CS241177B1

CS241177B1 - Punched tape's photoelectric reader connection

Info

Publication number: CS241177B1
Application number: CS844041A
Authority: CS
Inventors: Tomas Karlik
Original assignee: Tomas Karlik
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS404184A1

Description

Vynález se týká zapojení fotoelektrického snímače děrné pásky.The invention relates to a photoelectric punch tape sensor.

Ve fotoelektrickém snímači děrné pásky je děrná páska prosvěcována ze zdroje nebo zdrojů světla, uspořádaných po jedné její straně, přičemž světlo prochází děrnou páskou pouze v případě, že v ní je vytvořen datový otvor. Snímání prošlého světla se provádí fotocitlivými prvky, uspořádanými po druhé straně děrné pásky. Na kvalitu snímané informace má vliv několik faktorů, a sice velikost elektrického příkonu dodávaného do zdroje světla, účinnost zdroje světla, kterou je dán poměr příkonu přeměněného v teplo a příkonu přeměněného v užitečný světelný tok, dále citlivost fotocitlivého prvku, způsob zapojení fotocitlivého prvku v elektrickém obvodu a konečně způsob vyhodnocení analogového elektrického signálu, vznikajícího v tomto obvodu. Navíc k těmto faktorům přistupuje kvalita děrné páky, jejíž kontrast, to je poměr světelného' toku procházejícího otvory v děrné pásce a světelného toku, procházejícího neporušenou páskou, definuje průsvitnost děrné pásky.In the photoelectric punch tape sensor, the punch tape is illuminated from a light source or sources arranged on one side thereof, the light passing through the punch tape only when a data hole is formed therein. The transmitted light is sensed by photosensitive elements arranged on the other side of the punched tape. Several factors affect the quality of the information captured, namely the magnitude of the electrical power supplied to the light source, the light source efficiency given by the ratio of the power converted into heat and the input converted into useful luminous flux, the sensitivity of the photosensitive element, and finally, a method for evaluating the analog electrical signal produced in the circuit. In addition to these factors, the quality of the punch lever whose contrast, i.e. the ratio of the luminous flux through the apertures in the punched tape and the luminous flux through the intact tape, defines the transparency of the punched tape.

Některé z uvedených veličin mají v praxi kolísavou hodnotu, například již na základě výrobních tolerancí. Jsou ta' především účinnost světelného zdroje a kontrast děr241177 né pásky, které ovlivňují velikost světelného toku dopadajícího na snímací prvek a dále citlivost tohoto snímacího prvku, která ovlivňuje velikost elektrického signálu generovaného v závislosti na dopadajícím světle. Protože na výstupu celého zařízení se předpokládají jisté standardní signály, odpovídající datovým otvorům nebo plné děrné pásce, je často obtížné vyhodnotit spolehlivě snímanou děrnou pásku. Dosud se tento problém řeší většinou tak, že po vyhodnocení výsledných poměrů ve snímači se provede korekce proudu zdroje světla, čímž se změní velikost světla emitovaného' zdrojem, nebo se změní citlivost obvodu fotocitlivého prvku, zpravidla změnou hodnoty odporu v zapojení. Zatímco první způsob má v případě zvětšování proudu za následek zvýšené tepelné ztráty zdroje světla, uskutečňuje se druhý způsob poměrně obtížně, protože obvody fotocitlivých prvků jsou téměř vždy pro každou stopu děrné pásky oddělené. Teprve po některé z těchto korekcí postupuje analogový signál, již do určité míry standardizovaný, do vyhodnocovacího obvodu, který jej převádí na logické úrovně, požadované na výstupu snímače děrné pásky.Some of these variables have a fluctuating value in practice, for example due to manufacturing tolerances. These are primarily the efficiency of the light source and the contrast of the apertures 241177, which affect the amount of luminous flux incident on the sensing element, and the sensitivity of the sensing element, which affects the magnitude of the electrical signal generated in dependence on the incident light. Since certain standard signals corresponding to data holes or full punched tape are assumed at the output of the entire device, it is often difficult to evaluate a reliably scanned punched tape. Up to now, this problem has been solved by correcting the current of the light source after evaluating the resulting conditions in the sensor, thereby changing the amount of light emitted by the light source, or changing the sensitivity of the photosensitive circuit, usually by changing the wiring resistance value. While the first method results in increased heat loss of the light source in the event of an increase in current, the second method is relatively difficult to perform, since the circuits of the photosensitive elements are almost always separate for each track of the punched tape. Only after some of these corrections does the analog signal, already standardized to some extent, proceed to the evaluation circuit, which converts it to the logical levels required at the output of the punch tape sensor.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení, fotoelektrického snímače děrné pásky podleThese disadvantages are eliminated by the wiring of the photoelectric punch tape sensor according to FIG

I vynálezu, jehož podstatou je, že výstup každého fotocitlivého prvku je připojen na první vstup jemu přiřazeného komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní, kdežto na druhý vstup každého komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní je připojen výstup nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí,' přičemž výstup každého komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní tvoří samostatný výstup zapojení.The invention is characterized in that the output of each photosensitive element is connected to the first input of its assigned voltage comparator with adjustable switching level, while the second input of each voltage comparator with adjustable switching level is connected to the output of an adjustable DC reference voltage source, The voltage comparator with adjustable switching level forms a separate wiring output.

Na druhý vstup každého komparátoru napětí s nastavitelnou spínací úrovní je připojen výstup společného nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí. Výstup každého fotocitlivého prvku je dále připojen na jemu přiřazený vstup vyhodnocovací logické sítě, jejíž ovládací výstup je připojen na ovládací vstup společného nastavitelného zdroje stejnosměrného referenčního napětí.The output of a common adjustable DC power supply is connected to the second input of each voltage comparator with adjustable switching level. The output of each photosensitive element is further connected to an associated input of the evaluation logic network, the control output of which is connected to the control input of a common adjustable DC reference voltage source.

Výhodou zapojení fotoelektrického snímače děrné pásky podle vynálezu je jeho jednoduchost, spolehlivost při odstranění nepříznivého vlivu různých faktorů, spočívajících v nedokonalosti a zejména v širokých výrobních tolerancích při výrobě zdrojů světla, fotocitlivých prvků a děrných pásek.The advantage of connecting the photoelectric punch tape sensor according to the invention is its simplicity, reliability in eliminating the unfavorable influence of various imperfection factors and in particular the wide manufacturing tolerances in the production of light sources, photosensitive elements and punch tapes.

Příklad zapojení, fotoelektrického snímače děrné pásky podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, na nichž obr. 1 představuje blokové schéma zapojení, obr. 2 průběh napětí na výstupech fotocitlivých prvků, obr. 3 průběh napětí logického signálu, odvozeného z napětí podle obr. 2, obr. 4 průběh alternativního napětí na výstupech fotocitlivých prvků, obr. 5 průběh alternativního napětí logického signálu, odvozeného z napětí podle obr. 4.An example of a connection of a photoelectric punch tape sensor according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 represents a block diagram, Fig. 2 shows the voltage waveform of the photosensitive elements; Fig. 4 shows the waveform of the alternating voltage at the outputs of the photosensitive elements; Fig. 5 shows the waveform of the alternative voltage of the logic signal derived from the voltage according to Fig. 4.

Po jedné straně pětistopé děrné pásky 1, znázorněné v příčném řezu, a spřažené s neznázorněným pohonem, jsou uspořádány zdroje světla, například světelné diody, a sice první zdroj 11 světla pro první stopu, druhý zdroj 12 světla pro druhou stopu, třetí zdroj 13 světla pro třetí stopu, čtvrtý * zdroj 14 světla pro čtvrtou stopu a pátý zdroj 15 světla pro pátou stopu. Po druhé straně děrné pásky -1 jsou uspořádány fotocitlivé prvky, například fototranzistory, a sice první fotocitlivý prvek 21 pro první stopu, druhý fotocitlivý prvek 22 pro druhou stopu, třetí fotocitlivý prvek 23 pro třetí stopu, čtvrtý fotocitlivý prvek 24 pro čtvrtou stopu a pátý fotocitlivý prvek 25 pro' pátou stopu.On one side of the five-track punched tape 1 shown in cross section and coupled to a drive (not shown), light sources such as light-emitting diodes are provided, namely a first light source 11 for a first track, a second light source 12 for a second track, a third light source 13 for the third track, the fourth light source 14 for the fourth track and the fifth light source 15 for the fifth track. On the other side of the aperture tape -1 are provided photosensitive elements, for example phototransistors, namely a first photosensitive element 21 for the first track, a second photosensitive element 22 for the second track, a third photosensitive element 23 for the third track, a fourth photosensitive element 24 for the fourth track and a fifth. a photosensitive element 25 for the fifth track.

Výstuip 0211 prvního fotocitlivého prvku 21 je připojen na první vstup 210 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 311 prvního komparátoru 31 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0311 tvoří současně první výstup 091 zapojení pro připojení na neznázorněný počítač. Výstup 0221 druhého fotocitlivého prvku 22 je připojen na druhý vstup 220 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 321 druhého komparátoru 32 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0321 tvoří současně druhý výstup 092 zapojení pro připojení na počítač. Výstup 0231 třetího fotocitlivého prvku 23 je připojen na třetí vstup 230 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 331 třetího komparátoru 33 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0331 tvoří současně třetí výstup 093 zapojení pro připojení na počítač.The output 0211 of the first photosensitive element 21 is connected to the first input 210 of the evaluation logic network 2 and to the first input 311 of the first voltage comparator 31 with adjustable switching level, whose output 0311 simultaneously constitutes the first wiring output 091 for connection to a computer not shown. The output 0221 of the second photosensitive element 22 is connected to the second input 220 of the evaluation logic network 2 and to the first input 321 of the second voltage comparator 32 with an adjustable switching level, whose output 0321 simultaneously forms the second circuit output 092 for connection to a computer. The output 0231 of the third photosensitive element 23 is connected to the third input 230 of the evaluation logic network 2 and to the first input 331 of the third voltage comparator 33 with adjustable switching level, whose output 0331 simultaneously forms the third output 093 of the computer connection.

Výstup 0241 čtvrtého fotocitlivého prvku 24 je připojen na čtvrtý vstup 240 vyhodnocovací logické sítě 2 'a na první vstup 341 čtvrtého komparátoru 34 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0341 tvoří současně čtvrtý výstup 094 zapojení pro připojení na počítač. Výstup 0251 pátého fotocitlivého prvku 25 je připojen na pátý vstup 250 vyhodnocovací logické sítě 2 a na první vstup 351 pátého komparátoru 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, jehož výstup 0351 tvoří současně pátý výstup 095 zapojení pro připojení na počítač.The output 0241 of the fourth photosensitive element 24 is connected to the fourth input 240 of the evaluation logic network 2 'and to the first input 341 of the fourth voltage comparator 34 with an adjustable switching level, whose output 0341 simultaneously constitutes the fourth computer output 094. The output 0251 of the fifth photosensitive element 25 is connected to the fifth input 250 of the evaluation logic network 2 and to the first input 351 of the fifth voltage comparator 35 with an adjustable switching level, whose output 0351 simultaneously constitutes the fifth computer output 095.

Ovládací výstup 0210 vyhodnocovací logické sítě 2 je připojen na ovládací vstup 310 společného nastavitelného zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí, jehož výstup 0310 je připojen na druhý vstup 312 prvního komparátoru 31 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, na druhý vstup 322 druhého komparátoru 32 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, na druhý vstup 332 třetího komparátoru 33 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, na druhý vstup 342 čtvrtého komparátoru 34 napětí s nastavitelnou spínací úrovní a pa druhý vstup 352 pátého komparátoru 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní.The control output 0210 of the evaluation logic network 2 is connected to the control input 310 of the common adjustable reference voltage source 3, whose output 0310 is connected to the second input 312 of the first voltage comparator 31 with adjustable switching level, to the second input 322 of the second voltage comparator 32 with adjustable switching the second input 342 of the fourth voltage comparator 34 with an adjustable switching level, and the second input 352 of the fifth voltage comparator 35 with an adjustable switching level.

Jako komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní lze použít operačních zesilovačů. Místo společného nastavitelného zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí lze použít zvláštních nastavitelných zdrojů stejnosměrného referenčního napětí pro každý komparátor 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní. Při ručním řízení společného nastavitelného zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí odpadá vyhodnocovací logická síť 2, kterou může být například mikropočítač s digitálně-analogovým převodníkem.Operational amplifiers can be used as comparators of 31 to 35 voltages with adjustable switching levels. Instead of a common adjustable DC reference voltage source 3, separate adjustable DC reference voltage sources can be used for each voltage comparator 31 to 35 with an adjustable switching level. When manually controlling a common adjustable DC power supply 3, the evaluation logic network 2, which may be, for example, a microcomputer with a digital-to-analog converter, is dispensed with.

Světelný tok zdrojů 11 až 15 světla je přerušován děrnou páskou 1. Výsledkem je analogové napětí vlnovitého průběhu na výstupech 0211 až 0251 fotocitlivých prvků 21 až 25, přičemž horní amplituda odpovídá plně děrné pásce 1 a dolní amplituda středu datového otvoru. Analogové napětí vlnovitého průběhu, znázorněné na obr. 2, vzniká při velké účinnosti zdrojů 11 až 15 světla, při malé citlivosti fotocitlivých prvcích 21 až 25 a při málo kontrastní, například promaštěné děrné pásce 1. Toto analogové napětí vlnovitého průběhu má malou amplitudu a celý jeho průběh je v nízké úrovni, což znamená, že děrná páska 1 značně propouští světlo. Analogové napětí vlnovitého průběhu se přivádí na první vstup 311 až 351 prvního až pátého komparátoru 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní. Na druhý vstup 312 až 352 prvního až pátého komparátoru 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní se přivádí stejnosměrné referenční napětí, které se rovná. přibližně střední hodnotě analogového napětí vlnovitého průběhu.The luminous flux of light sources 11-15 is interrupted by punch tape 1. The result is an analog waveform voltage at the outputs 0211 to 0251 of the photosensitive elements 21 to 25, with the upper amplitude corresponding to the fully punched tape 1 and the lower amplitude of the data hole center. The analog waveform shown in FIG. 2 arises at high efficiency of light sources 11-15, with low sensitivity of the photosensitive elements 21-25 and at low contrast, e.g., greased punched tape 1. This analog waveform voltage has a low amplitude and a whole its course is at a low level, which means that the punched tape 1 is highly transmissive. The analog waveform voltage is applied to the first input 311 to 351 of the first to fifth voltage comparators 31 to 35 with an adjustable switching level. The second voltage input 312 to 352 of the first to fifth voltage comparators 31 to 35 with an adjustable switching level is supplied with a DC reference voltage equal to. approximately the mean value of the analog waveform voltage.

Výsledkem je, že komparátory 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní budou přepínat do logických stavů zhruba uprostřed rozkmitu analogového napětí vlnovitého průběhu, takže na jejich výstupu 0311 až 0351 bude logický signál o průběhu, který je znázorněn na obr. 3. Analogové napětí vlnovitého průběhu, znázorněné na obr. 4, vzniká při účinných zdrojích 11 až 15 světla, při citlivých fotocitlivých prvcích 21 až 25 a při kontrastní děrné pásce 1, takže rozkmit napětí je téměř v rozsahu napájecího napětí. Po nastavení referenčního napětí bude logický signál na výstupu komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, znázorněný na obr. 5, stejně veliký, jako v předchozím případě. Z obr. 2, 3, a 4, 5 je patrno, že při referenčním napětí U 0310 rovnajícím se střední hodnotě napětí U 0211 h- 0251, je při konstantní rychlosti posuvu děrné pásky 1 zhruba stejná délka trvání logických impulsů, odpovídajících otvoru a mezeře mezi otvory na děrné pásce 1.As a result, voltage comparators 31-35 with adjustable switching levels will switch to logical states roughly in the middle of the amplitude of the analog waveform, so that their output 0311 to 0351 will output a logic waveform as shown in Figure 3. Analog waveform 4, with effective light sources 11 to 15, with sensitive photosensitive elements 21 to 25 and with contrast punch tape 1, so that the voltage oscillation is almost in the supply voltage range. After setting the reference voltage, the logic signal at the output of the comparators 31 to 35 of the adjustable switching level shown in FIG. 5 will be as large as in the previous case. It can be seen from Figures 2, 3, and 4, 5 that at a reference voltage U 0310 equal to the mean voltage U 0211 h-0251, at a constant feed rate of the punched tape 1, the duration of the logic pulses corresponding to the hole and gap is approximately equal. between the holes on the punched tape 1.

V případě potřeby však lze zvýšením referenčního napětí dosáhnout za stejných podmínek prodloužení impulsů, odpovídajících mezeře mezi otvory v děrné pásce 1 na úkor impulsů, odpovídajících mezeře mezi otvory v· děrné pásce 1 na úkor impulsů, odpovídajících otvorů v děrné pásce 1 a naopak. Vzhledem k tomu, že odchylky rozhodujících faktorů se projevují většinou pro všechny stopy děrné pásky 1 přibližně stejně, lze s výhodou použít jednoho společného nastavitelného' zdroje 3 stejnosměrného referenčního napětí, .přičemž tento lze dále ovládat automaticky vyhodnocovací logickou sítí 2, v závislosti na napětí na výstupu 0211 až 0251 fotocitlivých prvků 21 až 25. Použití komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní dovoluje snadné zavedení hystereze do přechodového děje překlápění komparátorů 31 až 35 napětí s nastavitelnou spínací úrovní, což se projeví ve větší spolehlivosti vyhodnocení vyděrované informace.If necessary, however, by increasing the reference voltage, under the same conditions, the pulses corresponding to the gap between the holes in the punching tape 1 at the expense of pulses corresponding to the gap between the holes in the punching tape 1 at the expense of pulses, the corresponding holes in the punching tape 1, and vice versa. Since the deviations of the decisive factors are generally the same for all traces of the punched tape 1, it is advantageous to use one common adjustable DC power supply 3, which can be further controlled automatically by the evaluation logic network 2, depending on the voltage on the output 0211 to 0251 of the photosensitive elements 21 to 25. The use of voltage comparators 31 to 35 with adjustable switching level allows easy introduction of hysteresis into the flipping transition process of voltage comparators 31 to 35 with adjustable switching level, resulting in greater reliability evaluation of the punched information.

Zapojení podle vynálezu lze použít ve sdělovací a záznamové technice, zejména ve snímačích děrné pásky, které slouží jako periferní- jednotky u počítačů, dálnopisů a jim podobných jednotek.The circuitry according to the invention can be used in communication and recording technology, in particular in punched tape sensors, which serve as peripheral units for computers, telexes and the like.

Claims

Subject

CLAIMS 1. A photoelectric punch tape sensor in which at least one light source is arranged on one side of the punched tape and on the other side of the punch tape for each track one photosensitive element, characterized in that the output (0211 to 0251) of each photosensitive element (21 to 25) is connected to the first input (311 to 351) of its assigned voltage comparator (31 to 35) with adjustable switching level, while to the second input (312 to 352) of each voltage comparator (31 to 35) with adjustable switching level an output of an adjustable DC reference voltage source is connected, with the output (0311 to 0351) of each comparator (31 to 35)

OUT of voltage with adjustable switching level forms a separate output (091 to 095) of the wiring.

Connection according to Claim 1, characterized in that a second output (0310) of a common adjustable DC power supply (3) is connected to the second input (312 to 352) of each voltage comparator (31 to 35) with an adjustable switching level.

3. Connection according to claim 2, characterized in that the output (0211 to 0251) of each photosensitive element (21 to 25) is further connected to an associated input (210 to 250) of the evaluation logic network (2) whose control output (0210). is connected to a control input (310) of a common adjustable DC power supply (3).