующего аппарата барабанного типа и системы отображения, основанный на едином растровом принципе.

Для реализации метода предложено оригинальное устройство, представляющее собой датчик положений барабана устройства оперативного ввода, рис.2.7.7.

Устройство содержит нелинейный делитель R 1- Д 1, трансфоматорный преобразователь Тр перемещений, блокинг-генератор, выполненный на транзисторе ПП 1 с резистором R 2 в цепи эмиттера. В колебательный контур блокинг-генератора включены обмотки W ₁ и W ₂ трансформаторного преобразователя перемещений и конденсатор С 1. Сердечник преобразователя выполнен тороидальным и имеет радиальную прорезь, в которой перемещается подвижный зубчатый элемент ЗЭ, выполненный, например, в виде диска с радиальными прорезями или рейки с прямоугольными зубьями (из диамагнитного материала) и связываемый с контролируемым объектом. Между коллекторным и базовым электродами транзистора ПП1 включен конденсатор С 2. К выводу обмотки W ₂ трансформаторного преобразователя, включенной в коллекторную цепь транзистора ПП1, подключены резистор R 3 и базовый электрод транзистора ПП2, имеющего n - p-n структуру и образующего каскад усилителя-формирователя низкочастотных прямоугольных импульсов.

В эмиттерную цепь этого транзистора включены резисторы R 4 и сопротивление R_н нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Если в прорези сердечника трансформаторного преобразователя отсутствует зубец подвижного элемента, в блокинг-генераторе возбуждаются высокочастотные колебания, которые выделяются на резисторе R 3 и подаются на базу низкочастотного транзистора ПП2. Этот транзистор воспринимает высокочастотные колебания положительной полярности как непрерывный сигнал неизменного положительного потенциала (при воздействии высокочастотных колебаний отрицательной полярности этот транзистор запирается), вследствие этого в течение всего интервала времени, когда зубец подвижного зубчатого элемента ЗЭ отсутствует в прорези сердечника трансформаторного преобразователя, транзистор ПП2 открыт и в нагрузке R_н протекает ток.

При прохождении зуба подвижного элемента через прорезь сердечника резко уменьшается магнитный поток в сердечнике, вследствие чего происходит срыв высокочастотных колебаний блокинг-генератора. В результате ток в транзисторе ПП2 оказывается равным нулю. Таким образом, возникновение и срыв высокочастотных колебаний достигается при выведении и введении зуба задающего элемента в прорезь тороидального сердечника трансформаторного преобразователя перемещений. Выведение (или введение) зуба подвижного элемента, иными словами перемещение подвижного элемента, приводит к увеличению (или уменьшению) магнитного потока в тороидальном ферритовом сердечнике, величина которого обеспечивает генерацию (или срыв) высокочастотных колебаний блокинг-генератора, что, в свою очередь, обеспечивает наличие (или отсутствие) тока в нагрузке R_н.

Последовательное чередование в прорези тороидального ферритового сердечника зубьев и прорезей подвижного элемента обуславливает возникновение последовательности низкочастотных прямоугольных импульсов тока в нагрузке R_н, причем длительность импульсов равна времени отсутствия зуба в прорези тороидального сердечника, а длительность пауз-времени наличия зуба в прорези сердечника трансформаторного преобразователя.

Предлагаемая техническая реализация метода позволяет повысить надежность работы системы «ввод-отображение» и значительно упростить программу работы МПК по обеспечению работы системы оперативного ввода на базе факсимильного аппарата и видеоконтроллера системы отображения в ИГК РВ.

Дата добавления: 2014-01-07