CS241177B1 - Zapojení fotoelektrického snímače děrné pásky - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení fotoelektrického snímače děrné pásky.

Ve fotoelektrickém snímači děrné pásky je děrná páska prosvěcována ze zdroje nebo zdrojů světla, uspořádaných po jedné její straně, přičemž světlo prochází děrnou páskou pouze v případě, že v ní je vytvořen datový otvor. Snímání prošlého světla se provádí fotocitlivými prvky, uspořádanými po druhé straně děrné pásky. Na kvalitu snímané informace má vliv několik faktorů, a sice velikost elektrického příkonu dodávaného do zdroje světla, účinnost zdroje světla, kterou je dán poměr příkonu přeměněného v teplo a příkonu přeměněného v užitečný světelný tok, dále citlivost fotocitlivého prvku, způsob zapojení fotocitlivého prvku v elektrickém obvodu a konečně způsob vyhodnocení analogového elektrického signálu, vznikajícího v tomto obvodu. Navíc k těmto faktorům přistupuje kvalita děrné páky, jejíž kontrast, to je poměr světelného' toku procházejícího otvory v děrné pásce a světelného toku, procházejícího neporušenou páskou, definuje průsvitnost děrné pásky.

Některé z uvedených veličin mají v praxi kolísavou hodnotu, například již na základě výrobních tolerancí. Jsou ta' především účinnost světelného zdroje a kontrast děr241177 né pásky, které ovlivňují velikost světelného toku dopadajícího na snímací prvek a dále citlivost tohoto snímacího prvku, která ovlivňuje velikost elektrického signálu generovaného v závislosti na dopadajícím světle. Protože na výstupu celého zařízení se předpokládají jisté standardní signály, odpovídající datovým otvorům nebo plné děrné pásce, je často obtížné vyhodnotit spolehlivě snímanou děrnou pásku. Dosud se tento problém řeší většinou tak, že po vyhodnocení výsledných poměrů ve snímači se provede korekce proudu zdroje světla, čímž se změní velikost světla emitovaného' zdrojem, nebo se změní citlivost obvodu fotocitlivého prvku, zpravidla změnou hodnoty odporu v zapojení. Zatímco první způsob má v případě zvětšování proudu za následek zvýšené tepelné ztráty zdroje světla, uskutečňuje se druhý způsob poměrně obtížně, protože obvody fotocitlivých prvků jsou téměř vždy pro každou stopu děrné pásky oddělené. Teprve po některé z těchto korekcí postupuje analogový signál, již do určité míry standardizovaný, do vyhodnocovacího obvodu, který jej převádí na logické úrovně, požadované na výstupu snímače děrné pásky.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení, fotoelektrického snímače děrné pásky podle

I vynálezu, jehož podstatou je, že výstup každého fotocitlivého prvku je připojen na první vstup jemu přiřazeného komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní, kdežto na druhý vstup každého komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní je připojen výstup nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí,' přičemž výstup každého komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní tvoří samostatný výstup zapojení.

Na druhý vstup každého komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní je připojen výstup společného nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí. Výstup každého fotocitlivého prvku je dále připojen na jemu přiřazený vstup vyhodnocovací logické sítě, jejíž ovládací výstup je připojen na ovládací vstup společného nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí.

Výhodou zapojení fotoelektrického snímače děrné pásky podle vynálezu je jeho jednoduchost, spolehlivost při odstranění nepříznivého vlivu různých faktorů, spočívajících v nedokonalosti a zejména v širokých výrobních tolerancích při výrobě zdrojů světla, fotocitlivých prvků a děrných pásek.

Příklad zapojení, fotoelektrického snímače děrné pásky podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, na nichž obr. 1 představuje blokové schéma zapojení, obr. 2 průběh napětí na výstupech fotocitlivých prvků, obr. 3 průběh napětí logického signálu, odvozeného z napětí podle obr. 2, obr. 4 průběh alternativního napětí na výstupech fotocitlivých prvků, obr. 5 průběh alternativního napětí logického signálu, odvozeného z napětí podle obr. 4.

Po jedné straně pětistopé děrné pásky 1, znázorněné v příčném řezu, a spřažené s neznázorněným pohonem, jsou uspořádány zdroje světla, například světelné diody, a sice první zdroj 11 světla pro první stopu, druhý zdroj 12 světla pro druhou stopu, třetí zdroj 13 světla pro třetí stopu, čtvrtý * zdroj 14 světla pro čtvrtou stopu a pátý zdroj 15 světla pro pátou stopu. Po druhé straně děrné pásky -1 jsou uspořádány fotocitlivé prvky, například fototranzistory, a sice první fotocitlivý prvek 21 pro první stopu, druhý fotocitlivý prvek 22 pro druhou stopu, třetí fotocitlivý prvek 23 pro třetí stopu, čtvrtý fotocitlivý prvek 24 pro čtvrtou stopu a pátý fotocitlivý prvek 25 pro' pátou stopu.

Výstuip 0211 prvního fotocitlivého prvku 21 je připojen na první vstup 210 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 311 prvního komparátoru 31 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0311 tvoří současně první výstup 091 zapojení pro připojení na neznázorněný počítač. Výstup 0221 druhého fotocitlivého prvku 22 je připojen na druhý vstup 220 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 321 druhého komparátoru 32 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0321 tvoří současně druhý výstup 092 zapojení pro připojení na počítač. Výstup 0231 třetího fotocitlivého prvku 23 je připojen na třetí vstup 230 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 331 třetího komparátoru 33 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0331 tvoří současně třetí výstup 093 zapojení pro připojení na počítač.

Výstup 0241 čtvrtého fotocitlivého prvku 24 je připojen na čtvrtý vstup 240 vyhodnocovací logické sítě 2 'a na první vstup 341 čtvrtého komparátoru 34 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0341 tvoří současně čtvrtý výstup 094 zapojení pro připojení na počítač. Výstup 0251 pátého fotocitlivého prvku 25 je připojen na pátý vstup 250 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 351 pátého komparátoru 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0351 tvoří současně pátý výstup 095 zapojení pro připojení na počítač.

Ovládací výstup 0210 vyhodnocovací logické sítě 2 je připojen na ovládací vstup 310 společného nastavitelného zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí, jehož výstup 0310 je připojen na druhý vstup 312 prvního komparátoru 31 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, na druhý vstup 322 druhého komparátoru 32 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, na druhý vstup 332 třetího komparátoru 33 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, na druhý vstup 342 čtvrtého komparátoru 34 napětí s nastavitelnou spínací úrovní a pa druhý vstup 352 pátého komparátoru 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní.

Jako komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní lze použít operačních zesilovačů. Místo společného nastavitelného zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí lze použít zvláštních nastavitelných zdrojů stejnosměrného referenčního napětí pro každý komparátor 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní. Při ručním řízení společného nastavitelného zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí odpadá vyhodnocovací logická síť 2, kterou může být například mikropočítač s digitálně-analogovým převodníkem.

Světelný tok zdrojů 11 až 15 světla je přerušován děrnou páskou 1. Výsledkem je analogové napětí vlnovitého průběhu na výstupech 0211 až 0251 fotocitlivých prvků 21 až 25, přičemž horní amplituda odpovídá plně děrné pásce 1 a dolní amplituda středu datového otvoru. Analogové napětí vlnovitého průběhu, znázorněné na obr. 2, vzniká při velké účinnosti zdrojů 11 až 15 světla, při malé citlivosti fotocitlivých prvcích 21 až 25 a při málo kontrastní, například promaštěné děrné pásce 1. Toto analogové napětí vlnovitého průběhu má malou amplitudu a celý jeho průběh je v nízké úrovni, což znamená, že děrná páska 1 značně propouští světlo. Analogové napětí vlnovitého průběhu se přivádí na první vstup 311 až 351 prvního až pátého komparátoru 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní. Na druhý vstup 312 až 352 prvního až pátého komparátoru 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní se přivádí stejnosměrné referenční napětí, které se rovná. přibližně střední hodnotě analogového napětí vlnovitého průběhu.

Výsledkem je, že komparátory 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní budou přepínat do logických stavů zhruba uprostřed rozkmitu analogového napětí vlnovitého průběhu, takže na jejich výstupu 0311 až 0351 bude logický signál o průběhu, který je znázorněn na obr. 3. Analogové napětí vlnovitého průběhu, znázorněné na obr. 4, vzniká při účinných zdrojích 11 až 15 světla, při citlivých fotocitlivých prvcích 21 až 25 a při kontrastní děrné pásce 1, takže rozkmit napětí je téměř v rozsahu napájecího napětí. Po nastavení referenčního napětí bude logický signál na výstupu komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, znázorněný na obr. 5, stejně veliký, jako v předchozím případě. Z obr. 2, 3, a 4, 5 je patrno, že při referenčním napětí U 0310 rovnajícím se střední hodnotě napětí U 0211 h- 0251, je při konstantní rychlosti posuvu děrné pásky 1 zhruba stejná délka trvání logických impulsů, odpovídajících otvoru a mezeře mezi otvory na děrné pásce 1.

V případě potřeby však lze zvýšením referenčního napětí dosáhnout za stejných podmínek prodloužení impulsů, odpovídajících mezeře mezi otvory v děrné pásce 1 na úkor impulsů, odpovídajících mezeře mezi otvory v· děrné pásce 1 na úkor impulsů, odpovídajících otvorů v děrné pásce 1 a naopak. Vzhledem k tomu, že odchylky rozhodujících faktorů se projevují většinou pro všechny stopy děrné pásky 1 přibližně stejně, lze s výhodou použít jednoho společného nastavitelného' zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí, .přičemž tento lze dále ovládat automaticky vyhodnocovací logickou sítí 2, v závislosti na napětí na výstupu 0211 až 0251 fotocitlivých prvků 21 až 25. Použití komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní dovoluje snadné zavedení hystereze do přechodového děje překlápění komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, což se projeví ve větší spolehlivosti vyhodnocení vyděrované informace.

Zapojení podle vynálezu lze použít ve sdělovací a záznamové technice, zejména ve snímačích děrné pásky, které slouží jako periferní- jednotky u počítačů, dálnopisů a jim podobných jednotek.

Claims (3)

1. predmet

   1. Zapojení fotoelektrického snímače děrné pásky, v němž je po jedné straně děrné pásky spřažené s pohonem uspořádán alespoň jeden zdroj světla a po druhé straně děrné pásky pro každou stopu jeden fotocitlivý prvek, vyznačené tím, že výstup (0211 až 0251) každého fotocitlivého prvku (21 až 25) je připojen na první vstup (311 až 351) jemu přiřazeného komparátoru (31 až 35) napětí s nastavitelnou spínací úrovní, kdežto na druhý vstup (312 až 352) každého komparátoru (31 až 35) napětí s nastavitelnou spínací úrovní je připojen výstup nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí, přičemž výstup (0311 až 0351) každého komparátoru (31 až 35)

   VYNALEZU napětí s nastavitelnou spínací úrovní tvoří samostatný výstup (091 až 095) zapojení.
2. 2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že na druhý vstup (312 až 352) každého komparátoru (31 až 35) napětí s nastavitelnou spínací úrovní je připojen* výstup (0310) společného nastavitelného zdroje (3) stejnosměrného referenčního napětí.
3. 3. Zapojení podle bodu 2 vyznačené tím, že výstup (0211 až 0251) každého· fotocitlivého prvku (21 až 25) je dále připojen na jemu přiřazený vstup (210 až 250) vyhodnocovací logické sítě (2), jejíž ovládací výstup (0210) je připojen na ovládací vstup (310) společného nastavitelného zdroje (3) stejnosměrného referenčního napětí.