DE3001841A1

DE3001841A1 - Schaltungsanordnung fuer eine anordnung zur ermittlung von fehlstellen eines mit hilfe eines lichtabtast-systems abgetasteten materialstreifens

Info

Publication number: DE3001841A1
Application number: DE19803001841
Authority: DE
Inventors: Monty M Merlen; Frank A Slaker
Original assignee: Intec Corp
Current assignee: Intec Corp
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2045920A; GB2045920B; JPS55129732A; SE8001463L; US4247204A

Description

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INTEC CORPORATION, Norwalk, Connecticut, V.St.A.

Schaltungsanordnung für eine Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen eines mit Hilfe eines Lichtabtast-Systems abgetasteten Materialstreifens

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INTEC CORPORATION Norwalk, Connecticut, USA

Schaltungsanordnung für eine Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen eines mit Hilfe eines Lichtabtast-Systeras abgetasteten Materialstreifens

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen eines sich bewegenden Materialstreifens, mit einem Lichtsender zur Abtastung des Materialstreifens quer zu seiner Bewegungsrichtung, einem Lichtempfänger zur Aufnahme der vom Materialstreifen reflektierten oder durchgelassenen Lichtstrahlen, und einer Auswerteschaltung für die aufgenommenen Lichtsignale zur Ermittlung der gesuchten Fehlstellen.

Aus den US-PS 3.900.265 und 3.980.981 ist ein Abtastsystem bekannt, bei dem Fehler auf der Oberfläche eines Materialstreifens durch quer zur Bewegungsrichtung des Materialstreifens erfolgendes Abtasten mit Hilfe einer Lichtquelle, wie beispielsweise eines Laserstrahles, ermittelt werden. In Abhängigkeit der vorhandenen Charakteristika des Materialstreifens wird das abtastende Laserlicht reflektiert, durchgelassen oder zerstreut und von einem Empfänger auf-

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genommen, der einen geeigneten Detektor, wie zum Beispiel einen Fotovervielfacher, aufweist. In jedem Augenblick der Abtastung ändert sich das Ausgangssignal des Fotovervielfachers in Abhängigkeit der Reflexibilität, der Durchlässigkeit oder des Streuvermögens des Materials, auf dem der Abtastpunkt des Lichtstrahles auftrifft. Abweichungen von der normalen Variation des Abtastergebnisses ergeben eine Anzeige über das Vorhandensein von Fehlstellen im Material.

Unabhängig davon, ob ein Abtastspiegel mit einem Galvanoraeterantrieb oder eine Mehrfachfacetten-Spiegeltrommel zur Abtastung benutzt wird, erzeugt ein fotoelektrischer oder magnetischer Aufnehmer für jede Abtastzeile oder -Linie ein digitales Signal, von dem für jede Abtastzeile oder -Linie eine Refey-renzmarke abgeleitet wird. Diese pro Facette des Ablenkorganes erzeugte Referenzraarke wird zur Synchronisation von frequenzstabilen Zähl- und Zeitkreisen benutzt, was durch quarzgesteuerte HF-Oszillatoren geschieht, und hieraus die tatsächlichen oder aktiven Abtastintervalle für jede Abtastzeile oder -Linie abgeleitet. Die hierbei erzeugten aktiven Abtastimpulse der Zeitkreise haben während jeder Abtastung eine feste Zeitbeziehung zu jeder Referenzmarke. Da diese zur Bestimmung des aktiven Abtastintervalls benutzt werden, verursachen sie Winkel- oder Positionsänderungen in Abhängigkeit sich ändernder Drehgeschwindigkeit des Abtastspiegels. Dies bedeutet, daß die digitalen Impulse zur Darstellung des aktiven Abtastintervalls, innerhalb dem eine Linie des Materialstreifens abgetastet wird, keine exakte Winkel- oder Positionszuordnung in bezug auf die augenblickliche tatsächliche Abtastposition des Lichtstrahles auf dem Materialstreifen während eines Abtastintervalls aufweisen. Falls ferner der Materialstreifen in seiner Bewegung gestört oder seitlich versetzt wird, so lange er unter dem Abtaststrahl bewegt wird, folgen die das aktive Abtastintervall bestimmenden zeitlichen digitalen Impulse diesen Bewegungen nicht. Selbst wenn für die Digitalimpulse Mittel zur Abtastung der Kanten des Materialstreifens vorgesehen werden, ist die Genauigkeit des Abtastsystems auf die Auflösung begrenzt, die durch die Anzahl der während eines aktiven Abtastintervalls erzeugbaren Digitalimpulse gegeben ist.

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Um die Auflösung bei der Benutzung von Digitalimpulsen zu vergrößern, müssen Zähl- und Taktimpulse erheblich höherer Frequenz erzeugt werden, was höhere Umdrehungszahlen des Abtastspiegels, also mehr Hardware erfordert und daher beträchtlich höhere Kosten verursacht.

Bei verschiedenen Anwendungsgebieten von derartigen Anordnungen zur Ermittlung von Fehlstellen eines sich bewegenden Materialstreifens, zum Beispiel für die Prüfung von beschichteten Materialstreifen, ist es ferner wünschenswert, daß Grenz- oder Randmarken gesetzt werden können, so daß die Kanten des Materialstreifens, die bestimmungsgemäß nicht beschichtet sind, nicht als Fehlstellen im Materialstreifen gewertet werden. Das Setzen dieser Randraarken verursacht bei sich ändernder Abtastgeschwindigkeit des Antriebsmotors der Abtastvorrichtung weitere Fehler. Schließlich ist die Auflösung beim Setzen dieser Grenz- oder Randmarken ebenfalls begrenzt durch die Anzahl der pro Abtastung erzeugten Digitalimpulse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue verbesserte Schaltungsanordnung für eine Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen eines sich bewegenden Materialstreifens unter Benutzung einer Lichtabtast-Vorrichtung zu schaffen„ bei dem die Händer oder Kanten des sich bewegenden Materialstreifens mit erhöhter Auflösung abtastbar sind, bei dem ferner die Genauigkeit durch genauere Abgrenzung der Kanten des Materialstreifens und durch Abtastung der Winkelposition des Lichtstrahles auf dem Materialstreifen - anstelle einer zeitlichen Zuordnung - für die Bestimmung des aktiven Abtastintervalls erhöht ist, und bei dem schließlich genaue Grenz- oder Randmarken in bezug auf die tatsächlichen Kanten des sich bewegenden Materialstreifens setzbar sind, zwischen denen die eigentliche Abtastung erfolgt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für die genaue Lokalisierung und Abtastung der Kanten des Materialstreifens Schaltmittel zur Erzeugung eines synchronisierten digitalen Referenz-Impulses pro Abtastlinie des Abtaststrahles, ein Generator zur Er-

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zeugung einer der augenblicklichen Winkellage des Abtaststrahles genau proportionalen Präzisions-Rampenspannung, Sample and HoId-Schaltkreise zur Abtastung der Rampenspannung, sobald der Abtaststrahl die Vorder- und Hinterkante des Materialstreifens in Abtastrichtung gesehen erreicht, Schaltmittel zur Wandlung der abgetasteten Spannungsniveaus in Vorder- und Hinterkanten-Lagespannungen, und Schaltraittel zur Wandlung der Vorder- und Hinterkanten-Lagespannungen in aktive digitale Abtastimpulse vorgesehen sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird mittels eines Laserstrahles ein sich bewegender Materialstreifen quer zu seiner Bewegungsrichtung zeilenweise abgetastet, wobei jede Änderung der Intensität der vom Materialstreifen reflektierten Lichtstrahlen zwecks Feststellung von Fehlstellen ermittelt wird. Ein pro Abtastzeile erzeugtes digitales Signal des Abtasters steuert einen spannungsgesteuerten Oszillator, der in phasenstarrer Schleife mit dem Abtaster verbunden ist und der ferner die Erzeugung einer genauen analogen Rampenspannung steuert, deren Anstieg exakt der augenblicklichen Abtastlage des Lichtstrahles auf dem Materialstreifen folgt. Das reflektierte Lichtsignal erzeugt oberhalb eines Schwellwertes ein digitales Basissignal, dessen Vorderflanke von dem ersten, den Schwellwert übersteigenden Lichtstrahl gebildet ist, während der letzte Lichtstrahl einer Abtastlinie am Ende der Materialstreifenbreite die Rückflanke bildet. Falls kein Basissignal vorhanden ist, das einen Bruch im Materialstreifen anzeigt, ermöglicht ein synthetisch erzeugtes Basissignal maximaler Breite die weitere Funktion des Abtastsystems. Das digitale Basissignal oder das synthetische Basissignal maximaler Breite und die Präzisions-Rampenspannung werden einem Wandler zugeleitet, der hieraus eine der tatsächlichen Kantenlage entsprechende Vorder- und Hinterkanten-Positionsspannung erzeugt. Hierbei wird die Rampenspannung durch Sample and HoId-Schaltkreise aufgenommen und gespeichert. Die der Position der Vorder- und Hinterkante entsprechenden analogen Ausgangssignale werden einem Vorder- und Hinterkanten-Positions-Abtastfilter zugeleitet,

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das durch Kantenlage, Abtast- und Materialstreifen-Geschwindigkeit-Schaltkreise gesteuert ist. Die gefilterten Vorder- und Hinterkanten-Ausgangssignale werden Schaltkreisen zur Einstellung immaterieller Grenz- oder Endwerte zugeleitet und anschließend mittels Kantenlage/ Spannungswandlern in digitale aktive Abtastimpulse umgeformt, die das interessierende tatsächliche Abtastintervall, in dem Fehlstellen entdeckt werden sollen, genau bestimmen.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung erhöht die Genauigkeit des ganzen Systems zur Feststellung von Fehlstellen durch eine genaue Ortsbestimmung der Kanten des abzutastenden Materialstreifens und der Nachführung der Kantenbestimmung während der Prüfung eines Materialstreifens. Die erzeugten aktiven Abtastimpulse können auch für die Intervall-Steuerung benutzt werden, wenn verschiedene Diskriminatoren Fehlstellen ermitteln. Ferner werden die erzeugten aktiven Abtastirapulse durch die Kanten des abzutastenden Materialstreifens selbsttätig justiert, so daß die Prüfung von Materialstreifen unterschiedlicher Breite möglich ist, ohne daß Steuerglieder für die unterschiedlichen Abtastbre.iten zu setzen sind. Aber auch die eingestellten Randwerte weisen eine feste Beziehung zu den Kanten des Materialstreifens auf, und zwar unabhängig von der tatsächlichen Breite des abzutastenden Materialstreifens, so daß beim Abtasten von Materialstreifen wechselnder Breite von der einen zu einer, anderen Breite keine besondere Einstellung der Randwerte erforderlich ist, es sei denn, die Randwerte selbst wären zu ändern»

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung beseitigt auch den bisher vorhandenen Digitalisierungsfehler in der Ortsbestimmung der Kanten eines Materialstreifens. Die Genauigkeit früherer Digital-Systeme war begrenzt auf eine Genauigkeit weniger als ein Tausendstel des maximalen Abtastwinkels. Das vorliegende System ergibt eine wesentliche Verbesserung. Ferner stellt das vorliegende System ein genaues Arbeitsmittel für die Abtastung innerhalb von Grenz- oder Randmarken dar. Dies ist sehr nützlich und vorteilhaft in solchen Anwendungsfällen, wo als Materialstreifen zum Beispiel beschichtetes Papier verwendet wird. Da dort normalerweise die Kanten nicht

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beschichtet sind, werden Grenz- oder Randmarken notwendig, um zu verhindern, daß diese unbeschichteten Kanten als Fehlstellen des Materialstreifens gewertet werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines mit der erfindungsgeraäßen Schaltungsanordnung benutzten Lichtabtast-Systems,

Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer ein

Lichtabtast-System benutzenden Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen,

Figur 3 ein Übersicht-Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für eine Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen mit einem Kanten abtastenden Lichtabtast-System,

Figur 4A ein Impulsdiagramm, in dem die für das Verständ- und 4B nis der Erfindung notwendigen Wellenformen der in der Schaltungsanordnung gemäß Figur 3 erzeugten Signale dargestellt sind,

Figur 5 einen vereinfachten Stromlaufplan des in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendeten Generators zur Erzeugung einer Präzisions-Rarapenspannung,

Figur 6 einen vereinfachten Stromlaufplan eines Teiles des in Figur 3 dargestellten Blockschaltbildes und

Figur 7 einen vereinfachten Stromlaufplan eines weiteren Teiles des in Figur 3 dargestellten Blockschaltbildes.

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Wie Figur 1 zeigt, wird ein Lichtstrahl einer hier nicht dargestellten Lichtquelle, vorzugsweise ein Laserstrahl 12, auf eine als Abtaster dienende Ablenkvorrichtung geworfen« Die Ablenkvorrichtung ist ein übliches polygones Spiegelrad mit einer Vielzahl von Spiegelfacetten 16 und wird in Drehrichtung des dargestellten Pfeiles durch einen hier ebenfalls nicht gezeigten Motor angetrieben. Das Spiegelrad weist eine Magnetspur 18 auf, mit der ein magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf 20 zusammenwirkt₉ dessen Zuleitungsdrähte zu einem nicht dargestellten Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker führen. Die Magnetspur samt Magnetkopf werden zur Aufzeichnung eines Zeilensignals, also eines "Signals pro Facette" benutzt. Selbstverständlich können auch zusätzliche Steuersignale zum Beispiel für die Datenverarbeitung durch zusätzliche Magnetköpfe und -spuren erzeugt werden, wie dies beispielsweise in der US-PS 3.980.891 im einzelnen beschrieben und dargestellt ist.

Wie Figur 1 zeigt, durchdringt der von einer Facette 16 des Spiegelrades 14 reflektierte Laserstrahl 12 das Gehäuse 26 des Abtasters am Orte einer Öffnung 28 über einen Abtastwinkel von ca. 48 . Als Alternative zur elektromagnetischen Erzeugung des "Ein Signal pro Facette" ist ein fotoelektrischer Abtaster 24 an der einen Kante des Gehäuses 26 angeordnet. Selbstverständlich sind auch andere optische Mittel zur Erzeugung des "Ein Signal pro Facette" möglich, wie dies beispielsweise die US-PS 3*900.265 zeigt.

In Figur 2 ist der vorstehend beschriebene Laserabtaster mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, der mit seinem Laserstrahl 12 einen Materialstreifen 30 abtastet. Der Materialstreifen wird von einer Antriebswalze 32 in Pfeilrichtung quer zur Abtastrichtung des Laserstrahles bewegt. Über eine von der Antriebswalze 32 angetriebene, sich drehende Kodiervorrichtung 34 werden Impulse erzeugt, die jeweils ein Maß für die Vorschubsinkremente des Materialstreifens 30 darstellen. Die Impulse der Kodiervorrichtung 34 werden einer Konsole 40 zugeleitet, die die für die Datenverarbeitung der Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen erforderlichen Einrichtungen und Schaltkreise trägt.

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Wie insbesondere der Figur 2 zu entnehmen ist, wurde der Abtastwinkel des Laserstrahles genügend groß gewählt, um auch bei seitlichen Bewegungen des Materialstreifens seine vordere und hintere Kante währens eines Abtastvorganges noch erfassen zu können. Der vom Materialstreifen reflektierte Teil des Laserstrahles 12 wird von einem Empfänger 36 aufgenommen, der von einem Detektor in Form einer Fotovervielfacher-Röhre gebildet ist, deren Signale ebenfalls zur Konsole HO geleitet werden. Der Aufbau des Empfängers 1st an sich bekannt und zum Beispiel in der US-PS 3«900_O265 beschrieben und dargestellt«

Obwohl ein System zur Verarbeitung voa Lichtreflexion beschrieben ist, kann ebenfalls ein auf Strahlendurchlässigkeit ansprechendes System angewendet werden,, Hierbei ist der Empfänger unterhalb des Materialstreifens 30 anzuordnen» Voraussetzung hierzu ist, daß der Empfänger zwischen direkt und über desi Materialstreifen empfangenen Licht unterscheiden kann, so daß die Kanten des Materialstreifens ermittelt werden können=

Da hier eine Analog-Signal-Auswertung zur Erzielung einer unendlich großen Auflösung angewendet XSt₉ entsprechen die Ausgangssignale der noch zu beschreibenden elektrischen Baugruppen der jeweiligen Abtastlage oder Position des Laserstrahles 12 - anstelle einer zeitlichen Zuordnung, die in Abhängigkeit der jeweiligen Motorgeschwindigkeit des Abtasters schneller oder langsamer wird» Es wird daher hier eine digitale Signalinformation, die von der augenblicklichen Winkellage des Laserstrahles auf dem Materialsfcreifen abhängig ist, benutzt j um eine Analog-Spannung zu erzeugen, die ebenfalls der augenblicklichen Winkellage des Abtaststrahles direkt proportional ist und daher der augenblicklichen Äbtastposition exakt folgt»

Diese Analogspannung wird aufgenommen und gespeichert in Übereinstimmung mit der ersten und letzten vom Material kommenden Licht·= reflexion. Das gespeicherte Analogsignal wird verarbeitet und anschließend in ein Digitalsignal zurückverwandelt entsprechend dem gewünschten aktiven Äbtastintervall auf dem Materialstreifen, selbst wenn dieser sich seitlich bewegt»

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Im Pulsdiagramm nach Figur 4A ist unter A die Wellenform des Laserlichtes gezeigt, das vom Abtaster 10 durch die Öffnung 28 ausgesandt wird.

Die Impulsform B zeigt die Wellenform des "Eins pro Fao-ette¹¹-Signals des Abtasters jeweils im Mittelpunkt der Abtastungen, die zur Kennzeichnung der einzelnen Abtastlinien oder »Zeilen benutzt werden. Die gestrichelt eingezeichneten Impulse würden jeweils vor dem Beginn einer Abtastung durch den in Figur 1 dargestellten alternativen Fotoabtaster erzeugt werden, der ebenfalls als Signalgenerator für diese Signale benutzt werden kann.

Wie Figur 3 zeigt, wird das in Figur 4 mit B bezeichnete Fachetten-Signal des Abtasters 10 als Eingangssignal einem Phasen-Komperator 42 zugeleitet, dem ein spannungsgesteuerter Oszillator 46 nachgeschaltet ist j der ein Ausgangssignal von 4 112 Impulsen pro Abtastung abgibt= Dem Ausgang des Oszillators 46 ist ein Untersetzerzähler 48 nachgeschaltet5 der aus den Untersetzungsstufen 50, 52 und 54 besteht ο In der Stufe 50 werden die Impulse um den Faktor auf 2 056, in der Stufe 52 um den Faktor 2 auf 1 028 und in der Stufe 54 um den Faktor 4 auf 257 Impulse untersetzt« Die vom Untersetzer-Zähler 48 gelieferten Impulse werden ebenfalls den in der Konsole 40 angeordneten elektronischen Schaltkreisen zur Weiterverarbeitung zugeleitete Selbstverständlich kann auch ein achtstufiger Untersetzer-Zähler verwendet werden»

Der Ausgang des Untersetzer-Zählers 48 wird einem Modulo-257-Binär-Zähler zugeleitet_s der Mull bis 255 Zählintervalle mit zwei Zähl-

0 7 Null=Intervallen aufweist„ Die Binär-Ausgänge 2 bis 2 sind mit

entsprechenden Adresseneingängen A_Q bis A„ eines programmierbaren ROM-Speichers 58 verbunden» Der ROM-Speicher dient zur Bereitstellung eines in Abhängigkeit des zeitlichen Vorhandenseins von Eingangsimpulsen abhängigen Setzkodes. Die kodierten Ausgänge D_Q bis D„ sind zu den 1D bis 8D-Eingängen einer Achtbit-Halteschaltung geführt, die ebenfalls einen vom Untersetzer-Zähler 48 gespeisten

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Takteingang aufweist. Die vom ROM-Speicher zur Achtbit-Halteschaltung gelieferten Steuersignale sind ein Maß für den Wechsel der Winkellagen des Laserstrahles 12 innerhalb einer Abtastlinie oder -Zeile.

Der Ausgang 3Q der Achtbit-Halteschaltung 60 repräsentiert den in Figur 4A mit C bezeichneten Facetten-Impuls (Ein Impuls pro Facette) an einem, festen Punkt oder in einer festen Winkelposition. Diese Impulse werden dem Eingang 2 des Phasen-Komparators 42 zugeleitet, der dann ein Fehlersignal 44 erzeugt, wenn die Vorderflanke des Facetten-Impulses B nicht in Phase mit der Vorderflanke des Impulses C ist. Falls der Impuls C in bezug auf den Impuls B in der Phase nachläuft, wächst das Fehlersignal an und die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 46 wird erhöht. Falls die Impulse C und B in Phase sind, bleibt die Frequenz des Oszillators 46 unverändert. Falls der Impuls C in bezug auf den Impuls B in der Phase vorläuft, wird das Fehlersignal gemindert und dementsprechend die Frequenz des Oszillators 46 gesenkt. Die beschriebene Anordnung bildet also eine Phasenhalteschleife, durch die ein Facetten-Ausgangssignal (Ein Impuls pro Facette) erzeugt wird, das auf die Position des Facetten-Impulses des Abtasters 10 gesetzt wird und dieser Position genau folgt.

Bei der überwachung der Position des Facetten-Impulses mit Hilfe der vorbeschriebenen Phasenhalteschleife folgen die Ausgänge des Achtbit-Haltekreises 60 der jeweiligen Abtastposition des Laserstrahles 12. Diesen Abtastpositionen entsprechende Ausgangssignale werden den Ausgängen des Haltekreises 60 entnommen und einem Präzisions-» Rampen-Generator-Schaltkreis 62 zugeleitet, dessen Ausgang ein Signal der Wellenform H in Figur 4A abgibt, welches eine Präzisions-Analog-Rampenspannung darstellt, die exakt der Winkelposition des Abtasters 10 folgt. Die in Figur 4A ferner dargestellten Signale mit der Wellenform E₅ D und F werden den Ausgängen 1Q, 2Q und 4Q des Achtbit-Haltekreises 60 entnommen und dem Rampen-Generator-Schaltkreis zugeführt. Die Impulssignale D beziehen sich auf eine

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Dunkelzeit, während die Impulssignale E und F sich auf eine flühe Dunkelzeit und eine späte Dunkelzeit beziehen= Diese Bezeichnungen sind lediglich gewählt, um ihre Beziehung zu der jeweiligen Winkelposition des vom Abtaster ausgehenden Abtaststrahles (Wellenform A) während eines Abtastintervalls zu kennzeichnen«

Der eine den Abtastpositionen proportionale Spannungsgrößen liefernde Präzisions=Rampen=Generator=Schaltkreis 62 ist schematisch in Figur 5 dargestellt und umfaßt einen Spannungsteiler R1/R2, der über einen Feldeffekt-Transistor(FET)=Schalter Q1 mit dem Minus-Eingang eines Verstärkers A1 verbunden ist= Der Verstärker A1 ist als Integrator geschaltet und weist einen Kondensator C, zwischen seinem Minus-Eingang und seinem Ausgang auf_o Ein weiterer Verstärker A2 in Verbindung mit den Widerständen R^ und R₂. bildet einen Vorzeichen= Umkehrverstärker für den Ausgang des Integrators» Sein Ausgang ist über einen Widerstand R₅ und einen weiteren FET-Schalter Q2 mit dem negativen Eingang eines Verstärkers A3 verbunden, der mit dem Kondensator Cp ebenfalls einen Integrator bildet» Seinem Ausgang wird die gewünschtes in Figur 4A mit H bezeichnete Präzisions-Analog-Rampenspannung entnommen»

Ein Verstärker A^ ist ein nicht invertierender Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor Eins für die an der Verbindung der Widerstände Rg und R„ anstehenden Signale- Der Ausgang des Verstärkers A4 ist über einen weiteren FET-Schalter Q3 mit dem Eingang des Verstärkers A3 verbunden«

Die der Dunkelzeit entsprechenden Signale der Wellenform D, die der frühen Dunkelzeit entsprechenden Signale der Wellenform E und die der spaten Dunkelzeit entsprechenden Signale der Wellenform F - wie in Figur 4A dargestellt - werden den Halbleiter-Schaltern Q2, Q1 und Q3 (vglο Figur 5) zugeleitet-

Das Signal D, das während eines Überganges zwischen den Abtastzeilen erscheint, schaltet den Halbleiterschalter Q2 aus, wenn es sein niedrigstes Niveau aufweist«, Das der frühen Dunkelzeit entsprechende Signal E schaltet den Halbleiterschalter Q1 ein, wodurch die

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Präzisions-Rampen-Spannung H mit der über den Widerständen R2 und R1 liegenden-iT-Volt-Referenzspannung verglichen wird» Falls die Spannung H positiver als +7 Volt ist, wird das Ausgangssignal des Integrators A1 negativer, falls dagegen die Spannung H negativer als +7 Volt ist, wird das Ausgangssignal von Ä1 positiver. Demgemäß wird die Präzisions-Rampen-Spannung während des Frühdunkelzeit-Signales Ξ am positiven Ende der Rampen-Amplitude abgetastet.

Der Halbleiterschalter Q1 ist während einer endlichen Zeit eingeschaltet, so daß Änderungen am Ausgang von A1 proportional zu den Abweichungen der Rampenspannung sur -ä-7-Volt-Referenz-Spannung sind_s und zwar während der Zeit, in der der Halbleiterschalter Q1 eingeschaltet ist. Die invertierte Äusgangsspannung des Integrators A1 wird während einer "Lichtzeit" konstantgehalten (vglo Wellenform A in Figur 4A) und bestimmt die Zeitablenkgesc^-hwindigkeit oder die Spannungsänderung pro Zeiteinheit= Äsa Ende jeder Ablenkung oder Ab= tastung wird die augenblickliche Amplitude des Signals H über die Widerstände RI und H2 abgetastet und über den Halbleiterschalter Q1 nach A1 überführte Falls die Rampen-Amplitude -j-7 Volt beträgt, wird kein Signal bei A1 eingespeist und dis Ausgangsspannung von A1 wechselt nicht, so daß die nächste Abtastung mit der gleichen Ablenkgeschwindigkeit erfolgte Jede Abweichung von der ψ7-Volt-Referenz-Spannungsebene verursacht dagegen einen proportionalen Wechsel am Ausgang des Integrators A1 und bewirkt eine Änderung in der Zeitablenk- oder Abtastgeschwindigkeit^folgenden Abtastung_o

Nachdem die Haltezeit des Höchstwertes der Vergleichsspannung verstrichen ist, schaltet der Halbleiterschalter Q1 aus und der Halbleiterschalter Q3 schaltet ein durch die anliegende Spannung des ' späte Dunkelzeit-Signals F₉ das den Ausgang des Verstärkers A3 auf -7 Volt über die Widerstände R6₉ R7 und den Verstärker &H anhebt»

Die Einschaltzeit des Halbleiterschalter Q3 stellt die Setzzeit für die Minus-Am^plitude der Rampe dar. Sobald das Dunkelzeit-Signal D endet, schaltet der Halbleiterschalter Q2 ein und die Präzisions= Rampen-Spannung H wird erzeugt, die die augenblickliche Winkelposition des Laserstrahles auf dem sich bewegenden Materialstreifen

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während seiner Abtastung quer zu dieser Bewegungsrichtung verkörpert» Mit anderen Worten, die jeweilige Präzisions-Rampen-Spannung verkörpert den jeweiligen Abtastwinkel des Laserstrahles bei seiner Abtastbewegung über das zu kontrollierende Material und diese Abhängigkeit wird unabhängig von Änderungen der Vorschubge= sohwindigkeit des Materialstreifens aufrechterhalten»

Nach Erhalt der der Abtastposition des Laserstrahles auf dem Materialstreifen folgenden Präzisions-Harapenspannung sei nunmehr auf das nächste Problem, nämlich die Rand= oder Kantenlage der Abtastung des Materialstreifens in bezug auf die Präzisions-Rampen-Spannung und die Zurückwandlung der erzeugten Signale in ein digitales Signal beschriebe^ das dem Abtastintervall auf dem Materialstreifen entspricht und seitliche Bewegungen des Materialstreifens während der Abtastung berücksichtigt.

Hierzu sei erneut auf Figur 3 verwiesen, wo zu erkennen ist, daß das vom Materialstreifen kommendes vom Empfänger 36 (Figur 2) erfaßte Lichtsignal einem Komparator 62 zugeleitet wird, der gleichzeitig ein Referenzsignal vom Potentiometer Ro erhält₉ das ein Basis« Sehwellensignal für den Komparator darstellt«

Signale, die den Schwellenwert dieses Signals überschreiten, werden vom Komparator 6H in ein digitales Basis-Signal der Wellenform J (vglo Figur 4B) umgeformt. Das unter J dargestellte Signal ist das Lichtsignal von dem Materialstreifen 30 und zeigt einen Fehler 65 nach den verschiedenen Signalformierungen mit dem Effekt des Verlustes eines Teiles des Basis=>Signals im Komparator 64= Wie später zu erkennen ist₈ hat dieser sogenannte "drop out" keinen Einfluß,

Das digitale Basis-Signal J wird einem Basis-Detektor-Schaltkreis zugeleitet, dem gleichzeitig das frühe Dunkelzeit-Signal E und das späte Dunkelzeit-Signal F zugeleitet werden, um feststellen zu können, ob das Basis-Signal ansteht» Das Ausgangssignal des Basis-Detektor-Schaltkreises 66 wird gemeinsam mit einem Maximale-Breite-Signal der Wellenform G einem Basis- oder Maximale-Breite-Wähl-

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Schaltkreis 68 zugeleitet, so daß die Schaltungsanordnung nicht aberregt wird, falls ein Gewebebruch erscheint.

Das Ausgangssignal des Wähl-Schaltkreises 68 - entweder der Wellenform J oder der Wellenform G (Figur 4A) - wird einem Vorderkante-Steuerschaltkreis 70 und einem Hinterkante-Position-Spannungswandrer 72 zugeleitet. Das späte Dunkelseit-Signal F wird ebenfalls dem Vorderkante-Steuerschaltkreis 70 zugeleitet. Seine Ausgangssignale der Wellenform K werden einem Vorderkante-Position-Spannungswandler 74 zugeleitet. Die Präzisions-Rampen-Spannung H wird gemeinsam mit dem frühe Dunkelzeit-Signal E beiden Wandlern 72 und 74 zugeleitet. Der Wandler 74 erzeugt die Materialstreifen-Vorderkante-Position-Spannung der Wellenform N, während der Wandler 72 die Materialstreifen-Hinterkante-Position-Spannung der Wellenform 0 erzeugt.

Der vorerwähnte Komparator 64 kann, wie Figur 6 zeigt, ein Vergleichsverstärker Α,- sein. Der Basis-Detektor-Schaltkreis 66 umfaßt ein Paar Flip-Flops Ag und A₇₈ wobei der Ausgang des !Comparators A₅ dem Takteingang CLK des Flip-Flops Ag zugeordnet ist, während sein Q-Ausgang mit dem D-Eingang des Flip-Flops A₇ verbunden ist.

Der Flip-Flop Ag wird durch das späte Dunkelzeit-Signal F zurückgestellt , während dem Takteingang CLK des Flip-Flops A₇, das frühe Dunkelzeit-Signal E zugeleitet wird« Falls ein Basis-Schritt erfolgt, was durch das Signal J gekennzeichnet ist, liegt der Q-Ausgang des Flip-Flops A₇ hoch, falls das Basis-Signal aber nicht vorhanden ist, liegt der Q-Ausgang niedrig und der Ausgang Q* liegt hoch.

Der Wählschaltkreis 68 besitzt ein NAND-Gatter Ag, dem das Signal J und der Q-Ausgang des Flip-Flops A₇ zugeleitet sind. Ferner sind ein NAND-Gatter A_g, dem der CF-Ausgang des Flip-Flops A₇ und das Signal G (Maximale Breite) zugeleitet sind, und ein NAND-Gatter A^₀ vorgesehen, das ein Ausgangssignal erzeugt, entweder korrespondierend zu dem digitalen Basis-Signal J oder dem MaXiraale-Breite-Signal G.

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Der Vorderkante-Steuer-Sehaltkreis 70 ist als Flip-Flop A₁₁ ausgebildet, dessen Takteingang CLK mit dem Ausgang des NAND-Gatters A₁₀ verbunden ist, während das späte Dunkelzeit-Signal F dem Setzein= gang S zugeleitet wird» Das Vorderkante-Nachlauf-Signal der Wellen= form K in Figur 4B₅ das am Ausgang Q des Flip-Flop A₁₁ erscheint₉ liegt hoch in Koinzidenz mit dem Erscheinen des späte Dunkelzeit= Signals F und liegt tief in Koinzidenz mit der Vorderkante des Basis-Signals J«

Der Vorderkante-Position-Spannungswandler 74 weist zwei Sample and Hold-Schaltkreise A^₂ und A<,h₉ und der Hinterkante-Position-Span= mragswandler 72 weist zwei Sample and Hold-Schaltkreise A₁- und A₁,-auf₉ die untereinander gleichartig ausgebildet sind» Jeder hat einen FET·= CHalbleiter)-Schalterj der über einen einen Schalter 79 darstellenden Niveau-Wandler mit einem Kondensator C^ gekoppelt ist* Die Elemente 77 umfassen nicht invertierende Eingang= und Ausgang-Trenn-Verstärker mit dem Verstärkungsgrad 1„ Die Präzision-Rampen-Spannung H wird dem Eingangsverstärker des Schaltkreises A₁₂ zugeleitete

Kenn der Q~Ausgang von Α** hochgesteuert wird₉ und zwar während des späte Dunkelzeifc-Signals gemäß der Vorderkante des Materialstreifens 30 j sehließt der Niveau-Wandler 79 und schließt damit den Kondensator C^ über den Eingang=Trenn~Verstärker 77 an die Präzision=Rampen= Spannung an„ Solange dieser Schalter geschlossen ist, folgt die Spannung am Kondensator C-, der Rampen-Spannung« Wenn das Signal K sein niedriges Niveau aufweist in Übereinstimmung mit der Vorderkante des Basis-Signals J₉ öffnet dieser Schalter und die am Kon= densator C₁, anstehende Spannung wird gehalten sowie über den Aus= gang-Trenn-Verstärker 77 dem Sample and Hold-Schaltkreis A₁₁. zugeleitet ₉ und zwar während der frühen Dunkelzöit« Unmittelbar der späten Dunkelzeit folgend wird der Schalter 79 erneut geschlossen und der beschriebene Schaltvorgang wiederholt sich, wie in Figur 4B durch die Wellenformen L und N dargestellt= Wie von der Wellenform N zu ersehen ist, wird die Vorderkante-Position-Spannung an jedem

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SlO .

Ende eines AbtastVorganges erhalten, und 2war unmittelbar vor dem Beginn des neuen Abtastvorganges. Das gezeigte Niveau L-t-2 der Wellenform N zeigt einen Wechsel der Kantenposition an, die während des L+2 Abtastintervals erscheint.

Ein ähnlicher Prozeß findet mit der abzutastenden Hinterkante des Materialstreifens statt. Die Präzision-Rampen-Spannung H wird in den Sample and Hold-Schaltkreis A₁- eingespeist in Verbindung mit dem Basis-Signal J, so daß auch dieser Schaltkreis eine Hampen-Folge-Ausgangsspannung erzeugt, die die Wellenform M in Figur 4B aufweist. Diese Ausgangsspannung wird in den Eingang des Sample and Hold-Schaltkreises A^ eingespeist, der eine Ausgangsspannung der Wellenform 0 erzeugt.

Der verbleibende Teil des Blockschaltbildes der Figur 3 umfaßt ein Kanten-Quer- und Längsrichtung-Position-Abtasbgeschwindigkeits-Filter 76 (edge cross-web, down-web position tracking rate-filter), das von einem Trigger-Schaltkreis 82 gesteuert ist, der von dem Kantenposition-Abtastgeschwindigkeits-Schaltkreis 78 und dem Materialstreifen-Geschwindigkeits-Schaltkreis 80 gespeist ist. Die die Vorderkanten und Hinterkanten verkörpernden Ausgangsspannungen des Abtastgeschwindigkeits-Filters 76 werden einem Randsetz-Schaltkreis 84 zugeleitet, wo die Begrenzungen für die Abtastkanten des Materialstreifens vorgesehen werden. Der Randsetz-Schaltkreis 84 ist mit einem Verstärkungs- und Auagangsfehler-Trimm-Schaltkreis 86 verbunden, der seinerseits mit einem Spannung-Puls-Kantenpoaltion-Wandler-Schaltkreis 88 in Verbindung steht, durch den die Kantenpositionen in aktive Abtastimpulse darstellende Ausgangsimpulse umgeformt werden, die in Figur 4B die Wellenform P aufweisen.

Die Schaltkreise zur Vervollständigung des vorerwähnten Teiles des Blockschaltbildes nach Figur 3 sind in Figur 7 dargestellt. Wie dort zu ersehen ist, umfaßt der Materialstreifen-Geschwindigkeitsschaltkreis 80 einen logischen monostabilen Kipp-Schaltkreis A31 auf, der die ankommenden Signale in normierte Ausgangssignale umwandelt, einen Zeit-Schaltkreis A_gg (time-out circuit), einen 100 Hz-

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Oszillator Jt₃,- sowie BJÄND-Gatter Α-,-»

Die vom !Codierer 3^ des Materialstreifen-Antriebes gelieferten Im= pislse_$ nämlich ein Impuls pro 1₅27 mm (⁸/2O inch) Vorschub, werden dem alle 50 Mikrosekunden püekkippenden Schaltkreis A-,- und dem H&ND-Gatter &,, zugeführt«, Der Q=Ausgang des Schaltkreises A_. ist !Bit dem Büeksetz-Elngang des Zeit-Schaltkreises Ä-,,- verbunden, durch den festgestellt wird, ob der Materialstreifen gefördert wird» Falls dies zutrifftj, liegt der mit dem Gatter Α--, verbundene <5~Äusgang auf hohem Potential. Der Oscillator A^₂ Ist mit dem Gatter A^₁. verbunden» de© gleichseitig der Q-Äusgang des Sehaltkreises A~g zugeführt ist. Liegt dieser hoch» wird angezeigt, daß der Materialstreifen still steht j wodurch das Gatter A-j. durchlässig

Des KAMD-Gatter Ä^_K wird entweder von den vom Kodierer 34 über das Gatter A^« gelieferten Impulsen durchflossen, sofern der Material-= streif en bewegt wird,, oder aber über das Gatter A^₁. von Oszillator· impulsen«- sofern der Materialstreifen still steht„

Dem gemäH isfc die Irap-ulswiederholungsrate am Ausgang des Gatters Α-,^ ein Indikator der Geseteindigkeit des Materialstreifens, wenn dieser bewegt wird» Sobald der Materialstreifen-Vorschub stoppt, hält der Oszillator das System arbeitsfähig» Diese Impulse werden dem CP-Sin= gang des Kipp-Sehaltkreises A__Q zugeleitet»

Der Kanten=PosItion-=Abtast-Schaltkrels 78 enthält ein Potentiometer R29_S duroh das die Basis=-Abtastgeschwindigkeit einstellbar ist» Sein Abgriff ist über ein weiteres Potentiometer R30 mit einem Verstärker A^g verbunden, der über einen Transistor Q, mit dem RC-Eingang des Sehaltkreises A-^₀ verbunden ist» Ein i-jeiteres Potentiometer R31 ist ebenfalls über einen Verstärker A₂Q, den Widerstand R33 und den Transistor Q<- mit dem Schaltkreis A^₀ verbunden» Ein Kondensator CL liegt zwischen dem RC- und dem C-Eingang des Schaltkreises A-.Q«

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Die Spannung über den Widerstand R33 bestimmt den Strom iss Kondensator Ο«. Der Wert dieses Stromes bestimmt die Dauer der Ausgangsimpulse des Schaltkreises ^Uq · Mit deis Potentiometer B29 iß einer rechtsstehenden Position wird der Minimalstrom auf 100 ,nk durch Einstellung des Potentiometers R31 justiert. Ist dagegen das Potentiometer vollständig nach links gedreht, wird der Maximalstrom auf 100 ,uA durch Einstellung des Potentiometers R30 justiert. Mit diesen Elnstellgrenzen. kann das Potentiometer R29 benutzt werden, um den Strom durch den Kondensator C_q genau einzustellen.

Der raonostablle Schaltkreis A™ erzeugt daher Ausgangsimpulse mit dem Erscheinen eines jeden Pulses des Geschwindigkeitskodierers 34, die eine Pulsdauer von 10 bis 100 .u see aufweisen und deren PuIszeifc proportional zur Einstellung des Abtastgeschwindigkeits-Potentiometers R2S Ist. Die Wiederholungsgeschwindigkeit der Ausgangsimpulse am ^-Ausgang des Schaltkreises A-,- sind proportional der Geschwindigkeit des Sfaterlalstreifens. Der "Q-Ausgang des Schaltkreises &~q Ist mit dem Santen-Abtastgescftwindigkeits-Filter 76 verbunden, das identische Schaltkreise für die Verarbeitung der Vorder- und Hinterkanten-Position-Signale des Materialstreifens aufweist. Der Schaltkreis für die Verarbeitung der Vorderkanten-Signale enthält einen Komparator A«₇» der über einen Spannungsteiler R9 und RIO und einen Halbleiter-Schalter Qu mit einem Verstärker A-« verbunden ist, dessea Eingang und Ausgang mit einem Kondensator C„ überbrückt ist. In entsprechender Heise sind für die Hinterkante-Position-Signale ein Komparator A-g, ein Verstärker A₃₀, ein Spannungsteiler R11 und RI2 , ein Halbletterschalter Q₅ und ein Kondensator Cg vorgesehen.

Der ausgang des Komparators A₁₇ liegt entweder auf +10 Volt in Abhängigkeit der relativen Polarität der Plus- und Minus-Eingänge. Bei tiefliegendem Ausgang des Schaltkreises A«_Q ist der Halbleiterschalter Q₁, eingeschaltet. Hierbei ttfirken die Komponenten R9, Α..« und C_? als Integrator. Die Spannung am Ausgang von A₁«, der mit dem Pulseingang von A^₇ verbunden ist₃ treibt gegen die Vorderkante-Position-Spannung des Materialstreifens. Wenn die Plus- und Mlnus»

·'-■'■ ' -22-

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Eingänge des !Comparators 17 auf dem gleichen Miveau liegen, beendet die Spannung am Schaltkreis A^_g ihren Wechsele Die Zahl der Wechsel ist selbstverständlich abhängig sowohl von der Pulswiederholungsrate des Triggers A-q, als auch von der Breite dieser Impulse. Der Ausgang des Verstärkers &«„ ist eine gefilterte Vorderkante-Spannung, während der Ausgang des Verstärkers A₂₀ eine gefilterte Hinterkante-Spannung ist, die beide der Pulswiederholungsrate des Ausganges des Trigger A₃₀ folgen.

Mit den in Figur 7 gezeigten Schaltkreisen ist die maximale Winkel= abtastrate quer zum Materialstreifen einstellbar unter Vermittlung dea Kantenlage-Abtastpotentiometers von etwa 5° bis 50° pro 25*5 em Materialstreifen-Bewegung. Diese Äfotastbewegungen können aufrechter= halten werden für Materialstreifen-Geschwindigkeiten zwischen 6395 cm pro Minute bis 635 cm pro Minute ο Bei Geschwindigkeiten unter 63,5 cm pro Minute werden vom Oszillator I₃₂ lapulse mit einer Wie= derholungsrate entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit von 63,5 cm pro Minute automatisch eingespeist ₉ die die Impulse des Kodierers 3¹* ersetzen.

Falls für eine gegebene Anwendung die Kantea des Materialstreifens sauber und exakt definiert sind und wenig Verschiebungen (web wonder) auftreten, dann ist das Filtern der Signale raieht erforderlieh_β In solchen Fällen entfällt der Kanten-Position-Filter-Schaltkreis 76. Sollte die Materialstreifen-Geschwindigkeit relativ konstant sein, so genügt es, anstelle des Filterschaltkreises ?6 ein einfaches RC-Netzwerk zu benutzen.

Die gefilterten Vorder- und Hinterkante-Spannungen werden dem Randsetz-Schaltkreis 84 (vgl. Figur 3) zugeleitet,, die identisch zweifach vorhanden sind und von denen der eine der Vorder- und der andere der Hinterkante zugeordnet ist. Sie umfassen jeweils Widerstände R13 und R14 bzw. R15 und R16, Verstärker A₃₁ und A₃₃ sowie Randsetz-Potentiometer R17 und R18, vgl. Figur 7.

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-ys-

Die Ausgänge der Randsetz-Schaltkreise 84 werden dem Verstärkungsund Ausgangsfehler-Trimm-Schaltkreis 86 zugeleitet, der je einen Verstärkungsfaktor-Einstell-Potentiometer R19 und R20 aufweist, deren Abgriffe zu je einem Verstärker A₂- und A-n führen,, Die Verstärker Ap-, und A₂H weisen je einen Rückkopplungswiderstand R21 und R22 auf· Die zweiten Eingänge der Verstärker führen jeweils zu einem Ausgangsfehler-Trimm-Potentiometer R25 bzw» R26„

Das Widerstandsnetzwerk, bestehend aus den Widerständen R23₅ H24, R27 und R28 und den Trimra=Potentiometern R25 und R26₉ liefert die Eingangsspannungen für die genannten Verstärker Ap-, und A₂Ji °

Die Aufgabe des eben beschriebenen Schaltkreises 86 ist Ss₉ alls etwaigen Verstärkungs- und Ausgangsfehler in den Sample and BoId-Schaltkreisen und den Verstärker-Stromkreisen, in denen die Analogspannungen für die Kantsulage verarbeitet werden_s zu eliminieren bzw. auszutrinken.

Mit den in der Zeichnun g und Beschreibung angegebenen Werten wird eine Stabilität und Genauigkeit erreicht, die besser als ein Zehntausendstel der einer Abtastung über die volle₉ durch die Kanten begrenzte Abtastlänge ist.

Das Ausgangssignal des Verstärkers A„_ ist eine getrimmte und gefilterte Vorderkante-Lage-Spannung mit einer Begrenzung,, während das Ausgangssignal des Verstärkers A^u eine getrimmte und gefilterte Hinterkante-Lage-Spannung mit einer Begrenzung darstellt, beide Spannungen ttferden dem Spannung/Puls-Kanten-Lage-Wandler 88 (Figur 3) zugeleitet. Dieser weist einen Vorderkante-Komparator A₂,- (Figur 7), einen Hinterkante=Komparator Äpg und einen Flip-Flop-Sehaltkreis A_„ auf. Das Präzision-Rampen-Spannungssignal H (Figur 4A) i-iird in beide Komparatoren eingespeist. Der Ausgang des !Comparators A^₁- ist mit dem Takteingang CLK des Flip-Flop A₂₇ verbunden, während der Ausgang des !Comparators A„g mit dem Bückstelleingang des Flip-Flop A₂₇ verbunden ist. Am Q-Ausgang von A₂₇ erscheinen digitale Impulse, die das aktive, mit Grenzwerten versehene Abtastsignal der Wellenform P in Figur U darstallen. ,J_3003670559

BAD ORIGINAL

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In den Figuren 5 bis 7 der Zeichnung sind repräsentative Werte für einige der Komponenten angegeben, die für bestimmte Anwendungsfälle sich als brauchbar ergeben haben= Diese Werte sind selbstverständlich dem jeweiligen Anwendungsfalle anzupassen» Auch andere Änderungen und Modifikationen sind entsprechend den jeweiligen Anforderungen und Umgebungsverhältnissen möglich, ohne daß dabei die Erfindung verlassen wird»

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Claims

INTEC CORPORATION Norwalk, Connecticut, USA

PATENTANSPRÜCHE

Schaltanordnung für eine Anordnung zur Ermittlung von Fehlstellen eines sich bewegenden Materialstreifens, mit einem Lichtsender zur Abtastung des Materialstreifens quer zu seiner Bewegungsrichtung, einem Lichtempfänger zur Aufnahme der vom Materialstreifen reflektierten oder durchgelassenen Lichtstrahlen, und einer Auswerteschaltung für die aufgenommenen Lichtsignale zur Ermittlung der gesuchten Fehlstellen, dadurch gekennzeichnet , daß für die genaue Lokalisierung und Abtastung der Kanten des Materialstreifens (30) Schaltmittel (18, 20, 24) zur Erzeugung eines synchroni= sierten digitalen Referenz-Impulses (B) pro Abtastlinie des Abtaststrahles (12) ein Generator (62) zur Erzeugung einer der augenblicklichen Winkellage des Abtaststrahles genau proportionalen Präzisions-Rampenspannung, Sample and Hold-Schaltkreise (A 12 bis A 15) zur Abtastung der Rampenspannung, so= bald der Abtaststrahl die Vorder- und Hinterkante des Materialstreifens (30) in Abtastrichtung gesehen erreicht, Schaltmittel (72, 74) zur Wandlung der abgetasteten Spannungsnl-.-veaus in Vorder- und Hinterkanten-Lagespannungen, und Schaltmittel (76, 84, 86, 88) zur Wandlung der Vorder- und Hinterkanten-Lagespannungen in aktive digitale Abtastimpulse (P) vorgesehen sind.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Zwecke der Setzung von immateriellen Abtastkanten Schaltmittel (R 17, R18, A21, A22) vorgesehen sind, durch die der der Winkellage des Abtaststrahles (12) genau proportionalen Rampenspannung (H) weitere Analogspannungen addier- oder subtrahierbar sind.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, g e kennzeichnet durch ein die Vorder- und Hinterkanten-Lagespannungen filterndes Kanten-Abtast-Filter (76).
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltmittel (72, 74) einen Phasen-Komparator (64), einen spannungsgesteuerten Oszillator (46), einen Untersetzungszähler (56) und PuIs-Positions-Kodierer umfassen, die in einer Phasenkopplungsschleife zusammengeschaltet sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Sample and Hold-Schaltung mehrere Sample and Hold-Schaltkreise (A12, A13, A14, A15) umfaßt, die jeweils einen nichtinvertierenden Trenn-Verstärker (A77) mit dem Verstärkungsfaktor "Eins", einen von einem Spannungsniveau auslösbaren Schalter (79) und einen Kondensator (C₂) aufweisen, der jeweils zwischen diesem Schalter und Masse liegt, daß die Rampenspannung (H) den Eingängen der Trenn-Verstärker zugeführt ist, und daß die Vorder- und Hinterkanten-Lagespannungen den Schaltern (79) derart zugeführt sind, daß diese während des Erscheinens der Vorder- und Hinterkanten des Materialstreifens (30) geschlossen sind.

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Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß dem Filter (76) ein Trigger-Schaltkreis (82) zugeordnet ist, dessen Ausgang mit einem Eingang des Filters (86) verbunden ist, daß ein die Geschwindigkeit des Materialstreifens (30) abtastender Schaltkreis (80) vorgesehen ist, der einen der Vorschubgeschwindigkeit proportionale Impulse erzeugenden Kodierer (3¹O aufweist, die gemeinsam mit den von einem die Abtastungsrate der Kanten ermittelnden Schaltkreis (78) erzeugten Impulsen (B) in den Trigger-Schaltkreis eingespeist werden, so daß die Wiederholungsfrequenz der Ausgangsimpulse des Trigger-Schaltkreises der Vorschubgeschwindigkeit und die Dauer der Impulse der Abtastgeschwindigkeit der Kantenabtastung entspricht»

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