DE3013549C2 - Anordnung zur Signalauswertung bei einem Lochsuchgerät - Google Patents
Anordnung zur Signalauswertung bei einem LochsuchgerätInfo
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- DE3013549C2 DE3013549C2 DE3013549A DE3013549A DE3013549C2 DE 3013549 C2 DE3013549 C2 DE 3013549C2 DE 3013549 A DE3013549 A DE 3013549A DE 3013549 A DE3013549 A DE 3013549A DE 3013549 C2 DE3013549 C2 DE 3013549C2
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Description
Die Erfindung be'rifft eine Anordnung zur Signalausweriung
bei einem Lochsuchgerät für Materialbahnen, bei dem ein Abtastlichistrahl die Materialbahn in Querrichtung
periodisch abtastet und dabei über die Ränder der Maicrialbahn hinaustritt, die einen photoelektrischen
Wandler umfaßt, dessen Ausgangssignal mit einem Signalverstärker verstärkt wird, wobei der Signalverslärker
eine I loehpaßehai akteristik mit veränderlicher
Grenzfrequenz aufweist und die Grenzfreqeun/ wesentlich herabgesetzt ist, wenn der Abtastlichtstrahl
auf der Materialbahn ist und einen vorgegebenen Abstand von der Materialkante hat.
Aus der DE-AS 11 54 656 ist eine Anordnung der eingangs
genannten Art bekannt, bei der eine als HochpaH
ausgebildete Eingangssiufe des Signalversiarkeis />r
Umschaltung der Gren/Irequen/ um einem elekiiiwi;
liehen Schalter beaufschlagt ist. Im Bereich eier beiden
Längskanten der abzutastenden M.iierialb.ihn sind /v. ei
photiiclekirischc Wandler angeordnet. 111-cr die der
elektronische Sehaller /11 Beginn und am l.ndc cii'ei
/cileiiablaMini!.' der Maicnalbahn ani-estcuert wird
Der elektronische Schaller ist hierbei als bistabile Kippstufe
ausgebildet, so daß der jeweils aufgrund eines Empfangssignals des einen photoelektrischen Empfängers
erhaltene Schaltzustand solange gespeichert wird, bis eine Ansteuerung durch den anderen photoelektrischen
Empfänger erfolgt.
Bei dieser bekannten Anordnung wird die Grenzfrequenz des Hochpasses somit durch einen separaten
elektronischen Schalter stets sprungartig geändert. Aufgrund dieser diskontinuierlichen Umschaltung wird
zwar mit dem sprungartigen Übergang von der höheren Grenzfrequenz auf die niedrigere Grenzfrequenz die
volle Empfindlichkeit der Anordnung relativ schnell erreicht, davor ist die Anordnung jedoch praktisch völlig
unempfindlich. Dies bedeutet, daß im Gebiet des Laserstrahlhofes keine Empfindlichkeit vorliegt. Sobald nämlich
am Ende einer Zeilenabtastung der Laserstrahlhof zumindest teilweise über den Rand der Materialbahn
hinaustritt, erfolgt unmittelbar aufgrund der Beaufschlagung des en isprechenden photoelektrischen Empfangselements eine Umschaltung der Grenzfrequenz auf den
höheren Wert, nach der die Anordnung unempfindlich wird. Die Erfassung von Löchern im unmittelbaren
Randbereich ist bei dieser bekannten Anordnung daher zumindest problematisch. Insbesondere ist es auch
schwierig, die betreffende Umschaltung bei einer exakt vorgegebenen Randlage des die Materialbahn abtastenden
Laserstrahls vorzunehmen, da sich der Durchmesser des Laserstrahlhofes mit der Zeit ändern und aufgrund
beispielsweise einer Verschmutzung der Ablenkspiegel die sich ergebende Streuung variieren kann.
Während mit der Umschaltung auf die höhere Grenzfrequenz erreicht werden soll, daß der Hochpaß nach
einer Übersteuerung am Ende einer Abtastung relativ rasch wieder betriebsbereit ist, besteht aufgrund der
sprungartigen Umschaltung dieser Grenzfrequenz jedoch stets die Gefahr, daß mit diesem relativ harien
Schalten nachfolgende Verstärkerstufen durch den sich ergebenden Schaltstoß belastet werden und jeweils erst
nach einer bestimmten, sich an jeden Schaltvorgang anschließenden Verzögcrurigszeit wieder voll betriebsbereit
sind.
Ungünstig beider bekannten Anordnung ist auch.daß
die Umschalizcitpunkte durch den Abstand der beiden
photoeleklrischen Einpfangsclemente bestimmt sind
und dieser Abstand jeweils an die Breite tier abzutastenden
Materialbahn angepaßt werden muß.
Auch bei einer aus der DE-AS 20 64 959 bekannten Anordnung wird die Umschaltung der Zeitkonstante eines
Filterelements durch separate elektronische Schalter vorgenommen. Hierbei wird jedoch zur Ansteuerung
dieser Schalter ein Torimpuls vom während der Abtastung der Materialbahn erhaltenen Abwsisignal
abgeleitet. Die zur Erzeugung des rechteckförmigen Torimpulses erforderliche Elektronik ist relativ aufwendig
und kompliziert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
bei äußerst einfachem Aufbau eine zuverlässigere Erfassung von unmittelbar irn Randbereich der Materialbahn
liegenden Löchern gestattet und ohne besondere Maßnahmen zur Abtastung unterschiedlich breiler Materialbahnen
geeignet ist. und bei der sich während des Betriebs einstellende Änderungen des Durchmessers
des l.aserstrahlholes praktisch nicht auf die Meßgcnauigkcit
auswirken.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost,
daß der Signalverstärkcr als Mochpaß ein nichtlineares
frequenzabhangiges Übertragungsglied aufweist, dessen untere Grenzfrequenz mit zunehmendem Wert des
Eingangssignals erhöht wird.
Erfindungsgemäß wird also kein durch einen scp«raten
Schalter angesteuertes Filterelement, sondern ein sich selbst steuerndes nichtlineares frequenzabhangiges
Übertragungsglied verwendet, welches die untere Grenzfrequenz mit zunehmendem Fingangssignalwert
stetig erhöht. Dadurch kommt es nicht zu einer eigemlichen Umschaltung, sondern zu einer stetigen Heraufbzw.
Herabsetzung der Grenzfrequenz. Hierbei wird insbesondere der Umstand ausgenutzt, daß um den eigentlichen
Abtastlichtfleck herum ein gewisser Lichthof vorliegt, welcher sich stetig über den Rand der Bahn
hinaus erstreckt, wenn sich der Abtaststrahl dem Bahnrand nähert. Mit der Annäherung des Abtastlichtstrahls
an den Bahnrand erfolgt ein kontinuierlicher Übergang der Grenzfrequenz. Hierbei wird zwar zu Beginn einer
Zeilenabtastung die volle Empfindlichkeit etwas später erreicht, dafür ist jedoch relativ schnell eine verringerte
Empfindlichkeit gegeben. Die verringerte Empfindlichkeit liegt im Bereich des Laserstrahlhofes vor.
Aufgrund des kontinuierlichen Übergangs der Grenzfrequenz ist auch die Belastung nachfolgender Verstär-
y, kersuifen relativ gering, so daß sehr kleine Erholzcilen
dieser Stufen erhalten werden.
Sich während des Betriebs der Anordnung einstellende Veränderungen des Durchmessers des Laserstrahlhofes
haben aufgrund des kontinuierlichen Übergangs
K) der Grenzfrequenz und der auch im Bereich des Laserstrahlhofcs noch vorliegenden verringerten Empfindlichkeit
praktisch keinen Einfluß auf den Meßvorgang im Randbereich der Materialbahn.
Solange sich der photoelektrische Wandler etwas über die Ränder der Materialbahn hinausstreckt, sind keine besonderen Maßnahmen zur Anpassung an die jeweilige Breite der Materialbahn erforderlich. Der photoelcktrische Wandler kann hierbei in an sich bekannter Weise beispielsweise aus einem sich unter der Materialbahn über deren gesamte Breite und noch etwas darüber hinaus erstreckenden Lichtleitstab mit einem piezoelektrischen Wandlerelement an einer Stirnseite bestehen. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise eine aus einer linearen Anordnung von hintereinan-
Solange sich der photoelektrische Wandler etwas über die Ränder der Materialbahn hinausstreckt, sind keine besonderen Maßnahmen zur Anpassung an die jeweilige Breite der Materialbahn erforderlich. Der photoelcktrische Wandler kann hierbei in an sich bekannter Weise beispielsweise aus einem sich unter der Materialbahn über deren gesamte Breite und noch etwas darüber hinaus erstreckenden Lichtleitstab mit einem piezoelektrischen Wandlerelement an einer Stirnseite bestehen. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise eine aus einer linearen Anordnung von hintereinan-
4r> dergeseuten rechteckförmigen Fresnel-Linsen bestehende
l.ichiemplangsvorriehumg vorzusehen, in deren
Brennpunkt sich jeweils ein photoclcklrischer Wandler befindet. Zur Erzielung eines einheitlichen Ausgangssignals
werden hierbei sämtliche photoelektrischen
so Wandler parallel an die Signalauswerteschaltung angelegt.
Nachdem bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein sich selbst steuerndes Übertragungsglied vorliegt, ist
insbesondere auch praktisch keinerlei elektronischer Aufwand zur Ansteuerung des Übertragungsgliedes
bzw. zur Erzeugung von definierten Steuersignalen erforderlich.
Bevorzugte Frequenzbereiche für die niedrige und die höhere untere Grenzfrequenz sind im Patentan-
bo spruch 2 angegeben. Vorzugsweise ist die untere
Grenzfrequenz um mehr als das Dreifache gesteuert heraufsetzbar.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform soll auch die Verstärkung des .Signalverstärkers gesteu-
tö en veränderlich sein und heim Überschreiten eines vorbestimmten
Ausgangssignals herabgesetzt werden. Auf diese Weise wird die Übersteuerung des Verstärkers
während des direkten Auftreffcns von Abtastlicht auf
die Liclitempfangsvorrichtung bzw. den phoioelcktnschen
Wandler in Grenzen gehalten. Die günstigen Verhaltnisse
der Vcrstärkungsherabsetzung sind im Anspruch 6 definiert.
Vorteilhafterweise sind die einzelnen Bauelemente so dimensioniert, daß die Änderung der Verstärkung und/
oder der unteren Grenzfrequenz in einer Zeit erfolgt, die wesentlich kürzer, und zwar vorzugsweise um 300%
bis 3000% kürzer, als der Reziprokwcn der unteren Grciizfrequenz bei F.ingangspegeln unter dem vorbestimmten
Wert des F.ingangssignals ist, Mit anderen Worten soll die Frequenz- bzw. Verstärkungsänderung
so schnell erfolgen, daß in jedem Bereich der Abtastung eine optimale Hoch- bzw. Bandpaßcharakleristik erzielt
wird.
Praktische Realisierungen des Erfindungsgedankens sind in den übrigen Patentansprüchen definiert.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 in sehr schematischer Darstellung ein Lochsuchgerät
mit einem Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zur Signalauswerlung,
Fig. 2 das gleiche Lochsuchgerät wie in Fig. 1, jedoch
mit einer anderen bevorzugten Anordnung zur Signalauswertung in einem detaillierten Schaltbild und
F i g. 3 eine bevorzugte Verstärkungskennlinie des Signalverstärkers
nach F i g. 2.
In F i g. 1 ist oben eine senkrecht zur Zeichnungsebene kontinuierlich bewegt zu denkende Materialbahn 20
im Querschnitt dargestellt. Ein aus einer Abtaststrahlerzeugungsvorrichlung 21 austretender, parallel zu sich
selbst verschobener Abtaststrahl 22 tastet die Materialbahn 20 quer zu ihrer Bewegungsrichtung in Richtung
des Doppelpfeiles /periodisch kontinuierlich ab.
Unterhalb der Materialhahn 20 erstreckt sich parallel zur Bahn des durch den Abtasllichtstrahl 22 erzeugten
Abtastlichtfleckes 23 ein Lichtleitstab 24 mit einer Stufenspiegelanordnung 25 auf der dem Lichteintritt diametral
gegenüberliegenden Seite, welche das einfallende Licht unter Winkeln der Totalreflexion in das Stabinnere
umlenkt, so daß es zu einem an der einen Stirnseite angeordneten photoelckirischen Wandler 29 gelangen
kann.
An beiden Enden stern der Liclnleitstab 24 etwas
über die Ränder 26 der Materialbahn 20 nach außen vor. Auch der Abtastlichtsirahl 22 bewegt sich während seiner
periodischen Hin- und Herbewegung über die Ränder 26 der Materialbahn 20 hinaus. Ganz rechts in der
Zecihnung ist eine Position 22' des Abtasilichtstrahlcs
22 veranschaulicht, bei der ein Abtastlichtfleck 23' gerade noch auf den Rand der Muieriaiuähn 20 auftrifft. Der
unter einem Raumwinkel λ um den Abtasllichtstrahl 22'
herum befindliche Lichthof 27 trifft jedoch nur teilweise auf die Oberfläche der Materialbahn 20 und geht teilweise
am Rand 26 vorbei. Dieser Teil trifft direkt auf die durch den Lichtleitstab 24 gebildete Lichtempfangsvorrichtung
auf.
Des weiteren ist beispielsweise bei 28 ein Loch in der Materialbahn 20 dargestellt. Nimmt der Abtaststrahl
während seiner Abtastbewegung die gestrichelt angedeutete Position 22" an, so kann das Licht durch das
Loch 28 zumindest teilweise hindurchdringen und auf den Lichtleitstab 24 auftreffen. Es gelangt zu der Stufenspiegelanordnung
25 und wird in der gestrichelt angedeuteten Weise durch Totalreflexion zu dem an der linken
Stirnseite des Lichtleitstabes 24 angeordneten photoelektrischen Wandler 29 gelenkt, wo ein entsprechendes
elektrisches Ausgangssignal auftritt.
(3an/ links in der Zeichnung ist der Abtastlielilsirahl
in einer weiteren besonderen Position veranschaulicht. Hier liegt er vollständig neben dem Rand 26 der Materialbahn
20, so daß nicht nur der Lichthof 27, sondern 1J auch der Hauptlichtstrahl 22'" unmittelbar auf den
Lichtlcitstab 24 auftrifft. Das elektrische Ausgangssignul
des photoelektrischen Wandlers 29 ist entsprechend hoch. Es übertrifft das normale Loch-Ausgangssignal
um einen Faktor größer als 1000.
id Das Aiisgangssignal des photoelcktrischen Wandlers
29 ist an einen Signalverstärker 32 angeschlossen, welcher bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine regelbare
Verstärkeistufe 31 und einen Hochpaß 19 mit variabler unterer Grenzfrequenz U, enthält. Das für die
is Auswertung bestimmte Ausgangssignal des Signalverstärkers
32 wird an einer Ausgangsklemme 37 abgenommen. F.s kann beispielsweise an irgendein Anzeigegerät
angelegt werden.
Das vom photoelektrischen Wandler 29 über eine Leitung 30 kommende Eingangssignal Uc wird außer an
den Verstärkereingang auch noch an einen gestrichelt angedeuteten Regeleingang 38 der regelbaren Verstärkerstufe
31 angelegt. Die Regelung ist derart, daß beim Überschreiten eines vorbestimmten kritischen Wertes
des Eingängssignals U1- die Verstärkung stark herabgesetzt
wird. Insbesondere soll die Verstärkungsherabsetzung etwa um einen Faktor 100 erfolgen, wenn der Abtastliclustrahl
neben der Materialbahn 20 unmittelbar auf den Lichtleitstab 24 auftrifft.
jo Der Ausgang der regelbaren Verstärkeistufe 31 ist an
den Hochpaß 19 mit variabler unterer Grenzfrequenz, ic.
angeschlossen, dem ebenfalls über einen weiteren Steuereingang 39 das Eingangssignal U1- zugeführt wird.
Oberhalb eines vorbestimmten Eingangssignalwertes.
welcher grundsätzlich verschieden von dem kritischen Eingangssignalwert der Verstärkersiufe 31 sein kann,
bevorzugt aber mit diesem gleich ist. wird die untere Grcnzlrequenz /Ί. des Hochpasses 19 wesentlich erhöht.
Die Erhöhung kann beispielsweise von 1 MHz auf 10 MHz erfolgen, wenn der Wert des Eingangssignals
/•vdie vorbestimmte kritische Grenze überschreitet.
Durch die Herunterregelung der Verstärkung der Verstärkersiufe 31 bzw. die Heraufrcgelung der unteren
Grenzfrequenz des Hochpasses 19 beim Überschreiten des vorbestimmten Eingungssignalwertes wird erreicht,
daß die Versiärkerslufe 31 und der Hochpaß 19 beim direkten Auftreffen des Absatzlichtstrahles auf den
Lichileiistab 24 verhindert bzw. in Grenzen gehallen
wird. Sollte der Hochpaß dennoch etwas übersteuert werden, so wird durch die Heraufsetzung der unteren
Grenzfrequcn? während der Übersteuerung dafür gesorgt,
daß der Hochpaß innerhalb einer kurzen Zeit wieder betriebsbereit ist. Nach Beseitigung der Übersteuerung
und erneutem Vorliegen der Betriebsbereitschaft wird dann die untere Grenzfrequenz wieder herabgesetzt,
so daß die erwünschte Empfindlichkeit bei der Lochsuche sofort wieder vorliegt.
Während Fig. 1 eine sehr einfache und übersichtliche
Verwirklichung des Erfindungsgedankens zeigt, veranschaulicht F i g. 2 eine Anordnung zur Signalauswertung.
bei der die Hoch- bzw. Bandpaßcharakteristik und die Verstärkungsregelung gemeinsam durch einen
Gegenkopplungskreis verwirklicht werden.
Der optische Teil des Lochsuchgerätes nach F i g. 1 ist
b5 genauso aufgebaut wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Das Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlers 29 ist über die Leitung 30 an einen Eingangslastwider-
stand 40 mit parallel geschaltetem Kondensator 41 des
Signalverstärkers 32 angelegt Parallel /u dem WC-Glied 40, 41 sind zwei antiparallele Schulzdioden 42, 43
geschaltet, welche eine Zerstörung der Bauelemente bei
Übersteuerung vermeiden sollen. r>
Während die eine Klemme der Bauelemente 40, 41,
42, 43 geerdet ist. liegt die andere am limitier eines Feldeffekttransistors 17 an, dessen Kollektor über einen
Widerstand 44 an einer Gleichspannung von 12 V und über einen Kondensator 45 an Masse anliegt.
Die Basis des Feldeffekttransistors 17 ist über eine
Schutzdiodenanordnung 46 an Masse und direkt an den (-f)-Eingang eines Differenzverstärkers 34 angelegt,
welcher als Spannungsverstärker mit einem Verstärkungsfaktor von etwa 100 ausgelegt ist. ι *>
An den ( —)-Eingang des Differenzverstärkeis 34 ist die Basis eines weiteren Feldeffekttransistors 18 angelegt,
dessen Kollektor mit dem des Feldeffekttransistors 17 verbunden ist. Die beiden Eingänge des Differenzverstärkers
34 sind außerdem über einen Ollset-Ab- 2»
gleichskreis 35 an eine Spannung von —12 V angelegt. Ein Regelwiderstand 47 des Offset-Abgleichskreises 35
wird so eingestellt, daß bei einem Eingangssignal 0 auch das Ausgangssignal 0 ist.
Der Differenzverstärker 34 wird über Siebketten 48, 2>
49 durch Gleichspannungen von minus bzw. plus f>
V gespeist. Die Siebketten dienen einer Vermeidung einer Hochfrequenzkopplung.
Über eine zur Gleichspannungsanpassung vorgesehene Zener-Diode 50 ist der Ausgang des Differenzver- jo
stärkers 34 an den Eingang eines Leistungsverstärkers 36 angelegt. Parallel zur Zener-Diode ist ein Kondensator
51 geschaltet.
Über einen Widerstand 52 ist dem Eingang eines Leistungsverstärkers
36 eine Gleichspannung von —12 V r> zugeführt.
Weiter werden dem Leistungsverstärker 36 wieder über Siebketten 53, 54 Gleichspannungen von + bzw.
—12 V zugeführt.
Der Ausgang des Leistungsverstärkeis 36 ist über 4(1
einen Widerstand 55 an die eine Ausgangsklemme 56 des Signalverstärkers 32 angelegt. Die andere Ausgangsklemme
57 liegt an Masse. Da der Ausgangswiderstand des Leistungsverstärkers 36 clwa 10 Ohm beträgt
und der Widerstand 55 einen Wert von etwa 40 Ohm hat. erfolgt eine Anpassung an ein bei 56, 57 anschlicßbares
Koaxialkabel mit einem Innen-Widerstand von
50 Ohm.
Erfindungsgemäß ist von der Ausgangsklemme 56 zum Emitter des Feldeffekttransistors 18 ein Gegen- w
kopplungskreis zurückgeführt, welcher aus einem Hochpaß 11 — 16 mit variabler unterer Grenzfrequenz
und einer Leitung 33 besteht. Der Hochpaß weist einen mit der Ausgangsklemme 56 verbundenen Widerstand
13 und einen Kondensator 16 auf, deren Verbindungspunkt an der Leitung 33 anliegt. Hierdurch wird eine
normale Hochpaßcharakteristik mit einer durch die Werte des Widerstandes 13 und des Kondensators 16
bestimmten unteren Grenzfrequenz fc geschaffen. Durch die in ausgezogenen Linien dargestellte Kurve in
Fig.3 wird diese Hochpaßcharakteristik veranschaulicht Unterhalb der Grenzfrequenz fc liegt aufgrund der
Gegenkopplung über den Widerstand 13 die Gesamtspannungsverstärkung des Signalverstärkers 32 bei 1.
Oberhalb der Grenzfrequenz fc leitet dann der Kondensator 16 zunehmend die Ausgangsspannung nach Masse
ab, so daß der Grad der Gegenkopplung abnimmt und die Verstärkung mit zunehmender Frequenz schnell einen
Wen von etwa 100 erreicht.
Überschreitet die Aiisgangsspaniiung an der Aus
gangsklemme 5b aulgriind eines eine vorbestimmie kritische
Grenze überschreitenden Wertes des F.ingangssignales ί',. ebenfalls eine bestimmte Schwelle, so werden
je nach der Richtung der Ausgangsspannuiis: entweder
eine Schwellten- b/w. Schottky-Diode 11 oder 12 leitend.
Jede der Schwellwert-Dioden II, 12 ist mit einem
Widersland 14 bzw. 15 in Reihe geschaltet. Die Reihenschaltung
der Schwcllwerl-Diode 1 und des Widerstandes
14 ist mit der Reihenschaltung der Schwellwert-Diode 12 und des Widerstandes 15 antipurallel geschaltet.
Diese Parallelschaltung liegt ihrerseits prallet zum Widerstand 13.
Auf diese Weise wird nach dem Leitendwerden einer der Sehweliwert-Dioden U, Ϊ2 parallel zu dem Widerstand
13 ein weiterer Widerstand, nämlich einer der Widerstände 14, 15 geschaltet. Dies bedeutet, daß die
Zeitkonstante des in dem I lochpaß 11 — 16 enthaltenen /?C-Gliedes erniedrigt bzw. die untere Grenzfreqtienz
/i;. erhöht wird. Dies ist in F i g. 3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Danach erhöhl sich also bei höheren
Werten des Eingangssignals (/,.die Verstärkung erst bei
einer deutlich erhöhten Grenzfrequenz. Während die untere Grenzfrequenz fc, normalerweise bei 1 MHz
liegt, steigt sie bei Überschreiten des vorbestimmten
Wertes des Eingangssignales U1- auf beispielsweise einen
Wert von ic, = 10 MHz an.
Aufgrund der symmetrischen Anlegung der Feldeflekttransistoren 17, 18 an den Differenzverstärker 34
wird eine Gleichspannungsdrift vermieden. Die beiden Feldeffekttransistoren 17, 18 bilden eine Leistungsverstärkungsstufe.
deren Spannlingsverstärkung 1 :1 ist. Der Differenzverstärker 34 liefert eine Spannungsver-Stärkung
von etwa 100. Der Leistungsverstärker 36 hat eine Spannungsverstärkung von 1 : 1. Sämtliche Elemente
der Schaltung sind durch Gleichspannungskopplung miteinander verbunden.
Die .Schwellwert-Dioden 11, 12 werden von einer
Spannung von 0,3 V in Durchlaßrichtung ab leitend.
Überstreicht der AblaMliehtstrahl 22 ein Loch, so bedeutet
dies eine schnelle Lichtänderung, d. h. ein relativ hochfrequentes Signal, welches aufgrund der Hochpaßcharaktcrislik
des Signalverstärkers 32 mit der größtmöglichen Verstärkung verstärkt wird.
Gelangt demgegenüber der den eigentlichen Laserstrahl 22 umgebende Lichthof neben der Bahn auf den
Lichlleilstab. so handelt es sich hier um eine relativ zii
den Signaländerungen beim Überfahren eines Loches relativ langsame Änderung, so daß aufgrund der Hochpaßcharakteristik
des Signalverstärkers 32 ein hierdurch hervorgerufenes Signal nur mit der geringsten
Verstärkung von beispielsweise 1 verstärkt wird. Hierzu kommt der vorteilhafte Effekt, daß beim Überschreiten
des vorbestimmten kritischen Eingangssignalwertes die untere Grenzfrequenz des Hochpasses 11 — 16 nach
F i g. 3 um mindestens das Dreifache nach hohen Frequenzen verschoben wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (17)
1. Anordnung zur Signaiauswertung bei einem Lochsuchgerät für Materialbahnen, bei dem ein Abtastlichtstrahl
die Materialbahn in Querrichtung periodisch abtastet und dabei über die Ränder der Materialbahn
hinaustritt, die einen pholoelektrischen
Wandler umfaßt, dessen Ausgangssignal mit einem Signalverslärker verstärkt wird, wobei der Signalverstärker
eine Hochpaßcharaklcristik mit veränderlicher
Grenzfrequenz aufweist und die Grenzfrequenz wesentlich herabgesetzt ist, wenn der Ablastlichtstrahl
auf der Materialbahn ist und einen vorgegebenen Abstand von der Materialkaritc hat, dadurch
gekennzeichnet, daß der Signalverslärker
(32) als Hochpaß ein nichtlineares frequenzabhängiges Übertragungsglied (11,12,13,14,15, 16;
19) aufwcisi. dessen untere Grenzfrequenz (fc) mit
zunehmendem Wert des Eingangssignals (U1) erhöht
wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Grenzfrequenz (fc) des
nichtlinearen frequenzabhängigen Übertragungsgliedes (11, 12, 13, 14, 15, 16; 19) normalerweise
zwischen 100 kHz und 30MHz und vorzugsweise
bei I MHz liegt, und daß nach Überschreiten eines vorbestimmten Wertes des Eingangssignals (U1) die
untere Grenzfrequenz zwischen 1 MH/. und 100 MHz und vorzugsweise bei 10 MHz liegt. m
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die untere Ciren/frequen/ (ft)
um mehr als das Dreifache gesteuert hcraulselzbar
ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, r>
dadurch gekennzeichnet, daß die untere Gren/frcquenz
(fc) bei steigenden Signalpcgeln ungleich der unteren Gren/.frcquenz (fc) bei lallenden Signalpcgeln
ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Verstärkung
des Signalverstärkers (32) gesteuert veränderlich ist und beim Überschreiten eines vorbestimmten Ausgangssignalwertes
herabgesetzt wird.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungshcrabscizung im Verhältnis
100 : 1 bis 3 : I und vorzugsweise etwa 100 : 1 erfolgt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Ver- -,n
Stärkung und/oder der unteren Grenzfrequenz (fc) in einer Zeit erfolgt, die wesentlich kürzer, und zwar
vorzugsweise um 300% bis 3000% kürzer, als der Reziprokwert der unteren Grenzfrequenz (l'c) bei
Eingangspegeln unter dem vorbestimmten Wert des v-,
Eingangssignals (IJ,) ist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverstärker
(32) aus einer Hintereinanderschaltung einer Verstärkerstufe (31) und des als 1 lochpaß aus- bo
gebildeten Übertragungsglieds (19) besteht, an welche /ur Steuerung der geregelten Grollen das Eingangssignal
(I v) angelegt ist.
9. Anordnung nach einem tier Ansprüche I bis 7.
dadurch gekennzeichnet, dall der Signalverstürkcr (v">
(32) eine Gegenkopplung mit dem Übertragungsglied
(II, 12, Π, 14, IS, Ib) aufweist.
111. \iiiirdnil 111: nach Anspruch 1V dadurch gekennzeichnet,
daß das Übertragungsglied (11,12, 13, 14,
15,16) am Ausgang des SignaJverstärkers (32) angeordnet
und über eine Leitung (33) zum Eingang rückgekoppelt ist.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied aus einem
die niedrige untere Grenzfrequenz (fc) bestimmenden, einen Widerstand (13) und einen anschließend
an Masse liegenden Kondensator (16) aufweisenden /?C-Glied und einer die höhere untere
Grenzfrequenz (fc) bestimmenden, dazu parallelen Schaltung mit vorzugsweise niedrigeren Widerständen
(14, 15) und damit in Reihe geschalteten Schwellenwcrtdioden
(11,12) besteht.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertdioden (11, 12)
Schottky-Dioden sind.
13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schellenwertdioden
(11,12) mit in Reihe liegenden Widerständen (14, 15)
antiparallel geschaltet sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Signalverstärkers (32) zwei Feldeffekt-Transistoren
(17, 18) symmetrisch an die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers (34) angelegt sind und daß die
Emiite; der beiden Feldeffekt-Transistoren (17, 18) an das Eingangssignal (Uc) bzw. die Gegenkoppliingsspannung
angeschlossen sind.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß am Eingang des Differenzverstärkers (34) ein Offset-Abglciehskreis (35) angeschlossen
ist.
Ib. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15. dadurch
gekennzeichnet, dall die f-'cldcffckt-'T ransisiorcn
(17, 18) eine Leisiungsverstärkungsstufe und der
Differenzverstärker (34) eine Spannungsversiärkungsstule
bilden.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Differenzverstärker
(34) und das Übertragungsglied (11, 12, 13, 14, 15, 16) ein Leistungsverstärker (36)
geschaltet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3013549A DE3013549C2 (de) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Anordnung zur Signalauswertung bei einem Lochsuchgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3013549A DE3013549C2 (de) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Anordnung zur Signalauswertung bei einem Lochsuchgerät |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3013549A1 DE3013549A1 (de) | 1982-01-28 |
| DE3013549C2 true DE3013549C2 (de) | 1984-06-14 |
Family
ID=6099542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3013549A Expired DE3013549C2 (de) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Anordnung zur Signalauswertung bei einem Lochsuchgerät |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3013549C2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3739436C1 (de) * | 1987-11-20 | 1989-03-30 | Sick Optik Elektronik Erwin | Optisches Lochsuchgeraet |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3325126C1 (de) * | 1983-07-12 | 1985-01-31 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Oberflächenabtastvorrichtung |
| DE3325136C1 (de) * | 1983-07-12 | 1984-11-22 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Fehlersuchgerät für Bahnen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL279098A (de) * | 1961-05-31 | |||
| DE2064959C3 (de) * | 1969-01-17 | 1975-05-07 | Sira Institute, Chislehurst, Kent (Grossbritannien) | Elektronische Auswerteeinrichtung, welche von einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung, die zur Fehlerabtastung von Materialoberflächen verwendet wird, ein Ausgangssignal erhält |
-
1980
- 1980-04-09 DE DE3013549A patent/DE3013549C2/de not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3739436C1 (de) * | 1987-11-20 | 1989-03-30 | Sick Optik Elektronik Erwin | Optisches Lochsuchgeraet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3013549A1 (de) | 1982-01-28 |
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