DE3325127C1 - Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Amplitudenschwankungen eines Empfangssignals bei einer optischen Abtastvorrichtung - Google Patents

Description

• Praktisch werden hinter dem Fotodetektor aber immer Filter vorhanden sein, so daß der Gleichspannungsbezugspunkt mit einer Klemmschaltung 15 wieder herge- stellt werden muß. Da ein sich näherungsweise periodisch veränderndes Fadensignal vorliegt, wird die Klemmschaltung 15 durch einen Mittelwert- oder Spitzenwertgleichrichter gebildet.
• Die Grenzfrequenz fg des Tiefpasses bestimmt die Mittelungszeit. Eine typische Grenzfrequenz fg für ein Fadenbruchüberwachungsgerät wäre z. B. 30 kHz.
• Am Ausgang des Tiefpasses 14 entsteht ein Signal, welches der Fläche unter dem Faden-Amplitudensignal entspricht.
• Die beschriebene Amplitudenkorrekturschaltung reagiert vorteilhafterweise auch auf schnelle Veränderungen aufgrund von z. B. Fensterverschmutzungen, Vibrationen und unterschiedliche Reflexion der Spiegelradflächen.
• Die Schaltungsanordnung ist mit besonderem Vorteil bei einem Fehlersuchgerät nach der DE-OS 31 25 189 anwendbar.
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Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Amplitudenschwankungen eines Empfangssignals bei einer optischen Fadenüberwachungs-Abtastvorrichtung, welche mittels eines Laserstrahls eine auf Fehler zu überwachende Anordnung nebeneinanderliegender Fäden abtastet und eine Lichtempfangsvorrichtung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zur momentanen aktuellen Normierung das elektrische Empfangssignal der Lichtempfangsvorrichtung (11) an den einen Eingang und über einen Tiefpaß (14) an den anderen Eingang einer Dividierschaltung (13) angelegt ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Empfangssignal der Lichtempfangsvorrichtung (11) über einen Allpaß (12) an den einen Eingang der Dividierschaltung (13) angelegt ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Lichtempfangsvorrichtung (11) und den Allpaß (12) bzw.

   den Tiefpaß (14) eine Klemmschaltung (15) geschaltet ist, welche die Empfangssignale auf ein vorgegebenes Potential zieht.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dividierschaltung (13) aus einer Multiplizierschaltung (16) und einer vorgeschalteten Reziprokwertbildungsschaltung (17) besteht.

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

   Bei optischen Abtastvorrichtungen dieser Art, die insbesondere der Fehlersuche oder Verschmutzungsüberwachung dienen, kommt es aufgrund der Verwendung von Lichtleitstäben oder sonstiger Umstände häufig dazu, daß bei gleichem Zustand des zu überwachenden Gegenstandes die Amplituden des Empfangssignals schwanken. So sind die Amplituden des Empfangssignals an den Enden des Abtastbereiches häufig geringer als in der Mitte desselben.

   Dieses Problem ist nicht zu lösen mit vorbekannten Klopfdetektoren für Verbrennungsmotoren (DE-OS 30 38 352; US-PS 4111 035), denn mit den in den vorbekannten Detektoren vorhandenen Komparatoren lassen sich lediglich Spitzenwerte mit einem mittleren Schaltpegel vergleichen.

   Weiter ist es bereits bei einem Verfahren zum Vergleich von Signalen bei einer Prüfvorrichtung für Behälter bekannt (DE-OS 3149169), den Quotientenzähler zweier aufeinanderfolgender Bildpunkte zu bilden. Dieses Verfahren ist jedoch bei einer Fadenüberwachungs-Abtastvorrichtung nicht anwendbar, weil hier durch die Fäden schon im Normalfall verursachte starke Intensitätsschwankungen vorhanden sind.

   Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine sehr schnell arbeitende Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen. mit der starke Signalschwankungen über einen großen Dynamikbercich nahezu exakt kompcnsicll werden können. wobei jedoch durch Fadenbruch ausgefallene Fäden einwandfrei festgestellt werden können.

   Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

   Insbesondere soll dabei vorgesehen sein, daß zwischen die Lichtempfangsvorrichtung und den Allpaß bzw. den Tiefpaß eine Klemmschaltung geschaltet ist, welche die Empfangssignale auf eine gemeinsame Nulllinie hochzieht Die Dividierschaltung kann aus einer Multiplizierschaltung und einer vorgeschalteten Reziprokwertbildungsschaltung bestehen.

   Der besondere Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß sie sehr schnell ist. Die Zeitkonstante ist kleiner als 0,1 Us.

   Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist also geeignet, die Amplitudenschwankungen während eines Abtastzyklus einer optischen Fadenüberwachungs-Abtastvorrichtung auszugleichen. Voraussetzung ist, daß außer dem zu korrigierenden Nutzsignal noch eine weitere Information verfügbar ist, die aus dem Nutzsignal abgeleitet sein kann. Der zu überwachende Gegenstand besteht aus einer Anordnung nebeneinanderliegender Fäden. Hierbei ergibt sich ein periodisch zu- und abnehmendes Empfangssignal mit einer ganz bestimmten Frequenz. Beim Ausfall eines Fadens fällt eine Unterbrechung des Abtastlichtstrahls an dieser Stelle fort, was zur Fehlererkennung ausgenutzt wird. Die durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gebildete weitere Information ist die aus dem Nutzsignal abgeleitete Fläche unter den normalen Fadenamplitudensignalen.

   Diese Information wird mit Hilfe der Klemmschaltung und des darauffolgenden Tiefpasses gewonnen.

   Es gibt sinnvolle Anwendungen, bei denen der Allpaß, also das zusätzliche Laufzeitglied, nicht nur die Laufzeit im steuernden Pfad ausgleicht, sondern erheblich überkompensiert. Die Anordnung arbeitet auch, wenn im Vorwärtszweig eine andere multiplikativ steuernde Funktion angeordnet ist. In diesem Fall muß die jeweilige reziproke Funktion im steuernden Pfad vorhanden sein.

   Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine Schaltungsanordnung zum Ausgleich von Amplitudenschwankungen eines Empfangssignals bei einer optischen Fadenüberwachungs-Abtastvorrichtung zeigt.

   Eine Lichtempfangsvorrichtung 11 einer periodisch arbeitenden optischen Abtastvorrichtung ist über eine Klemmschaltung 15 an einen Allpaß 12 sowie einen Tiefpaß 14 angelegt. Der Allpaß ist an den einen Eingang einer Dividierschaltung 13 angelegt, deren anderem Eingang das Ausgangssignal des Tiefpasses 14 zugeführt ist. Die Dividierschaltung besteht aus einer Multiplizierschaltung 16, der im steuernden Pfad eine Reziprokwertbildungsschaltung 17 vorgeschaltet ist.

   Die Klemmschaltung 15 zieht die von der Lichtempfangsvorrichtung 11 empfangenen Empfangssignale auf eine gemeinsame Nullinie hoch. Am Ausgang der Klemmschaltung 15 liegt dann ein entsprechendes Videosignal vor. Der Allpaß 12 stellt ein Verzögerungsglied dar, welches die nicht zu vermeidende Verzögerung durch den Tiefpaß 14 kompensiert.

   Die Klemmschaltung 15 kann entfallen, wenn das Signal vom Fotodetektor über Gleichspannungsverstärker zu den Eingängen des Allpasses 12 und des Tiefpasses 14 gebracht wird und diese Verstärker eine vernachlässigbire ()ffsetspannullg (Spinnui1gsver.atz) l0,ibcii.