DE1926533C

DE1926533C - Switching amplifier with a photodiode for an optical scanning device for scanning measured values in digital form

Info

Publication number: DE1926533C
Authority: DE
Inventors: Lawrence Ray Phoenix Ariz. Smith (V.StA.)
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Publication date: 1972-07-20

Description

I 926 533 "*I 926 533 "*

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Die Erfindung betrifft einen Schaltverstärker mit »konstant« auf eine gegebene Spannung an einem auseiner Photodiode für eine optische Abtasteinrichtung, gangsseitigen PN-Übergang bezogen wird, der selbst zum Abtasten von in digitaler Form vorliegenden temperaturabhängig ist. Wenn sich jedoch diese ausMeßwerten, gangsseitige Schwellwertspannung am PN-ÜbergangThe invention relates to a switching amplifier with "constant" to a given voltage at one of the outputs Photodiode for an optical scanning device, PN junction on the output side, which itself for scanning of present in digital form is temperature dependent. However, if these result from the measured values, threshold voltage on the input side at the PN junction

Bekannte Schaltverstärker mit einer Photodiode 5 mit der Temperatur ändert, soll sich auch die Einbesitzen in der Regel einen Widerstand und eine gangsspannung entsprechend ändern, so daß eine kon-Photodiode, die in Spannungsteilerschaltung ange- stante Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsordnet sind, so daß die Photodiode in Abhängigkeit klemme und der Schwelhvertspannung am PN-Ubervon einem Loch oder einer Markierung auf einer abzu- gang der ausgangsseitigen Stufe aufrechterhalten wird, tastenden Karte einer Spannungsänderung unterworfen io Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gewird. Diese Spannungsänderung bewirkt eine ent- löst, daß ein zwischen eine Spannungsversorgung und sprechende Änderung der Ausgangsspannung des Ver- ein Bezugspotential geschalteter ausgangsseitiger Transtärkers, wodurch dieser das Vorhandensein eines sistor ein zwischen zwei binären Zustandswerten in Loches oder einer Markierung auf der abzutastenden Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Nicht-Karte anzeigt. Bei derartigen bekannten Schakver- 15 Vorhandensein einer Signalansteuerung umichaltbares stärkern ist _kei;;? Kompensationsmöglichkeit vorge- Ausgangssignal an einer Ausgangsklemme liefert, daß sehen, um Änderungen des von der abzutastenden der ausgangsseitige Transistor von einem Steuertran-Karte reflektierten Lichtes infolge von Unregelmäßig- sistor ansteuerbar ist, daß die Eingangsschaltung des keiten im Kartenmaterial bzw. unterschiedlicher Steuertransistors eine Regelschaltung umfaßt, die auf Diodenempfindlichkeit oder infolge von Temperatur- 20 Spannungsänderungen an der Steuerelektrode des Schwankungen und anderen Unregelmäßigkeiten im Steuertransistors in Abhängigkeit von der HinterSystem auszugleichen, die eine Änderung der Impe- grundhelligkeit anspricht und einen im wesentlichen danz der Photodiode bewirken. Daher schwankt bei konstanten Strom im Steuertransistor aufrechterhält, diesen bekannten Schaltungen das Gieichspannungs- und daß damit ein bezüglich einer Schwellwertspanniveau am Eingang des Verstärkers innerhalb be- 25 nung am ausgangsseitigen Transistor konstantes stimmter Grenzen, wobei diese Änderungen von Ver- Gleichspannungsniveau an der Eingangsklemme des stärker zu Verstärker bei einer gegebenen optischen Steuertransistors einstellbar ist.
Abtasteinrichtung unterschiedlich sein können. Daher Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand muß der Verstärker z. B. beim Altern der Photodioden von Unteransprüchen.Known switching amplifier with a photodiode 5 changes with the temperature, the possessions should change as a rule a resistor and an output voltage accordingly, so that a con-photodiode, the voltage difference between the input is arranged so that the photodiode depending on the terminal and the Schwelhvert voltage at the PN-Uber is maintained by a hole or a marking on an exit of the output-side stage, scanning card is subjected to a voltage change. This object is achieved according to the invention. This change in voltage causes an output-side amplifier connected between a voltage supply and a speaking change in the output voltage of the association or not showing card. With such known Schakver- 15 presence of a signal control switchable strengthening is _kei ;;? Compensation option before output signal at an output terminal provides that, in order to see changes in the light reflected by the output-side transistor from a control transistors card due to irregularities, it is possible to control that the input circuit of the card material or different control transistor includes a control circuit to compensate for diode sensitivity or as a result of temperature changes in voltage at the control electrode of the fluctuations and other irregularities in the control transistor depending on the rear system, which responds to a change in the impedance brightness and causes a substantial danz of the photodiode. Therefore, if the current in the control transistor maintains a constant current, the same voltage fluctuates in these known circuits and that with respect to a threshold voltage level at the input of the amplifier within the transistor on the output side constant certain limits, these changes of the DC voltage level at the input terminal of the stronger to amplifier at a given optical control transistor is adjustable.
Scanning device can be different. Therefore, further features of the invention are the subject of the amplifier z. B. in the aging of the photodiodes of subclaims.

bzw. beim Verstauben derselben ent veder durch Ände- 30 Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindungor when they get dusty, either by changing them

rung des Spannungsteilers oder einer Änderung des ist in der aus einer Figur bestehenden Zeichnung dar-tion of the voltage divider or a change in is shown in the drawing consisting of one figure.

Gleichspannungsniveaus innerhalb des Verstärkers gestellt, die einen Transistorschaltverstärker mit einerDC voltage levels set within the amplifier, which a transistor switching amplifier with a

nachjustiert werden. Der Nachteil dieser Notwendig- Photodiode gemäß der Erfindung zeigt,be readjusted. The disadvantage of this necessary photodiode according to the invention shows

keit ist offensichtlich, insbesondere bei Systemen mit Im grundsätzlichen Aufbau besitzt der Schaltver-is obvious, especially in systems with In the basic structure, the switching

vielen derartigen nachzujustierenden Verstärkerschal- 35 stärker Steuer-und Ausgangslrahäotoren, die zwischenmany such readjusted amplifier switches, 35 stronger control and output motors, which are between

tungen. der eingangsseitigen und der ausgangsseitigen An-services. the input side and the output side input

Bei einer weiteren bekannten Photoverstärkerschal- schlußklemme in Serie geschaltet sind. Diese Trantung zum Lesen von Löchern bzw. Markierungen auf sistoren sprechen auf die Impedanzänderung der Photoabzutastenden Karten wird eine Wechselstromkopp- diode an und liefern ein binäres Ausgangssignal. Eine lung zwischen der Photodiode und der Eingangsseite 40 Regelschaltung für das Bezugsniveau liegt zwischen des Verstärkers verwendet, um die vorausgehend be- dem Steuertransistor und der ein|angsseitigen Klemme schriebenen, durch die verschiedensten Parameter un- und spricht auf unerwünschte Änderungen der Leiterwünschterweise auftretenden Veränderungen des fähigkeit der Photodiode an, um für die Photodiode Gleichstromniveaus auszuschalten. Bei dieser Schal- einen Kompensalionsstiom zu liefern. Dieser Kompentungsart wird jedoch der Koppelkondensator auf einen 45 sationsstrom hält das Gleichspannungsniveau am Einmittleren Signalwert aufgeladen, so daß sich während gang des Schwellwert-Transistorverstärkers 10 über einer Abtastperiode eine Änderung des Ausgangs- einen großen Lichtänderungsbereich sowie bei Unsignals des Kondensators ergibt. Wenn die Zeitkon- regelmäßigkeiten der abzutastenden Karten und Ändestantc der Wechselstromkopplung so weit reduziert rungen der Empfindlichkeit der Photodiode oder dgl. wird, daß sich effektiv eine: Differenzierung des von der 50 im wesentlichen konstant.In a further known photo amplifier circuit terminal are connected in series. This trantung to read holes or markings on sistors speak to the change in impedance of the photo scanned Cards will connect an AC coupling diode and provide a binary output signal. One ment between the photodiode and the input side 40 control circuit for the reference level is between of the amplifier is used to connect the control transistor and the input-side terminal wrote, due to the most varied of parameters and speaks to undesired changes in the conductor as desired Occurring changes in the ability of the photodiode to adjust for the photodiode Switch off DC levels. To deliver a compensation stiom for this scarf. This type of compensation however, if the coupling capacitor is set to a 45 sation current, the DC voltage level is kept at the middle Signal value charged, so that during transition of the threshold transistor amplifier 10 over a sampling period a change in the output a large light change range as well as in the case of an unsignal of the capacitor results. If the time con-regularities of the cards to be scanned and changes to c the AC coupling so far reduced the sensitivity of the photodiode or the like. is that effectively a: differentiation of the 50 essentially constant.

Diode erzeugten Signals ergibt, d. h., daß bei jeder Gemäß der Zeichnung sind der Ausgangstran-Markierung der Karte eine Umladung auftritt, dann sistor 10 und der Stcuertransistor 12 in Kaskade zwiändert sich die Amplitude des Signals am Konden- sehen die Lingangsklemme 14 und die Ausgangssator stark mit der Größe der Markierung sowie mit klemme 46 geschaltet. Ein Kollektorwiderstand 20 der Geschwindigkeit, mit der die Markierung an der 55 liegt zwischen der Anschlußklemme 22 für die Span-Diode vorbeiläuft. nungsversorgung und der Ausgangsklemme 46, die Diode generated signal results, that is, that with each According to the drawing the output line marking of the card a charge reversal occurs, then sistor 10 and the control transistor 12 in cascade between the amplitude of the signal on the condensate see the input terminal 14 and the output gate strong switched with the size of the marking and with terminal 46. A collector resistance 20 of the speed with which the marking on 55 is between the terminal 22 for the Span diode passes. power supply and the output terminal 46, the

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, auch über einen Rückkopplungswiderstand 30 mit derThe invention is therefore based on the object, also via a feedback resistor 30 with the

einen .Schaltverstärker für Photodioden zu schaffen, Basis bzw. Steuerelektrode des Steuertransistors 12 ver·To create a switching amplifier for photodiodes, base or control electrode of control transistor 12

bei dem keine Wechselstrümkopplung erforderlich bunden ist, Ferner ist ein Emitterwiderstand 26 undwhere no alternating current coupling is required, there is also an emitter resistor 26 and

wird und der Änderungen des Schwellwertpegels an 60 ein Kollekcorwiderstand 28 vorgesehen, die mit demis and the changes in the threshold level to 60 a collector resistor 28 is provided, which with the

der ausgangsseitigen Stufe der Schaltung kompensiert. Steuertransistor 12 in entsprechender Weise verbundenthe output stage of the circuit is compensated. Control transistor 12 connected in a corresponding manner

Damit soll während de» NichtVorhandenseins eines sind. Ein eingangsseitiger Widerstand 40 liegt parallelThis is supposed to be one during the non-existence. An input-side resistor 40 is parallel Loches oder einer Markierung auf der abzutastenden zu den Eingangsklemmen 14 und 24 und dient demHole or a mark on the to be scanned to the input terminals 14 and 24 and is used Kurte, wenn diese an der Photodiode vorbeigeführt Ausgleich der charakteristischen Merkmale der DiodeKurte, when this passed the photodiode, compensating for the characteristic features of the diode

wird, eine konstante Kompensation geschaffen werden, 69 18 einerseits und andererseits der Vorspannung desa constant compensation is created, 69 18 on the one hand and the bias of the on the other hand

um das Glcichspannungsnivcau konstant zu halten. Transistors 34 für einen bestimmten Kollektorstrom,in order to keep the equal voltage level constant. Transistor 34 for a certain collector current,

Dieses Gleichspannungsniveuu soll für jede mögliche bei dem die ^«Verstärkung, d. h. die StromverstärkungThis DC voltage level should be used for every possible case in which the amplification, i.e. H. the current gain Iktrichsicmpcrutur konstant sein, wobei der Begriff bei der Emitter-Basis-Schaltung, groß ist.Iktrichsicmpcrutur be constant, the term for the emitter-base circuit being large.

Die zwischen den Eingangsklemmen 14 und 24 lie- seitigen Transistors 10 liegt hoch, d. h„ der ausgangsgende Photodiode 18 spricht auf die Änderu-sen des seitige Transistor 10 führt ebenfalls Strom, so daß die einfallenden Lichtes an, um das Spannungsniveau an Ausgangsklemme 46 auf dem unteren der beiden der Steuerelektrode des Steuertransistors 12 und damit Spannungsniveaus liegt, die den beiden binären Zudas binäre Niveau an der Ausgangsklemme 46 zu 5 ständen zugeordnet sind. Das Spannungsniveau an de· andern. Die Photodiode 18 besitzt beim Fehlen einer Ausgangsklemme 46 ist somit gleich dem Spannungs-Markierung bzw. eines Loches auf der abzu- abfall an der Kollektor-Emitter-Strecke des ausgangstastenden Karte eine verhältnismäßig niedere Impe- seitigen Transistors 10. Nimmt man an, daß auf Grund danz, die auf einen verhältnismäßig hohen Wert beim von Änderungen des Kartenmaterials die Photodiode Vorhandensein eines das Licht absorbierenden Loches io 18 einen größeren Strom führt, dann wird das Gleichoder einer entsprechenden Markierung ansteigt. Spannungsniveau an der eingangsseitigen Klemme 14The transistor 10 connected between the input terminals 14 and 24 is high; h "the starting one Photodiode 18 responds to the changes in the side transistor 10 also carries current, so that the incident light to the voltage level at output terminal 46 on the lower of the two of the control electrode of the control transistor 12 and thus voltage levels that the two binary Zudas binary level at output terminal 46 are assigned to 5 levels. The tension level at the to change. In the absence of an output terminal 46, the photodiode 18 is thus equal to the voltage marking or a hole on the waste at the collector-emitter path of the output button Card a relatively low impedance-sided transistor 10. If one assumes that due to danz, which at a relatively high value when changing the card material the photodiode If a hole which absorbs the light 18 carries a larger current, then this becomes equal to or a corresponding mark increases. Voltage level at the input terminal 14

Die Regelschaltung 16 für das Bezugsniveau umfaßt gegenüber dem zuvor festgelegten Wert erniedrigt.The control circuit 16 for the reference level comprises lower than the previously determined value.

einen ersten und zweiten Transistor 32 und 34, die in Dieser Abfall der Gleichspannung an der Basis desa first and second transistor 32 and 34, which in this drop in the DC voltage at the base of the

Serie zwischen die Emitterelektrode des Steuertran- Steuertransistors 12 führt zu einem größeren Strom inSeries between the emitter electrode of the control transistor control transistor 12 leads to a larger current in

sistors 12 und die Eingangsklemme 14 geschaltet sind. 15 diesem Transistor, der seinerseits die Spannung amsistor 12 and the input terminal 14 are connected. 15 this transistor, which in turn controls the voltage on

Zwischen die Steuerelektrode des Transistors 34 und Emitter des Transistors 32 der Regelschaltung 16 er-Between the control electrode of the transistor 34 and the emitter of the transistor 32 of the control circuit 16

Jie Anschlußklemme 22 für die Spannungsversorgung niedrigt. Auf Grund dieser Vorspannung wird derThe terminal 22 for the voltage supply is low. Due to this bias, the

ind ein Widerstand 36 und ein Kondensator 38 par- Transistor32 leitend, wodurdi die Spannung an derind a resistor 36 and a capacitor 38 par- transistor32 conductive, making the voltage on the

LiIIeI geschaltet. Die Steuerelektrode de«. Transistors 32 Basis des Transistors 34 abfällt und dieser zunehmendLiIIeI switched. The control electrode de «. Transistor 32 base of transistor 34 falls and this increases

i-it mit dem Potentiometerabgriff 44 eines Widerstandes 20 leitend wird. Damit liefert der Transistor 34 einen zu-i-it with the potentiometer tap 44 of a resistor 20 becomes conductive. The transistor 34 thus provides a

42 verbunden. Die mit Hilfe des Abgriffes 44 einstell- sätzlichen Strom für die Photodiode 18 und hebt die42 connected. The current for the photodiode 18, which can be set using the tap 44, and raises the

hare Spannungsänderung legt die Empfindlichkeit der Spannung an der Eingangsklemme 14 auf ein NiveauHard voltage change sets the sensitivity of the voltage at input terminal 14 to a level

Schaltung fest, die nachfolgend näher beschrieben an, das gerade ausreicht, um den Emitter des Steuer-Circuit, which is described in more detail below, that is just sufficient to connect the emitter of the control

■. ird. transistors 12 um eine Dioden-Umschaltspannung■. earth. transistor 12 to a diode switching voltage

Beim Lesen von Markierungen auf der abzutasten- 25 (diode off-set) unterhalb des Potentials an der Basis des Jen Karte ist es wichtig, daß die Schaltung eine mög- Transistors 32 zu halten. Diese.» Bezugspotential kann liehst hohe Empfindlichkeit besitzt, so daß die Art der typischerweise zwischen 1 und 4 Volt liegen und am Markierung auf der Karte nicht kritisch ist. Diese liohe Widerstand 26 eine Spannung aufbauen, die den Empfindlichkeit darf jedoch beim Lesen keine falschen Transistor 32 leitend macht. Da die Spannung am informationen verursachen. Infolgedessen ist es not- 30 Widerstand 26 proportional dem Emitterstrom des wendig, daß beim Fehlen von Markierungen auf der Steuertransistors 12 ist und ferner dieser Emitterabzutastenden Karte ein Bezugsspannungsniveau in strom Ie mit dem Kollektorstrom Ic durch die Glei-Abhängigkeit von einem feststehenden Schwellwert ge- chungWhen reading marks on the to be scanned 25 (diode off-set) below the potential at the base of the Jen card, it is important that the circuit has a possible transistor 32 to hold. This." Reference potential can be very sensitive so that the type of voltage is typically between 1 and 4 volts and the marking on the card is not critical. This liohe resistor 26 builds up a voltage which, however, must not make false transistor 32 conductive during reading. As the tension on the information cause. As a result, it is necessary that, in the absence of markings on the control transistor 12 and also this emitter-scanned card, a reference voltage level in current Ie with the collector current Ic is achieved by the sliding dependence on a fixed threshold value

bildet wird. Der Differenzbetrag zwischen dem Bezugs- . _ β ,_[f,. niveau und dem feststehenden Schwellwert ist umge- 35 ^C ~ \ ±~ß kehrt pioportional der Empfindlichkeit des Verstärkers. Da eine hohe Empfindlichkeit erforderlich ist, verknüpft ist, sind der Emitter- und der Kollektorsoll diese Differenz klein sein, was wiederum bedeutet, strom für einen Transistor 12 mit einem großen Betadaß die Schaltung auf Änderungen der Bezugsspan- wert annäherungsweise gleich. Der Kollektorstrom Ic nung extrem empfindlich wird. Somit muß die Bezugs- 40 erzeugt eine Spannung am Widerstand 28, die dem vorspannung für jede Karte festgelegt und festgehalten ausstehend erwähnten fixierten Schwellwert entspricht, werden, da sonst unterschiedliche Karten Änderungen Diese Spannung ist die Umschalt-SchwellspannungKßB in der Lichtintensität usw. Signale auslösen können, die des Transistors 10. Infolgedessen bewirkt die Bezugsden festgelegten Schwellwert übersteigen. spannung am Widerstand 42 eine Spannung an derforms is. The difference between the reference. _ β, _[f,. level and the fixed threshold value is inversely 35 ^C ~ \ ± ~ ß reverses proportional to the sensitivity of the amplifier. Since a high sensitivity is required, this difference should be small for the emitter and the collector, which in turn means that the current for a transistor 12 with a large beta is approximately the same for changes in the reference voltage. The collector current Ic voltage becomes extremely sensitive. Thus, the reference 40 must generate a voltage across the resistor 28 which corresponds to the bias voltage set and recorded for each card, otherwise different cards can trigger changes in the light intensity and so on that of transistor 10. As a result, causes the reference to exceed the set threshold. voltage across resistor 42 a voltage across the

Wenn die abzutastende Karte in den Kartenleser 45 Basis des Transistors 10, die gerade um den gewünscheingeführt wird, der die Verstärkerschaltung gemäß ten Betrag über der Umschaltspannung des Trander Erfindung umfaßt, reflektiert diese eine bestimmte sistors 10 liegt.When the card to be scanned is inserted into the card reader 45 base of the transistor 10, which is just about the desired that the amplifier circuit according to th amount over the switching voltage of the Trander Invention includes, this reflects a certain sistor 10 is located.

Lichtintensität, die von der Photodiode 18 festgestellt Wenn unter de;- Photodiode 18 eine Markierung oder wird. Damit führt die Photodiode auch einen Strom ein Loch vorbeigeführt wird, steigt die Impedanz der von bestimmter Größe, wobei sie beim Fehlen eines 50 Photodiode 18 an, wodurch gleichzeitig die Spannung Loches oder einer Markierung auf der abzutastenden an der Basis des Steuertransistors i2 erhöht und der Karte, durch welche ein bestimmter Teil des reflek- Strom des Transistors 12 verringert wird. Mit der Vertierten Lichtes absorbiert wird, eine verhältnismäßig ringerung des Stromes durch den Transistor 17 wird niedere Impedanz besitzt. Auf Grund von Änderungen das Basispoiential des ausgangsseitigen Transistors lü im Kartenmaterial bzw. bei unterschiedlichem Streu- 55 auf einen Wert gebracht, der nicht ausreicht, um den light oder unterschiedlicher Diodenempfindlichkeit Transistor 10 im leitenden Zustand zu halten, so daU neigt die Photodiode 18 dazu, mehr oder weniger sich die Spannung an der ausgangsseitigen Klemme 46 Strom zu führen, wodurch sich auch eine Änderung in in Richtung auf die an der Klemme 22 angelegteiverder Impedanz gegenüber einem vorausgehenden Wert sorgungsspannung in Höhe von 5 Volt hin yerseniem. ergibt. Durch die Merkmale der Erfindung wird jedoch 60 Wenn beim Abtasten eines Loches oder Markierung das Spannungsniveau an der Basis des Transistors 10 auf der abzutastenden Karte die Impedanz der Photoin dem Augenblick auf einen festen Schwellwert fest- diode erhöht wird, hält der Speicherkondensator 38 gelegt, in welchem die Karte in den Kartenleser ein- einen im wesentlichen konstanten Photodiodenstrom tritt, Diese Stabilisierung des flezugsniveaus ergibt sich durch den Transistor 34 aufrecht, wobei dieser Ent· in der nachfolgend beschriebenen Weise: «j ladestrom einen maximalen Spannungshub an der Light intensity detected by the photodiode 18 If under de; - Photodiode 18 is a mark or. So that the photodiode also leads a current past a hole, the impedance of the certain size increases, whereby it increases in the absence of a 50 photodiode 18, whereby at the same time the voltage hole or a mark on the to be scanned at the base of the control transistor i2 increases and the Card by which a certain part of the reflective current of the transistor 12 is reduced. With the vertically absorbed light, a relatively lowering of the current through the transistor 17 will have a lower impedance. Due to changes, the base potential of the output-side transistor lü in the map material or with different scatter 55 brought to a value that is not sufficient to keep the light or different diode sensitivity transistor 10 in the conductive state, so that the photodiode 18 tends to more or less the voltage at the output-side terminal 46 to carry current, which also results in a change in the direction of the different impedance applied to the terminal 22 compared to a previous supply voltage value of 5 volts. results. However, through the features of the invention, when a hole or marking is being scanned, the voltage level at the base of the transistor 10 on the card to be scanned increases the impedance of the photo to a fixed threshold value at the moment, the storage capacitor 38 is connected which the card enters the card reader with an essentially constant photodiode current. This stabilization of the flow level is maintained by the transistor 34, this ent · in the manner described below: «j charging current a maximum voltage swing at the

Beim Fehlen eines Loches oder einer Markierung Basis des Steuertransistors 12 sicherstellt. Der mit dem auf der abzutastenden Karte ist der Steuertransistor 12 Kondensator 38 parallelgeschaltete Widerstand 36 dient normalerweise stromführend. Die Basis des ausgangs- de' Kompensation für den Fall, daß der Transisto? 34In the absence of a hole or a mark, the base of the control transistor 12 ensures. The one with the On the card to be scanned, the control transistor 12, capacitor 38, resistor 36 connected in parallel is used normally live. The basis of the output de 'compensation in the event that the transistor? 34

Claims

einen extrem hohen Betawert besitzt. Die Entladung Schaltung bei in einem weiten Temperaturbereichhas an extremely high beta value. The discharge circuit at in a wide temperature range

des Kondensators 38 ist notwendig, da dieser Entlade- sehwankenden Temperaturen von besonderer Wichtig-,of the capacitor 38 is necessary because this discharge fluctuating temperatures are of particular importance,

Vorgang das Spannungsniveau an der Basis des Tran- keit. Die dargestellte und vorausgehend beschriebeneProcess the level of tension at the base of tranquility. The one shown and described above

sistors iO festhält, wenn die Lichtintensität abnimmt Schaltung wurde zufriedenstellend in einem Tempe-sistors OK holds when the light intensity decreases Circuit was satisfactory in a tempe-

oder der Diodenwiderstand zunimmt. 5 raturbereich von —55 bis f 92° C betrieben, wobei sichor the diode resistance increases. 5 temperature range from -55 to f 92 ° C operated, with

Dies ist der Fall, wenn der Transistor 34 einen die Empfindlichkeit nur vernachlässigbar geändert hat. niederen Betawert, d. h. eine geringe Stromverstärkung Die vorausgehend beschriebene Transistorverstär-, besitzt und in diesem Fall die Entladung des Koiiden- kerschaltung ist in besonderer Weise dafür geeignet, sators 38 primär zur Basis des Transistors 34 hin in der z, B. mit Bleistift aufgebfachte Markierungen auf einer beschriebenen Weise erfolgt. Wenn der Transistor 34 to abzutastenden Karte durch die Änderung der durch dagegen einen hohen Betawert besitzt, oder wenn die die Markierung bewirkten Reflexionseigensehaflen auf die Photodiode 18 einwirkende Helligkeit extrem festzustellen, wenn die Karte unter der Photodiode niedrig ist. erfolgt die Entladung des Kondensators 38 vorbeigeführt wird. Gleichzeitig werden von der VeN nicht schnell genug nach dem Abtasten einer Karte. stärkerschaltung diejenigen Beleuchtung»- und Lichtum fur das Abtasten der nächsten Karte bereit zu sein, t$ einfiUsse ausgeschaltet, die nicht überwacht werden es sei denn, daß der Widerstand 36 in der Schaltung sollen, wie z. B. Änderungen der Umgebungshelligkeit vorgesehen ist. Mit anderen Worten heißt das, daß der sowie der Reflexionseigenschaften der Karte selbst, Kondensator 38 teilweise entladen und für das Ab- Änderungen der Empfindlichkeit der Photodiode inner' tasten der nächsten Karte bereit sein muß. die nach halb der Herstellungstoteranzen, Alterungseinflüsse dem Abtasten der vorausgehenden Karte in den *o sowie Änderungen in der Umgebungstemperatur, Kartenleser eingeführt wird. Der Kondensator 38 hält Änderungen der Lichtintensität auf Grund der Alteden Photodiodenstrom während des über die ganze rung bzw. Verschmutzung der ßeleuchtungsquelle und Kartenlänge erfolgenden Abtastens der Markierungen weiteres mehr.This is the case when the transistor 34 has only negligibly changed the sensitivity. low beta, d. H. a low current gain The previously described transistor amplifier, possesses and in this case the discharge of the Koiiden- kerschaltung is particularly suitable for Sators 38 primarily to the base of the transistor 34 in the, for example, pencils fanned out markings on a described manner takes place. When the transistor 34 to scanned card by changing the through on the other hand has a high beta value, or if the reflection properties caused by the marking The brightness acting on the photodiode 18 can be determined extremely if the card is under the photodiode is low. takes place the discharge of the capacitor 38 is bypassed. At the same time, VeN not fast enough after scanning a card. Stronger circuit those lights and lights in order to be ready for the scanning of the next card, the influences are switched off that are not monitored unless the resistor 36 is intended in the circuit, e.g. B. Changes in ambient brightness is provided. In other words, that, as well as the reflective properties of the card itself, Capacitor 38 partially discharged and for changing the sensitivity of the photodiode inside ' the next card must be ready. the effects of aging after half of the manufacturing process scanning the previous map in the * o as well as changes in the ambient temperature, Card reader is introduced. The capacitor 38 maintains changes in light intensity due to the aging of the photodiode current throughout the entire period of pollution of the light source and Map length taking place scanning of the markings further more.

aufrecht, wobei die Zeitkonstante des Kondensators 38 Eine tatsächlich ausgeführte Schaltung, bei der inupright, with the time constant of the capacitor 38. An actually executed circuit in which in

und der Widerstand, Ober welchen dieser entladen *$ vorteilhvher Weise die vorausgehend angefahrtenand the resistance above which these unload * $ advantageously the previous ones

wird, genügend groß ist, um einen nahezu konstanten Eigenschaften auftreten, ist aus folgenden Bauelemen-is large enough to have almost constant properties, is made up of the following structural elements

Strom in der Photodiode für die langsamste Abtast- ten aufgebaut: geschwindigkeit und die kleinste Kombination vonCurrent built up in the photodiode for the slowest sampling: speed and the smallest combination of

Markierungen aufrechtzuerhalten. WiderständeMaintain markings. Resistances

Der Rückkopplungswiderstand 30 liegt zwischen so rjq t 000 Ohm The feedback resistance 30 is between thus rjq t 000 ohms

der Ausgangsklemme 46 und der Basis des Steuertran- /}jg 2 200 Ohmthe output terminal 46 and the base of the control cable /} jg 2 200 ohms

sistors 12 und liefert ein regeneratives Rückkopplung»- /130 2 200 OÖO Ohmsistor 12 and provides a regenerative feedback »- / 130 2 200 OÖO ohms

signal für den Transistor 12, um die Transistoren 10 /j26 2 700Ohmsignal for transistor 12 to transistors 10 / j26 2 700Ohm

und 12 rasch ein- und auszuschalten. Diese positive #46 2 200 Ohmand 12 to switch on and off quickly. This positive # 46 2 200 ohms

Rückkopplung verbessert die Wirkungsweise der as r4q 470 0hmFeedback improves the effectiveness of the as r4q 470 Ohm

Schaltung durch eine Verringerung der UmschaltzeitSwitching by reducing the switching time

der Transistoren 10 und 12 auf ein Minimum. Diese Kondensatorof transistors 10 and 12 to a minimum. This capacitor

Regeneration stellt auch sicher, daß das am Ausgang c38 47 mFRegeneration also ensures that the output c38 is 47 mF

der Schaltung anliegende Signal nicht zwischen zwei Versorgungsspannung S VoltThe signal present in the circuit is not between two supply voltages S volts

Werten hin- und herspringt, wenn das Signal in der «o Spannung am Potentio-Values jumps back and forth when the signal in the «o voltage at the potentiometer

Nähe des Schwellwertes liegt. Auf Grund dieser Rege- meter 42 3 bis S VoltIs close to the threshold value. On the basis of this regulator 42 3 to 5 volts

neration wird somit der Geräuschabstand wesentlichgeneration, the signal-to-noise ratio becomes essential

verbessert. Transistorenimproved. Transistors

Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsge- 12 und 34 PNPAnother important advantage of the invention's 12 and 34 PNP

mäßen Schaltung ist in der verbesserten Temperatur- 45 10 und 32 NPNThe correct circuit is in the improved temperature 45 10 and 32 NPN

kompensation des Transistors 12 durch den Transistorcompensation of the transistor 12 by the transistor

32 in der Regelschaltung 16 für das Bezugsmveau zu An Stelle der vorausstehend angegebenen Werte der32 in the control circuit 16 for the reference level to instead of the values given above

sehen. Da der Emitter- und Kollektorstrom des Steuer- für die Schaltung verwendeten Bauelemente kann diesesee. Since the emitter and collector current of the control components used for the circuit, this

transistors 12 nahezu gleich groß sind, stellt sich die auch ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise austransistor 12 are almost the same size, it turns out without affecting the mode of operation

Spannung an der Basis des ausgangsseitigen Transi- 50 Bauelementen mit abweichenden Werten aufgebautVoltage built up at the base of the output-side Transi- 50 components with deviating values

stors 10 auf einen Wert ein, der vom Wert der Emitter- werden, spannung abhängt. Die Sperrscbichtspannung derstors 10 to a value that is different from the value of the emitter, voltage depends. The barrier layer voltage of the

Basis-Emitter-Strecke des Transistors 32 kompensiert Patentansprüche: die Umschaltspannung an der Grenzschicht der Emitter-Basis-Strecke des Transistors IQ und hält die 55 1. Schaltverstärker mit einer Photodiode für eine Spannung an der Basis des Transistors 10 beim Fehlen optische Abtasteinrichtung zum Abtasten von in von Markierungen konstant. Wenn die durch den digitaler Form vorliegenden Meßwerten, da-Grenzschichtübergang des Transistors 10 gebildete durch gekennzeichnet, daß ein zwi-Schwellwertspannung mit sich ändernder Temperatur sehen eine Spannungsversorgung (22) und ein Beabnimmt, ergibt sich eine nahezu gleiche Verringerung 60 zugspotential (24) geschalteter ausgangsseitiger der Grenzschichtspannung des Transistors 32. Damit Transistor (10) ein zwischen zwei binären Znstandsnimmt der Emitterstrom des Transistors 12 ab, wo- werten in Abhängigkeit von dem Vorhandensein durch auch die Spannung an der Basis des Transistors oder Nichtvorhandensein' einer Signalsteuerung 10 verringert, &. h. die Änderung der Schwellwert- umschaltbares Ausgangssignal an einer Ausgangsspannung kompensiert wird. Da Temperaturänderun- 65 klemme (46) liefert, daß der ansgangsseitige Trangen ungefähr eine Änderung der Grenzschichtspan- sistor (10) von einem Steuertransistor (12) anpung um etwa 2 Millivolt/⁰ C bewirken, ist das Merk- steuerbar ist, daß die Eingangsschaltung des mal der Temperaturkompensation für den Betrieb der Steuertransistors (12) eine Regelschaltung (16) um-Base-emitter path of transistor 32 compensates for claims: the switching voltage at the boundary layer of the emitter-base path of transistor IQ and holds the 55 1st switching amplifier with a photodiode for a voltage at the base of transistor 10 in the absence of an optical scanning device for scanning of in of markings constant. If the measured values present in the digital form, the boundary layer transition of the transistor 10, characterized by the fact that a voltage supply (22) and a voltage change with changing temperature see a voltage supply (22) and an almost equal reduction of the connected potential (24) the output side of the junction voltage of transistor 32. So that transistor (10) is between two binary states, the emitter current of transistor 12 decreases, depending on the presence of the voltage at the base of the transistor or the absence of a signal control 10, & . H. the change in the threshold switchable output signal is compensated for at an output voltage. Since the temperature change terminal (46) provides that the input-side Trangen cause a change in the boundary layer voltage of a control transistor (12) by approximately 2 millivolts / ⁰ C, the noticeable can be controlled that the input circuit the time the temperature compensation for the operation of the control transistor (12) a control circuit (16) to-

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faßt, die auf Spannungsänderungen an der Steuerelektrode des Steuertransistors (12) in Abhängigkeit von der Hintergrundhelligkeit anspricht und einen im wesentlichen konstanten Strom im Steuertransistor aufrechterhält, und daß damit ein be- S zJKglich einer Schwcllwertspannung am ausgangsseitigen Transistor konstantes Gleichspannungs* niveau an der Eingangsklemme (14) des Steuertransistors einstellbar ist.summarizes, which responds to voltage changes at the control electrode of the control transistor (12) as a function of the background brightness and maintains an essentially constant current in the control transistor, and that a S A constant DC voltage * based on a threshold voltage at the transistor on the output side level is adjustable at the input terminal (14) of the control transistor.

2. Schaltverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine regenerative Rückkopplungseinrichtung (JO) von der Ausgangsseite des ausgangsseitigen Transistors (10) zum Eingang des Steuertransistors (12) vorhanden ist.2. Switching amplifier according to claim 1, characterized in that a regenerative feedback device (JO) from the output side of the output-side transistor (10) to the input of the control transistor (12) is present.

3. Schaltverstärker nach Anspruch 1 ode·* 2, da- t$ durch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (16) einen ersten, zwischen eine Bezugsspannung und den Steuertransistor (12) geschalteten Transistor (32) umfaßt, dessen Leitfähigkeitsniveau von dem Leitfähigkeitszustand des Steuertransistors (12) ein- *o stellbar ist, und daß ein zweiter Transistor (34) zwischen den ersten Transistor (32) und die Eingangsklemme (14) geschaltet ist und auf Änderungen des Leitfähigkeitszustandes des ersten Transistors (32) anspricht, um das Spannungsniveau an *$ der Eingangsklemme (14) zu stabilisieren.3. Switching amplifier according to claim 1 or · * 2, characterized in that the control circuit (16) comprises a first transistor (32) connected between a reference voltage and the control transistor (12), the conductivity level of which depends on the conductivity state of the control transistor (12) is adjustable, and that a second transistor (34) is connected between the first transistor (32) and the input terminal (14) and responds to changes in the conductivity state of the first transistor (32) to increase the voltage level * Stabilize the $ of the input terminal (14).

4. Schalt verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (16) ferner einen mit dem zweiten Transistor (34) verbundenen Kondensator (38) enthält, der einen Entladestrom für eine mit der Eingangsklemme (14) verbundene Photodiode (18) liefert, wenn die Impedanz der Photodiode infolge der Abtastung einer Markierung ansteigt, und daß der vom Kondensator (38) gelieferte Strom einen Spannungshub am Steuertran· sistor (12) bewirkt und den Steuertransistor sowie den ausgangsseitigen Transistor zur Erzeugung eines einem binären Zustandswert zugeordneten nochliegenden Spannungszustandes an der Ausgangsklemme abschaltet.4. switching amplifier according to claim 3, characterized in that the control circuit (16) further a capacitor (38) connected to the second transistor (34) and having a discharge current for a photodiode (18) connected to the input terminal (14), if the impedance of the Photodiode rises as a result of the scanning of a marking, and that the current supplied by the capacitor (38) causes a voltage swing at the control cable sistor (12) causes and the control transistor and the output-side transistor for generation switches off a voltage state that is still present at the output terminal, which is assigned to a binary state value.

5. Schaltverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (36) parallel zu dem Kondensator (38) zwischen zwei Elektroden des zweiten Transistors (34) angeordnet ist und eine Ableitstrecke für den Kondensator (38) bildet.5. Switching amplifier according to claim 4, characterized in that a resistor (36) in parallel to the capacitor (38) is arranged between two electrodes of the second transistor (34) and forms a discharge path for the capacitor (38).

6. Schaltverstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgangsseitige Transistor (10) mit einem ersten Lastwiderstand (20) versehen ist, an dem sich der binäre Potentialwert in Abhängigkeit von dem durch den Transistor fließenden Strom einstellt, daß der Lastwiderstand (28) des Steuertransistors (12) parallel zum Eingang des ausgangsseitigen Transistors (10) liegt und zur Steuerung des durch den ausgangsseitigen Transistor fließen· den Strome» dient, daß ein im Eingangskreis des Steuertratisistors angeordneter Gtgenkopplungswiderstand (26) parallel zum Eingang der Regelschaltung (16) liegt, die in Abhängigkeit von dem am Gegenkopplungswiderstand (26) wirksamen Spannungspotential die Eingangsimpedanz des Schaltverstärkers auf ein bestimmtes Niveau einstellt.6. Switching amplifier according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that that the output-side transistor (10) is provided with a first load resistor (20) on which the binary potential value adjusts itself as a function of the current flowing through the transistor so that the load resistor (28) of the control transistor (12) is parallel to the input of the output-side transistor (10) and to the control of the · the currents »flowing through the output-side transistor serves that one in the input circuit of the Control tratisistor arranged Gtgenkopplungsverbindungen (26) parallel to the input of the control circuit (16), which depends on the at the negative feedback resistor (26) effective voltage potential is the input impedance of the Switching amplifier adjusts to a certain level.

7. Schaltverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des ersten Transistors (32) der Regelsehaltung (16) mit dem Abgriff eines Potentiometers (42) verbunden ist. mit dem durch entsprechende Einstellung des Abgriffes der Leitfähigkeitszustand der Regelschaltung zur Einstellung der Empfindlichkeit des Verstärken veränderbar ist, daß der erste Transistor (32) in Serie zwischen die Eingangselektrode des Steuertransistors (12) und die Steuerelektrode des zweiten Transistors (34) geschaltet ist, und daß der zweite Transistor (34) in Serie zwischen der Klemme (22) für die Spannungsversorgung und der Eingangs* klemme (14) angeordnet ist, um der mit de^r Ein· gangsklemme verbundenen Photodiode (18) entsprechend der Vorspannung an seiner Steuerelektrode Strom zuzuführen.7. Switching amplifier according to claim 6, characterized in that the control electrode of the first transistor (32) of the control circuit (16) is connected to the tap of a potentiometer (42). with which the conductivity state of the control circuit for setting the sensitivity of the amplification can be changed by setting the tap accordingly, that the first transistor (32) is connected in series between the input electrode of the control transistor (12) and the control electrode of the second transistor (34), and that the second transistor (34) terminal in series between the terminal (22) for the power supply and the input * is arranged (14) to the ^r with de A · associated photodiode (18) through terminal according to the bias voltage at its control electrode power supply .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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