DE1243901B - Anordnung zur lichtelektrischen Abtastung von Markierungen auf Taktmarken tragenden Aufzeichnungstraegern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

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

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. R. Schiering, Patentanwalt,
Böblingen, Westerwaldweg 4

Als Erfinder benannt:
Rudolph James Fritz,
Binghamton, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
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

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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-

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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)

Patentansprüche:

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

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