DE1243901B - Anordnung zur lichtelektrischen Abtastung von Markierungen auf Taktmarken tragenden Aufzeichnungstraegern - Google Patents
Anordnung zur lichtelektrischen Abtastung von Markierungen auf Taktmarken tragenden AufzeichnungstraegernInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
G06k
Deutsche Kl.: 42 m6 - 7/016
Nummer: 1243 901
Aktenzeichen: J 24841IX c/42 m6
Anmeldetag: 3. Dezember 1963
Auslegetag: 6. Juli 1967
Die Erfindung befaßt sich mit dem lichtelektrischen
Abtasten von Wertmarkierungen, die in ausgewählten und vorbezeichneten Markierungsfeldern eines lochkartenartig
nach Spalten und Reihen von Zeichenstellen eingerichteten und die Abtaststelle durchlaufenden
Aufzeichnungsträgers von Hand eintragbar sind. Derartige Anordnungen sind bereits bekannt.
Sie werden unter anderem vielfach bei Prüfzählmaschinen verwendet!
Die Markierungen repräsentieren Informations- ίο
elemente oder Informationsgrößen. Für jede wiederzugebende Informationsgröße ist gewöhnlich eine Anzahl
von Flächen vorgesehen. Beispielsweise ist beim Gebrauch von Prüfzählmaschinen jeder Frage eine
Anzahl möglicher Flächen zugeordnet, und Studenten wird aufgegeben, in die Flächen, welche den richtigen
Antworten der Fragen entsprechen, Markierungen einzutragen.
Zusätzlich zu den angezeigten Markierungsflächen oder Markierungsstellen enthält der bekannte Aufzeichnungsträger
eine Anzahl von vorgedruckten Taktmarken. Jeder Spalte auf dem Aufzeichnungsträger
ist eine solche Marke zugeordnet.
Der bekannte Abtaster enthält eine Beleuchtungsvorrichtung für den Aufzeichnungsträger, eine Anzahl
von Abtastkanälen und einen Taktgeberkanal, v/obei die möglichen Markierungsflächen spaltenweise
abgetastet werden, v/enn der Aufzeichnungsträger durch die Abtaststelle läuft. Jedem der Abtastkanäle
und dem Taktgeberkanal sind ein optischelektrischer Wandler und eine Verstärkerschaltung
zugeordnet.
Die Ausgangssignale der den Abtastkanälen und dem Taktgeberkanal zugeordneten Übertrager ändern
sich jedoch oft sehr stark durch Alterung, durch Anderungen in den Zuständen der Umgebung, durch
Ansammeln von Staub und Schmutz während der normalen Betriebsweise. Dies kann zu fehlerhaften
Ausgangswerten für einen Kanal oder für mehrere Kanäle führen, welche entweder das Vorhandensein
einer Marke in einer Markierungsfläche anzeigen, wo keine Marke eingetragen worden ist, oder umgekehrt.
Die Taktgebermarken sind gewöhnlich an einer Kante der Aufzeichnungsträger angeordnet, und ein
kleiner Einriß oder eine nicht zugehörige Markierung kann vom Taktgeberkanal als eine vorgedruckte Taktmarke
interpretiert werden. Um Aufzeichnungsträgerraum zu sparen, sind die Spalten möglicher Markierungsflächen
dicht nebeneinander angeordnet, so daß für jede mögliche Marke nur ein relativ kleiner Zwischenraum
besteht. Eine Person kann dann eine Marke so setzen, daß, wenn auch ein Teil der Marke
Anordnung zur lichtelektrischen Abtastung von
Markierungen auf Taktmarken tragenden
Aufzeichnungsträgern
Markierungen auf Taktmarken tragenden
Aufzeichnungsträgern
Anmelder:
International Business Machines Corporation,
Armonk, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. R. Schiering, Patentanwalt,
Böblingen, Westerwaldweg 4
Böblingen, Westerwaldweg 4
Als Erfinder benannt:
Rudolph James Fritz,
Binghamton, N. Y. (V. St. A.)
Rudolph James Fritz,
Binghamton, N. Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Dezember 1962
(241 820)
V. St. v. Amerika vom 3. Dezember 1962
(241 820)
in die vorgeschriebene Fläche fällt, die Führungskante oder die auslaufende Kante dieser Marke doch außerhalb
der bezeichneten Fläche fällt.
Fernerhin müssen die Datenübertrager und die Zeitgeberkanäle genau ausgerichtet oder zueinander
und zur Laufstrecke des Dokuments eingestellt sein.
Die Verwendung von Schwellwert-Steuerschaltungen, derart, daß unter einer Pegelgrenze bleibende
Ausgangssignale nicht weiter wirksam werden, ist bei der Zeichenabtastung an sich bekannt.
Ferner ist bereits eine Anordnung zum Wiedergeben von impulskodierten Nachrichten auf schnelllaufenden
Magnetbandspeichern hoher Speicherdichte bekanntgeworden, wobei die wiederzugebenden
Informationen in mehreren parallelen Spuren niedergeschrieben sind. Die Magnetisierungsflanken
der einzelnen Informationen steuern hier einzelne den
verschiedenen Spuren zugeordnete Kippschaltungen, von denen dann die Informationen abhängig von dem
Auftreten des nächstfolgenden Taktimpulses abgetastet werden.
Die beim Bekannten bestehenden Schwierigkeiten zu beheben, ist die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe.
Die Erfindung betrifft danach eine Anordnung zum lichtelektrischen Abtasten von Wertmarkierungen, die
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in ausgewählten und vorbezeichneten Markierungs- eine Anzahl von vorgezeichneten Markierungsfel-
feidern eines lochkartehartig nach Spalten und Zeilen dem 14. Die Markierungsfelder 14 sind in nebenein-
von Zeichenstellen eingerichteten und die Abtast- anderliegenden vertikalen Spalten 15 angeordnet,
stellen durchlaufenden, mit je einer Taktgebermarke Jede der Spalten entspricht einer Informations-
je Spalte versehenen Aufzeichnungsträgers eintragbar 5 größe.
sind, mit einer an die auf die Zeilen verteilten Licht- In die Markierungsfelder 14 jeder Spalte 15 sind
empfänger angeschlossenen Auswerteschaltung, deren Markierungen 17 mit einem Bleistift oder mit einer
Kanäle Schwellwert-Steuerschaltungen und bistabile anderen Markierungsvorrichtung entsprechend den
Schaltungen aufweisen, und in welcher von Takt- einzuführenden Informationsgrößen eingetragen,
gebermarken und von' Wertmarkierungen herrührende io Längs der unteren Kante des Aufzeichnungsträgers
Signale in Kippschaltungen gespeichert werden, wo- 11 sind vorgedruckte Zeitmarken 18 angeordnet. Zu
bei die Abfragung der Kippschaltungen nach Ablauf jeder Spalte 15 gehört eine der Zeitmarken 18. Jede
eines Zeitabschnittes erfolgt, der so bemessen ist, daß Zeitmarke liegt etwas vor ihrer zugeordneten Spalte
der Toleranzbereich für das Auftreten zusammen- in Aufzeichnungsträger-Vorschubrichtung,
gehöriger Wertmarkierungen und Taktgebermarken 15 Der markierte Aufzeichnungsträger 11 wird durch
berücksichtigt ist. .,„■.. . die Abtaststation bewegt und dort von der Licht-
Hierfür besteht nun die Erfindung darin, daß bi- quelle 19 beleuchtet. In der Abtaststation sind
stabile Speichervörrichtungen, in denen die von Wert- mehrere Abtastkanäle 20 und ein Zeitgeberkanal 21
markierungen herrührenden Signale gespeichert wer- vorgesehen. Die Abtastkanäle enthalten je einen
den, erst durch Wertmarkierungssignale dann um- 20 Lichtempfänger 22 sowie Verstärkungs- und Schwellschaltbar
sind, wenn zuvor eine Taktgebermarke auf- wert-Steuerschaltungen 23. Außerdem ist je eine bigetreten
ist. stabile Schaltung 24 für die Erzeugung eines Aus-
Bei cjer Erfindung werden die von Wert- und Takt- gangssignals beim Vorhandensein einer Markierung
gebermarkierungen! herrührenden Signale wie beim in dem jeweils abgetasteten Aufzeichnungsfeld vor-
Vorbekannten gleichfalls in bistabilen Speichervor- 25 gesehen.
richtungen gespeichert. Unterschiedlich ist jedoch, Jeder der horizontal liegenden Reihen von Auf-
daß die Speichervorrichtungen überhaupt erst durch Zeichnungsfeldern 14 ist ein Abtastkanal zugeordnet.
Wertmarkierungen umgeschaltet werden können, Jeder Verstärker und die nachgeschaltete auto-
wenn zuvor eine Taktgebermarkierung aufgetreten ist. matische Schwellwert-Steuerschaltung 23 des Ab-
Die Abhängigkeit stellt sicher, daß tatsächlich nur 30 tastkanals 20 steuern die . zugeordnete bistabile
dann Wertmarkierungen gespeichert werden, wenn Schaltung 24, um die Gegenwart von Markierungen
die Taktgebermarkierung bereits aufgetreten ist. Die zu bezeichnen, auch dann, wenn die einleitenden oder
sich hieraus ergebende Betriebssicherheit wird, da auslaufenden Kanten der Markierungen nicht inner-
Speicherglieder doch gebraucht werden und diese halb der vorbezeichneten Aufzeichnungsfelder er-
nunmehr auch bereits die Und-Funktion übernehmen, 35 scheinen.
ohne die sonst erforderlichen zusätzlichen Und- Der Zeitgeberkanal 21 ist grundsätzlich dem AbGlieder
erreicht. tastkanal 20 ähnlich und enthält einen Lichtempfän-
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der ger 26, Verstärkerschaltung mit automatischer
Zeichnungen für eine beispielsweise Ausführungs- Schwellwert-Kontrollschaltung 27 und eine bistabile
form näher erläutert. 4° Schaltung 28.
F i g. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Die bistabile Schaltung 28 erhält unter anderem
Abtaststation; Signale aus der Zeitgeberschaltung 29, während ihr
F i g. 2 ist eine vergrößerte Teilzeichnung eines Ausgangssignal über den Pegelübertrager 30 und
Aufzeichnungsträgers mit vorgedruckten Zeitmarken über den Verstärker 31 den bistabilen Schaltungen
und einem Einriß; 45 24 der Abtastkanäle zugeführt wird. Die Schwellwert-
F i g. 3 bis 5 zeigen verschiedene Markierungs- Kontrollschaltung 27 enthält Vorrichtungen zur
arten in vorbezeichneten Aufzeichnungsfeldern eines Unterscheidung zwischen einer gültigen vorgedruck-
AufZeichnungsträgers; ten Zeitmarkierung und ungültigen Markierungen,
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der wie z. B. einen Riß im Aufzeichnungsträger.
Schaltung des zum Zeitgeberkanal gehörigen Ver- 50 Bei Abtastung einer Spalte 15 des Aufzeichnungs-
stärkers und der zugehörigen bistabilen Schaltung; trägers wird zunächst die Zeitgebermarkierung 18
F i g. 7 ist eine schematische Darstellung des zu durch den Lichtempfänger 26 abgetastet, und die bi-
einem Abtastkanal gehörigen Verstärkers und der zu- stabile Schaltung 28 nimmt in diesem Fall einen ihrer
gehörigen bistabilen Schaltung; bistabilen Zustände ein. Das hierbei auftretende Aus-
F i g. 8 zeigt eine Reihe von Impulszügen. Diese 55 gangssignal aus der bistabilen Schaltung 28 wird den
geben die an ausgewählten Stellen der Schaltung bistabilen Schaltungen 24 über den Pegelübertrager
nach Fig. 6 auftretenden Spannungen an; 30 und den Verstärker 31 zugeführt und bereitet
F i g. 9 zeigt eine Reihe von Impulszügen, welche diese zur Aufnahme der Signale aus den Lichtempdie
Spannungen an bestimmten Stellen der Schaltung fängern 22 vor. Die sodann erfolgende Abtastung der
nach F i g. 7 beschreiben. 60 in den Aufzeichnungsfeldern 14 eingetragenen Marin
F i g. 1 ist eine Station für die Abtastung von kierungen bewirkt die Einstellung der bistabilen
Markierungen, die sich in vorgezeichneten Markie- Schaltungen 24, d. h. die Speicherung der Abtastrungsflächen
oder Stellen auf einem Aufzeichnungs- werte.
träger 11 befinden, dargestellt. Entsprechend den ab- Das Ausgangssignal aus der bistabilen Schaltung
getasteten Zeichen werden Ausgangssignale erzeugt. 65 28 wird auch der Zeitgeberschaltung 29 zugeführt.
Der Aufzeichnungsträger 11 wird in der Abtast- Diese liefert nach einem vorgewählten Verzögerungsstation in Richtung des angegebenen Pfeiles 12 be- Intervall ein Signal an die bistabile Schaltung 28, wowegt.
Auf diesem Aufzeichnungsträger befindet sich durch diese in ihren Anfangszustand zurückgestellt
wird. Sofort nach der Rückstellung von 28 werden auch die den Abtastkanälen zugeordneten bistabilen
Schaltungen 24 zurückgestellt. Das Zeitintervall zwischen der Einstellung von 28 bei der Abtastung einer
Zeitmarkierung bis zur Rückstellung von 28 durch die Schaltung 29 bestimmt denjenigen Zeitabschnitt,
in dem die bistabilen Schaltungen 24 in Übereinstimmung mit den in der Spalte eingetragenen Markierungen
eingestellt werden können.
Die Zeitgeberschaltung 29, der Pegelübertrager 30 und der Verstärker 31 werden nachstehend im einzelnen
nicht beschrieben, da diese Schaltungen bekannt sind.
Die F i g. 6 zeigt in schematischer Darstellung die Schaltungen des dem Zeitgeberkanal 21 zugeordneten
Verstärkers, des Schwellwertsteuerkreises 27 sowie der bistabilen Schaltung 28. Der Lichtempfänger 26
ist auf der einen Seite geerdet und auf der anderen Seite an die Basis eines NPN-Transistors 50 angeschlossen.
Die Basis dieses Transistors liegt über dem Widerstand 51 an der negativen Klemme 52 einer Spannungsquelle,
während der Emitter geerdet ist. Der Kollektor liegt in Reihe mit dem Widerstand 53 an
einer Klemme 54, die auf einem bestimmten positiven Spannungsniveau gehalten wird. Ein nebengeschalteter
Rückkopplungsweg mit dem Widerstand 55 liegt parallel zwischen Basis und Kollektor des Transistors
50 zur Verbesserung der Betriebsstabilität. Der Transistor 50 ist vorgespannt und wirkt sowohl wie ein
Verstärker als auch wie ein Inverter, so daß eine positive Änderung der Lichtempfängersignals (welche
das Vorhandensein einer der vorgedruckten Zeitmarkierungen 18 anzeigt) bewirkt, daß eine entsprechende
negative Änderung auf der Leitung 56, die vom Kollektor dieses Transistors wegführt, erfolgt.
Das Signal auf der Leitung 56 wird einem differenzierenden
Kondensator 57 zugeführt, der wiederum ein Signal über den Widerstand 58 an die Basis
des PNP-Transistors 59 abgibt. Der Kondensator 57 wirkt mit bei der Unterscheidung zwischen gültigen
vorgedruckten Zeitgebermarkierungen und ungültigen Markierungen in der Zeitmarkierungsspur, zu denen
auch Einrisse im Aufzeichnungsträgermaterial gehören.
Der Transistor 59 übt auch eine Inverterfunktion aus, und sein Emitter ist an Erde gelegt, während
ein Widerstand 60 in Reihe mit dem Kollektor und einer Klemme 61 angeordnet ist. Die Klemme 61 hat
ein negatives Spannungsniveau. Zwischen Basis und Kollektor des Transistors 59 liegt ein Parallelkreis
aus dem Kondensator 62 und dem Widerstand 63. Durch die Reihenschaltung von 57, 58 und die hiermit
in Reihe verbundene Parallelschaltung von 62 und 63 ist ein Netzwerk definiert, welches eine relativ
hohe Impedanz bei niederfrequenten Komponenten und eine relativ niedere Impedanz bei hochfrequenten
Komponenten des vom Kollektor des Transistors 50 gelieferten Signals aufweist.
Zwischen Basis und Emitter des Transistors 59 ist eine Diode 65 angeordnet, um die Wiederherstellzeit
des Verstärkers zu verbessern und große Stromänderungen schnell abzudämpfen. Zwischen der Klemme
54 und der Anode der Diode 65 liegt ein Widerstand 66. Die an die Klemme 54 angeschlossenen Widerstände
66 und 53 liefern eine positive Vorspannung für die Basis des Transistors 59.
Das differenzierte und invertierte Signal vom Kollektor des Transistors 59 wird dem Kondensator
68 aufgeprägt, der zugleich die Gleichspannung abblockt. Das Signal auf Leitung 67 wird durch ein
Begrenzernetzwerk 69 auf ein vorbestimmtes positives Spannungsniveau begrenzt, welches dem jeweiligen
Arbeitspegel des Lichtempfängers 26 entsprechend variiert. Dieses Netzwerk 69 enthält einen Widerstand
70, der zwischen der Leitung 67 und einer Klemme
71 liegt. Diese Klemme 71 wird auf positivem Spannungsniveau gehalten. Eine das Niveau einstellende
Vorrichtung enthält einen NPN-Transistor 72, der als Emitterfolger angeschlossen ist. Zwischen der Leitung
67 und der den Pegel einstellenden Vorrichtung ist eine Diode 73 vorgesehen. Die Basis des Transistors
72 empfängt ein Signal über die Leitung 56 unmittelbar vom Kollektor des Transistors 50, während der
Kollektor des Transistors 72 mit der Klemme 74 auf einem positiven Bezugsspannungsniveau gehalten
wird. Der Emitter des Transistors 72 ist über den Widerstand 75 geerdet und mit der Kathode der
Diode 73 über den Widerstand 76 verbunden. Die eine Seite eines Kondensators 77 liegt an Erde, und
die andere Seite ist mit der Kathode der Diode 73 und mit dem Widerstand 76 verbunden.
Das Begrenzernetzwerk 69 begrenzt das Signal an der Anode der Diode 73 auf ein vorbestimmtes
positives Spannungsniveau entsprechend dem Arbeitspegel des Lichtempfängers 26. Diese Änderungen des
Begrenzungsniveaus werden durch den Transistor 72 gesteuert.
Für jede der vorgedruckten Zeitmarkierungen 18, welche vom Lichtempfänger 26 abgetastet werden,
erscheint auf dem Leiter 67 ein negativ verlaufender Impuls. Dieser wird der Basis eines PNP-Transistors
78 aufgeprägt. Der Transistor 78 dient als Inverter und weist eine vorbestimmte Schwelle auf. Der
Kollektor des Transistors 78 liegt in Reihe mit dem Widerstand 79 an einer Klemme 80. Diese Klemme
80 ist auf negativem Spannungsniveau gehalten. Der Emitter ist an die Klemme 82 durch den Widerstand
81 angeschlossen und auf positivem Spannungsniveau gehalten. Der Schwellwert des Transistors 78 wird
durch die Einstellung des Mittenabgriffes des Potentiometers 83 gesteuert. Parallel dazu liegt ein Kondensator
84. Wenn der negativ verlaufende Impuls auf der Leitung 67 unter das Schwellwertniveau des
Transistors 78 fällt, dann wird dieser Transistor leitend, und ein positiv verlaufender Impuls wird
über die Leitung 85 und über die Diode 86 der bistabilen Schaltung 28 zugeführt.
Die bistabile Schaltung 28 enthält ein Paar von Transistoren 90 und 91, deren Emitter geerdet und
deren Kollektoren an die Widerstände 92 und 93 angeschlossen sind und dort auf negativem Spannungsniveau gehalten werden. Ein positiv verlaufender
Impuls wird der Basis des Transistors 90 aufgeprägt und macht diesen nichtleitend, so daß das Signal auf
der Leitung 96, welche zur Basis des Transistors 91 führt, von einem positiven Spannungsniveau auf ein
negatives Spannungsniveau fällt und der Transistor 91 leitend wird.
Die Leitfähigkeit des Transistors 91 bedingt die Entstehung eines Signals an der Ausgangsklemme 97,
die mit dem Kollektor des Transistors 91 verbunden ist, so daß ein Anstieg erfolgt von einem negativen
Spannungsniveau auf ungefähr Erdpotential. Das Signal am Kollektor des Transistors 91 wird der Basis
des Transistors 90 über die Leitung 98 zugeführt, so daß der Transistor 90 in seinem nichtleitenden Zustand
gehalten wird, und zwar auch dann, wenn der Eingangsimpuls auf der Leitung 85 verschwindet. Die
Schaltung ist jetzt in ihrem eingestellten Zustand und bleibt in diesem Zustand, bis sie zurückgestellt wird.
Mit der Leitung 96 sind der Kollektor des Transistors 90 und die Basis des Transistors 91 verbunden. Die
Basis des Transistors 91 liegt an der Kathode einer Diode 99, deren Anode an die Klamme 100 des Eingangskreises
angeschlossen ist. An die Kathode der Diode 99 ist ein Widerstand 101 angeschlossen, der
zu einer Klemme 102 führt, welche auf positivem Spannungsniveau gehalten ist. Für die angegebenen
Schaltungswerte und Spannungsniveaus muß ein Potential von plus 6 Volt an der Klemme 100 anliegen,
damit die bistabile Schaltung eingestellt werden kann (Transistor 91 leitend). Bei Anstieg des
Potentials an der Basis des Transistors 91 wird dieser Transistor nichtleitend gemacht. Die resultierende
negative Spannung auf dem Rückführungsleiter 98 bewirkt, daß nun der Transistor 90 leitend wird. Die
bistabile Schaltung 28 wird somit in ihren Anfangszustand zurückgeführt.
Vor Einstellung der bistabilen Schaltung 28 muß die Klemme 100 bei der Abtastung einer vorgedruckten
Zeitmarkierung 18 auf einem negativen Spannungsniveau von 6 Volt sein. Der Zeitgeberkreis 29
liefert daher ein Spannungsniveau von minus 6 Volt an die Klemme 100 der bistabilen Schaltung 28, kurz
bevor zu erwarten ist, daß eine vorgedruckte Zeitmarke auftritt. Eine vorbestimmte Zeit nach dem
Auftreten der Zeitmarkierung und nach der Einstellung der bistabilen Schaltung 28 geht das der
Klemme 100 vom Zeitgeberkreis 29 zugeführte Signal auf ein Niveau von plus 6 Volt, um die bistabile
Schaltung vor dem Erscheinen der nächsten Zeitmarkierung zurückzustellen.
Es sei angenommen, daß ein Aufzeichnungsträger 11 durch die Abtaststation in Richtung des Pfeiles 12
bewegt wird. Das Signal 105 (vgl. F i g. 8) aus dem
Zeitgeberkreis 29 nimmt ein Spannungsniveau von minus 6 Volt an, wodurch die bistabile Schaltung 28
zur Speicherung eines Signals bei nachfolgender Abtastung einer vorgedruckten Zeitmarkierung befähigt
wird.
Der Aufzeichnungsträger setzt seine Bewegung durch die Abtaststation fort, und eine vorgedruckte
Zeitmarkierung 18 wird durch den Lichtempfänger 26 festgestellt. Dieser liefert dann einen positiven
Impuls 106, der auf die Basis des Transistors 50 gegeben wird.
Der Transistor 50 übt eine Inverter- und Verstärkerfunktion aus und bildet das Signal 107 auf der
Leitung 56. Die vorgedruckte Zeitmarkierung ist relativ breit, wodurch der negativ verlaufende Impuls
auf der Leitung 56 eine Anzahl von niederfrequenten Komponenten erhält. Die Wirkung des
Kondensators 57 bei der Differentiation dieses Signals führt zu einem negativ verlaufenden Impuls 108, gefolgt
unmittelbar von einem positiv verlaufenden Impuls 109, so daß ein relativ ausgedehnter, positiv
verlaufender Anstieg 110 geschaffen wird. Ein Impuls mit einer großen Anzahl niederfrequenter Komponenten
wird durch den Kondensator 57 derart differenziert, daß ein Signal mit größerer Amplitude
entsteht als bei einem Impuls, welcher nur hochfrequente Komponenten enthält.
Der differenzierte Impuls wird dann durch den Transistor 59 invertiert und auf eine positive Spannung
begrenzt, welche durch die Pegeleinstellmittel bestimmt ist. Das der Basis des Transistors 78 zugeführte
Signal ist in F i g. 8 mit 111 bezeichnet. Es sei bemerkt, daß die Amplitude des negativ verlaufenden
Impulses, welcher der Abtastung der vorgedruckten Zeitmarkierung entspricht, von der Steilheit
des positiv verlaufenden Anstiegs 110 des differenzierten Impulses abhängt.
Das Begrenzernetzwerk 69 begrenzt den positiven Ausgangswert am Transistor 59 auf ein vorbestimmtes
Niveau. Die negative Schwingung des Signals, entsprechend dem invertierten Anstieg 110, spannt die
Diode 73 zurück, so daß ein negativ verlaufender Impuls der Basis des Transistors 78 zugeführt wird.
Dieser negativ verlaufende Impuls überschreitet den vorgewählten Schwellwert des Transistors 78, der
durch die Einstellung des Mittenabgriffes des Poten-
ao tiometers 83 bestimmt ist. Der Transistor 78 wird leitend und gibt einen positiv verlaufenden Impuls an
die Leitung 85 ab, welche die bistabile Schaltung 28 einstellt.
Die Einstellung der bistabilen Schaltung 28 ist ein Zeichen für die Abtastung einer vorgedruckten Zeitmarkierung.
Der Zeitgeberschaltung 29 und dem Pegelübertrager 30 wird hierbei ein positiv verlaufendes
Signal 112 zugeführt. Nach einem von der Anlegung der Zeitgeberschaltung bestimmten Zeitintervall
steigt daher auch das Signal 105 an der Klemme 100 auf das positive Spannungsniveau, und die bistabile
Schaltung 28 wird zurückgestellt. Der Zeitgeberkanal wird sodann erst wieder kurz vor dem
Auftreten der nächsten Zeitmarkierung wirksam gemacht zur Aufnahme des bei deren Abtastung auftretenden
Signals.
In den Diagrammen der F i g. 8 sind bei 113 auch die Signale gezeigt, die auftreten, wenn eine ungültige
Marke, z.B. ein haarförmiger Riß 114 (vgl. Fig. 2), an der Kante des Aufzeichnungsträgers zwischen vorgedruckten
Zeitmarkierungen 18 durch den Lichtempfänger 26 festgestellt wird. Der Riß 114 ist relativ
dünn, wodurch der Impuls, welcher der Basis des Transistors zugeführt wird, und der invertierte Impuls
am Kollektor dieses Transistors sehr scharf sind und eine relativ große Zahl von hochfrequenten
Komponenten enthalten.
Der invertierte Impuls, welcher dem Riß 114 entspricht, wird durch den Kondensator 57 so differenziert,
daß sich eine geringere Amplitude ergibt als bei einem invertierten Impuls, der von der Abtastung
einer gültigen Zeitmarke herrührt. Das Begrenzernetzwerk 69 bewirkt, daß das negativ verlaufende
Signal, welches dem Riß entspricht, den Schwellwert des Transistors 78 nicht überschreitet, und die bistabile
Schaltung 28 kann nicht eingestellt werden. Im Zeitgeberkanal werden auch die Änderungen
im Arbeitspegel des Lichtempfängers 26 kompensiert, wie dem rechten Teil des Diagramms der F i g. 8 zu
entnehmen ist. Wenn sich der Arbeitspegel des Lichtempfängers 26 ändert, dann wird ein entsprechendes
Signal mit der Basis des Transistors 72 gekoppelt, welcher die Vorspannung an der Kathode der Diode
73 steuert. Die Änderung der Spannung an der Kathode der Diode 73 ist proportional der Änderung
des Arbeitspegels des Lichtempfängers 26, so daß, obwohl der Betrag eines Impulses, welcher die Abtastung
einer gültigen Zeitmarke repräsentiert, sich
ίο
geändert hat, der Schwellwertpegel des Transistors 78 überschritten wird, um die bistabile Schaltung 28
einzustellen. Andererseits wird auch die Amplitude eines Impulses, der von einer ungültigen Markierung
herrührt, proportional zu den Änderungen des Lichtempfänger-Arbeitspegels geändert, so daß ungültige
Markierungen nach wie vor zurückgewiesen werden. Diese Kompensation ist selbsttätig und verbessert in
starkem Maße die Zuverlässigkeit und die Leistungsfähigkeit des Abtasters.
In F i g. 7 sind schematisch der Verstärker, die Schwellwertschaltung 23 und die bistabile Schaltung
24 gezeigt, welche jedem Abtastkanal 20 zugeordnet sind. Die bistabile Schaltung 24 gleicht der bistabilen
Schaltung 28. Sie wird daher nachstehend im einzel- 15 positiv verlaufender Impuls, gefolgt von einem nega-
In den Schaltungen 23 jedes Abtastkanals gleichen die verstärkenden und invertierenden Stufen den entsprechenden
Stufen in der Schaltung 27 des Zeitkanals 21, welche die Transistoren 50 und 59 enthalten.
Ein Transistor 159 empfängt an seiner Basis über die Leitung J 57 vom Kollektor des Transistors 158
das differenzierte und invertierte Signal. Der Transistor 159 ist so geschaltet, daß er als Verstärker
und Inverter dient. Kollektor und Emitter des Transistors 159 erhalten über die Widerstände 167 und
168 positive und negative Spannungsniveaus. Die an den Kollektoren der Transistoren 158 und 159
differenzierten Signale werden invertiert, und ein
nen nicht weiter beschrieben; ihre Bezugszeichen unterscheiden sich von denen der bistabilen Schaltung
28 nur durch einen hochgestellten Strich.
Das Signal an der Ausgangsklemme 97 der bistabilen Schaltung 28 variiert von etwa minus 12 Volt
bis Erdpotential, und der Pegelübertrager 30 konvertiert diese Niveaus auf plus 6 Volt bzw. minus
6 Volt. Der Ausgangswert des Pegelübertragers 30 wird über den Verstärker 31 den Klemmen 100' der
tiv verlaufenden Impuls, erscheint am Kollektor des Transistors 158. Ein negativ verlaufender Impuls, gefolgt
von einem positiv verlaufenden Impuls, tritt am Kollektor des Transistors 159 auf. Die Signale aus
den Kollektoren der Transistoren 158 und 159 werden auf die Kondensatoren 171 und 172 gegeben. Die
Signale aus den Kondensatoren 171 und 172 erscheinen
auf den Leitungen 169 und 170 und werden durch ein Begrenzernetzwerk 173 auf vorgewählte
bistabilen Schaltungen 24 zugeführt, so daß, wenn die 25 Spannungsniveaus begrenzt.
bistabile Schaltung 28 infolge der Abtastung einer gültigen Zeitmarkierung eingestellt worden ist, die
bistabilen Schaltungen 24 nunmehr wirksam gemacht werden, um bei Abtastung von Markierungen in den
vorgezeichneten Aufzeichnungsfeldern eingestellt zu 30 Schaltkreis, so daß ein positiver Impuls von auswerden.
Das Rückstellen der bistabilen Schaltung 28 reichendem Betrage auf einer der Leitungen 169 oder
bewirkt auch ein Rückstellen der bistabilen Schaltungen 24, da der Ausgangswert des Pegelübertragers 30
einen Wert von plus 6 Volt annimmt.
Der Lichtempfänger 22 ist auf einer Seite geerdet
und gibt Signale an die Basis eines NPN-Transistors 150 ab. Der Transistor 150 hat invertierende und
verstärkende Funktionen. Sein Emitter ist geerdet, während die Basis über den Widerstand 151 mit einer
Klemme verbunden ist, die auf negativem Spannungs- 40 ist verbunden mit einer negativen Klemme einer Spanniveau
gehalten wird. nungsquelle über den Widerstand 182 sowie mit der
Die begrenzten Signale werden dann über ein Paar parallelgeschalteter Dioden 174 und 175 auf die Eingangsleitung
176 der bistabilen Schaltung 24 übertragen. Die Dioden 174 und 175 bilden einen Oder-
170 die bistabile Schaltung 24 einstellt.
Das Begrenzernetzwerk enthält einen PNP-Transistor 180, der an seiner Basis die Signale vom
Kollektor des Transistors 150 über die Leitung 154 empfängt. Der Transistor 180 dient als Inverter. Sein
Emitter liegt in Reihe mit dem Widerstand 181 an einer Klemme, welche auf einem positiven Spannungsniveau
liegt. Der Kollektor des Transistors 180
45 positiven Klemme der Spannungsquelle über den Widerstand 183 und mit Erde über den Kondensator
184. Am Kollektor des Transistors 180 wird der Ausgangswert abgenommen und über die Leitung 185
dem Mittenpunkt zwischen einem Paar von Dioden
186 und 187 zugeführt. Diese Dioden sind gegensinnig angeordnet. Die Kathoden der Dioden 186 und
187 sind mit den Leitungen 169 bzw. 170 verbunden.
Die Leitung 169 liegt an der negativen Klemme der Spannungsquelle, und zwar über dem Widerstand
188. Mit dieser negativen Klemme ist auch der Widerstand 189 und damit die Leitung 170 verbunden.
Es sei angenommen, daß durch den Lichtempfänger 26 eine vorgedruckte Zeitmarkierung 18 abgetastet
und daraufhin die bistabile Schaltung 28 eingestellt worden ist, wodurch nunmehr die bistabile
Schaltung 24 eingestellt werden kann, sobald eine
ist ein Weg von niederer Impedanz für hochfrequente 60 Markierung in dem zugeordneten vorgezeichneten
Komponenten des differenzierten Signals festgelegt. Aufzeichnungsfeld festgestellt wird. Es sei ferner an-
Eine Diode 165 liefert einen Parallelzweig zwischen Emitter und Basis des Transistors 158. Ihre Anode
liegt in Reihe mit dem Widerstand 166 an einer Klemme, welche positives Spannungsniveau aufweist.
Der Kollektor dieses Transistors und ein Widerstand 152 liegen in Reihe an einer Klemme mit positivem
Potential. Zwischen Kollektor und Basis des Transistors 150 liegt ein Parallelzweig mit einem
Widerstand 153. An den Kollektor des Transistors 150 ist eine Leitung 154 angeschlossen. Das Signal
auf dieser Leitung wird der Reihenschaltung zugeführt, welche aus dem differenzierenden Kondensator
155 und dem Widerstand 156 gebildet ist. Das differenzierte Signal vom Kondensator 155 wird auf
die Basis des PNP-Transistors 158 gegeben.
Der Transistor 158 dient als Inverter. Sein Emitter ist geerdet. Der Kollektor dieses Transistors liegt in
Reihe mit einem Widerstand 160 an einer Klemme, die auf einem negativen Spannungsniveau gehalten
wird. Zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors 158 liegt eine Parallelschaltung
55
eine Parallelschaltung eines Kondensators 162 mit einem Widerstand 163. Damit
Die Widerstände 163 und 166 ergeben ein Netzwerk für die Schaffung einer Vorspannung an der Basis
des Transistors 158.
genommen, daß eine Markierung 17 gemäß F i g. 3 eingetragen ist, bei der die auslaufende Kante der
Markierung aus dem vorgezeichneten Aufzeichnungsfeld herausfällt. Die Breite des Aufzeichnungsfeldes
14 entspricht dem Zeitintervall, in welchem die bistabile Schaltung 24 eingestellt werden kann, um anzuzeigen,
daß eine eingetragene Markierung vorhan-
709 609/197
den ist. Bei Abtastung der Markierung wird ein positiver Impuls 190 (vgl. Fig. 9) auf die Basis des
Transistors 150 gegeben. Dieser Transistor invertiert und verstärkt, so daß ein negativer Impuls 191 am
Kollektor erscheint. Der invertierte Impuls wird durch den Kondensator 155 differenziert, und es tritt Signal
192, bestehend aus einem negativen Impuls, gefolgt von einem positiven Impuls, auf, welches zur Basis
des Transistors 158 geführt wird. Es erscheint als Folge hiervon ein positiver Impuls auf der Leitung
169, der gefolgt wird von einem positiven Impuls auf der Leitung 170. Diese Signale 193 und 194 sind auf
vorbestimmte Spannungsniveaus begrenzt worden. Die Dioden 186 und 187 werden zurückgespannt,
wenn die Impulse auf den Leitungen 169 und 170 erscheinen.
Der positive Impuls auf der Leitung 169 tritt zuerst auf. Innerhalb seines Zeitintervalls liegt an der
Klemme 100' der bistabilen Schaltung 24 ein negatives Spannungsniveau 195 an. Die bistabile Schaltung
24 wird daher durch den Impuls 196 eingestellt. Dieser Impuls auf der Leitung 169 entspricht der
Vorderkante der Markierung 17 in Fi g. 3. Ein kurzes Zeitintervall danach wird die bistabile Schaltung
28 des Zeitgeberkanals zurückgestellt. Dies hat zur Folge, daß auch die bistabilen Schaltungen 24 in
den Anfangszustand zurückgestellt werden. Kurz vor der Rückstellung der bistabilen Schaltung 28 werden
die an den Klemmen 97' auftretenden Ausgangssignale der bistabilen Schaltungen 24 an die nachgeschalteten
Einrichtungen weitergeleitet.
Gemäß F i g. 4 kann auch eine Markierung derart eingetragen sein, daß ihre Vorderkante außerhalb und
die Hinterkante innerhalb des Aufzeichnungsfeldes liegt. Tritt dieser Fall ein, welcher durch die Impulse
in den Mittelteilen des Diagramms der F i g. 9 wiedergegeben ist, dann entsteht der Impuls auf der Leitung
169, ehe die bistabile Schaltung durch das Signal von minus 6 Volt an der Klemme 100' wirksam gemacht
wurde. Durch den Impuls auf der Leitung 170, der von der Hinterkante der Markierung herrührt, wird
jedoch die bistabile Schaltung 24 eingestellt und liefert dann die Ausgangsanzeige für die abgetastete
Markierung.
Eine dritte Markierungsmöglichkeit ist in F i g. 5 angegeben, wo sowohl die Vorder- als auch die
Hinterkante der Markierung 17 aus dem vorgezeichneten Aufzeichriungsfeld herausfallen. Die entsprechenden
Impulse sind in den rechten Teilen des Diagramms der F i g. 9 dargestellt. Es sei bemerkt,
daß der positive Impuls im Ausgangskreis des Lichtempfängers vorher beginnt und nach dem Zeitintervall
endet, in dem die bistabile Schaltung 24 geschaltet wird. Ein Impuls wird indessen während dieses
Zeitintervalls auf der Leitung 170 erscheinen und die bistabile Schaltung 24 einstellen, da die Zeitkonstante
der Reihenschaltung aus Widerstand 156 und Kapazität 155 derart ist, daß der Impuls auf Leitung 170
zeitlich richtig liegt (vgl. rechten Teil des Diagramms der F i g. 9). Der Kondensator 155 hat für diesen
Zweck einen relativ niedrigen Wert.
Wie oben erwähnt, enthält die Schaltung 27 Vorrichtungen zur automatischen Schwellwertjustierung.
Ein erhöhter Arbeitspegel des Lichtempfängers 22 erzeugt bei Abtastung einer Markierung einen Impuls
größerer Amplitude als dann, wenn der Arbeitspegel verringert wird. Mit Änderung des Arbeitspegels des
Lichtempfängers 22 ändern sich auch die Vorspannungswerte, welche über der Leitung 185 an den
Anoden der Dioden 186 und 187 auftreten. Eine Zunahme des Stromes aus dem Lichtempfänger 22 bewirkt
über den Transistor 180, daß das Spannungsniveau an Leitung 185 absinkt, so daß die Pegel, auf
welche die Leitungen 169 und 170 begrenzt sind, erniedrigt werden.
Eine Abnahme des Stromes aus dem Lichtempfänger 22 wird über die Leitung 154 auf die Basis des
ίο Transistors 180 übertragen, und die Begrenzerniveaus
auf den Leitungen 169 und 170 werden erhöht.
Claims (3)
1. Anordnung zum lichtelektrischen Abtasten von Wertmarkierungen, die in ausgewählten und
vorbezeichneten Markierungsfeldern eines loch-
ao kartenartig nach Spalten und Zeilen von Zeichenstellen eingerichteten und die Abtaststelle durchlaufenden,
mit je einer Taktgebermarke je Spalte versehenen Aufzeichnungsträgers von Hand eintragbar
sind, mit einer an die auf die Zeilen verteilten Lichtempfänger angeschlossenen Auswerteschaltung,
deren Kanäle Schwellwert-Steuerschaltungen und bistabile Schaltungen aufweisen, und
in welcher von Taktgebermarken und von Wertmarkierungen herrührende Signale in Kippschaltungen
gespeichert werden, wobei die Abfragung der Kippschaltungen nach Ablauf eines Zeitabschnittes
erfolgt, der so bemessen ist, daß der Toleranzbereich für das Auftreten zusammengehöriger
Wertmarkierungen und Taktgebermarken berücksichtigt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß bistabile Speichervorrichtungen (24), in denen die von Wertmarkierungen herrührenden
Signale gespeichert werden, erst durch Wertmarkierungssignale dann umschaltbar sind,
wenn zuvor eine Taktgebermarke aufgetreten ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 mit Transistor-Verstärkerschaltung und bistabiler Transistorschaltung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des basisseitig an den Lichtempfänger
(26) angeschlossenen und emitterseitig geerdeten Transistors (50) mit einer aus Widerstand (58)
und Kondensator (57) gebildeten Reihenschaltung verbunden ist, die ihrerseits in Reihe mit einer aus
einem anderen Kondensator (62) und einem anderen Widerstand (63) gebildeten Parallelschaltung
liegt, die den Basis-Kollektor-Kreis eines weiteren Transistors (59) bildet, dessen geerdeter Emitter
zu einer Diode (65) führt, welche den Emitter und die Basis dieses zweiten Transistors (59)
überbrückt.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemme
(100) einer bistabilen Schaltung (28) für die Speicherung eines von einer Zeitmarkierung (18)
herrührenden Signals von einem Zeitgeber (29) ein negatives Spannungspotential erhält, jeweils
kurz bevor zu erwarten ist, daß eine Zeitmarke auftritt, und daß eine vorbestimmte Zeit nach dem
Auftreten der Zeitmarkierung und der daraufhin erfolgten Einstellung der bistabilen Schaltung (28)
das der Klemme (100) vom Zeitgeber (29) aufgeprägte Signal auf ein positiveres Niveau geht,
um damit die bistabile Schaltung vor dem Er-
13 14
scheinen der nächsten Zeitmarkierung zurück- österreichische Patentschriften Nr. 213 321,
zustellen. 221295;
~ französische Patentschriften Nr. 1143 319,
In Betracht gezogene Druckschriften: 1 212 736,1 297 384;
Deutsche Patentschriften Nr. 817 825, 881 675; 5 USA.-Patentschrift Nr. 2 963 685;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 099 771, M i 11 m a η / T a u b, »Pulse and Digital Circuits«,
211; Mc Graw Hill Book Corp., 1956, S. 41.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 609/197 6.67 © Bundesdruckerei Berlin
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