DE1159197B

DE1159197B - Schaltungsanordnung zur Einstellung einer Begrenzerspannung fuer lichtelektrische Abtaster

Info

Publication number: DE1159197B
Application number: DEI17330A
Authority: DE
Inventors: Charles Eugene Branscomb; Harold Frederick Martin
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1958-12-04
Filing date: 1959-12-04
Publication date: 1963-12-12
Also published as: FR1242503A; US3088665A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einstellung einer einen Begrenzer steuernden Begrenzerspannung für die lichtelektrische Abtastung von Markierungssätzen auf einem Aufzeichnungsträger.

Bei der optischen Abtastung von Markierungen auf Aufzeichnungsträgern wird die Änderung des reflektierten Lichtes festgestellt. Da jedoch der Betrag des reflektierten Lichtes vor allem an den nicht markierten Stellen des Aufzeichnungsträgers von der Oberflächenbeschaffenheit, Farbe usw. des Auf zeichnungsträgers stark abhängig ist und unter Umständen innerhalb eines abzutastenden Stapels Aufzeichnungsträgers stark abhängig merklichen Schwankungen unterworfen sein kann, ist eine Anpassung der Auswertevorrichtung an diesem Umstand zweckmäßig. Eine Einstellung einer Bezugs- oder Begrenzerspannung von Hand ist jedoch bei den angeführten möglichen Schwankungen unbefriedigend. Fehlablesungen, z. B. keine Anzeige bei einer schwach gekennzeichneten Markierungsstelle oder Anzeige infolge einer geringfügigen nicht durch eine Markierung bedingten Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit des Aufzeichnungsträgers, können vermieden werden, wenn eine Bezugs- oder Begrenzerspannung der Auswertevorrichtung selbsttätig an die Oberflächenbeschaffenheit des jeweilig abgetasteten Aufzeichnungsträgers angepaßt wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß jeder Markierungssatz jeder Spalte eines Aufzeichnungsträgers zweimal abgetastet wird und eine Steuereinrichtung die Impulse der ersten Abtastung an auf Impulshöhe ansprechende Schaltmittel weiterleitet, um die Impulshöhe des kleinsten abgetasteten Impulses festzustellen und einen Speicher, der die Höhe der Begrenzerspannung bestimmt, entsprechend einzustellen, und daß anschließend die Impulse der zweiten Abtastung nur auf den Begrenzer gegeben werden.

Die Steuereinrichtung besteht aus je einer von einer Synchronisiereinrichtung geschalteten UND- und ODER-Schaltung.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung bestehen die auf Impulshöhe ansprechenden Schaltmittel aus einer mit der Kathode an einem einstellbaren Spannungsteiler angeschlossenen Diode, und als Speicher dient ein an der Anode der Diode angeschlossener Kondensator, dessen Potential durch einen Kathodenverstärker dem Begrenzer zugeführt wird. Das Anfangspotential des Kondensators wird durch einen an einem Spannungsteiler angeschlossenen Schalter periodisch vor Beginn der ersten Abführung jeder Spalte eingestellt.

Schaltungsanordnung

zur Einstellung einer Begrenzerspannung

für lichtelektrische Abtaster

Anmelder:

International Business Machines Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. R. Schiering, Patentanwalt,
Böblingen (Württ), Bahnhofstr. 14

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Dezember 1958 (Nr. 778 197)

Charles Eugene Branscomb, Endwell, N. Y.,
und Harold Frederick Martin, San Jose, Calif.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Steuergerätes zur selbsttätigen Einstellung der Begrenzerspannung in Verbindung mit einem Registrierkarten-Auswertgerät und an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild des Steuergerätes,

Fig. 2 eine Darstellung des zeitlichen Spannungverlaufes an verschiedenen Stellen der Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Gerätes zur Abtastung von Markierungen auf Registrierkarten dargestellt, in dem die Erfindung verwirklicht ist. Die Karten weisen mehrere Spalten von Markierungsstellen auf, von denen einige Stellen z. B. durch einen Bleistiftstrich markiert sind. Die Karte 3 hat gemäß Fig. 1 sieben Markierungsstellen in jeder Spalte, die durch die Bezugszeichen Cl bis Cl — von oben nach unten gelesen — bezeichnet sind. Die dicke durchgehende Linie durch die Stelle C 4 in der Mittelspalte und durch die zweite Stelle in den benachbarten Spalten sowie die schwach markierte Stelle C 2 in der zweiten Spalte zeigen die auf der Karte ausgewählten Stellen an. Die schwach markierte Stelle C 2 kann z. B. eine radierte Stelle sein, wobei die dadurch be-

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dingte Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit Umkehrung in einer Umkehrstufe 17 einer dritten des Aufzeichnungsträgers gleichfalls noch einen aus- Diode Z) 3 der ODER-Schaltung 15 zugeführt. Die reichenden Impuls bei der Abtastung liefern soll. zeitlichen Beziehungen und die Zwecke dieser Im-

Die Karten werden schrittweise an einer Abtast- pulse werden weiter unten beschrieben, station vorbei mittels einer Kartentransportvorrich- 5 Der Ausgang der UND-Schaltung 13 ist über einen tung befördert, die durch die Transportrolle 5 an- Glättungskondensator 19 mit dem auf Nullpotential gedeutet ist, die mit einer mechanischen Antriebs- liegenden Massepol und über einen Begrenzungsund Synchronisiereinrichtung? verbunden ist. Da die widerstand 21 mit dem Gitter einer Begrenzerröhre Ausbildung der Transporteinrichtung nicht in den 23 verbunden, deren Anode über einen Widerstand Rahmen der Erfindung fällt, soll nur darauf hinge- io 25 an eine positive Spannung + 150 Volt und über wiesen werden, daß die Karten so vorgeschoben einen Kondensator 29 an eine Ausgangsklemme 27 werden, so daß die Spalten nacheinander in der Ab- angeschlossen ist. Die Kathode der Begrenzerröhre 23 taststation bei Stillstand der Karten abgetastet wer- ist über Widerstand 31 mit einer Begrenzer-Steuerden. Der Abtastkopf besitzt für jede Markierungs- Spannungsleitung 33 verbunden, die ihrerseits an das stelle einer Spalte eine Lichtquelle, z. B. sieben 15 Gitter der Röhre 23 über eine Begrenzerdiode 35 Glimmlampen JVl bis JV7, und einen allen Markie- und den Begrenzungswiderstand 21 angeschlossen ist. rungsstellen gemeinsamen lichtelektrischen Wand- Die Spannung auf der Leitung 33 ist bestimmt durch ler 9, z. B. einen Sekundärelektronenvervielfacher den Spannungsabfall am Kathodenwiderstand 37 einer (SEV). Die aufeinanderfolgend aufleuchtenden Licht- Begrenzerpegel-Steuerröhre 39 deren Anode direkt an quellen und der Wandler sind so angeordnet, daß 20 + 150 Volt liegt, so daß die Röhre 39 als Kathodenjede der Lampen JVl bis JV 7 nur die ihr zugeordnete verstärker wirksam ist. Das Steuergitter der Röhre 39 der Markierungsstellen Cl bis Cl beleuchtet und ist über einen Kondensator 41 mit dem Massepol verdaß das von einer Markierungsstelle der Spalte reflek- bunden. Unmittelbar vor jeder ersten Abtastung einer tierte Licht auf den Wandler 9 einwirken kann. Bei Kartenspalte wird die Spannung des Kondensators 41 dem Aufleuchten einer Lampe liefert der Wandler 9 25 auf einen bestimmten Wert gebracht, indem ein einen elektrischen Impuls, dessen Amplitude von der Nockenkontakt CB 3 den Kondensator 41 kurzzeitig Lichtmenge abhängt, die an der betreffenden Mar- mit einem Bezugspotential verbindet. Das Bezugskierungsstelle reflektiert wird und die ihrerseits von potential wird an einem aus den Widerständen 43 den Oberflächeneigenschaften der Registrierkarte an und 44 gebildeten Spannungsteiler zwischen + 150 dieser Stelle, bei Vorhandensein einer Markierung 30 und — 100 Volt abgegriffen.

also von deren Art und Dichte abhängig ist. Die Spannung des Kondensators 41 wird während

Die Lampen JVl bis JV 7 werden nacheinander der ersten Abtastung durch einen Entladungskreis über die Kontakte eines Schrittschalters 11 an die gesenkt, der eine Entladungsdiode 45 enthält, deren Klemmen (+) und (—) einer Gleichstromquelle Anode am Kondensator 41 angeschlossen und deren (nicht dargestellt) angeschaltet. Der Schrittschalter 35 Kathode mit dem Mittelabgriff eines Potentiometers 11 wird durch die mechanische Antriebs- und Syn- 47 verbunden ist, welcher mit dem Widerstand 49 chronisiervorrichtung 7 angetrieben. Aus der Zeich- einen an den Potentialen 4-150 und — 100 Volt lienung ist ersichtlich, daß bei einem Umlauf des genden Spannungsteiler bildet. An die Verbindungs-Schrittschalters 11 in der angedeuteten Richtung die stelle zwischen Widerstand 49 und Potentiometer 47 Lampen JVl bis JV 7 nacheinander zum Aufleuchten 40 ist die Kathode einer Entladungssteuerröhre 51 angegebracht werden, um nacheinander die Markierungs- schlossen, deren Anode an + 150 Volt liegt, so daß stellen in der abzutastenden Kartenspalte zu be- die Röhre 51 als Kathodenverstärker arbeitet. Das leuchten. Der Schrittschalter 11 wird durch die An- Gitter der Röhre 51 ist über einen Begrenzungswidertriebs- und Synchronisiereinrichtung 7 in der Weise stand 53 an den Ausgang der ODER-Schaltung 15 angetrieben, daß während der Zeit, in der eine Spalte 45 angeschlossen, die den Lastwiderstand 55 enthält, an der Abtaststation im Stillstand ist, jeweils der Während sich z. B. die mittlere Kartenspalte der

Schrittschalter 11 zwei Umläufe ausführt, so daß Karte 3 (Fig. 1) im Stillstand an dem Abtastkopf bejede Spalte zweimal nacheinander abgetastet wird. findet, führt der Schrittschalter 11 seinen ersten Um-Es können auch andere Arten von Reihenfolgesteue- lauf aus und zündet dabei nacheinander die Glimmrungen, z.B. elektronische Ringschaltungen, verwen- 50 lampenJVl bis JV7, so daß die durch Kurve57 in det werden, um die aufeinanderfolgende Einschaltung Fig. 2 dargestellten Ausgangssignale des Wandlers 9 der Lampen zu bewirken. erzeugt werden. Es sind nur die ersten fünf Impulse

Während der zweiten Abtastung wird ein Tast- dargestellt. Die nichtmarkierten Stellend, C3 und steuerimpuls durch die Umschaltung eines Nocken- C 5 ergeben Signale des Wandlers 9, die alle etwa kontakte CB1 erzeugt. Der Zweck dieser Maßnahme 55 denselben Pegel haben. Die schwach markierte Stelle wird weiter unten beschrieben. Während der ersten C 2 erzeugt eine relativ hohe Ausgangsspannung, und Abtastung legt der Nockenkontakt CB1 ein relativ die markierte Stelle C 4 liefert bei der ersten Abniedriges positives Potential (+50 Volt) an den einen tastung den Maximalpegel.

Eingang einer mit drei Eingängen versehenen UND- Wie bereits erklärt, wird der Nockenkontakt CB1

Schaltung 13 und an eine Diode Dt einer ODER- 60 während der ersten Abtastung nicht betätigt, und da-Schaltungl5. her liegt der dritte Eingang der UND-Schaltung 13

Die Ausgangsspannung des Wandlers 9 wird nach während der ersten Abtastung an einer Spannung von Verstärkung einem zweiten Eingang der UND-Schal- + 50 Volt, wie durch den linken Teil der Kurve 59 tung 13 und einer Diode Dl der ODER-Schaltung 15 dargestellt wird.

zugeführt. 65 Da der Wandler 9 mit einer zeitlichen Verzögerung

Schließlich werden noch Prüfimpulse durch die Be- anspricht, sichern Prüfimpulse, die durch die Betäti-

tätigung eines Noekenkontaktes CB 2 dem dritten gung des Nockenkontakts CB 2 erzeugt werden, daß

Eingang der UND-Schaltung 13 und gleichzeitig nach die Wandlersignale erst ausgewertet werden, wenn sie

Claims

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jeweils ihre maximale Amplitude erreicht haben. Die tend macht, um ein entsprechendes Ausgangssignal an zeitliche Zuordnung der Wandlersignale zu den CB 2- Klemme 27 zu erzeugen. Die Begrenzerdiode 35 stellt Impulsen, die durch Kurve 61 dargestellt sind, geht sicher, daß die Spannung am Gitter der Röhre 23 aus Fig. 2 hervor. stets mindestens so positiv ist wie das Potential der Während dieser ersten Abtastung liegt am CjB 1- 5 Leitung 33, so daß die dem Gitter der Röhre 23 zuEingang der UND-Schaltung 13 ein Potential von geführte Spannung über das Potential der Bezugs- + 50 Volt, und obwohl der UND-Schaltung 13 spannung hinaus ansteigen muß, um ein Ausgangs-Signale vom Wandler 9 und vom Nockenkontakt CB 2 signal zu liefern.

zugeführt werden, gibt daher die UND-Schaltung 13 Nach Beendigung der ersten Abtastung und Einkeine Ausgangsimpulse ab, wie aus dem linken Teil io stellung des Bezugsspannungspegels, wie oben beder Kurve 65 ersichtlich ist. schrieben, wird die zweite Abtastung eingeleitet. An Diode D1 der ODER-Schaltung 15 liegt das Während der zweiten Abtastung ist der Nockenkonniedrige Potential + 50 Volt, da CB1 nicht betätigt takt CB1 umgeschaltet, wie aus Kurve 59 ersichtlich ist. An Diode D 3 liegen von Nockenkontakt CB 2 ist. Der mit dem Nockenkontakt CB1 verbundene gelieferte, jedoch im Inverter 17 umgekehrte Impulse 15 Eingang der UND-Schaltung 13 und die Diode Dl (Kurve 63 in Fig. 2), und an Diode D 2 liegen die vom werden an die Spannung + 150 Volt gelegt. Es wird Wandler 9 erzeugten Impulse. Demzufolge kann sich nunmehr der UND-Schalter 13 geöffnet, wenn die die Spannung am Ausgang der ODER-Schaltung 15 vom Nockenkontakt CB 2 gelieferten Prüfimpulse in den Impulszeiten, in denen die Spannung an (Kurve 61) und die Signale vom Wandler 9 zeitlich Diode D 3 von + 150 V auf + 50 V abgesenkt wird, 20 übereinstimmen. Die Größe des Ausgangsimpulses von + 150 V auf einen Wert einstellen, der durch die hängt ab von der Größe der niedrigsten der UND-vom Wandler 9 an die Diode D 2 gelieferte Spannung Schaltung 13 gleichzeitig zugeführten Signale, d. h., bestimmt wird, soweit sie den Wert + 50 Volt über- die Ausgangssignale sind proportional der Größe der steigt. Eine niedrige Amplitude der Signale vom vom Wandler gelieferten Signale. Andererseits haben Wandler erzeugt daher am Ausgang der Schaltung 15 25 die den Dioden D 2 und D2> zugeleiteten Signale jetzt negativ gerichtete Signale mit großer Amplitude und keine Wirkung, da an der Diode D1 der ODER-umgekehrt. Diese Impulse sind durch Kurve 67 ver- Schaltung 15 die Spannung + 150 Volt liegt, woanschaulicht. durch die ODER-Schaltung für Spannungen nied-Durch Steuerung des Kathodenverstärkers 51 ver- riger als + 150 Volt an den Dioden D 2 und D 3 geanlassen die negativ gerichteten Impulse eine Ent- 30 sperrt ist.

ladung des Kondensators 41 über die Diode 45 auf Die Signale des Wandlers während der zweiten Abeinen Wert, welcher dem größten negativ gerichteten tastung entsprechen den Signalen der ersten AbSignal während der ersten Abtastung proportional ist. tastung, da derselbe Bereich auf der Karte abgetastet Die Senkung des Potentials am Kondensator 41 be- wird. Diese Signale sind in der Fig. 2 durch den wirkt über den Kathodenverstärker 39 eine propor- 35 Kurvenzug 57' dargestellt. Der rechte Teil von Fig. 2 tionale Senkung der Bezugsspannung auf der Leitung zeigt auch die Zuordnung der Signale 57' zu den 33, wie es durch die Kurve 69 veranschaulicht wird. Prüfimpulsen (Kurvenzug 61), die durch die Betäti-In dem dargestellten Beispielsfall senkt der erste Im- gung des Nockenkontakts CB 2 erzeugt werden, puls der ODER-Schaltung 15 die Bezugsspannung Die Ausgangsimpulse der UND-Schaltung 13 wähvon dem Ausgangswert auf einen ersten niedrigeren 40 rend der zweiten Abtastung sind durch die Kurve 65 Wert. Der zweite Impuls der ODER-Schaltung 15 ist dargestellt. Sie treten synchron mit den Prüfimpulsen weniger negativ als der erste infolge der höheren Aus- 61 auf, und ihre Größe ist den vom Wandler geliefergangsspannung des Wandlers, die durch die schwache ten Impulsen proportional.

Markierung C 2 bewirkt wird. Die als Folge des ersten Da die Begrenzerspannung der Röhre 23 durch die

Impulses eingestellte Bezugsspannung bleibt daher 45 erste Abtastung auf einen bestimmten Wert einge-

unverändert. Der dritte Impuls der ODER-Schaltung stellt worden ist, werden nur diejenigen Impulse aus

15 besitzt eine größere Amplitude als der erste oder der UND-Schaltung 13, die diesen Pegel überschrei-

der zweite Impuls und senkt daher die Bezugsspan- ten, zur Ausgangsklemme 27 weitergeleitet. In dem

nung auf einen neuen niedrigeren Wert ab als den hier gezeigten Beispiel überschreiten gemäß der Dar-

durch den ersten Impuls eingestellten. Der vierte und 50 stellung der zweite und der vierte Impuls die Be-

der fünfte Impuls, die eine geringere Amplitude als grenzerspannung und erzeugen daher Ausgangs-

der dritte Impuls besitzen, haben keine Auswirkung impulse, während der erste, der dritte und der fünfte

auf das Potential der Bezugsspannung. Impuls keine ausreichende Amplitude haben und da-

Man sieht also, daß die durch die erste Abtastung her keine Ausgangsimpulse erzeugen,

erlangten Signale eine Einstellung des Potentials der 55 Die Ausgangsimpulse an der Klemme 27 werden

Bezugsspannung entsprechend dem kleinsten der aus einer entsprechenden Auswerteinrichtung zugeführt,

der Abtastung erhaltenen Signalwerte veranlassen. die nicht gezeigt und beschrieben ist, da sie nicht in

Da in der Entladungsschaltung für den Konden- den Rahmen der Erfindung fällt.

sator 41 eine Vakuumdiode 45 vorgesehen ist und die Die Karte wird spaltenweise weitergeschaltet, und

Bezugsspannungsleitung 33 mit dem Kondensator 41 60 der oben beschriebene Vorgang wird entsprechend

durch den Kathodenverstärker 39 verbunden ist, wiederholt, bleibt die Spannung auf dem Kondensator 41 verhältnismäßig lange nahezu konstant auf dem Wert, der

während der ersten Abtastoperation gebildet wird. PATENTANSPRÜCHE: Damit bleibt auch das Potential der Leitung 33 wäh- 65

rend des folgenden Abtastzeitraums nahezu konstant. 1. Schaltungsanordnung zur Einstellung einer

Das Potential auf der Leitung 33 bestimmt den einen Begrenzer steuernden Begrenzerspannung

Wert der Spannung, die die Begrenzerröhre 23 lei- für die lichteletrische Abtastung von Markierungs-

sätzen auf einem Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Markierungssatz jeder Spalte zweimal abgetastet wird und eine Steuereinrichtung (CB 1, 13,15) die Impulse der ersten Abtastung an auf Impulshöhe ansprechende Schaltmittel (45, 47) weiterleitet, um die Impulshöhe des kleinsten abgetasteten Impulses festzustellen und einen Speicher (41), der die Höhe der Begrenzerspannung bestimmt, entsprechend einzustellen, und daß anschließend die Impulse der zweiten Abtastung nur auf den Begrenzer (23, 31,35) gegeben werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus je einer von einer Synchronisiereinrichtung O, CBl, CB 2) geschalteten UND- und ODER-Schaltung (13,15) besteht.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Impulshöhe ansprechenden Schaltmittel aus einer mit der Kathode an einem einstellbaren Spannungsteiler (49,47) angeschlossenen Diode (45) besteht.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher ein an der Anode der Diode (45) angeschlossener Kondensator (41) dient, dessen Potential über einen Kathodenverstärker (37, 39) dem Begrenzer (23, 31, 35) zugeführt wird.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einen Spannungsteiler (43,44) angeschlossener Schalter (CB 3) das Anfangspotential des Kondensators (41) periodisch einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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