CS257231B1 - Zapojení přizpůsobovacího zesilovače pro signál optoelektríckých prvků snímače útkové nitě - Google Patents

Abstract

Očelem zapojení je realizace teplotně a dlouhodobě stabilního a v sériové výrobě reprodukovatelného přizpůsobovacího zesilovače signálu optoelektríckých prvků snímače útkové nitě pro tkaci stroj, zesilujícícho pouze signál, jehož amplituda, přesáhne zvolenou prahovou napěťovou úroveň. Cíle je dosaženo tím, že signál je zesílen stabilním zesilovačem a je přiveden na jeden vstup komparátoru. Stejnosměrné napětí na druhém vstupu komparátoru vytváří práh funkce přizpůsobovacího zesilovače.

Description

Vynález se týká zapojení přizpůsobovacího zesilovače pro signál optoelektrických snímačů útkové nitě, zejména útkové zarážky pro tkací stroje.

U tkacích strojů jsou ke kontrole nitě používány optoelektrické snímače, které pracují bud na principu přerušení světelného paprsku útkovou nití nebo na principu odrazu světelného paprsku od této nitě. Podle konstrukce optoelektrického systému může mít signál, generovaný optoelektrickým systémem, po dobu kladných nebo záporných impulsů. Tento signál je v přizpůsobovacím zesilovači zesílen a upraven tak, aby jej následující logická část byla schopna správně vyhodnotit. Přizpůsobovací zesilovač zajištuje správnou amplitudu a fázi užitečného signálu a dostatečné potlačení rušivých signálů jako je Šum, brum apod.

Ve známém zapojení se používají v přizpůsobovacím zesilovači převážně lineární zesilovače, přičemž selekce užitečného a rušivého signálu se provádí napětovým deličem. Zapojení obsahuje nastavovací prvek - potenciometr. Nevýhodou uvedeného řešení je jednak nutnost nastavování potenciometru, hlavně však skutečnost, že při zeslabení rušivého signálu potenciometrem se zeslabí i signál užitečný.

Je známo i zapojeni přizpůsobovacího zesilovače, které zlepšuje poměr napětí signálu a šumu,tím, že zesiluje signál až od určité, zvolené nastavené prahové úrovně. Toho je dosaženo úpravou zapojení lineárního zesilovače. Taková zapojení se však vyznačují malou teplotní stabilitou prahové úrovně. Vliv parametrů polovodičových prvků na vlastnosti přizpůsobovacího zesilovače zenemožňuje vyloučit nastavovací prvek, který má příznivý vliv na dlouhodobou stabilitu přizpůsobovacího zesilovače.

Cílem vynálezu je odstraněni uvedených nedostatků, a to zapojením přizpůsobovacího zesilovače pro signál optoelektrických prvků snímače útkové niti, zahrnující lineární zesilovač, na jehož vstup je přiveden signál z optoelektrických prvků. Výstup lineárního zesilovače je připojen na první vstup komparátoru, jehož druhý vstup je připojen na zdroj předpětí a výstup komparátoru je připojen na výstupní svorku přizpůsobovacího zesilovače.

Přitom orientace obou vstupů komparátoru, typ lineárního zesilovače a polarita zdroje předpětí, vztažená k napětí prvního vstupu komparátoru závisí na požadované polaritě vstupního a výstupního signálu. Absolutní hodnota napětí pro zdroj předpětí a hodnota napětového zesílení lineárního zesilovače závisí na požadované hodnotě prahového napětí.

Výhodou zapojení podle vynálezu je především teplotní a dlouhodobá stabilita prahového napětí a napětového zesílení. Pro reprodukovatelnost v sériové výrobě je též výhodou, že navržené zapojení má zaručeny všechny parametry při použití navržených hodnot součástek, bez nutnosti dodatečného seřizováni. Nastavovací prvky odpadají. Jednoduchost provedení umožňuje miniturizaci, takže přizpůsobovací zesilovač lze umístit do libovolné části snímače útkové niti.

Zapojení vynálezu je znázorněno v blokovém schématu na obr. 1 a na obr. 2 je příklad zapojeni pro vstupní a výstupní signál kladné polarity. Na obr. 3 až 6 jsou graficky zobrazeny funkce přizpůsobovacího zesilovače v různých situacích podle polarity vstupních a výstupních signálů.

Vstupní signál z optoelektrických prvků je přiváděn na vstup _1 přizpůsobovacího zesilovače jako celku, který je současně vstupem 10 lineárního zesilovače 2. Jeho výstup 2 3^e spojen s prvním vstupem 4^ komparátoru j>. Druhý vstup .5 komparátoru jj je připojen ke zdroji ji předpětí. Výstup J_ přizpůsobovacího zesilovače jako celku je současně výstupem j) komparátoru

6.

Je-li lineární zesilovač 2 neinvertujícího typu a je-li první vstup £ komparátoru jj neinvertující a druhý vstup 5 invertující a napětí na zdroji £ předpětí je větší, než klidové napětí na prvním vstupu komparátoru 6, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál íl kladné polarity a výstupní impulsy 12 mají polaritu kladnou.

Je-li zesilovač 2 neinvertujícího typu a je-li první vstup 2 komparátorů 2 invertující a druhý vstup neinvertu jící a napětí na zdroji Jí předpětí je nižší než klidové napětí na prvním vstupu 4 komparátorů 6, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 záporné polarity a výstupní impulsy 12 máji kladnou polaritu.

Je-li lineární zesilovač 2 neinvertu jícího typu a je-li první vstup 4. komparátorů 6 invertující a druhý vstup J5 neinvertující a napětí na zdroji Jí předpětí je větší než klidové napětí na prvním vstupu 2 komparátorů 6, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 kladné polarity a výstupní impulsy 12 mají polaritu zápornou.

Je-li lineární zesilovač 2 neinvertujícího typu a je-li první vstup 2 komparátorů 6 neinvertující a druhý vstup Jí invertující a napětí na zdroji Jí předpětí je nižší než klidové napětí na prvním vstupu 2 komparátorů 2> zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 záporné polarity a výstupní impulsy 12 mají polaritu zápornou.

Je-li lineární zesilovač 2 invertujícího typu a je-li první vstup 4 komparátorů 6 invertující a druhý vstup jí neinvertující a napětí na zdroji jí předpětí je nižší než klidové napětí na prvním vstupu 2 komparátorů 6, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 kladné polarity a výstupní impulsy 12 mají polaritu kladnou.

Je-li lineární-zesilovač 2 invertujícího typu a je-li první vstup 2 komparátorů 6 neinvertující a druhý vstup 5 invertující a napětí na zdroji JJ předpětí je vyšší než klidové napětí na prvním vstupu 2 komparátorů 2, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 záporné polarity a výstupní impulsy 12 mají polaritu kladnou.

Je-li lineární zesilovač 2 invertujícího typu a je-li první vstup 4 komparátorů 6 neinvertující a druhý vstup j> invertující a napětí na zdroji J3 předpětí je nižší než klidové napětí na prvním vstupu 2 komparátorů 6, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 kladné polarity a výstupní impulsy 12 mají polaritu zápornou.

Je-li lineární zesilovač 2 invertujícího typu a je-li první vstup 4 komparátorů 2 invertující a druhý vstup J5 neinvertující a napětí na zdroji J! předpětí je vyšší než klidové napětí na prvním vstupu 4_ komparátorů 6, zpracovává přizpůsobovací zesilovač vstupní signál 11 záporné polarity a výstupní impulsy 12 mají zápornou polaritu.

Činnost přizpůsobovacího zesilovače je následující:

Vstupní signál 11 je zesílen v lineárním zesilovači 2 a je přiveden na první vstup 4 komparátorů 2· Velikostí napětí na zdroji Ji předpětí se nastaví předpětí mezi vstupy 4 a 5 komparátorů 2, určující úroveň prahového napětí 13 spolu s hodnotou napěťového zesílení lineárním zesilovačem 2. Překročí-li amplituda vstupního signálu 11 prahové napětí 13, překročí také amplituda na výstupu 2 lineárního zesilovače 2 nastavené předpětí mezi vstupy 2 a 5 na komparátorů 6. Tím dojde k překlopení úrovně na výstupu 9 komparátorů 6, což se projeví jako výstupní impuls 12 přizpůsobovacího zesilovače.

Konkrétní zapojení podle schématu v obr. 2 pracuje následovně: Vstupní signál 22 (viz obr. 3 až 6) je přivedeni přes vazební kondenzátor na vstup 10 lineárního zesilovače 2 v neinvertujícím zapojení, které je běžně známé. Zesíleni na tomto zesilovači je nastaveno pomocí prvků R^, R^, C₂- Předpětí pro vstupy komparátorů 2 j^e nastaveno napěťovým děličem, sestaveným z odporů R^, R₂, R^. Hodnoty uvedených součástek jsou navrženy tak, aby při vzrůstu amplitudy vstupního signálu 11 nad úroveň prahového napět! 13 vzrostla okamžitá hodnota napět! na výstupu 2 lineárního zesilovače 2 nad napětí nastavené na druhém vstupu 2 komparátorů 6. Tato změna se přenese jako výstupní impuls 12 (obr. 3 až 6) kladné polarity na výstup 2 komparátorů 6, který je současně výstupkem T_ přizpůsobovacího zesilovače jako r?elku.

Claims (1)

1. předmEt vynálezu

   Zapojení přizpůsobovacího zesilovače pro signál optoelektrických prvků snímače útkové niti zahrnující lineární zesilovač, na jehož vstup je přiveden signál optoelektrických prvků, vyznačené tím, že výstup (3) lineárního zesilovače (2) je připojen na první vstup (4) komparátoru (6), jehož druhý vstup (5) je připojen na zdroj (8) předpětí a výstup (9) komparátoru (6) je připojen na výstupní svorku (7) přizpůsobovacího zesilovače jako celku.