CS257231B1

CS257231B1 - Wiring of the adaptive amplifier for the optoelectric signal of the weft yarn sensor

Info

Publication number: CS257231B1
Application number: CS862818A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Bek; Jiri Cernocky
Original assignee: Vaclav Bek; Jiri Cernocky
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS281886A1

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.The purpose of the circuit is to implement a temperature- and long-term stable and reproducible in series production matching amplifier of the optoelectric elements of the weft thread sensor for a weaving machine, amplifying only the signal whose amplitude exceeds the selected threshold voltage level. The goal is achieved by amplifying the signal with a stable amplifier and feeding it to one input of the comparator. The DC voltage at the other input of the comparator creates the threshold of the matching amplifier function.

Description

Vynález se týká zapojení přizpůsobovacího zesilovače pro signál optoelektrických snímačů útkové nitě, zejména útkové zarážky pro tkací stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a wiring adapter for signaling optoelectric weft yarn sensors, in particular weft stops for weaving machines.

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.In weaving machines, optoelectric sensors are used to check the yarn, which operate either on the principle of interruption of the light beam by the weft thread or on the principle of reflection of the light beam from the thread. Depending on the design of the optoelectric system, the signal generated by the optoelectric system may have positive or negative pulses. This signal is amplified and adjusted in the matching amplifier so that the next logical partition is able to evaluate it correctly. The matching amplifier ensures the correct amplitude and phase of the useful signal and sufficient suppression of interfering signals such as noise, hum, etc.

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.In the known circuit, linear amplifiers are used predominantly in the matching amplifier, the selection of the useful and disturbing signal being carried out by a voltage divider. The wiring includes a setting element - potentiometer. The disadvantage of this solution is the necessity of setting the potentiometer, but mainly the fact that when the interference signal is weakened by the potentiometer, the useful signal is also attenuated.

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.It is also known to adapt an amplifier that improves the signal-to-noise ratio by amplifying the signal up to a certain selected threshold level. This is achieved by adjusting the wiring of the linear amplifier. However, such connections are characterized by low temperature stability of the threshold level. The influence of the semiconductor element parameters on the properties of the matching amplifier makes it possible to exclude an adjusting element that has a beneficial effect on the long-term stability of the matching amplifier.

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.It is an object of the present invention to overcome these drawbacks by providing an amplifier for the optoelectric signal element of the weft yarn sensor comprising a linear amplifier, to which an optoelectric element signal is input. The output of the linear amplifier is connected to the first comparator input, the second input of which is connected to the bias source and the comparator output is connected to the output terminal of the matching amplifier.

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.Here, the orientation of the two comparator inputs, the type of linear amplifier and the polarity of the bias source relative to the voltage of the first comparator input depend on the desired polarity of the input and output signals. The absolute value of the voltage for the bias source and the value of the voltage gain of the linear amplifier depends on the desired threshold voltage value.

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.The advantage of the circuitry according to the invention is above all the temperature and long-term stability of the threshold voltage and voltage amplification. For reproducibility in series production, it is also an advantage that the design wiring assures all parameters using the design values of the components, without the need for additional adjustment. The adjusting elements are not required. The simplicity of the design allows for miniaturization, so that the matching amplifier can be placed in any part of the weft yarn sensor.

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.The wiring of the invention is shown in the block diagram of Fig. 1 and Fig. 2 is an example of the wiring for the positive and polarity input and output signals. Figures 3 to 6 show graphically the functions of the matching amplifier in different situations according to the polarity of the input and output signals.

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) komparátoruThe input signal from the photoelectric elements is input to the matching _1 amplifier as a whole, which is also the input of the linear amplifier 10 the output of the second ³ and 2 connected to a first input of comparator 4 ^ j>. The second comparator input 5 is connected to a bias source. The output 1 of the matching amplifier as a whole is simultaneously the output 1 of the comparator

6.6.

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.If the linear amplifier 2 is of the non-inverting type and the first comparator input 6 is non-inverting and the second input 5 is inverting and the voltage at the bias source 6 is greater than the bias voltage at the first comparator input 6, the matching amplifier processes the positive polarity input signal. the output pulses 12 have a positive polarity.

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.If the amplifier 2 is of the non-inverting type and if the first input 2 of the comparators 2 is inverting and the second input is non-inverting and the voltage at the source Her bias is lower than the bias voltage at the first input 4 of the comparators 6, the matching amplifier the pulses 12 have positive polarity.

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.If the linear amplifier 2 is of the non-inverting type and if the first input 4 of the comparators 6 is inverting and the second input 5 is non-inverting and the voltage at source J1 is greater than the bias voltage at the first input 2 of comparators 6, the polarities and the output pulses 12 have a negative polarity.

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.If the linear amplifier 2 is of the non-inverting type and if the first input 2 of the comparators 6 is non-inverting and the second input J1 is inverting and the voltage at the source J1 is lower than the bias voltage at the first input 2 of the comparators 2. the output pulses 12 have a negative polarity.

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.If the linear amplifier 2 is of the inverting type and if the first input 4 of the comparators 6 is inverting and the second input is non-inverting and the voltage at the bias source is lower than the bias voltage at the first input 2 of the comparators 6, the output pulses 12 have a positive polarity.

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.If the linear-amplifier 2 is of the inverting type and if the first input 2 of the comparators 6 is non-inverting and the second input 5 is inverting and the voltage at the bias source is higher than the bias voltage at the first input 2 of the comparators 2, the matching amplifier processes the negative polarity input signal 11. and the output pulses 12 have a positive polarity.

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.If the linear amplifier 2 is of the inverting type and if the first input 4 of the comparators 6 is non-inverting and the second input is inverting and the voltage at the bias source is lower than the bias voltage at the first input 2 of the comparators 6, the matching amplifier processes the positive polarity input signal 11. and the output pulses 12 have a negative polarity.

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.If the linear amplifier 2 is of the inverting type and if the first input 4 of the comparators 2 is inverting and the second input J5 is non-inverting and the voltage at the source J! the bias voltage is higher than the bias voltage at the first input 4 of the comparators 6, the matching amplifier processes the negative polarity input signal 11, and the output pulses 12 have the negative polarity.

Činnost přizpůsobovacího zesilovače je následující:The operation of the matching amplifier is as follows:

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.The input signal 11 is amplified in the linear amplifier 2 and is applied to the first input 4 of the comparators 2. The amount of voltage at the source bias is set to bias between the inputs 4 and 5 of the comparators 2 determining the threshold voltage level 13 together with the value of the voltage gain by the linear amplifier 2. If the amplitude of the input signal 11 exceeds the threshold voltage 13, the amplitude at the output 2 of the linear amplifier 2 also exceeds the set bias between inputs 2 and 5 on the comparators 6. This will cause the level at output 9 of the comparators 6 to be overturned. amplifiers.

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.The particular circuit according to the scheme in Fig. 2 operates as follows: The input signal 22 (see Figs. 3-6) is applied via a coupling capacitor to the input 10 of the linear amplifier 2 in a non-inverting circuit, which is commonly known. Amplification at the amplifier is set by elements R₁, R₃, C ₂ - Bias for the comparator input 2 ^e j is set by the voltage divider including a series of resistors R, R _2, R. The values of said components are designed so that when the amplitude of the input signal 11 rises above the threshold voltage level! 13 instantaneous voltage value increased! on the output 2 of the linear amplifier 2 above the voltage set on the second input 2 of the comparators 6. This change is transmitted as the output pulse 12 (Figs. 3-6) of the positive polarity to the output 2 of the comparators 6 which is .

Claims

object of the invention

Connection of an optoelectric amplifier for a weft yarn sensor signal comprising a linear amplifier to which an optoelectric element signal is input, characterized in that the output (3) of the linear amplifier (2) is connected to the first input (4) of the comparator (6). the second input (5) is connected to the bias source (8) and the output (9) of the comparator (6) is connected to the output terminal (7) of the matching amplifier as a whole.