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Signaldetektorschaltung
Die Erfindung betrifft eine Signaldetektorschaltung.
Unter den in Zeichenerkennungssystemen angewendeten zahlreichen Verfahren sind diejenigen, in denen lichtempfindliche Vorrichtungen, beispielsweise Photozellen, die auf von der Abtastung eines Zeichens mittels einer Anzahl Abtastöffnungen herrührenden Lichtstärkeänderungen ansprechen, verwendet werden, am häufigsten. Die Photozellen erzeugen infolge der Lichtstärkeänderung elektrische Signale, die in einer Detektorschaltung so verarbeitet werden, dass jeweils Impulse vorbestimmter Grösse und Dauer entstehen, durch die die Wahrnehmung eines Zeichenteiles genau angezeigt wird.
Eines der schwierigsten Probleme bei der Realisierung eines Zeichenerkennungssystems besteht darin, dass diese Systeme auch verhältnismässig schlechte und unsaubere Drucke auf normalem Papier zuverlässig und genau lesen können müssen. Diese Fähigkeit ist von sehr grosser Bedeutung, da die meisten Geschäftsmaschinen bezüglich der Qualität des Druckes, die sie ohne kostspielige konstruktive Änderungen liefern können, äusserst beschränkt sind. Die Stärke, Gleichmässigkeit und Linienbreite des Druckes kann beträchtlich variieren ; ausserdem können Farbspritzer und/oder Verschmutzungen auftreten. Des weiteren muss auch der Beschaffenheit des verwendeten Papiers Rechnung getragen und die sich ergebenden Störsignale müssen von der eigentlichen Zeicheninformation ausgeschieden werden.
Die Hauptaufgabe bei der Beseitigung dieser durch schlechten und unsauberen Druck und mindere Qualität des Papieres hervorgerufenen Mängel fällt der in dem Zeichenerkennungssystem verwendeten Detektorschaltung zu.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Detektorschaltung zu schaffen, die Zeicheninformationen auch dann noch genau und zuverlässig festzustellen vermag, wenn Druck und/oder Papier von verhältnismässig schlechter Qualität sind.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäss jedes Abtastsignal um einen bestimmten Betrag beschnitten, der einen bestimmten Prozentsatz der maximalen Amplitude des jeweiligen Zeicheninformationssignals darstellt. In dem zu beschreibenden, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird diese Beschneidung von der maximalen Amplitude des durch beliebige Abtastöffnungen erzeugten Zeicheninformationssignals bestimmt. Diesem Vorgang geht eine Vorbeschneidung der Öffnungssignale um einen Betrag voraus, der durch einen bestimmten Prozentsatz des augenblicklichen Schwarz-Weiss-Pegels bestimmt wird.
Durch die Vorbeschneidung werden alle auf Grund der minderen Qualität des Papieres auftretenden Störsignale unterdrückt und eswird ein verhältnismässig glatter Weiss-Bezugspegel erzeugt, auf den die maximale Amplitude jedes Zeicheninformationssignals während des darauffolgenden Beschneidungsvorganges bezogen wird. Dieser Beschneidungsvorgang dient dann zum Unterdrücken aller durch Farbspritzer oder sonstigen Verschmutzungen verursachte Störsignale. Eine weitere Sicherheit für die genaue Ablesung der Zeichen ist dadurch gegeben, dass infolge des in der Signaldetektorschaltung enthaltenen Signalformauswerters der durch diesen gesteuerte Impulsgenerator nur dann un Ausgangssignal liefert, wenn das Eingangssignal nach seiner Differenzierung eine Form aufweist, von der anzunehmen ist, dass dieses Signal durch eine Zeicheninformation erzeugt wurde.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Signaldetektorschaltung zum Feststellen von in einer Folge elektrischer Signale enthaltenen Zeicheninformationssignalen mit einer Schaltung zur Bildung eines von der Folge elektrischer Signale abhängigen Begrenzungspegels.
Das kennzeichnende Merkmal der Schaltung besteht darin, dass eine Vorrichtung zum Ausblenden der
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maximalen Amplitude der Zeicheninformationssignale und zum Erzeugen einer Beschneidespannung, die gleich einem bestimmten Prozentsatz der maximalen Amplitude des letzten Zeicheninformationssignals ist, sowie eine Beschneidevorrichtung, an die die Beschneidespannung zum selbsttätigen Beschneiden der Folge elektrischer Signale angelegt wird, vorgesehen sind.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, u. zw. zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines typischen Ausführungsbeispieles der erfindunggemässen Detektorschaltung, die in einem Zeichenerkennungssystem verwendbar ist, Fig. 2 typische, bei Abtastung einer Zeichenreihe an verschiedenen Punkten des Blockschaltbildes nach Fig. 1 auftretende Signalformen, Fig. 3 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines der 15%-Schwarz- Weiss-Signalpegelbeschneider nach Fig. l, Fig. 4 und 5 typische, an verschiedenen Punkten in der in Fig. 3 gezeigten Schaltung auftretende Signalformen, Fig. 6 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Signalunterscheidungsvorrichtung, und einen typischen der 50%-Signalpegelbeschnei- der nach Fig.
l, Fig. 7 typische, an verschiedenen Punkten in der in Fig. 6 gezeigten Schaltung auftretende Signale, Fig. 8 mehrere Signalkurven, die das Arbeiten eines typischen Differenzierers nach Fig. 1 und des ihm zugeordneten Signalformauswerters und Impulsgenerators veranschaulichen, Fig. 9 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines typischen Signalformauswerters und Impulsgenerators nach Fig. l, Fig. 10 mehrere typische Signalkurven, die die an verschiedenen Punkten
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schaltbild einer abgeänderten Form des Signalformauswerters und Impulsgenerators nach Fig. 9.
In Fig. 2 ist ein Abschnitt eines Streifens 12 gezeigt, auf dem eine typische Zeichenreihe dargestellt ist, die auf den Umfang einer nichtgezeigten rotierenden Trommel projiziert werden kann. Um eine Gruppe von in der rotierenden Trommel vorgesehenen Abtastöffnungen 22a, 22b, 22c und 22d sichtbar zu machen, ist ein Teil einer Blende 24 weggebrochen dargestellt. Die Trommel befindet sich in einer Stellung, in der sie die Blende 24 bald verlässt und in den Bereich des in der Blende 24 befindlichen Fensters eintritt, um eine neue Abtastung einer Zeichenreihe zu beginnen. Bei der Beschreibung wird lediglich das durch die Abtastöffnung 22c erzeugte Signal betrachtet. Ein typisches bei der Abtastung einer Zeichenreihe am Ausgang der der Öffnung 22c zugeordneten Photozelle erzeugtes Signal ist durch die in Fig. 2 mit c bezeichnete Signalform veranschaulicht.
Selbstverständlich erzeugen die den andern Öffnungen zugeordneten Photozellen ähnliche Signalformen, wenn diese Öffnungen bei ihrer Abtastung die Zeichen einer Zeichenreihe wahrnehmen.
Bei der Signalform c in Fig. 2 ist ein konstanter Schwarz-Signalpegel angezeigt, der dann auftritt, wenn in die Öffnung 22c kein Licht gelangt, was der Fall ist, wenn sich die Öffnung hinter der Blende 24 befindet. Ausserdem geht aus Fig. 2 hervor, dass der durchschnittliche Weiss-Signalpegel der Signalform c von einem Maximum bei einer Stellung der Öffnung 22c direkt neben der Blende 24 zu einem Minimum geht, wenn sich die Öffnung 22c etwa in der Mitte des in der Blende 24 enthaltenen Fensters befindet.
Eine solche Schwankung des durchschnittlichen Weiss-Signalpegels rührt von einer stärkeren Beleuchtung des mittleren Teiles des Streifens 12 gegenüber dessen Rändern her, was auf die Tatsache zurückzuführen ist. dass die Blende 24 einen Teil der Beleuchtung abhält. Um die Aussteuerung der Signale so zu beschreiben, dass sowohl dem Schwarz- als auch dem Weiss-Signalpegel Rechnung getragen wird, wird nachstehend der Unterschied zwischen diesen beiden Spannungspegeln als Schwarz-Weiss-Signalpegel bezeichnet.
Im Zusammenhang mit der Signalform c nach Fig. 2 sei ferner gesagt, dass dort ein Grundstörsignal auftritt, wie es beispielsweise bei 17 gezeigt ist. Dieses dem Weiss-Signalpegel überlagerte Grundstörsignal 17 ist die Folge von Fremdteilchen und Unebenheiten im Papier. Dieses Störsignal wird im folgenden als Papierstörsignal bezeichnet. Ausser diesem ist auch noch ein weiteres Störsignal vorhanden. Dieses ist bei 19 angezeigt und tritt vorzugsweise jeweils in der Nachbarschaft eines Zeichens auf. Diese Störung ist auf ein Verspritzen oder Verwischen von Druckfarbe zurückzuführen und ist in bezug auf ihre Stärke etwa der Stärke des Druckes proportional.
Ein solches durch das Verspritzen oder Verwischen der Druckfarbe hervorgerufenes Störsignal wird im folgenden als Farbstörsignal bezeichnet und bewirkt zusammen mit dem Papierstörsignalen, dass die Informationssignale, von denen eines bei 21 veranschaulicht ist, nicht mehr deutlich hervortreten. Die Aufgabe der in Fig. 1 gezeigten Detektorschaltung 150 besteht deshalb darin, die beiden vorgenannten Störsignalarten daran zu hindern, die Feststellung von Zeichenstreifen zu stören.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die an den den Öffnungen 22a, 22b, 22c und 22d zugeordneten Ausgängen der Photozellen auftretenden Signale a, b, c und d jeweils an einen Verstärker mit selbsttätiger
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zeichnet. Diese Verstärker sind so aufgebaut, dass sie die Eingangssignale a, b, c und d verstärken und invertieren und jeweils an ihren Ausgang ein Signal liefern, dessen durchschnittlicher Schwarz-WeissSignalpegel etwa gleich einer konstanten Bezugsspannung V ist, die, wie in Fig. 1 gezeigt, an jeden der Verstärker als Bezugsgleichspannung angelegt wird. Die Folge davon ist, dass der Schwarz-Weiss-Signalpegel jedes der Signale a, b, c und d auf eine konstante Bezugsspannung von beispielsweise 4,5 V gebracht wird. Die Informationssignale in jedem der Signale a, b, c und d erhalten dadurch eine gemeinsame Bezugsspannung.
Dieser Vorgang ist deshalb von grosser Bedeutung, da dadurch für alle in dem Schwarz-Weiss-Signalpegel eines oder mehrere der Signale a, b, c, d auftretenden Schwankungen ein selbsttätiger Ausgleich erzielt wird. So könnten beispielsweise Schwankungen des Schwarz-Weiss-Signalpegels infolge der Verwendung eines Papieres auftreten, das unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweist oder infolge der Alterung der Photozellen. Somit wird es möglich, den übrigen Teil der Detektorschaltung 150 für Signale zu bauen, die etwa den gleichen Schwarz-Weiss-Signalpegel besitzen, gleichgültig ob Schwankungen der Ausgangsleistung der Photozellen oder der Reflexionsfähigkeit des verwen-
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augenblicklichen Schwarz-Weiss-Signalpegels beträgt, wie für das Signal c durch die untere gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt.
Das am Ausgang dieser Schwarz-Weiss-Signalbeschneider 115a, 115b, 115c und 115d auftretende, um 15% beschnittene Signal ist in Fig. 2 durch die Signalform C veranschaulicht, die in bezug auf die Signalform c invertiert ist. Wie aus der Signalform cl zu ersehen ist, wurden die Papierstörsignale imwesentlichen ausgemerzt. Ausserdemwurde der Weiss-Signalpegel auf einen konstanten Wert von 0 V und der Schwarz-Signalpegel auf-10 V gebracht.
Wie in Fig. 1 gezeigt, werden die um 15% beschnittenen, an den Ausgängen der 15%-Schwarz-Weiss- Signalbeschneider 115a, 115b, 115c und 115d auftretenden Signale ai, bio c. und d anschliessend an entsprechende Signalbeschneider 120a, 120b, 120c bzw. 120d sowie an einen Signalunterscheider 125 angelegt.
An den Signalunterscheider 125 gelangen auch Ausgangssignale A, B, C und D, die in Verbindung mit den Signalen a,b,cundd dazu dienen, für jeden der Signalbeschneider 120a, 120b, 120c und 120d einen Bezugsbeschneidungspegel zu liefern, der beispielsweise jeweils 50% der maximalen Amplitude des letzten Informationssignals, die unmittelbar vorher in einem beliebigen der Signale al,
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Signale a bc bzw. d auftreten, die durch die Signalform c in Fig. 2 veranschaulicht sind. Es sei darauf hingewiesen, dass durch dieses zweite Beschneiden das bei 19 in den Signalformen c und cl der Fig. 2 gezeigte Farbstörsignal somit im wesentlichen beseitigt wurde.
Die einzelnen Informationssignale 21 in der Signalform c sind nun leicht unterscheidbar, da sowohl die Papier- als auch die Farbstörsignale durch die im vorangegangenen beschriebenen Beschneidungen um 15 und 50% praktisch vollständig beseitigt wurden.
Im Zusammenhang mit den die 50% igue Beschneidung durchführenden Signalbeschneidern 120a, 120b, 120c und 120d sei noch darauf hingewiesen, dass die Anwendung eines Beschneidungspegels gleich 50% der maximalen Amplitude des letzten vorangehenden, in jedem beliebigen der vier Signale ai, bil ci und d auftretenden Informationssignals dem Festsetzen eines eigenen Beschneidungspegels für jedes der genannten Signale unbedingt vorzuziehen ist. Dies ist deshalb der Fall, da eine oder mehrere der Öffnun- gen beispielsweise der Öffnungen 22a und 22d in Fig. 2, sich in einer Stellung befinden können, in der durch sie während der Abtastung einer Reihe keine Zeichen wahrgenommen werden.
In einem solchen Falle wäre es nicht möglich, den Beschneidungspegel für das von einer solchen Ö ffnung erhaltene Signal zu erstellen und, wenn ein Farbspritzer oder ein Farbfleck in ihrer Bahn aufträte, könnte er fälschlicherweise als Informationssignal aufgefasst werden. Durch Verwendung eines Beschneidungspegels gleich 50% der maximalen Amplitude des letzten, durch jede beliebige der vier Öffnungen festgestellten Informationssignals wird der Beschnei- dungspegel auf sämtliche der Signale aj, bl, cl und dl übertragen und dadurch ein Farbstörsignal selbst dann beseitigt, wenn eine oder mehrere der Öffnungen während der Abtastung einer Reihe keine Zei- chenteile in ihrer Bahn wahrgenommen haben.
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Nachdem auf diese Weise sowohl Papier- als auch Farbstörsignale von dem Nutzsignal ausgeschieden worden sind (Signalform c in Fig. 2), ist es nun erforderlich, die Signalinformationen in den Signalen a. b. c und d jeweils in Impulse umzuwandeln, die die senkrechten Zeichenlinien darstellen, die während der Abtastung einer Reihe durch die entsprechenden Öffnungen 22a, 22b, 22c bzw. 22d wahrgenommen würden. Dies wird in der Detektorschaltung 150 (Fig. 1) dadurch erreicht, dass die Signale a.bjc und din entsprechenden Differenzierstufen 130a, 130b, 130c und 130d differenziert werden, deren Ausgänge wiederum entsprechenden Signalformauswertern und Impulsgeneratoren 135a, 135b, 135c bzw. 135d zu- geführt werden, die die gewünschten Ausgangssignale A, B, C bzw.
D, wie für das Signal C in Fig. 2 veranschaulicht, erzeugen.
Wie in Verbindung mit den Fig. 8 - 11 später näher beschrieben, bewirken die Differenzierstufen
130a, 130b, 130c und 130d in Zusammenarbeit mit dem jeweiligen Signalformauswerter und Impulsgene- rator 135a, 135b, 135c oder 135d, dass an den jeweiligen Signalausgängen A, B, C und D Impulse nur infolge derjenigen Signale a 2 be c2 und d erzeugt werden, die im wesentlichen der Form entsprechen, wie sie infolge der Wahrnehmung eines senkrechten Zeichenstreifens durch eine Abtastöffnung entsteht.
Auf diese Weise bewirken die genannten Störsignale keine falschen Ausgangsimpulse in dem Signal C, auch wenn solche Signale noch über dem 50%-Signalbeschneidungspegelliegen.
Während die Störsignale auf diese Weise daran gehindert werden, falsche Ausgangssignale zu erzeu- gen, werden durch richtige Zeicheninformationssignale Ausgangsimpulseinder Signalform C erzeugt. Sie liefert beispielsweise für das bei 21 in den Signalformen c, c, c veranschaulichte Zeicheninformationssignal, das erzeugt wird, wenn die Öffnung 22c die untere senkrechte Linie des Zeichens "7" wahrnimmt, ordnungsgemäss den bei 21'in der Signalform C angezeigten Ausgangsimpuls. In der gleichen Weise wer- den alle weiteren, in der Signalform C der Fig. 2 enthaltenen Impulse ebenso aus Zeicheninformationssignalen erzeugt, die infolge der Wahrnehmung von senkrechten Zeichenstreifen anderer Zeichen der Reihe durch die Öffnung 22c erzeugt werden.
Aus Fig. 2 geht hervor, dass selbst solche Zeicheninformationssignale, die nicht scharf voneinander getrennt sind, wie beispielsweise bei 27 in der Signalform c angezeigt, in der Lage sind, diskrete Impulse zu bilden, wie in der Signalform C bei 27'angezeigt. Wie später erläutert, wird dieses hohe Auflösungsvermögen infolge der Differenzierung der Signalform c vor Bildung der Ausgangssignalform C erreicht.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Detektorschaltung 150 (Fig. 1) und der verschiedenen darin auftretenden Signalformen (Fig. 2) geht hervor, dass die Detektorschaltung 150 einen sehr hohen Grad von Unterscheidungsfähigkeit besitzt, da sie in der Lage ist, Zeicheninformationssignale zu erkennen, die senkrechte Zeichenstreifen darstellen, und aus diesen selbst dann diskrete Ausgangsimpulse erzeugt, wenn die Zeicheninformationssignale nicht voneinander getrennt sind, während gleichzeitig Papierund Farbstörsignale an der Erzeugung falscher Ausgangssignale gehindert werden, so dass durch die erfindungsgemässe Schaltung trotz schwankender Papier- und Farbstörsignalpegel eine genaue Zeichenerkennung erreicht wird.
Zum besseren Verständnis der in Fig. l dargestellten Detektorschaltung 150 seien nunmehr bevorzugte Ausführungsbeispiele des 15%-Signalpegelbeschneiders 115c des 50%-Signalpegelbeschneiders 120c, der Signalunterscheidungsvorrichtung 125 und des Signalformauswerters und Impulsgenerators 135c an Hand der Fig. 3 - 11 beschrieben. Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit dem Signal c beschrieben werden, versteht es sich, dass die gleichen Bauteile auch für die Signale a, b und d vorgesehen werden können.
Von den Verstärkern 110a, 11 Ob, 110c oder 110d sowie von den Differenziervorrichtungen 130a, 130b, 130c oder 130d wird kein Ausführungsbeispiel näher beschrieben, da diese bekannt sind und ohne Schwierigkeiten so aufgebaut werden können, dass sie dem erfindungsgemässen Zweck genügen.
Zunächst sei das in Fig. 3 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel des 15%-Schwarz-Weiss-Signal- pegelbeschneiders 115c beschrieben. Das vom Verstärker 110c kommende, an den 15%-Schwarz-Weiss- Signalpegelbeschneider 115c angelegte Signal gleicht der in Fig. 2 gezeigten Signalform c mit der Ausnahme, dass es invertiert ist und dass sein durchschnittlicher Schwarz-Weiss-Signalpegel auf einen Bezugspegel von beispielsweise 4,5 V gebracht wurde. Dieses von dem Verstärker 110c kommende Signal wird zunächst an die Basis eines in Emitterschaltung betriebenen pnp-Transistors Tl angelegt, um eine niedrige Ausgangsimpedanz zum Aufladen eines Kondensators Cl über eine in Sperrichtung gepolte Diode 106 auf den Schwarz-Signalpegel des Eingangssignals zu schaffen.
Der Wert des Kondensators C ist so gross gewählt, dass er während des Arbeitens des Systems auf dem Schwarz-Signalpegel aufgeladen bleibt.
In gleicher Weise wird ein Kondensator C über eine in Durchlassrichtung gepolte Diode 104 auf den
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tor und die Basis des Transistors T gebildete Diode und den verhältnismässig niedrigen Widerstand 127 schnell entladen, so lange bis die Spannung an ihm gleich dem Signal mit der grössten (negativsten) Amplitude ist, das in einem beliebigen der Signale a,b,c oder d auftritt.
Die Zeitkonstanten der Lade- und Entladestromkreise des Kondensators C4 sind so gewählt, dass sich der Kondensator C4 während der Zeitdauer eines Impulses eines beliebigen der Signale A, B, C oder D, während der sich die Basis des Transistors T auf 0 V befindet, auf das in den Signalen al, bl, cl und dl auftretende Signal mit der maximalen (negativsten) Amplitude auflädt. Ein mit dem Kondensator C4 verbundener Widerstand 129 hat einen verhältnismässig hohen Wert und dient als Entladewiderstand.
Jedesmal, wenn ein Impuls in einem beliebigen der Ausgangssignale A, B, C oder D erzeugt wird, wird somit die Spannung am Kondensator C auf einen Wert gebracht, der dem in einem beliebigen der Signale al'b1, Cl oder dl auftretenden Signal mit der grössten (negativsten) Amplitude ist, gleichgültig ob die anfängliche Spannung an dem Kondensator Q oberhalb oder unterhalb dieses Wertes liegt. Während der Zeit zwischen den Impulsen der Signale A, B, C oder D wird der Kondensator C4 über den Entladewiderstand 129 sehr langsam entladen...
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Signalform cl diejenigen sind, die im Vergleich mit den in den Signalen a,b und d1 auftretenden Informationssignalen jeweils die grösste Amplitude haben.
Auf Grund dieser Annahme sind die Informationssignale in dem Signal cl diejenigen, die an den Emitter des Transistors Cg gelangen. Dadurch wird, wie aus Fig. 7 ersichtlich, die Spannung VC4 für jedes Informationssignal in der Signalform c auf diesen im Vergleich zu den Signalen al, bl und d grössten (negativsten) Signalpegel gebracht, u. zw. in dem Augenblick, wenn das Informationssignal in der Signalform cl seine maximale (negativste) Amplitude erreicht.
Dies ist der Fall, weil, wie nachstehend in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Signalformauswerters und Impulsgenerators 135c nach Fig. 1 beschrieben, jeder der in den Signalen A, B, C und D erzeugten Impulse in dem Augenblick beginnt, in dem ein Informationssignal seine maximale (negativste) Amplitude erreicht.
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spannung Vc zu verhindern) betriebenen pnp-Transistor T6 erhalten. Das am Emitter des Transistors T6 auftretende Ausgangssignal wird dann durch die Einwirkung eines durch gleiche Widerstände 118 gebildeten Spannungsteilers um 50% vermindert, wodurch an dem Verbindungspunkt 119 die gewünschte von der maximalen Amplitude des letzten Informationssignals abgeleitete 50%-Beschneidungsspannung entsteht. Diese ist durch die langgestrichelte Kurve in Fig. 7 veranschaulicht.
Diese an dem Verbindungspunkt 119 der Signalunterscheidungsvorrichtung 125 abgegriffene 50%-Beschneidespannungwird dann über ein Spannungspegel-Verschiebenetzwerk 124 jedem der 50%-Signalbeschneider 120a, 120b, 120c und 120d, wie allgemein in Fig. 1 gezeigt, zugeführt. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des 50%-Signalbeschneiders 120c ist aus Fig. 6 zu entnehmen.
Aus Fig. 6 geht hervor, dass die am Verbindungspunkt 119 der Signalunterscheidungsvorrichtung 125 abgegriffene 50%-Beschneidespannung an die Basis eines npn-Transistors T7 des 50%-Signalbeschneiders
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Pegelbeschneider 115c kommende Signal cl angelegt. Der Transistor T7 beschneidet demzufolge das Signal cl entsprechend der an seine Basis angelegten 50%-Beschneidespannung und erzeugt dadurch an seinem Kollektor die in Fig. 2 mit c 2 bezeichnete Signalform. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind bei diesem Signal c2 sowohl Papier- als auch Farbstörsignale infolge der im vorhergehenden beschriebenen 15% igen bzw. 50% igen Beschneidung im wesentlichen beseitigt.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, werden die am Ausgang der entsprechenden 50%-Signalbeschneider 120a,
120b, 120c und 120d auftretenden Signale a, b , c und d2 als nächstes an entsprechende Differenzier- stufen 130a, 130b, 130c und 130d angelegt, die in herkömmlicher Weise eine Differenzierung der ent- sprechenden Signale a, b , c oder d durchführen. Die Wirkungsweise der einzelnen Differenzierstufen ist aus Fig. 8 ersichtlich, die typische differenzierte Signale veranschaulicht, die durch die Differen- zierung der Signalform c2 durch die Differenzierstufe 130c erzeugt wurden. Die Fig. 8 zeigt auch die
Ausgangsimpulse, die in dem Signal C durch den Signalformauswerter und Impulsgenerator 135c durch die differenzierte Signalform C2 erzeugt werden.
Aus Fig. 8 lässt sich auch entnehmen, dass infolge der Differenzierung in der Signalform c2 deutli- che, positiv gerichtete Nulldurchgänge, wie beispielsweise bei 129 veranschaulicht, auch für relativ breite senkrechte Zeichenstreifen und verschiedene Druckfarbenstärken erzeugt werden. Ausserdem liefern nicht eindeutig voneinander getrennte Zeicheninformationssignale in der Signalform Cl - wie beispiels- weise bei 127 in Fig. 8 gezeigt, auf jeden Fall leicht unterscheidbare, diskrete, positiv gerichtete Null- durchgänge in dem differenzierten Signal C2 - wie bei 127'angezeigt.
Auf Grund dieser positiv gerich- teten Nulldurchgänge der differenzierten Signalform C2 werden dann in dem Signalformauswerter und
Impulsgenerator 135c genau den Zeichenstreifen entsprechende Ausgangsimpulse erzeugt, wie in der
Signalform C der Fig. 8 gezeigt.
Zur Erzielung einer noch grösseren Sicherheit, dass durch Störsignale verursachte Ausgangsimpulse in der Signalform C unterdrückt werden, ist der Signalformauswerter und Impulsgenerator 135c so aufgebaut, dass er einen Ausgangsimpuls im Signal C auf Grund eines positiv gerichteten Nulldurchganges nur dann liefert, wenn das differenzierte Signal in der Nachbarschaft des positiv gerichteten Nulldurchganges eine Form hat. wie sie bei einem richtigen Informationssignal auftritt. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines hiefür geeigneten Signalformauswerters und Impulsgenerators 135c ist in Fig. 9 als Blockschaltbild gezeigt.
Aus Fig. 9 geht hervor, dass das von der Differenzierstufe 130c kommende differenzierte Signal c2 an einen herkömmlichen Schmitt'schen Trigger 131 angelegt wird. Ein typisches differenziertes Zeichenin- formationssignal c2 wie es an den Schmitt'schen Trigger 131 angelegt wird ist als oberste Signalform in Fig. 10 veranschaulicht. Der Schmitt'sche Trigger 131 ist so dimensioniert, dass er eingeschaltet wird, wenn das differenzierte Zeicheninformationssignal einen bestimmten, bei 141 in Fig. 10 angezeigten negativen Spannungspegel erreicht, und dass er wieder abgeschaltet wird, wenn das differenzierte Informationssignal die 0 V-Linie durchläuft.
Der Ausgang des Schmitt'schen Triggers 131 wird dann an einen Impulsformer 133 angelegt, der auf Grund der Anstiegs- bzw. der Abstiegsflanken des Ausgangssignals des Schmitt'schen Triggers 131 die Impulse F und G erzeugt, wie durch die entsprechenden Signalformen F und G in Fig. 10 veranschaulicht. Der Impuls F wird dann an einen Univibrator 134 angelegt, der, wie durch die ausgezogene Linie der Signalform 134 in Fig. 10 angedeutet, einen Ausgangsimpuls bestimmter Dauer erzeugt, wobei die Dauer des Ausgangssignals des Univibrators 134 der maximal möglichen Zeitspanne entspricht, während der ein positiv gerichteter Nulldurchgang erwartet werden kann, wenn die differenzierte Signalform ein richtiges Zeicheninformationssignal ist.
Der ebenfalls durchdenImpulsformer 133 erzeugte Impuls Gwird zusammen mit dem Ausgangssignal des Univibrators 134 an ein UND-Gatter 137 angelegt. Das UND-Gatter 137 lässt den Impuls G nur dann durch, wenn gleichzeitig das Ausgangssignal des Univibrators 134 an dem andern Eingang des UND-Gatters 137 vorhanden ist, wobei das Ausgangssignal des UND-Gatters 137 in dem Signal C einen Impuls erzeugt. Dies ist bei dem in Fig. 10 veranschaulichten Beispiel der Fall.
Somit wird selbst dann, wenn Störsignale eine genügend grosse Amplitude besitzen, um den Schmitt'schen Trigger"ein"und"aus"zu schalten und dadurch die Erzeugung eines Impulses G bewirken, der einen positiv gerichteten Nullübergang charakterisiert, immer noch kein Ausgangsimpuls in dem Signal C erzeugt, wenn nicht der Impuls G während des Vorhandenseins des Ausgangssignals des Univibrators 134 auftritt.
Wird noch eine weitere Unterscheidung bzw. Unterdrückung von Störsignalen angestrebt, dann ist dies durch den Signalformauswerter und Impulsgenerator 135c der Fig. 9 erreichbar, wenn dieser entsprechend der Fig. 11 abgewandelt wird. Bei dieser Abwandlung bleibt die in Fig. 9 gezeigte Schaltung bestehen, es wird lediglich ein zweiter Schmitt'scher Trigger 132 vorgesehen, an den ebenfalls die differenzierte Signalform C2 angelegt wird. Ferner ist ein Verzögerungsglied 136 vorhanden, das den Impuls G um einen bestimmten Betrag d verzögert, bevor er an das UND-Gatter 137 angelegt wird. Diese verzögerte Signalform G'ist auch in Fig. 10 veranschaulicht.
Ausserdem wird die Dauer des Einschaltzustandes des Univibrators 134 erhöht, wie durch die gestrichelte Linie der Signalform des Univibrators 134 in Fig. 10 ge-
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zeigt, und das Ausgangssignal des zweiten Schmitt'schen Triggers 132 wird zusammen mit dem verzö- gerten Impuls G'und dem Ausgangssignal des Univibrators 134 ebenfalls an das UND-Gatter 137 ange- legt.
Der zweite Schmitt'sche Trigger 132 in der Abwandlung des Signalformauswerters und Impulsgene- rators 135c gemäss Fig. 11 dient dazu, um auch die Form des nach dem positiv gerichteten Nulldurch- gang erscheinenden Teiles des differenzierten Zeicheninformationssignals berücksichtigen zu können, wenn bestimmt wird, ob ein Ausgangsimpuls erzeugt werden soll. Somit ist für die Bestimmung, ob ein
Informationssignal-Ausgangsimpuls erzeugt werden soll, nicht nur wie in der Schaltung nach Fig. 9 die vor dem positiv gerichteten Nulldurchgang auftretende Signalform massgeblich.
Der zweite Schmitt'sche
Trigger 132 ist so bemessen, dass er "eingeschaltet" wird, wenn das differenzierte Zeicheninformations- signal einen vorbestimmten, bei 142 in Fig. 10 gezeigten ; ersten positiven Spannungspegel erreicht, und dass er wieder "abgeschaltet" wird, wenn das differenzierte Zeicheninformationssignal anschliessend auf einen bestimmten zweiten, weniger positiven Spannungspegel 143 zurückkehrt, wie durch die Signalform des Schmitt'schen Triggers 132'in Fig. 10 veranschaulicht.
Als Folge der Abwandlung gemäss Fig. 11 kann somit das UND-Gatter 137 den verzögerten Impuls G' durchlassen und dadurch einen Ausgangsimpuls in der Signalform C'der Fig. 10 nur dann erzeugen, wenn die Signaleingänge sowohl des Univibrators 134 als auch des zweiten Schmitt'sehen Triggers 132 gleichzeitig mit dem verzögerten Impuls G'vorhanden sind. Es ist daher möglich, die durch das Verzögerungsglied 136 gelieferte Verzögerung und die Dauer des Schmitt'schen Triggers 132 so zu wählen, dass eine weitere Unterscheidung bzw. Unterdrückung von Störsignalen erreicht werden kann, die noch über das durch die Schaltung nach Fig. 9 gegebene Unterscheidungsvermögen hinausgeht.
So lässt beispielsweise das UND-Gatter 137 in Fig. 11 selbst dann, wenn ein differenziertes Signal den ersten negativen Spannungspegel, wie bei 141 in Fig. 10 angezeigt, erreicht und einen positiv gerichteten Nulldurchgang während der Zeit durchläuft, in der das Ausgangssignal des Univibrators 134 vorhanden ist, immer noch keinen verzögerten Impuls G'durch, wenn nicht das Ausgangssignal des zweiten Schmitt'schen Triggers 132 vorhanden ist. Dieses Ausgangssignal ist dann vorhanden, wenn der Schmitt'sche Trigger 132 durch das den bestimmten ersten positiven Spannungspegel 142 (Fig. 10) erreichende differenzierte Signal"einge- schaltet" wurde.
Selbstverständlich werden die mittels der abgewandelten Anordnung nach Fig. 11 erhaltenen Ausgangsimpulse in Signal C'nunmehr in bezug auf die Ausgangsimpulse der in der Schaltung nach Fig. 9 erhaltenen ursprünglichen Signalform C verzögert, doch ergeben sich hieraus keine Schwierigkeiten bei der Zeichenerkennung, da die Verzögerung für alle Impulse die gleiche ist und ihre relative Lage somit die gleiche bleibt. Es ist verständlich, dass in der abgewandelten Schaltung nach Fig. 11 an Stelle des verzögerten Ausgangsimpulses in Signal C'der nichtverzögerte Impuls G an die Signalunterscheidungsvorrichtung 125 angelegt wird, damit diese im richtigen Zeitpunkt betätigt wird.
Ein wichtiges Merkmal bei der Feststellung von Zeicheninformationssignalen aus der zweimal beschnittenen Signalform c mittels der Differenziervorrichtung 130c und des Signalformauswerters und Impulsgenerators 135 gemäss den Fig. 1, 9 und 11 besteht darin, dass, da die Ausgangsimpulse auf Grund des positiv gerichteten Nulldurchganges der differenzierten Zeichensignalform eingeleitet werden, diese Impulse in bezug auf die Mittellinie der wahrgenommenen senkrechten Zeichenlinien, unabhängig von deren Breite, an einer genau festgelegten Stelle erscheint.
So erzeugt beispielsweise der Signalformauswerter und Impulsgenerator 135c gemäss Fig. 9 Ausgangsimpulse im Signal C, die jeweils annähernd an der Mittellinie der entsprechenden senkrechten Zeichenlinie beginnen, während in der abgewandelten Schaltung nach Fig. 11 die Ausgangsimpulse in dem Signal C'in bezug auf die entsprechenden senkrechten Zeichenlinien um einen durch das Verzögerungsglied 136 (Fig. 11) bestimmten Betrag verzögert sind.
Somit tritt bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 9 und 11 jeder Ausgangsimpuls in bezug auf die Mittellinie der entsprechenden senkrechten Zeichenlinie in einer genau festgelegten Stellung auf, was im Hinblick auf die Erzielung einer genauen horizontalen Lagebestimmung äusserst vorteilhaft ist.
Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen, und dass eine Vielzahl von Abwandlungen bezüglich des Aufbaues, des Betriebes und der Verwendung vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.