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BESCHREIBUNG
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Banknotenunterscheidungsgerät Die Erfindung betrifft eine Banknotenunterscheidungseinrichtung,
die feststellt, ob die Banknote echt oder falsch ist, oder die die Wertigkeit einer
Banknote feststellt. Sie findet besonders Anwendung in Geldwechselautomaten, Verkaufsautomaten,
Geräte, die Geld entgegennehmen, oder Geldauszahlmaschinen, also in Einrichtungen,
die als Automaten mit einer größeren Anzahl von Banknoten umgehen.
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Als Unterscheidungsgrößen dienen optische Eigenschaften, magnetische
Eigenschaften-, Eigenschaften der Abmessungen oder der Farbe bei Banknoten. Es werden
Unterscheidungseinrichtung aber nicht nur neue Banknoten zugeftihrt,.und alte Banknoten,
die ebenfalls unterschieden werden müssen, differieren häufig beträchtlich in Dicke,
Beschädigungs-
oder Verschmutzungsgrad. Bei starken Abweichungen ist es oft nicht möglich, daß
eine automatisch arbeitende Einrichtung diese Noten unterscheidet.
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Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Banknotenunterscheidungseinrichtung
so zu gestalten, daß sie Noten auch dann zu unterscheiden vermag, wenn starke Abweichungen
in Dicke, Beschädigungsgrad oder Verschmutzung vorliegen.
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Dies geschieht mit Hilfe einer Detektoreinrichtung zum Feststellen
der Eigenschaften einer Banknote und einer Bezugspegelerzeugungseinrichtung, mit
der mit Hilfe eines Ausgangswertes der Detektoreinrichtung ein Bezugspegelsignal
erzeugt wird, daß zur Feststellung benötigt wird, ob es sich um eine echte oder
falsche Banknote handelt, und zur Unterscheidung der Wertigkeit der Banknote.
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Durch vorteilhafte Weiterbildungen läßt sich die Erfindung in ihrer
grundlegenden Konzeption in verschiedener Hinsicht günstig weitergestalten und einzelnen
Sonderbedürfnissen anpassen. Diese sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung in Verbindung mit
der Zeichnung im einzelnen nochmals erläutert. Es zeigen: Fig. 1: eine schematisierte
Darstellung der Banknotenbestimmungseinrichtung als Ausschnitt aus einem mit Banknoten
arbeitenden Gerät;
Fig. 2: eine schematisierte Seitenansicht des
Förderweges in der Banknotenbestimmungseinrichtung; Fig. 3: Impuls-Zeit-Diagramme
verschiedener Signale, die in der Einrichtung nach Fig. 1 auftreten; Fig. 4: ein
Schaltbild der Banknotenbestimmungseinrichtung im Gerät nach Fig. 1; und Fig. 5:
die Schaltung eines Bestimmungspegel-Erzeugungsabschnittes in der Schaltung nach
Fig. 4.
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Die Vorrichtung enthält drei optische Detektoren 1A, 1B und 1C für
die Unterscheidung und zwei optische Detektoren 1D und 1E, die nach Aufbau und Funktion
den Detektoren 1A bis 1C gleich sind.. Alle Detektoren haben lichtaussendende Dioden
d1 und fotoelektrische Wandler d2, die einander am Förderweg gegenüberstehen, wobei
dieser Förderweg 202 beispielsweise durch einen Endlosgurt gebildet wird, der zwischen
den Elementen d1 und d2 hindurchläuft. Die Ausgangsgrößen der Elemente d2 werden
auf die Notenunterscheidungsschaltung 203 geleitet.
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Es wird nun angenommen, daß eine Banknote 204 in; den Einlaßschlitz
(nicht gezeigt) eingesteckt uhd in Richtung des Pfeils 205 gefördert wird, so daß
sie' in die Unterscheidungsstellung 206 gelangt,-dle ln Fig. sXi gestrichelt angedeutet
ist.
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Die Detektoren 1A, 1B und 1C sind auf den drei parallelen, gestrichelten
Linien 11, 12 und 13 im Notenförderweg 202 so angeordnet, daß sie um hinteren Punkt,
dem Mittelpunkt und dem Vorderpunkt einer Note gegenüberstehen, wenn die Note die
Unterscheidungsstellung 206 erreicht hat. Wenn die Note 4 durch die Unterscheidungsstellung
6 hindurchgeht, erzeugen die Detektoren 1A bis iG Unterscheidungsausgangswerte PA,
PB und PC (A, B und C in Fig. 3) entsprechend den durch die Note hindurchtretenden
Lichtmengen.
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Außerdem sind die Detektoren 1D und 1E mit bestimmtem Abstand x voneinander
auf der Linie 12 angeordnet, so daß, wenn die Banknote die Unterscheidungsstellung
206 erreicht hat, die Detektoren 1D und 1E dem Vorderbereich der Note gegenüberstehe;.
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und Unterscheidungsausgangswerte PD und PE abgeben (H und I in Fig.
).
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Der Notenunterscheidungsabschnitt 203 aus Fig. 4 enthält einen Feststellpegel
erzeugenden Abschnitt 434 mit Feststellpegelerzeugungsschaltkreis 432A, 432B, 432C,
die die Feststellpegelausgangswerte PA, PB und PC über Polaritätsumkehrverstärker
431A, 431B und 431C erhalten, sowie eine Löschschaltung 433 für diese Entscheidungskreise.
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Der Entscheidungskreis 432A (oder 432B, 432C) gemäß Fig. .5 ist mit
einer Integrationsschaltung DF ausgestattet, die einen Eingangsverstärker für die
Aufnahme des invertierten Feststellausgangs PA (oder PBs PC> des Detektors 1A
(oder 1B, 1C)
aufnimmt, einen 0perationsvestärker AMP2, der damit
verbunden ist, und einen Kondensator C1, der zwischen Ausgang und Eingang des Verstärkers
AMP2 geschaltet ist. Die Entscheidungsschaltung 432A (oder 432B, 432C).gibt ihen
integrierten Ausgangswert als Feststellpunktpegelsignal DTA (oder DTB, DTC) überSinen
Ausgangsverstärker AMP3 ab.
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Ein Rückstellschalttransistor Q1 ist parallel zum Kondensator C1 gelegt.
Wenn durch ein Löschsignal RS von einer Löschschaltung 433 der Transistor Q1 leitend
geschaltet wird, dann wird über diesen Transistor Q1 die integrierte Spannung am
Kondensator C1 beseitigt.
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Die Löschschaltung 433 besitzt einen Schalttransistor Q2 und Spannungsteilerwiderstände
R1 und R2, die an den Kollektor des Transistors Q2 angeschlossen sind (Fig. 5).
Wenn die Feststellausgangsgröße PD vom Detektor 1D als Ausgangswert PD über den
Polaritätsumkehrverstärker 431D einer Löschschaltung 433 (Fig.
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4) ankommt, wird dieser Feststellausgang adf die Basis des Transistors
Q2 über eine Zehnerdiode ZD und die Widerstände R3 und R4 gegeben. Hat der Feststellausgang
PD "0"-Pegel (dies bedeutet, daß am Detektor 1D keine Note vorhanden ist), dann
fließt kein Strom in die Basis. Damit bleibt der Transistor Q2 nicht leitend. Damit
wird der Pegel am Anschlußpunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 auf den Pegel
"H" gehoben, und dies wird als Löschsignal RS der Basis des Transistors Q1 der Entscheidungsschaltung
432A (oder 432B, 432C) zugeführt, wodurch der Transistor Q1 leitend wird, und damit
wird die integrierte
Spannung des Kondensators C1 beseitigt.
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Vor dem Zeitaugenblick t4 (Fig. 13), in dem die Note den Detektor
1D erreicht, führt die Integrationsschaltung DF im Entscheidungskreis 432A (oder
432B, 432C) ihren Integrationsvorgang nicht aus, weil die Löschschaltung 433 das
Löschsignal RS zuführt, und das Signal DTA (oder DrB, DTC) befindet sich auf "0"-Pegel.-Nachdem
Jedoch vom Augenblick t4 eine Zeitspanne bis zum Augenblick t9 vergangen ist (wenn
eine Note 204 den Detektor 1D passiert hat), dann intergriert der Integrierschaltkreis
DF der Entscheidungsschaltung 432A (oder 432B, 432C) den Feststellausgangswert PA
(oder PB PC) , woraufhin das Signal DTA (oder DTBS DTC) sich mit einem Gradienten
ändert, der dem Feststellausgang PA (oder PB' PC) entspricht, das heißt der Lichtdurchtrittsmenge
durch die Note 204.
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Die Notenunterscheidungsschaltung 203 (Fig. 44) hat außerdem einen
Pegelfeststellabschnitt 436, der Pegeldetektoren 435A, 435B und 435C enthält, die
durch jeweils einen Differentialverstärker gebildet werden, welche die Ausgangswerte
DTAw DTB bzw. DTC von den Entscheidungskreisen 432A, 432B bzw. 432C erhalten. Die
Pegeldetektoren 435A bis 435C erhalten ein Bezugspegelsignal SD von einem Bezugspegel
erzeugenden Abschnitt 437, und wenn die Pegel der Feststellausgänge PA bis PC grösser
als der Pegel des Bezugspegelsignals SD sind, werden Entscheidungsausgangswerte
DA bis DC mit dem logischen Pegelwert "H" abgegeben. (Im umgekehrten Fall werden
die Entscheidungsausgänge DA bis DC mit einem logischen Pegelwert "L" abgegeben).
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Der Bezugspegel erzeugende Abschnitt 437 besteht aus folgendem: einer
Bezugpegelentscheidungsschaltung 438, die der Feststellpegelentscheidungsschaltung
432A (Fig. 5) entspricht; einem Löschschaltkreis 439, der gleich'ist dem Löschschaltkreis
433 außer für das Eingangssignal.
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Damit erhält der Bezugspegelentscheidungsschaltreis 438 den Feststellausgang
PA und wird durch ein Rückstellsignal SRS von der Rückschaltung 439 gelöscht (erhält
ebenfalls den Entscheidungsausgang PA) vor dem Zeitaugenblick tl, in dem eine Note
am Ort des Detektors 1A eintrifft, und deshalb befindet sich ihr Ausgang SD auf
"O"-Pegel (D in Fig. 3). Während der Zeitspanne zwischen t und t6, in der die Note
den Ort des Detektors 1A passiert, tritt ein Feststellausgang PA in Form einer Wechselstromkurve
mit einem Pegel auf, der der Lichtdurchlässigkeit der Note entspricht (A in Fig.
3), und folglich ändert sich das Bezugspegelsignal SD mit einem Gradienten, der
praktisch der von der Note durchgelassenen Lichtmenge entspricht.
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Sobald also eine Note die Stellung des Detektors 1A passiert, beginnt
der Bezugspegelentscheidungskreis 438 mit dem Integrationsvorgang. Hat dann die
Note die Stellung des Detektors 1A passiert, wird das Bezugspegelsignal SD gelöscht.
Innerhalb der Zeit also, in der die Ausgänge DTA bis DTC der Entscheidungskreise
432A bis 432C einen über dem Bezugspegelsignal SD liegenden Pegel haben und allmählich
ansteigen, erzeugen die Pegeldetektoren 435A bis 435C Entscheidungsausgange DA bis
DC mit "K"-Pegel, während die Ausgänge DTn und DT, Entscheidungsausgangswerte
DA
bis DC mit 'Lt'-Pegel abgeben, solange die Ausgänge DTA bis DTC niedriger als das
Bezugspegelsignal SD sind.
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Die Entscheidungsausgänge DA bis DC werden auf einen Wertigkeitsunterscheidungsabschnitt
440 gegeben, der folgendes beinhaltet:eine Wertigkeitsleseschaltung 441, die als
Parallelcodesignale die Ausgänge der Pegeldetektoren 435A bis 435c enthält und die
Wertigkeit der Note aus den Inhalten der empfangenen Signale bestimmt; Ausgangsgatterschaltungen
Gtt, Gift und Got (bestehend aus UND-Gattern) zum Empfang von Wertigkeitssignalen
tt, ft und ot, die für verschiedene Geldwertigkeiten stehen (in diesem Beispiel
10 000-Yen, 5 000-Yen und 1000-Yen), die vom Wertigkeitsleseschaltkreis 441 ausgelesen
wurden; eine Unterscheidungsoperationskontrollschaltung 442, die ein Unterscheidungszeitsteuersignal
TP zu erzeugen hat, das die Unterscheidungszeitsteuerung bestimmt.
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Wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, wird die Ankunft der Note
204 in der Unterscheidungsstellung 206 vom Detektor 1E festgestellt, der sich dort
befindet, wo in dem Augenblick die Vorderkante der Nute eintrifft. Wenn das Detektorsignal
PE (I in Fig. &3) des Detektors 1E der Steuerschaltung 442 zugeleitet wird,
erzeugt die Steuerschaltung 442 ein Unterscheidungszeitimpulssignal TP (J in Fig.
4) unter der Bedingung, daß ihr Unterscheidungsfreigabesignal ACC zugeführt sind.
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Als erste Gruppe der unterscheidungsfreigabesignal ACC werden die
Ausgänge'tt bis ot der Wertigkeitsleseschaltung 441 verwendet.
Wenn
irgendeiner der ausgänge tt bis ot "H-Pegel hat, steht damit fest, daß eine Note
eingesetzt ist und auf dem Notenförderweg 202 gefördert wird. Ein Doppellagenfeststellungssignal
DW von einer Doppellagenfeststellschaltung (gesondert vorgesehen) wird als zweites
Unterscheidungszulaßsignal ACC der Steuerschaltung 442 zugeführt, so daß, wenn mehrere
Noten in die Notenförderrichtung 202 eingesteckt wurden, der Unterscheidungsvorgang
nicht durchgeführt wird. Als dritte Gruppe von Zulaßsignalen ACC zur Steuerschaltung
442 dienen Unterscheidungssignale JA, JB und JC von einem Diskriminator magnetischer
Eigenschaften, einem Diskriminator für Dimensionseigenschaften und einem Diskriminator
für Farbeigenschaften (nicht gezeigt), so daß die Steuerschaltung 442 ein unterscheidungszeitimpulssignal
TP urfEr einer Bedingung abgibt, das die übrigen Unterscheidungsbedingungen bezüglich
der Unterscheidungsmerkmale der Note erfüllt sind.
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Das Unterscheidungszeitimpulssignal TP wird als Öffnungssteuersignal
den Ausgangsgatterkreisen Gtt bis Got zugeführt, woraufhin die Wertigkeitssignale
tt bis ot, die den Ausgangskreisen Gtt bis G ot zugeführt sind, als Unterscheidungsergebnisausgänge
JG abgegeben werden. Vor dem Augenblick tl (Fig. 3) befinden sich alle Ausgangspegel
der Detektoren lA bis 1C auf "O"-Pegel (A bis C in Fig. 3), und deshalb ist der
Pegel der Ausgänge SD der Entscheidungsschaltung 438 ebenfalls auf 1' "O"-Pegel
(D in Fig. 3). Da jedoch die Pegelentscheidungskreise 432A bis 432C gelöscht sind,
sind die Ausgänge dieser Schaltkreise auf'b"-Pegel, und die Pegeldetektoren 435A
bis 435C erzeugen deshalb Ausgangswerte mit "L"-Pegel.
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Wenn im Augenblick tl eine Note die Stellung des Detektors 1A passiert,
dann wird der Detektorausgang PA dieses Detektors auf den Feststellpegel abgesenkt
und dieser durch den Entscheidungsschaltkreis 438 integriert, so daß der Ausgangswert
des Schaltkreises 438 allmählich anwächst. Die Pegelentscheidungskreise 432A bis
432C befinden sich noch in gelöschtem Zustand, so daß ihre Ausgänge auf "O"-Pegel
stehen. Somit vergleichen die Pegeldetektoren 435A bis 435C das Bezugspegelsignal
SD, das allmählich von "O"-Pegel ansteigt, mit den Ausgängen der Entscheidungskreise
432A bis 432C, so daß dadurch die Entscheidungssignale DA bis DC auf "L"-Pegel weiterhin
von den Pegeldetektoren 435A bis 435c erzeugt werden.
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Dieser Zustand bleibt auch noch beibehalten, wenn die Note allmählich
durch die Detektoren 1B und 1C in den Zeitpunkten t2 und t3 hindurchwandert.
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Wenn im Augenblick t4 die Note durch den Detektor 1D hindurchgeht
und der Detektorausgang PD von 11011-Pegel (H in Fig. 3) abgesenkt wird, dann wird
das Löschsignal RS vom Löschkreis 433 nicht zu den Pegelentscheidungskreisen 432A
bis 432C geleitet. Die Pegelentscheidungskreise 432A bis 432C beginnen deshalb mit
der Integration der Feststellsignale PA bis Damit steigen die Ausgänge der Pegelentscheidungskreise
432A bis 432C mit Gradienten an, die der Lichtdurchlässigkeit und damit den den
Detektoren 1A bis 1C zugeführten Lichtmengen entsprechen,(E,F,G in Fig. 3). Wenn
die Pegel der Ausgänge DTA bis DTC der Pegelentscheidungskreise 432A bis 432C höher
werden
als der Pegel des Ausgangs SD des Bezugspegelentscheidungskreises 438, dann werden
die Pegel der Entscheidungssignale DA bis DC der Pegeldetektoren 35A bis 35C von
"L"-Pegel auf "H"-Pegel überwechseln. Während dieser Zeit jedoch wird kein Unterscheidungszeitimpulssignal
TP vom Unterscheidungsoperationssteuerkreis 442 erzeugt, so daß kein Unterscheidungsergebnisausgang
JG vom Wertigkeitenunterscheidungsabschnitt 440 abgegeben wird.
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Wenn min die Note den Detektor 1E im Augenblick t4 erreicht, erzeugt
der Detektorausgang 1E einen Detektorausgangswert PDJ (in Fig. }p bei H angegeben),
wodurch der Unterscheidungsoperationssteuerkreis 442 das Unterscheidungszeitsteuersignal
TP (J in Fig. 3) im Augenblick t4 abgibt, und zur selben Zeit werden die von dem
Wertigkeitslesekreis 441 ausgelesenen Wertigkeitssignale tt, ft und ot abgegeben
als Entscheidungsergebnisausgänge JG über die Ausgangsgatterkreise GttJ Gft oder
Got In dieser Zeit befindet sich die Note in ihrer Unterscheidungsstellung 206,
so daß die Detektoren 1, 1B und 1C ihren vorbestimmten Unterscheidungspunkten gegenüberstehen.
Die Ausgänge der Detektoren 1A, 1B und 1C nehmen Werte LAS Lg und LC an, die durch
Mittelwertbildung der Pegel erhalten werden, die den Lichtdurchlaßmengen der Note-in
Bereichen der Note entsprechen, zu denen auch die Feststellpunkte gehören (Pegel,
die auch Verschmutzung, Dicke und Beschädigung einer Note mit erfassen).
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Andererseits erhält der Ausgang SD des Bezugspegelentscheidungskreises
438 einen Wert LJ (D in Fig. 3)im Augenblick t4J der ebenfalls von der Verschmutzung,
der Beschädigung und der Dicke der Note abhängt. Damit ist der Einfluß der Schwankungen
in der Lichtduchlaßmenge einer Note aufgrund Verschmutzung, Beschädigung und Dicke
in den Ausgangswerten DA bis DC der Pegeldetektoren 432A bis 432C aufgehoben.
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Es sei vermerkt, daß der Integrationsvorgang der Fescellsignale DTA
bis DTC der Entscheidungskreise 432A bis 432C im Augenblick t4 beginnt, wenn die
Note die Stellung des Detektors 1D passiert, aber die Unterscheidung der Note wird
im Augenblick t5 durchgeführt, wenn die Note die Stellung des Detektors 1E erreicht.
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Die Detektoren 1A, 1B und 1C tasten also aereiche SA, SB und SC ab,
die eine dem Abstand zwischen den Detektoren 1D und 1E entsprechende Abtastlänge
(siehe Fig. .1) haben, um so die benötigten Unterscheidungsausgangswerte zu bilden.
Mit anderen Worten, diese Unterscheidungsausgangswerte sind Durchschnittswerte der
Dicke, Verschmutzung und Beschädigung dieser Abtastbereiche SA, SB und SC einschließlich
der Unterscheidungspunkbe auf der Note.
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Es ist noch zu bemerken, daß (was Fig. 3 bei D erkennen läßt) die
Bestimmung des Bezugspegels, die für die Unterscheidung der Notenwertigkeiten benötigt
wird, durch Abtasten der Note über einen Bereich gewonnen wird, der an der Vorderkante
der Note beginnt, so daß der Bezugspegel als ein Wert gewonnen wird durch Mittelwertbildung
über die Schwankungen der Eigenschaften
der Note (es sind Schwankungen
in Dicke, Verschmutzung und Beschädigung).
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Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, wird gemäß der Erfindung der
durch Mittelwertbildung der Eigenschaften (Dicke, Verschmutzung und Beschädigung)
gewonnene Wert als Bezugspegel bestimmt aufgrund eines Abtastergebnisses über die
Abtastlänge, und die Feststellausgänge (die durch die Eigenschaften der Note beeinfluß
sind) von d es. den Unterscheidungspunkten werden einem Vergleich mit diesen Bezugspegeln
unterzogen. Auch wenn also die Noten, die zu bestimmen sind, in ihren Eigenschaften
Schwankungen haben, ist der Einfluß dieser Schwankungen auf das Unterscheidungsergebnis
beseitigt oder zumindest verringert.
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Der Bestimmungsausgang an jedem Unterscheidungspunkt tritt außerdem
als ein Wert auf, der durch Mittelwertbildung der Eigenschaften an dem Punkt erhalten
wird, basierend auf dem Abtastergebnis eines den Punkt mit einschließenden Bereiches,
so daß dadurch die Auswirkung örtlich eng begrehzter Schwankungen in den Eigenschaften
der Note auf das Unterscheidungsergebnis stark vermindert werden können.
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Es ist möglich, die Notenunterscheidungseinheit t so auszulegen, daß
der Ausgangswert , der vom Unterscheidungsdetektor erzeugt wird, wenn eine Note
die Unterseheidungs.stellung erreicht hat, ein Feststellausgang ist, der direkt
vom Unterscheidungspunkt gewonnen wird. Es ist jedoeh für diesen Fall nicht möglich,
die Auswirkung örtlich begrenzter Eigenschaftsschwankungen
auf
das Unterscbeidungsergebnis zu verringern.
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Bei dem beschriebenen Beispiel werden die Integrationsvorgänge der
Entscheidungskreise 432A bis 432C vom Feststellausgang des Detektors lD- in Gang
gesetzt, wernn dieser Ausgangswert erhalten wird. Der Integrationsvorgang kann aber
auch vom Ausgang des Bezugspegelentscheidungskreises 438 gestartet werden, wenn
dieser Ausgangswert einen bestimmten Schweliwert erreicht.
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Es ist dann möglich, den Löschschaltkreis 433 aus dem Feststellpegel
erzeugenden Schaltkreis 433 in Fig. 4 wegzulassen und stattdessen eine-Schwellwertfeststellschaltung
vorzusehen, die den Ausgang SD vom Bezugspegelentscheidungskreis 438 aufnimmt, so
daß dieser Ausgang die Intergrationsschaltung der Entscheidurgskreise 432A bis432C
löscht oder die so gelöschten Integrationsschaltungen freischalten.
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Bei dem beschriebenen Beispiel wird darüberhinaus der Feststellausgang
PA, der vom Unterscheidungsdetektor 1A dem Feststellpegelentscheidungskreis 432A
zugeleitet wird, üblicherweise als Feststelleingang zum Bezugspegelentscheidungskreis
438 verwendet. Zusätzlich zu diesem Detektor 1A kann Jedoch ein besonderer Detektor
für die Bezugspegelentscheidung verwendet werden. Dazu ist lediglich erforderlich,
daß ein Detektor vorgesehen wird, der die Note Uber die Abtaststrecke abtastet.
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Während bei dem beschriebenen Beispiel die zu unterscheidende Note
durch ortsfeste Detektoren hindurchgeführt wird, können mit gleicher Wirkung die
Detektoren an einer ruhenden Banknote vorbeigeführt werden.