DE1297911B - Schaltungsanordnung zum Umsetzen eines nach zwei Spannungsniveaus gequantelten Abtastsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung einer halben Taktperiode verkürzt ist und daß die zum Umsetzen eines nach zwei Spannungsniveaus binären Ausgangsimpulse des ersten Spannungsgequantelten, aus der Abtastung eines Aufzeich- niveaus des Abtastsignals der Speicherschaltung zunungsträgers herrührenden Abtastsignals in ein zu geleitet werden und diese mit ihrer Vorderflanke ein-Taktimpulsen eines Taktgebers synchrones, binäres 5 schalten und daß das Ausgangssignal des Spannungs-Ausgangssignal durch Synchronisation und Stör- diskriminators der Speicherschaltung zugeleitet wird impulsunterdrückung mittels einer Integrationsschal- und diese mit seiner Rückflanke abschaltet, tung, einem Spannungsdiskriminator und einer Trig- Durch die Bemessung der zweiten Zeitspanne bei

gerschaltung. ausgeschalteter Speicherschaltung ist sichergestellt,

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung werden io daß auch die nur in die Taktimpulslücken fallenden Impulse des Abtastsignals, die nicht eine bestimmte Abtastimpulse des ersten Niveaus durch den jeweils Mindestlänge überschreiten, als Störimpulse unter- nächsten Taktimpuls angezeigt werden. Die Speidrückt. Eine solche Störimpulsunterdrückung ist an cherschaltung wird für alle Abtastimpulse des ersten sich wünschenswert, führt aber bei der bekannten Niveaus eingeschaltet, für die die genannten VorSchaltung dazu, daß auch Abtastimpulse, die diese 15 kehrungen nicht erforderlich sind, die also nicht nur Mindestlänge überschreiten, unterdrückt werden, in eine Impulslücke fallen. Für diese Abtastimpulse wenn sie in die Taktimpulslücken fallen. wird die zweite Zeitspanne verkürzt.

Da durch diesen Umstand Inforrnationsinhalt ver- Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung

lorengeht, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schal- näher erläutert. In der Zeichnung zeigt tungsanordnung der eingangs genannten Art so aus- 20 Fig. 1 schematisch eine Abtatsanordnung mit zugestalten, daß auch Abtatsimpulse mit erfaßt wer- einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung, den, die in die Taktimpulslücken fallen. Fig. 2 die Schaltungsanordnung nach der Erfin-

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dung aus F i g. 1 im Blockschaltbild und das Abtastsignal einem i?C-Glied mit verschiedenen Fi g. 3 ein Zeit-Spannungs-Diagramm zu Fig. 2.

Zeitkonstanten für den Umladevorgang auf das erste 35 Gemäß F i g. 1 werden Informationen über eine bzw. zweite Spannungsniveau zugeführt wird, daß Kathodenstrahlröhre von einem Dokument abgedem i?C-Glied ein Spannungsdiskriminator mit zwei tatstet. Der Kathodenstrahl wird über die abzuumschaltbaren Schwellwerten nachgeschaltet ist, der tastende Information 15 — im Beispiel der Buchein Ausgangssignal liefert, wenn das Abtastsignal stäbe A — gerastert, wobei jeder Rasterpunkt ein mindestens für eine durch die Umladezeitkonstante 30 Quadrat 10 mit Vs mm Seitenlänge umfaßt. Die ausdes ÄC-Gliedes für das erste Spannungsniveau be- gezogenen Linien 12 gemäß F i g. 1 sind die Rasterstimmte erste Zeitspanne mindestens so groß wie zeilen, während die punktierten Linien 14 den Rückeine halbe Taktperiode der Taktimpulse das erste lauf anzeigen. Das reflektierte Licht ändert seine Niveau annimmt und dadurch der integrierte Span- Helligkeit, wenn der Kathodenstrahl über die Infornungswert den oberen Schwellwert überschreitet, daß _{35 ma}tion 15 geführt wird. Das reflektierte Licht gedas Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators i_angt in eine Fotovervielfacherröhre 16, die auf die einer von einem Taktgeber gesteuerten, die binären Dokumentenebene gerichtet ist und einen analogen Ausgangssignale bildenden Triggerschaltung und dem Stromausgang erzeugt, der dem Lichteinfall propor-Umschalteeingang des Spannungsdiskriminators auf tional ist. Dieses Ausgangssignal gelangt als Videodem niedrigen Schwellwert zugeführt wird, so daß 40 signal über eine Leitung 18 in einen Quantler 20 und durch die eine zweite Zeitspanne bestimmende Um- anschließend in einen Umsetzer 22, an dessen Ausladezeitkonstante des ÄC-Gliedes für das zweite gang eine Wiedergabevorrichtung 24 angeschlossen Spannungsniveau das Ausgangssignal des Span- ist. Die Wiedergabevorrichtung 24 weist eine Bitnungsdiskriminators mindestens bis zur nächsten matrix auf mit je einer Zeile für jeden Abtastpunkt, synchronisierenden Flanke des Taktimpulses auf- 45 bzw. jeden ¹Iu mm² großen Bereich der Dokumentrechterhalten bleibt. ebene. In dieser Wiedergabevorrichtung werden die Abtastimpulse des ersten Niveaus, die kürzer sind abgetasteten Informationen gespeichert oder wiederals die erste Zeitspanne, werden mithin als Stör- gegeben, wie dies für den Buchstaben A mit der Beimpulse unterdrückt. Die Wirkung von Abtastimpul- zugsziffer 15 α angezeigt ist.

sen des ersten Niveaus, die keine Störimpulse sind, 50 Der Quantler 20 wandelt das Videosignal in eine wird dagegen so weit verlängert, daß der nächste Wechselspannung um, die zwischen zwei Spannungs-Taktimpuls ein entsprechendes binäres Ausgangs- niveaus wechselt, je nachdem, ob das Videosignal signal auslöst, auch wenn dieser Abtastimpuls in die hell oder dunkel getastet ist. Der Umsetzer 22 dient Taktimpulslücken fällt. Diese letztgenannten Maß- dazu, das Abtastsignal am Ausgang des Quantlers in -nahmen sind nicht erforderlich für Abtastimpulse 55 ein binäres Ausgangssignal umzuwandeln, das mit des ersten Niveaus, die länger sind, also nicht in einem Taktgeber synchron ist. eine Taktimpulslücke passen. Für solche Abtast- I_n Fig. 2 ist der Umsetzer 22 noch einmal im

impulse ist es nicht nötig, die Umschaltung des Detail dargestellt. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Spannungsdiskriminators zu verzögern. Ausgangssignal des Quantlers 20 über die Leitung 21

Dementsprechend ist eine Weiterbildung der Er- 60 und über einen ßC-Kreis an einen Spannungsdiskrifindung dadurch gekennzeichnet, daß ein zusatz- minator 26 gelangt. Der i?C-Kreis weist einen Konlicher Umladezweig des i?C-Gliedes für das zweite densatorC, der an Masse angeschlossen ist, und Spannungsinveau vorgesehen ist, der mittels einer einen Widerstand R, der in der Leitung 21 liegt, auf. Speicherschaltung ein- und ausschaltbar ist, und daß Zu dem Widerstand R ist eine Diode D1 in Serie gebei ausgeschalteter Speicherschaltung die zweite Zeit- 65 schaltet, so daß ein asymmetrischer Kreis entsteht, spanne so lang ist wie eine Taktperiode der Takt- der unterschiedliche Lade- und Entladezeiten für impulse, bei eingeschalteter Speicherschaltung da- den Kondensator C bedingt. Der Ausgang des Spangegen die zweite Zeitspanne minimal auf die Dauer nungsdiskriminators 26 wird in einen Konverter 28

3 4

eingespeist, in dem die Ausgangsspannungen des sichergestellt, daß das schwarze Niveau des Quant-

Spannungsdiskriminators 26 in solche umgewandelt lers 20 für mindestens 0,5 Mikrosekunden vorliegen

werden, die für den Betrieb einer Triggerschaltung muß, bis der Digitalumsetzer 22 einen schwarzen Bit

30 geeignet sind. Im Beispiel betragen die Ausgangs- erzeugen kann. Der Ausgang des Spannungsdiskrispannungen des Spannungsdiskriminators + 3 und 5 minators 26 wird dann, wie aus F i g. 3 ersichtlich,

0 V und die Ausgangsspannungen des Konverters durch den Taktgeber 32 mit 1 MHz getastet. Da der

0 und — 6 V. Taktgeber die Wechselstromeingänge des Triggers 30

Die Bezugsspannung für den Spannungsdiskrimi- tastet, ist nur die Flanke der Taktimpulse maß-

nator26 wird von einem Spannungsteiler abgeleitet, gebend, während die Impulsbreite keine Bedeutung der aus den WiderständenR2 und R3 besteht, die io hat.

zwischen einem — 6-V-Potential und dem Massen- In F i g. 3 ist mit α das Taktgebersignal, mit b das potential liegen. Außerdem ist ein zusätzlicher Tei- analoge Ausgangssignal des Fotovervielfachers 16, ler, bestehend aus den Widerständen R 4 und R 5 mit c das Videosignal des Quantlers 20, mit d die vorgesehen, die in Reihe zwischen dem Knotenpunkt Spannung über dem Kondensator C, mit e die Bezwischen den WiderständenR2 und R3 einerseits 15 zugsspannung für den Spannungsdiskriminator26, und dem Ausgang des Konverters 28 andererseits mit / der Ausgang des Konverters 28, mit g die + Y-liegen. Mit 30 b und 30 c sind Steuereingänge der Spannung der schwarzen Bits, mit h die + Y-Span-Triggerschaltung 30 bezeichnet, die von einem Takt- nung der weißen Bits und mit i der Ausgang der geber 32 beaufschlagt werden. Der Taktgeber 32 er- Speicherschaltung 36 bezeichnet,
zeugt Taktimpulse mit einer Taktfrequenz von 1 MHz. 20 Wenn das gequantelte Abtastsignal auf der Lei-Die Triggerschaltung 30 wird über einen Inverter 34 tung21 auf weiß (-Y) schaltet, nachdem der Spanzurückgeschaltet, der an den Ausgang des Konver- nungsdiskriminator 26 seinen Zustand geändert hat ters 28 angeschlossen ist. Mit 36 ist eine Speicher- und ehe ein Bit am Ausgang des Triggers 30 erzeugt schaltung bezeichnet, die einen ODER-Kreis 38 und wurde, entlädt sich der Kondensator C über dem einen UND-Kreis 40 aufweist. Die Speicherschaltung 35 Widerstand R. Die Entladezeitkonstante RC ist so 36 ist eingangsseitig an den einen Ausgang der Trig- gewählt, daß der Ausgang des Spannungsdiskrigerschaltung 30 und an den Ausgang des Inverters minators für mindestens 1 Mikrosekunde auf dem 22 und ausgangsseitig an den Eingang eines UND- schwarzen Spannungsniveau bleibt. Hierdurch ist Kreises 42 angeschlossen. Der andere Eingang des sichergestellt, daß mindestens einer der Taktimpulse UND-Kreises 42 liegt an der Leitung 21. Der UND- 30 des Taktgebers mit dem Ausgangssignal des Span-Kreis 42 steuert einen Inverter 44, der seinerseits nungsdiskriminators 26 zusammenfällt und daß ein einen zusätzlichen Entladeweg für die Kapazität C Bit in dem Trigger 30 erzeugt wird, auch wenn der steuert. Dieser Entladeweg besteht aus dem Wider- betreffende schwarze Abtastimpuls in eine Taktstand R 6 und der Diode D 2. Wenn der Ausgang des impulslücke fällt. Demzufolge wird also für jeden Quantlers auf das helle Niveau absinkt, dann fällt 35 schwarzen Abtastimpuls des Quantlers 20, der minauch der Ausgang des Inverters, wodurch die Rest- destens 0,5 Mikrosekunden andauert, ein schwarzer entladung des Kondensators C über den Widerstand Bit (g) ausgelöst. Wenn die Spannung über dem Kon- R 6 begünstigt wird. densatorC unter —4,5 V abfällt, dann ändert der

Alle dunklen Spannungsniveaus des Quantlers, die Spannungsdiskriminator 26 seinen Schaltzustand, mindestens 0,5 Mikrosekunden, also eine halbe Takt- 40 wodurch der Ausgang des Konverters 28 auf das periode, vorliegen, erzeugen in dem Umsetzer einen + Y-Niveau ansteigt. Das Bezugspotential kehrt auf Bit mit dem Beginn des nächsten Taktgeberzyklus. das 1,5-V-Spannungsniveau zurück, und der Um-Dadurch wird sichergestellt, daß ein Bit erzeugt setzer befindet sich wieder in seinem Ausgangswird, auch wenn der Kathodenstrahl nur eine Ve mm zustand,
breite Linie kreuzt. 45 Für gequantelte Impulse, die länger sind als eine

Nachdem der Ausgang des Quantlers gewechselt Taktimpulsperiode, ist es wünschenswert, den Konhat, muß er in diesem Zustand für mindestens densator C schneller zu entladen, und zwar in einem 0,5 Mikrosekunden verbleiben, ehe in dem Umsetzer Maß, so daß die Impulsbreite des Ausgangssignals ein Bit erzeugt wird, der dem neuen Zustand ent- des Spannungsdiskriminators 26 genauso groß ist spricht. Hierdurch wird die angestrebte Störimpuls- 50 wie die des gequantelten Impulses. Hierzu dient die unterdrückung erzielt. Speicherschaltung 36, die mit dem ersten schwarzen

Wenn der Ausgang des Quantlers 20, der über die Ausgangsimpuls des Umsetzers 22 über die Leitung Leitung 21 in den Umsetzer 22 gelangt, diesen auf 46 eingeschaltet wird. Die Leitung 46 ist der eine das schwarze Niveau (+Y) schaltet, dann lädt sich Eingang des ODER-Kreises 38.
der Kondensator über die Widerstände R und R1 55 Der Ausgang der Speicherschaltung 36 auf der auf + Y auf. Wenn die Spannung über dem Konden- Leitung 50 tastet den UND-Kreis 42, so daß, wenn sator mehr als -1,5 V erreicht — das ist die der Ausgang des Quantlers 20 auf das weiße Niveau Schwellwertspannung, die über das Bezugspotential (-Y) abfällt, der Ausgang des Inverters 44 ebenso unter Mitwirkung der Widerstände R 2, R 3, R 4 und auf ein — Y-Niveau abfällt, wodurch die Entladung R 5 festgelegt ist —, dann ändert der Ausgang des 60 des Kondensators C über den Widerstand R 6 be-Spannungsdiskriminators 26 seinen Zustand, wo- schleunigt wird. Die Entladezeit, die sich dann erdurch der Konverterausgang auf das — Y-Niveau ab- gibt, ist so festgesetzt, daß 0,5 Mikrosekunden erforfällt. Da der Konverterausgang in den Eingang für derlich sind, um den Kondensator 10 auf das die Bezugsspannung des Spannungsdiskriminators — 4,5-V-Bezugspotential zu entladen. Demzufolge über den Widerstand R S rückgekoppelt ist, fällt die 65 muß das Quantlerniveau mindestens für 0,5 Mikro-Bezugsspannung auf —4,5 V ab. Die Zeitkonstante Sekunden auf dem weißen Niveau verbleiben, bis ein (R VR) C ist so justiert, daß der beschriebene Vor- weißer Bit (h) erzeugt werden kann. Wenn die Spangang 0,5 Mikrosekunden erfordert. Hierdurch ist nung über dem Kondensator C unter—4,5 V abfällt,

dann schaltet mit der Rückflanke des Ausgangssignals des Spannungsdiskriminators 26 die Speicherschaltung 36 aus. Die Ausgangsimpulse des Umsetzers 22 werden von dem Ausgangssignal des Konverters 28 abgeleitet, und zwar im Falle eines schwarzen Bits über eine UND-Operation und im Falle eines weißen Bits über die inverse Operation, gesteuert durch die Taktimpulse.

Claims (2)

Patentansprüche: 10

1. Schaltungsanordnung zum Umsetzen eines nach zwei Spannungsniveaus gequantelten, aus der Abtastung eines Aufzeichnungsträgers herrührenden Abtastsignals in ein zu Taktimpulsen eines Taktgebers synchrones, binäres Ausgangssignal durch Synchronisation und Störimpulsunterdrückung mittels einer Integrationsschaltung, einem Spannungsdiskriminator und einer Triggerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastsignal einem EC-Glied (R, R1, C) mit verschiedenen Zeitkonstanten für den Umladevorgang auf das erste bzw. zweite Spannungsniveau zugeführt wird, daß dem 2?C-Glied ein Spannungsdiskriminator (26) mit zwei umschaltbaren Schwellwerten nachgeschaltet ist, der ein Ausgangssignal liefert, wenn das Abtastsignal mindestens für eine durch die Umladezeitkonstante des i?C-Gliedes für das erste Spannungsniveau bestimmte erste Zeitspanne mindestens so groß wie eine halbe Taktperiode der Taktimpulse das erste Niveau annimmt und dadurch der integrierte Spannungswert den oberen Schwellwert überschreitet, daß das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators einer von einem Taktgeber (32) gesteuerten, die binären Ausgangssignale bildenden Triggerschaltung (30) und dem Umschalteeingang des Spannungsdiskriminators (26) auf dem niedrigen Schwellwert zugeführt wird, so daß durch die eine zweite Zeitspanne bestimmende Umladezeitkonstante des i?C-Gliedes für das zweite Spannungsniveau das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators mindestens bis zur nächsten synchronisierenden Flanke des Taktimpulses aufrechterhalten bleibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Umladezweig (R6, Dl) des i?C-Gliedes für das zweite Spannungsniveau vorgesehen ist, der mittels einer Speicherschaltung (36) ein- und ausschaltbar ist, und daß bei ausgeschalteter Speicherschaltung die zweite Zeitspanne so lang ist wie eine Taktperiode der Taktimpulse, bei eingeschalteter Speicherschaltung dagegen die zweite Zeitspanne minimal auf die Dauer einer halben Taktperiode verkürzt ist und daß die binären Ausgangsimpulse des ersten Spannungsniveaus des Abtastsignals der Speicherschaltung zugeleitet werden und diese mit ihrer Vorderflanke einschalten und daß das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators (26) der Speicherschaltung zugeleitet wird und diese mit seiner Rückflanke abschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen