DE2854398A1 - Zeichentafel - Google Patents

Description

Zeichentafel

Die Erfindung betrifft eine Zeichentafel, die insbesondere in einem Fernschreibsystem anwendbar ist.

Die Bedeutung von Fernschreibeinrichtungen zur Übertragung von Schriftzeichen oder Bildern sowie das Interesse an derartigen Geräten steigt von Tag zu Tag. Eine Fernschreibeinrichtung enthält bekanntlich am einen Ende einer Übertragungsleitung oder eines Übertragungskanals z.B. an der Sendestelle, Mittel, mit denen die Schriftzeichen oder Bilder hergestellt werden können. Diese Mittel können die Form von Zeichentafeln, von Lichtgriffeln, umlaufenden Walzen und dergleichen haben. Deren Koordinatenwerte werden periodisch ausgelesen, dann kodiert, anschließend über die Übertragungsleitung oder den Übertragungskanal übertragen und schließlich an der Empfangsstelle mit optischen Wiedergabegeräten für die dekodierten Signale wieder sichtbar gemacht. Diese bestehen z. B. aus Kathodenstrahlröhren, Plasmapaneelen,sonstigen Wiedergabetafeln, speziellen Druckmaschinen und dergleichen, in denen die Signale für die Koordinatenwerte empfangen werden und dazu dienen, bildliche Darstellungen oder geschriebene Informationen sichtbar zu machen.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Zeichentafel mit einer nichtleitenden Platte, auf der eine Lage horizontaler Drähte und eine Lage vertikaler Drähte angeordnet sind. Dabei sind alle Drähte voneinander isoliert'. * Die Drähte jeweils einer Lage werden nacheinander jeweils einzeln von einem elektrischen Strom

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durchflossen. Anschließend werden die Drähte der anderen Lage ebenso nacheinander einzeln von einem elektrischen Strom durchflossen. Ferner ist eine Art Schreibstift vorgesehen, mit dem auf einem die nichtleitende Platte bedeckenden Blatt Papier geschrieben oder gezeichnet werden kann. Dieser Schreibstift enthält Mittel, die auf das Feld ansprechen, das durch die die genannten Drähte durchfließenden elektrischen Ströme erzeugt wird. Diese liefern ein Ausgangssignal. Mit diesem Signal können die Koordinatenwerte vom Ausgang des Zeichenstiftes abgeleitet werden.

Eine derartige Zeichentafel ist .beschrieben in dem technischen Artikel "A writing tablet for converting current handwriting into electrical signals" von L.R. Nieuwkerk in der holländischen Zeitschrift "Tijschrift van het Nederlands Elektronica-en Radiogenootschap" 38, Nummer 6, 1973, Seiten 139-143. Bei dieser Zeichentafel ist der die Drähte der horizontalen und vertikalen Lagen nacheinander durchfließende Strom ein Gleichstrom. Dadurch ist die Amplitude des von dem Zeichenstift über das Blatt Papier abgetasteten Signals begrenzt. Außerdem muß aus bestimmten Gründen die Abtastfrequenz der Drähte zwischen 100 und 200 MHz liegen. Dadurch ergibt sich ein beträchtliches Störsignal, das das von dem Zeichenstift gelieferte Signal nachteilig beeinflußt. Die Genauigkeit in der Messung der Koordinatenwerte ist somit durch den geringen Signal-Stör-Abstand der Einrichtung begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeichentafel dieses Typs zu schaffen, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden werden und mit dem eine größere Amplitude des von dem Zeichenstift gelieferten Signals und ein besserer Signal-Stör-Abstand erreicht werden kann.

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Die Erfindung geht aus von einer Zeichentafel mit einer nichtleitenden Platte, auf der zwei Lagen einander kreuzende Drähte angeordnet sind, und mit einem Zeichenstift zum Zeichnen auf einem auf die nichtleitende Platte gelegten Blatt Papier, wobei die Drähte der einen und der anderen Lage nacheinander von einem elektrischen Strom durchflossen werden und der Zeichenstift einen Empfänger für das Feld aufweist, das durch den nacheinander durch die Drähte.der Lagen fließenden elektrischen Strom erzeugt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß der elektrische Strom eine Hochfrequenz in der Größenordnung von 10 MHz aufweist und die Abtastfrequenz der Drähte in der Größenordnung von 10 KHz liegt.

Vorzugsweise wird das vom Zeichenstift aufgenommene Signal einer Synchrondemodulation unterworfen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das vom Zeichenstift aufgenommene Signal in einem selektiven Verstärker verstärkt, dessen Durchlassbandbreite auf die Frequenz des an die Drähte angelegten Stromes zentriert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichentafel in der Figur enthält eine nichtleitende Platte 1. Diese ist vorzugsweise eine gedruckte Leiterplatte und enthält auf der einen Oberfläche eine Lage vertikaler Drähte 2 mit gleichmäßigem Abstand voneinander und auf ihrer anderen Oberfläche eine Lage horizontaler Drähte 3 ebenfalls mit gleichmäßigem Abstand. Die Abstände zwischen den Drähten sind in den beiden Lagen gleich. Jeder Draht 2 ist mit dem Ausgang eines elektronischen Schalters in Form eines UND-Tores 4 verbunden, während jeder Draht

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3 mit dem Ausgang eines elektronischen Schalters in Form eines UND-Tores 5 verbunden ist. Jedes UND-Tor 4 enthält einen Eingang, der mit dem Ausgang eines Oszillators 6 verbunden ist, sowie einen weiteren Eingang, der mit dem Ausgang der entsprechenden Stufe eines Schieberegisters 7 verbunden ist. Dieses enthält ebensoviele Stufen, wie Drähte 2 vorgesehen sind. Jedes UND-Tor enthält einen Eingang, der mit dem Ausgang des Oszillators 6 verbunden ist, sowie einen weiteren Eingang, der mit dem Ausgang der entsprechenden Stufe eines Schieberegisters 8 verbunden ist. Dieses enthält ebensoviele Stufen, wie Drähte 3 vorgesehen sind. Der Fortschalteingang des Registers 7 ist mit dem Ausgang eines Zählteilers oder Teilers 9 verbunden, während der Dateneingang seiner ersten Stufe mit dem RAZ-Ausgang eines Zählers 10 verbunden ist. Zwischen der letzten Stufe des Schieberegisters 7 und der ersten Stufe des Schieberegisters 8 ist ein drittes Schieberegister 11 eingeschaltet, das eine, geringere Zahl von Stufen aufweist. In der Praxis wirken die Schieberegister 7,11,8, die in Reihe geschaltet sind, wie ein einziges Schieberegister. Das bedeutet, daß das binäre Element "1", das bei einer Aktivierung des RAZ-Ausganges des Zählers 10 in die erste Stufe des Schieberegisters 7 eingegeben wird, nacheinander über die Schieberegister 7, 11, 8 bis zum Ausgang der letzten Stufe des Schieberegisters 8 weitergeschoben wird, und zwar im Rhythmus der Zeitsteuerimpulse von dem Teiler 9.

Der Eingang des Zählers 10 ist mit dem Ausgang des Teilers 9 verbunden.

Die Zeichentafel enthält außerdem einen Zeichenstift 12. Dieser wird durch ein Stück eines Koaxialkabels gebildet, das an seinem der Platte 1 zugewandten Ende 13 offen ist und dadurch

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einen Empfänger für ein elektrisches Feld bildet. Zur Verbesserung der Wirksamkeit dieses Empfängers ragt an dem Ende 13 der Innenleiter etwas über das Ende des Außenleiters hinaus. An seinem anderen Ende 14 ist das Stück des Koaxialkabels bis zum Eingang eines Verstärkers 15 verlängert, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Bandpasses 16 verbunden ist. Dessen Ausgang ist mit dem Eingang eines Gleichrichters 17 verbunden. Der Ausgang des Gleichrichters 17 ist mit dem Eingang einer Schaltung 18 verbunden. Die Schaltung 18 ist in der Lage, den Zeitpunkt zu bestimmen, in dem das Signal vom Gleichrichter 17 sein Maximum durchläuft, und in diesem Augenblick ein Ausgangssignal zu liefern. Der Ausgang der Schaltung 18 ist mit dem Schreib-Steuereingang eines Speichers verbunden, dessen Dateneingang mit den Ausgängen des Teilers 9 und des Zählers 10 verbunden sind. Der Speicher 19 kann zyklisch von einer Steuerschaltung 20 ausgelesen werden. Die durch die Wirkung der Steuerschaltung 20 ausgelesenen Daten gelangen iuf eine Nachrichtenleitung 21.

Das Ende 13 des Zeichenstiftes 12 ist mit einer Schreibmine oder einem Kugelschreiber ausgerüstet, so daß damit auf einem Blatt Papier 22, welches auf die Platte 1 aufgelegt ist, wie mit einem normalen Schreibstift gezeichnet oder geschrieben werden kann.

: Der Oszillator 6 liefert ein Signal mit der Frequenz von ,10 MHz. Der Teiler 9 hat einen Teilerfaktor von 100. Daraus ergibt sich, daß der Teiler 9 eine Zeitsteuerimpulsfolge mit der Wiederholfrequenz von 100 KHz liefert. Demzufolge werden die Drähte 2 und 3 jeweils dann, wenn die ihnen zugeordneten UND-Tore 4 und 5 geöffnet sind, von einem Signal mit 10 MHz gespeist, anstelle eines Gleichstromes, wie er in der Zeichentafel nach dem obengenannten Artikel verwendet wird.

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Es sei angenommen, daß im Anfangszustand der Zähler 10 sein maximales Zählerergebnis erreicht hat, so daß der RAZ-Ausgang dieses Zählers 10 ein binäres Element "1" an die erste Stufe des Schieberegisters 7 liefert. Das erste UND-Tor 4 wird geöffnet und der erste Draht 2 von einem Signal mit der Frequenz 10 MHz durchflossen. Bei dem ersten Eintreffen des folgenden Zeitsteuerimpulses vom Teiler 9 gelangt das binäre Element "1" in die zweite Stufe des Schieberegisters 7, und der zweite senkrechte Draht 2 empfängt das Signal mit der Frequenz 10 MHz usw. Wenn auf diese Weise alle Drähte 2, d.h. alle Stufen des Schieberegisters 7, nacheinander abgefragt sind, gelangt das binäre Element "1" in das Schieberegister 11.

Das Schieberegister 11 enthält nur einige Stufen und dient lediglich dazu, die Auswertung der senkrechten Drähte 2 von der Auswertung, d.h. Abfragung, der waagerechten Drähte 3 zu trennen.

Anschließend gelangt das binäre Element "1" vom Ausgang des Schieberegisters 11 in das Schieberegister 8 und versorgt nacheinander die Drähte 3 mit dem Signal mit der Frequenz von 10 MHz. Dann kommt das Wort "1" aus der letzten Stufe des Schieberegisters 8 heraus, kurz bevor der Zähler 10 sein maximales Zähl■-_ ergebnis erreicht. Das maximale Zählergebnis des Zählers 10 ist gleich der Stufenzahl ν des Schieberegisters 7, größer als die Stufenzahl k des Schieberegisters 11, größer als die Stufenzahl h des Schieberegisters 8, und zwar eine willkürliche Zahl k'.

Solange das Signal mit der Frequenz von 10 MHz an einen Draht 2 oder 3 angelegt ist, strahlt dieser ein elektromagnetisches Feld aus. Von diesem wird ein Teil von dem Zeichenstift 12 durch das Blatt 22 hindurch aufgenommen, auf das der Zeichenstift 12 im

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Augenblick des Schreibvorganges aufgesetzt wird. Das somit von dem Zeichenstift 12 an den Verstärker 15 gelieferte Signal ist abhängig vom Abstand des Endes 13 des Zeichenstiftes 12 von dem Draht 2 oder 3, welcher gerade das Feld abstrahlt. Theoretische Betrachtungen über die von dem Zeichenstift aufgenommenen Signale sind in dem obengenannten Artikel enthalten, insbesondere hinsichtlich der Auswirkung einer Lage des Endes des Zeichenstiftes zwischen zwei Drähten. Diese bereits angestellten Betrachtungen und Erkenntnisse für eine Zeichentafel, die mit Gleichstrom arbeitet, sind auch gültig für eine Zeichentafel, die mit Hochfrequenz arbeitet. In diese bereits angestellten Betrachtungen geht nämlich die Frequenz des an die Drähte angelegten Signals nicht ein. Das gewonnene Signal entsteht also durch die Zerlegung der Bildvorlage, nämlich die Abtastung in waagerechter und senkrechter Richtung, die sich mit konstanter Geschwindigkeit auf der Platte 1 abspielt. Diese Abtastung erfolgt mit einer Frequenz, die gleich dem doppelten der maximalen Frequenz des Signals ist. Das Signal hat dabei einen glockenförmigen oder sinusförmigen Verlauf. Dieser ergibt sich in der Praxis entsprechend dem Gesetz von Shannon. Die Signal-Abtastwerte werden in einem Kondensator gespeichert, um das eigentliche gewünschte Signal zu erzeugen. Dieser Kondensator wird in der Praxis durch die Eingangsimpedanz des Verstärkers 15 gebildet. Die Breite des glockenförmigen Verlaufs des Signals bei halber Höhe ist gleich a/v, wobei a der Abstand zwischen den Drähten 2 oder 3 und ν die fiktive Ablenkgeschwindigkeit ist. Letztere ist bestimmt durch die Ablenk- oder Fortschaltimpulse der Register 7 und 8, d.h. im vorliegenden Fall 100 KHz. Das Signal wird in dem Verstärker 15 verstärkt und anschließend in dem Bandpass 14 gefiltert. Dieser Bandpass hat eine Durchlassbandbreite von 200 KHz bei einer Mittenfrequenz von 10 MHz. Auf diese Weise werden Störungen mit niedriger Frequenz

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beseitigt, wie sie bei der Zeichentafel mit Gleichstrom nach dem obengenannten Artikel auftreten.

Das Ausgangssignal des Bandpasses 16 wird in dem Gleichrichter 17 gleichgerichtet, der das Signal mit einem glockenförmigen Verlauf liefert. Der Gleichrichter 17 kann ein Synchrondemodulator, d.h. ein Demodulator sein, der mit Zusatz eines Referenzträgers arbeitet. Der Referenzträger-Eingang dieses Gleichrichters ist dabei mit dem Ausgang des Oszillators 6 verbunden und ermöglicht auf diese Weise eine Synchrondemodulation im Gleichrichter 17. Dadurch wird das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert. Die Schaltung 18, die zur Bestimmung des Maximus des Signals dient, kann eine bekannte Differenzierschaltung sein, die mit einem bekannten Nulldurchgangs-Gleichrichter zusammenarbeitet. Dadurch kann der Augenblick bestimmt werden, in dem das glockenförmige Signal vom Gleichrichter 17 sein Maximum durchläuft.

In dem Speicher 19 bildet das von der Schaltung 18 empfangene Signal einen Schreibbefehl. Dieser löst den Schreibvorgang des Inhaltes des Zählers 10 in dem Speicher 19 in demselben Augenblick aus wie den Schreibvorgang im Speicher 19 für den Inhalt des Teilers 9. Der Inhalt des Zählers 10 im Augenblick des Maximus des Signals zeigt somit die Ordnungszahl des Drahtes 2 oder 3 im Verlauf einer Ausstrahlung an, während der Inhalt des Teilers 9, der sich von 0 bis 99 ändern kann, den Abstand des Endes 13 des Zeichenstiftes 12 von diesem Draht angibt.

Der Speicher 19 wird zyklisch durch die Steuerung von der Steuerschaltung 20 ausgelesen und liefert seinen Inhalt an die Nachrichtenleitung 21. Die den Lesevorgang bestimmende Steuerschaltung 20 kann von dem Zähler 10 über die Verbindung 23 im

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Verlauf der Zählung von den k¹ letzten Impulsen am Ende eines Zyklus angesteuert werden.

Die Verwendung eines Steuerstromes mit einer Frequenz von 10 MHz hat verschiedene Vorteile verglichen mit einer Steuerung mit Gleichstrom. Zunächst einmal stellt der Kondensator, der durch die Spitze des Zeichenstiftes 12, das Papierblatt 22, das Dielektrikum der Platte 1 und den strahlendem Draht 2 oder 3 gebildet ist, eine wesentlich geringere Impedanz dar. Daher hat bei an sich gleichem Spitzenwert der Spannungen die von dem Innenleiter des Zeichenstiftes 12 aufgenommene Spannung einen wesentlich höheren Wert und außerdem ein wesentlich besseres Signal-Rausch-Verhältnis. Das Frequenzspektrum des aufgenommenen Signales liegt symmetrisch verteilt um die Mittenfrequenz von 10 MHz. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau für den Verstärker 15. Die Störsignalanteile mit niedrigen Frequenzen werden beseitigt. Außerdem ist eine Synchrongleichrichtung mit Referenzträgerzusatz möglich, wie bereits oben beschrieben. Schließlich wird das Signal-Rausch-Verhältnis soweit verbessert, daß der Abstand der Drähte 2, 3 von der Platte 1 und somit die Abmessungen dieser Platte größer gewählt werden können.

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Leerseite

Claims (4)

1. EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

   PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

   Etablissement Public de Diffusion dit

   "Telediffusion de France" 275/20

   Jean-Paul Dagnelie

   P_a_t_e_n_t_a_n_s_p_r_ü_c_h_e

   1J Zeichentafel mit einer nichtleitenden Platte, auf der zwei Lagen einander kreuzender Drähte angeordnet sind, und mit einem Zeichenstift zum Zeichnen auf einem auf die nichtleitende Platte gelegten Blatt Papier, wobei die Drähte der einen und der anderen Lage nacheinander von einem elektrischen Strom durchflossen werden und der Zeichenstift einen Empfänger für das Feld aufweist, das durch den nacheinander durch die Drähte der Lagen fließenden elektrischen Strom erzeugt wird, dadurch ^e^ kennzeichnet, daß der elektrische Strom eine Hochfrequenz in der Größenordnung von 10 MHz aufweist und die Abtastfrequenz dor Drähte (2,3) in der Größenordnung von 10 KHz liegt.
2. 2. Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Zeichenstift (12) aufgenommene Signal einer Synchrondemodulation unterworfen wird.
3. 3. Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Zeichenstift (12) aufgenommene Signal in einem selektiven Verstärker (15) verstärkt wird, dessen Durchlaßbandbreite auf die

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   Frequenz des an die Drähte (2,3) angelegten Stromes zentriert ist.
4. 4. Tafel nach einem der Ansprüche 1 - 3, gekennzeichnet durch einen Oszillator (6), der ein Signal mit der Hochfrequenz erzeugt, sowie durch elektronische Schalter (4,5), die nacheinander das von dem Oszillator (6) erzeugte Signal an die Drähte
   (2,3) der beiden Lagen anlegen, ferner durch einen ersten Zählteiler^der Steuerimpulse an die Schalter (4,5) liefert, ferner
   durch einen Spitzengleichrichter",der mit einem Gleichrichter verbunden ist, der seinerseits mit dem Zeichenstift (12) verbunden ist, wobei der Gleichrichter den Zustand des ersten Zählteilers jedesmal dann ausliest, wenn das an ihn angelegte Signal sein
   Maximum durchläuft.

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