DE1278887B - Anordnung mit mehreren Lichtschranken - Google Patents

Description

• Anordnung mit mehreren Lichtschranken Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit mehreren Lichtschranken, deren zugeordnete Auswerteschaltungen sich, an einer Stelle gemeinsam angeordnet, in einiger räumlicher Entfernung zu den Lichtschranken befinden, unter Verwendung von gleichstromgespeisten lichtempfindlichen Bauelementen als Lichtempfänger, deren elektrischer Widerstand sich bei Lichteinfall verändert und wobei die Versorgungsspannung und die Steuerimpulse jedes Lichtempfängers über ein gemeinsames zweipoliges Adempaar geführt sind.
• Solche Anordnungen werden in der Technik häufig verwendet. Insbesondere in Belegbearbeitungsmaschinen, in denen der Beleglauf durch Lichtschranken kontrolliert wird, wie z. B. in Postscheckbearbeitungs- und Briefverteilmaschinen, ist eine größere Zahl von Lichtschranken notwendig, deren Auswerteschaltungen aus Platzgründen zumeist in einem gesonderten Gestell in einigen Metern Ab- stand von den Lichtschranken untergebracht sind. Als lichtempfindliche Bauelemente der Empfangsorgane der Lichtschranken werden häufig Photodioden verwendet. Da die letzteren nur em*en Strom von einigen 100 #tA abzugeben in der Lage sind, muß der Eingangswiderstand der Auswerteschaltung sehr hochohmig sein. Ferner sind die Photodioden betriebsmäßig in Sperrichtung vorgespannt, so daß sie einen Generator mit hochohmigem Widerstand darstellen. Aus diesem Grunde stellt auch der Lichtempfänger einen hochohmigen Widerstand dar, und das zweiadrige Verbindungskabel von einem Lichtempfänger zu seiner zugehörigen Auswerteschaltung ist an beiden Enden hochohmig abgeschlossen. Da hierdurch das Kabel gegen äußere Störeinflüsse empfindlich ist, muß man es abschirmen und sonach von jedem Lichtempfänger zu der ihm zugeordneten Auswerteschaltung ein zweiadriges abgeschirmtes Kabel führen, was bei einer größeren Zahl von Lichtschranken einen erheblichen Leitungsaufwand bedingt. Man könnte daran denken, anstatt von Photodioden Phototransistoren zu verwenden, welche stärkere Signale liefern, jedoch sind diese Phototransistoren bezüglich ihres Kollektorstromes sehr temperaturempfindlich, so daß sie mit genügend großem Störabstand nur bei Temperaturen von weniger als etwa 40' C verwendet werden können.
• Bei Kondensatormikrofonen ist es, um die äußeren Störeinflüsse auf das Verbindungskabel zwischen Mikrofon und Verstärker herabzusetzen, bekannt, das Mikrofon mit der ersten Verstärkerstufe zu einer Einheit zusammenzufassen. Eine vorherige Verstärkung über ein längeres Kabel zu übermittelnder elektrischer Signale, wobei das zweiadrige Kabel zur Verstärker-Fernspeisung und zur Signalübermittlung dient, ist auch bei Antennenverstärkern und bei einem induktiven Impulsgeber für Eisenbahnsicherungszwecke bekannt.
• Die Erfindung beschäftigt sich, wie bereits angegeben, mit dem Fall, daß eine Mehrzahl von Lichtschranken vorhanden ist, deren zugeordnete Auswerteschaltungen sich, an einer Stelle gemeinsam angeordnet, in einiger räumlicher Entfernung zu den Lichtschranken befinden, unter Verwendung von gleichstromgespeisten lichtempfindlichen Bauelementen als Lichtempfänger, deren elektrischer Widerstand sich bei Lichteinfall verändert und wobei die Versorgungsspannung und die Steuerimpulse jedes Lichtempfängers über ein gemeinsames zweipoliges Adempaar geführt sind.
• Die Erfindung ermöglicht es, den Leitungsaufwand zu reduzieren, indem bei Anordnung von n lichtempfindlichen Elementen als lange Leitungen insgesamt nur n+ 1 ungeschirinte Adern zu verlegen sind.
• Dies wird erfmdungsgemäß dadurch erreicht, daß jedem lichtempfindlichen Bauelement über eine kurze Leitung ein Verstärkertransistor mit niedrigem Ausgangswiderstand nachgeschaltet ist, daß die Versorgungsspannung allen Verstärkertransistoren gemeinsam niederohrnig und ungeschirmt über eine erste Ader zugeführt wird, während der Ausgang eines jeden Verstärkertransistors über eine zweite niederohnüge ungeschirmte Ader mit der entsprechenden Auswerteschaltung verbunden ist, und daß der Stromkreis jeweils über den Eingangswiderstand der betreffenden Auswerteschaltung, welcher den Arbeitswiderstand des Verstärkertransistors bildet, und über die zweite Klemme der Versorgungsspannungsquelle geschlossen ist. Die Erfindung ist vorzugsweise derart weitergebildet, daß das lichtempfliidliche Bauelement zwischen dem Kollektor und der Basis des Verstärkertransistors angeordnet ist und daß entweder am Emitter oder am Kollektor dieses Elements das verstärkte Lichtschrankensignal für die Auswerteschaltung abgenommen wird.
• Die erfindungsgemäße Anordnung kann weiterhin in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, daß sich zwischen Basis und Emitter des Verstärkertransistors ein Widerstand solcher Größe befindet, daß der Dunkelstrom des lichtempfindlichen Bauelements an der Basis des Verstärkertransistors kein größeres Spannungspotential als etwa 0,5 V erzeugen kann und daß gleichzeitig ein Verstärkertransistor verwendet wird, der bis zu einem Spannungspotential von etwa 0,5 V an seiner Basis mit Sicherheit gesperrt bleibt.
• Durch -die Erfindung ist es also möglich, Anordnungen mit mehreren Lichtschrankeil zu bauen, bei denen die elektrische Verbindung von den Lichtschrankenempfängern zu den ihnen zugeordneten Auswerteschaltungen über jeweils ein ungeschirmtes einadriges Kabel erfolgt und bei denen die Versorgungsspannungen allen Lichtempfängern über ein weiteres einadriges, ebenfalls ungeschirmtes Kabel zugeführt werden.
• Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung noch näher erläutert werden.
• F i g. 1 stellt ein Blockschaltbild einer erfmdungsgemäßen Anordnung dar und zeigt drei Lichtschrankenempfänger, die dazugehörigen Auswerten schaltungen sowie die entsprechenden Verbindungsleitungen; F i g. 2 stellt einen Lichtschrankenempfänger samt dem ihm nachgeschalteten Verstärkertransistor dar. In F i g. 1 sind drei Lichtschrankenempfänger mit 1, 2, 3 bezeichnet, die jeweils eine Photodiode und eine dieser vörgoschaltete, Optik enthalten. Den Empfängern nachgeschaltet sind je ein Verstärkertransistor 4, 5, 6. Die Versorgunggspanftung wird allen Verstärkertransistören Über eine gemeinsame niederohmige, nicht abgeschirmte Leitung 7 von der Versorgungsspannungsquelle 8 zugeführt. Der signalmäßig »heiße« Ausgang eines jeden Verstärkers 4, 5, 6 ist über niederohmige, nicht abgeschirmte Leitungen 9, 10, 11 den Ausw6rteschaltungen 12, 13, 14 zugeführt. Letztere sind in einem Gestell 15 untergebracht, welches auch die Versorgüngsspannung 8 enthält. Letztere liegt, ebenso wie die Auswerteschaltungen, einpolig an Masse.
• In F i g. 2 ist ein Lichtempfänger (ohne Optik) zusammen mit dem nachgeschalteten Verstärkertransistor dargestellt. Die Photodiode Ph liegt zwischen dem Kollektör und der Basis eines ilpft-Transistors Ts, wobei dessen Kollektor an der Vorsorguilgsleitüng 7 liegt und wobei an dessen Emitter das Ausgangssighal abgenommen wird. Zwischen Emitter und Basis des Transistors Ts liegt ein Widerstand R, der so bemessen ist, daß der Dunkelstrom der Phötödiode an der Basis des Transistors kein höheres Potential als etwa 0,5 V erzeugen kann, Verwendet man Siaium-lipn-Transigtoren zur Verstärkung, die erst bei einer 13asis-tfnitter-Spannüng von mehr als 0,5 V leitend worden, so kann man durch die Verwendung des Widerstandes den Dunkelstrom der Photodiode Ph bei normalerweise auftretenden Temperaturen völlkömmeft unwirksam machen. Man kann jedoch auch, um die Betriebssicherheit noch zu erhöhen, den Ohnischen Widerstand durch einen NTC-Widerstand (Heißleiter) ersetzen, der den Temperaturgang der Photodiode auch bei höheren Temperaturen sehr weitgehend ausgleicht.
• Wenngleich die Erfindung vorstehend an Hand einer Anordnung mit drei Lichtschranken beschrieben wurde, so ist es doch selbstverständlich, daß die Zahl der verwendeten Lichtschranken je nach Bedarf frei wählbar ist.

Claims (2)

1. Patentanspräche. 1. Anordnung mit mehreren Lichtschranken, deren zugeordnete Auswerteschaltungen sich, an einer Stelle gemeinsam angeordnet, in einiger räumlicher Entfernung zu den Lichtschränken befinden, unter Verwendung von gleichstromgespeisten lichtempfindlichen Bauelementen als Lichtempfänger, deren elektrischer Widerstand sich bei Lichteinfall verändert und wobei die Versorgungsspamung und die Steueriftipulse jedes Lichteinpfängers über ein gemeinsames zweipoliges Adernpaar gefÜhrt sind, d a d u t c h g e k e n ii z e i c h n e t 1 daß jedem lichtempfindliehen Baueleinent (1, 2, 3) über eine kurze Leitung ein Verstärkefträngigtör (4, 5, 6) mit niedrigeiji Ausgangswiderstand nachgeschältet ist, daß die Versorgungsspannüng allen Vera stärkertransistören gemeinsam niederohmig und ungeschirmt über eine erste Ader (7) zugeführt wird, während der Ausgang eines jeden Vorstärkertransistors (4,5,6) Über eifie zweite niederohmige ungeschirinte Ader (9, 10, 11) mit der entsprechenden Auswertesöhaltung- (12, 13, 14) verbunden ist und daß der Stromkreis jeweils über den Eingangswiderstand der betreffenden Auswerteschaltung, welcher den Arbeitswider# stand des Verstärkertransistors bildet, und Über 'die zweite Klemme der Versorgungsspannurigs# quelle (8) geschlossen ist.
2. 2. Anordnung naöh Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß das lichtempfindliche Bäum element (Ph) zwischen dein Köllektor und der Basis des Verstärkertransistors (Ts) angeordnet ist und daß entweder am Emitter öder am Kollektor dieses Elements das verstärkte Lichtschrankensignal für die Auswdrtegühältuiig abgenommen wird. 8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge# keitüze,ichiiet, daß sich zwischen Basis und Emitter des Verstärkertratisistors ein Wider' stand (R) solcher Größe befindet, daß der Dunkelstrom des lichtempfindlichen Bauälemeiits (Ph) an der Basis des Verstärkertränsistors kein größeres Spännungspötetitial als etwa 0,5 V er# zeugen kann und daß gleichzeitig ein Vef# stärkerträngistör verwendet Wird, der bis zu einem Spatinang-spotential von 0,5 V an seiner Basis mit Sicherheit gesperrt bleibt. 4# Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstand (R) ein Heißleiter (NTC) verwendet ist, der den TemperaturgänR des lichtempfindlichen Bauelements (Ph) ausgleicht. 5. Anordnung nach einem oder' mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekeünzeichnet, daß sich das lichtümpfindliche, Bauelement (Ph) und der Verstärkertransistor (Ts) in einem gemeinsamen Gehäuse befinden. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Bauelement und der Verstärkertransistor als integrierter Halbleiterbaustein ausgeführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1202 182; C. Rint, »Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechniker«, Bd. 1, 1952, S. 424 bis 426; »Funkschau«, 1965, H. 3, S. 61.