Способ фотоэлектрического преобразования позиций носителя периодически повторяющихся оптически прозрачных участков Советский патент 1983 года по МПК G06K7/14 

/ Изобретение относится к автомати ке и вкР1ислитальной технике, может быть .применено в датчиках приращени аппаратуры с программным управление в каналах формирования синхросигналов в устройствах ввода информации с пёрфоносителей и кодовых масок. По основному авт.св. № 858026 известен способ фотоэлектрического преобразования позиций носителя пер одически повторяющихся оптически прозрачных участков, заключающийся в формировании последовательности световых сигналов при перемещении, носителя, преобразовании полученной последовательности в два аналоговых электрических сигнала и формировани первого общего сигнала, равного, сумме аналоговых электрических сигналов при котором формируют второй общий сигнал, равный максимальному из аналоговых электрических сигналов, формируют первый.пороговый сигнал из первого общего сигнала и сравнивают его с вторым общим сигналом и в момент ик равенства формируют передний двухуровневого электрч ческого сигнала, формируют второй пороговый сигнал из первого общего сигнала и сравнивают его с вторым общим сиг налом, в момент их равенства формируют задний ФР.ОНТ двухуровневого электрического сигнала 1. Недостатком известного способа яв .ляется снижение точности преобразов ния в усл,овиях -разброса оптических свойств (прозрачности) сменного носителя. При реализации способа удает ся добиться частичного снижения влия ния раэброса оптических свойств носи теля путем некоторого удаления воспринимающей поверхности фотоприемников .от плоскости соприкосновения диафрагмы с носителем. Для автокомпенсации дестабилизирующего влияния разброса прозрачности носителя необходимо установить относительное значение пороговых сигналов близким к отношению площади одного из фотоприемников, определяющих второй общий сигнал, к общей площади фотоприемников , которое равно 0,5. Однако минимальное относительное значение второго общего сигнала равно 0,5, Значение первого порогового сигнала естественно должно быть больше 0,5,. Причем для обеспечения надежности преобразования отличие от 0,5. необходимо увеличивать. Значение же второго поЕ огового сигнала должно быть больше, чем значение первого порогбвого сигнала. Условие автокомпенсации дестабилизирующего влияния раэброса оптических свойств носителей оказывается существенно нарушенным, что приводит к снижению точности преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования в условиях разброса оптических свойств сменного носителя. Цель достигается тем, что согласно способу фотоэлектрического преобразования позиций носителя периодически повторяющихся оптически прозрачных участков при формировании первого общего сигнала на каждом шаге перемещения носителя из последовательности световых сигналов формируют дополнительный электрический сигнал, смещенный во времени.относительно середины временного интервала между первым и вторым аналоговыми сигналами на величину, кратную времени прохождения носителем расстояния равного шагу оптически прозрачных участков носителя, и суммируют полученный дополнительный электрический сигнал с первЕлм и вторьм аналоговыми электрическими сигналами. На фиг, 1 изображена.временная диаграмма, иллюстрирующая способ фотоэлектрического преобразования позиций носителя периодически повторяющихся оптически .прозрачных участков; на фиг, 2 - Один из возможных вариантов аппаратурной реализации данного способа. На фиг, 1 изображены сдвинутые друг относительно друга основ.ные аналогс &ые электрические сигналы 1 и 2, дополнительный электрический сигнал 3, первый общий сигнал 4, первый по-, роговый сигнал 5, передний фронт б двухуровневого электрического сигнала, второй пороговый сигнал 8, зещний фронт 9 двухуровневого Электрического сигнала 7, . Устройство, предназначенное для реализации способа (блок-схема которого приведена на фиг. 2), содержит фотоприемники 10, 11 и 12 нагрузочные сопротивления 13 и 14 фотоприемников 10 и 12 соответственно, суммирующий усилитель 15,-блок 16 выбора максимального из сигналов, блок 17 сравнения, управляемый делитель 18 напряжения, согласующие сопротивления 19 и 20, Способ фотоэлектрического преобразрвания позиций носителя периодически повторяющихся оптически прозрачных участков в последовательность двухуровневых электрических сигналов реализуется следующим образом, В процессе перемещения носите/1Я .(не показан) формируют последовательность световых сигналов (не показана) производят преобразование полученной последовательности в основные аналоговые электрические сигналы 1 i| 2, сдвинутые друг относительно друга, формируют второй общий сигнал, равный максимальному из основных аналоговых электрических сигналов 1 и 2 (на участке до момента {, равенства сигналов 1 и 2 от рассматриваемого оптически прозрачного участка носителя максимальным сигналом являет. ся сигнал 1, а на участке от t flotj равенства сигнала 2 с сигналом 1 от очередного оптически прозрачного участка носителя максимальным является сигнал 2); формируют на каждом шаге перемещения носителя дополнительный электрический сигнал 3, формируют первый общий сигнал 4, равный сумме электрических сигналов 1, 2 и 3; формируют первый пороговый сигнал 5 из. первого общего сигнала 4 как заданную часть его, большую, чем отношение минимального значения второго общего сигналак первому общему сигналу 4; производят сравнение второго общего сигнала с первым пороговым сигналом 5 и в момент времени t их равенства, после которого второй общий, сигнал становится-меньше первого порогового сигнала 5, формируют передний фронт б двухуровневого электрического сигнала 7, а также второй пороговый сигнал 8 из первого общего сигнала 4, как заданную часть его, большую по величине, чем первый пороговый сигнал 5. Дальнейшее сравнение второго общего сигна-. ли производят с вторым пороговым сигналом 8 и в момент i их равенства формируют задний фронт 9 двухуровневого электрического сигнала 7 и вновь переходят к формированию первого порогового сигнала 5 и сравнению с ним второго общего сигнала, т,е. процесс повторяется. Операции преобразования последовательностей световых сигналов от оптически прозрачных участков носитёля в аналоговые электрические сигналы 1, 2 и 3 в устройстве (фиг.2) реализуются с помощью фотоприемников 10, 12 и 11 и нагрузочных сопродривлений 13 и 14 соответственно. Общая точка нагрузочных сопротивлений 13 и 14 и выход фотоприемника 11 сое динены с инвертирующим входом суммирующего усилителя 15, на выходе кото рого формируется первый общий сигнал 4 (изображенный в инвертированном ви де) . Операция формирования второго общего сигнала реализуется с помсйцью блока 16 выбора максимального из ос- новных аналоговых электрических сигналов 1 и 2. Операции формирования первого 5 и второго 8 пороговых сигналов реализуются с помощью управляе мого делителя 18 напряжения, коммута ционный вход которого подключен к вы ходу блока 17 сравнения производяще го формирование двухуровневого электрического сигнала 7 ,(до момента времени t), пока выходной сигнал блока 16 превосходит по величине пер вый пороговый сигнал 5, выходной cxrj нал блока l7 сравнения отрицателен/ что определяетнасыщенное состояние транзистора управляемого делителя 13, а следовательно, и формирование первого порогового сигнала 4. Когда выходной сигнал блока 16 выделения максимального сигнала становится меньше по абсолютной величине, чем первый пороговый сигнал 5, происходит формирование переднего фронта б двухуровневого электрического сигнала 7, т.е. переключение уровня выходного сигнала 7 блока 17 сравнения с отрицательного на положительный, что приводит к запиранию транзистора управляемого делителя 18 и Формированию второго порогового сигнала 8. f Формы сигналов приведены для вариантов реализации способа, когда общая протяженность чувствительных поверхностей фотоприемников 10, 11 и 12 в направлении перемещения носителя равна шагу его оптически прозрачных участков при протяженности поверхности фотоприемника 11 вдвое меньшей по сравнению с фотоприемниками 10 и 12 и относительной протяженности оптически прозрачных участков носителя, равной 0,3 о.т их шага. Следует иметь в виду, что на чертеже изображен случай, нулевой прозрачности носителя. Очевидно, что фотоприемник 11 может располагаться при реализации способа как между фотоприемниками 10 и 12, так и со смещением относительно середины расстояния между ними на величину, кратную шагу оптически прозрачных участков носителя в направлении его перемеще- , ния. Снижение минимальной величины второго общего сигнала в зоне формирования максимума дополнительного электрического сигнала 3 дает возможность приблизиться к выполнению условия автокомпенсации разброса прозрачности носителя и тем самым повысить точность преобразования 1 Количественно предельный выигрыш в снижении ошибки преобразования от разброса оптических свойств носителя можно оценить через отношение разности второго порогового сигнала и минимального значения второго общего сигнала :к полуразности второго и первого пороговых сигналов, т.е. выигрыш больше, чем двухкратный. В предложенном варианте способа реализовано снижение одного из минимумов второго общего сигнала на каждом шаге перемещения носителя, что создает дополнительную возмойшость по селекции этих минимумов. Снижения обоих минимумов второго общего сигнала можно достигнуть путем формирования на каждом шаге пере.мещения носи-, теля двух дополните ль нЕлх электрических сигналов, из которых максимум

второго смещен по отношению к максимуму сигнала 3 на половину шага оптически прозрачных участков носителя.

В устройстве это реализуется путем введения второго дополнительно1о фотоприемника, смещенного по отношению к фотоприемнику 11 на величину, кратную иечетному количеству полушагов оптически прозрачных участков носителя. Выход этого фотоприемника также соединен с инвертирующим входом суммирушцего усилителя.

В качестве базового объекта выбран способ, реализованный в канале формирования синхросигнала широко применяемого считывателя с.перфоленты .типа ФСП-ЗМ, разработки НИИ-СМ. В этом устройстве, несмотря на стабилизацию режима работы осветителя, смена перфолент, имеющих разные коэффициенты прозрачности (в пределах 30%), требует дополнительной подрегулировки устройства. Реализация предложенного способа позволяет производить считывание информации без т&ких подрегулировок, а также отказаться от стабилизации режима работы осветителя, что существенна упрощает устройство и облегчает тепловой режим его работы.

Таким образом, основной техникоэкономический эффект от реализации предложенного способа заключается в повышении точности преобразования в условиях раЭброса оптических свойств носителя.

СПСГСОБФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОЗИЦИЙ НОСИТЕЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ УЧАСТКОВ по авт.св. № 858026, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, при формировании первого общего сигнала на каждом шаге перемещения носителя из последовательности световых сигналов формируют дополнительный электрический сигнал, смешенный во времени относительно серединывременного интервала между первым и вторым аналоговыми сигналами на величину, кратную времени прохождения носителем расстояния, равного шагу оптически прозрачных участков носителя, . и суммируют полученный дополнительный электрический сигнал с первь1м и iвторым аналоговыми электрическими сигналами.

JL

10

-0 +