DE2260394A1 - Verfahren zur erkennung von signalen - Google Patents

Description

Böblingen, den 30. bm-sn

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: SA 971 028

Verfahren zur Erkennung von Signalen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Signalen in einer Signalfolge, insbesondere in einer Signalfolge mit Signalen von veränderlicher Amplitude, in der die einzelnen Signale unterschiedliche zeitliche Abstände voneinander aufweisen können.

Es sind im wesentlichen drei Arten von. Signaldetektoren bekannt: Schwellwert-Detektoren, mit Integration und Nulldurchgang-Auswertung sowie mit Differentiation und Nulldurchgang-Auswertung arbeitende Detektoren. Die Schwellwert-Detetektoren und die die Integration durchführenden Detektoren sind von der Signalamplitude abhängig, während die die Differentiation durchführenden Detektoren stark storsignalempfindlich sind. Keine der genannten Detektorarten ist daher geeignet zur Erkennung von Datensignalen, die in ihrer Amplitude veränderlich sind und denen Störsignale überlagert werden. Solche Signale treten z.B. beim Lesen von magnetisch gespeicherten Informationen auf, die durch diskrete magnetische Bereiche auf einer Unterlage, beispielsweise auf einer Kreditkarte, dargestellt sind. Diese magnetischen Bereiche liegen entweder auf der Unterlage auf, d.h. sie ragen über die Oberfläche der Unterlage hinaus, oder sie sind in die Unterlage eingepreßt. Die beim Abtasten dieser magnetischen Bereiche erhaltenen Lesesignale weisen gewöhnlich beträchtliche

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Amplitudenschwankungen bei den einzelnen Bits auf.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Signalerkennung anzugeben, bei dem die einzelnen Signale in ihrer Amplitude stark voneinander abweichen und von Störsignalen überlagert sind. Der für die Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Aufwand soll dabei so gering wie möglich gehalten werden. Diese Aufgabe wird bei dem anfangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Integration des Signals und eine fortlaufende Differenzbildung zwischen dem integrierten Signal und dem nichtintegrierten Signal erfolgen und daß das Erreichen eines vorgegebenen Differenzwertes als Auftreten eines Signals zu einem zugeordneten Zeitpunkt gewertet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des

beanspruchten Verfahrens,

Fig. 2 verschiedene Signalverläufe für ein Eingangsr

signal, das integrierte Eingangssignal und das aus diesen durch Differenzbildung gewonnene Signal und

Fig. 3 die Signalverläufe zweier Eingangssignale, denen

die entsprechenden integrierten Signale überlagert sind.

Auf einer Eingangsleitung 10 werden in der Schaltungsanordnung nach⁴Fig. 1 die Eingangssignale zugeführt. Diese Signale können beispielsweise die Ausgangssignale eines Magnetkopfes oder einer Photodiode sein. Enthalten die Signale eine Gleichspannungskomponente, dann werden sie vorzugsweise über einen Kondensator oder über einen Übertrager der Eingangsleitung 10 zugeführt. Die

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Leitung 10 ist mit zwei Pfaden 12 und 14 verbunden, von denen der Pfad 12 zu dem negativen Eingang 16 und der Pfad 14 zu dem positiven Eingang 18 eines Operationsverstärkers 20 führen. Zur . Integration des Eingangssignales ist im Pfad 12 ein Integrator 22 vorgesehen, der aus einem Widerstand 24 und einem Kondensator 26 besteht. Es können auch beliebige andere Integratoren verwendet werden, so z.B. integrierende Operationsverstärker, Netzwerke mit Induktivitäten und Widerständen oder Thermistoren und für den Fall einer langsamen Signalintegration elektromechanische Integratoren. Das Ausgangssignal des Integrators 22 stellt angenähert das integrierte Eingangssignal dar. Es wird dem Eingang 16 des Operationsverstärkers 20 zugeleitet, während das in seiner Form unveränderte Eingangssignal über den Pfad 14 dem Eingang 18 des Verstärkers 20 zugeführt wird. Um den Signalverlust im Integrator 22 zu kompensieren, ist im Pfad 14 ein Teilernetzwerk aus den beiden Widerständen 28 und 30 vorgesehen, das das Eingangssignal um einen konstanten Faktor verringert. Durch die Auswahl der Werte der Widerstände 28 und 30.wird bestimmt, zu welchem Zeitpunkt die Differenz zwischen den beiden den Eingängen 16 und 18 zugeführten Signalen Null ist. Es ist weiterhin vorteilhaft, einen Schwellwert vorzusehen, den ein Signal überschreiten muß, um erkannt zu werden. Dieser Schwellwert wird über einen Widerstand 32 und ein Potentiometer 34, mit dem die Höhe des Schwellwertes eingestellt werden kann, zugeführt. Mit Hilfe des Widerstandes 32 und des Potentiometers 34 wird ein Spannungsabfall über den in Reihe geschalteten Widerständen 24 und 28 hergestellt, der ein konstantes Eingangssignal für den Verstärker 20 darstellt und diesen in die Sättigung bringt. Signale, die nicht ausreichen, um den Verstärker 20 aus der Sättigung herauszubringen, liegen somit unter dem eingestellten Schwellwert und können nicht erkannt werden. Die Widerstände 24, 28, 30 und 32 bilden einen Strompfad, durch den die Eingänge des Verstärkers 20 vorgespannt werden und der eine' Entladung des Kondensators 26 ermöglicht, wenn kein Eingangssignal auf der Leitung 10 eintrifft. ·

Obwohl es nicht erforderlich ist, so ist es doch wünschenswert,

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eine Rückführung von der Ausgangsleitung 36 des Verstärkers 20 zum negativen Eingang 16 vorzusehen. Die Rückführung erfolgt über den Widerstand 38 und dient dazu, den Schaltkreis zu stabilisieren sowie Ausgangsstörsignale zu reduzieren.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die in ihrer Form unveränderten Eingangssignale dem positiven Eingang 18 und die integrierten Eingangssignale dem negativen Eingang des Verstärkers 20 zugeleitet. Die Eingänge des Verstärkers können jedoch ohne weiteres miteinander vertauscht werden, wobei sich lediglich die Polarität des Ausgangssignales umkehrt. Die Rückführung von der Ausgangsleitung 36 muß jedoch in jedem Falle zum negativen Eingang des Verstärkers erfolgen.

Im Operationsverstärker 20 erfolgt die Subtraktion der über den Eingang 16 zugeleiteten integrierten Eingangssignale b bzw. b¹ (Fig. 2) von den in ihrer Form unveränderten EingangsSignalen a bzw. a¹, die über den Eingang 18 zugeführt werden. Durch diese Differenzbildung ergibt sich das resultierende Ausgangssignal c bzw. c¹. Der Nulldurchgang des Signals c bzw. c¹ weist auf das Auftreten eines Eingangssignals hin und kann somit für die Erkennung dieses Signals ausgewertet werden. Der Nulldurchgang erfolgt für das Signal c sowie für das erheblich größere Signal c' zum selben Zeitpunkt. Dies bedeutet, daß die Signalerkennung unabhängig von der jeweiligen Höhe des Eingangssignales stattfindet. Die Amplitudenunabhängigkeit des Verfahrens ist weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich, in der den beiden Eingangssignalen a und a¹ die entsprechenden integrierten Signale b und b¹ überlagert sind. Das Eingangssignal und das zugeordnete integrierte Signal schneiden sich für beide Eingangssignale a und a¹ zum gleichen Zeitpunkt.

Der Verstärker 20 ist vorzugsweise so. aufgebaut, daß er sich mit Ausnahme nur sehr kleiner Unterschiede zwischen den Potentialen an seinen Eingängen in positiver oder negativer Sättigung befindet. In den Signalen c und c¹ in Fig. 2 ist die Sättigung des Verstärkers 20 allerdings nicht berücksichtigt.

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Claims (3)

1. PA TEN TAN SPR Ü C H E

   Verfahren zur Erkennung von Signalen in einer Signalfolge, insbesondere in einer Signalfolge mit Signalen von veränderlicher Amplitude, in der die einzelnen Signale unterschiedliche zeitliche Abstände voneinander aufweisen können, dadurch gekennzeichnet, daß eine Integration des Signals und eine fortlaufende Differenzbildung zwischen dem integrierten Signal und dem nicht integrierten Signal erfolgen und daß das Erreichen eines vorgegebenen Differenzwertes als Auftreten eines Signals zu einem zugeordneten Zeitpunkt gewertet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Differenzwert Null ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sehwellwert vorgegeben wird und daß das Erkennen der-Signale nur dann möglich gemacht wird* wenn diese Signale den Sehweilwert überschritten haben*

   sä 971 O28 309828/ 1 0Öf

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