пороговое устройство для считывания штриховых кодов

Формула изобретения

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ШТРИХОВЫХ КОДОВ, содержащее детектор положительных пиков сигнала, детектор отрицательных пиков сигнала, первый одновибратор, первый элемент НЕ, выход которого соединен с входом второго одновибратора, третий и четвертый одновибраторы, второй элемент НЕ, выход которого подключен к входу пятого одновибратора, первый триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй триггер, элемент ИЛИ, электронный ключ и источник постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости считывания штриховых кодов и повышения точности путем снижения погрешности преобразования протяженности элементов штрихового кода в длительность электрических импульсов, в устройство введены компараторы, резистивные делители напряжения, интегратор и генератор синхроимпульсов, выход которого подключен к входам второго элемента НЕ и четвертого одновибратора, выход которого соединен с входом обнуления первого триггера и установочным входом второго триггера, выход которого подключен к управляющему входу первого компаратора, первый информационный вход которого объединен с информационными входами детектора положительных пиков сигнала и детектора отрицательных пиков сигнала и является входом устройства, выходы детектора положительных пиков сигнала и детектора отрицательных пиков сигнала соединены с входами первого резистивного делителя напряжения, выход которого подключен к второму информационному входу первого компаратора, выход которого соединен с входами первого одновибратора и первого элемента НЕ и является выходом устройства, выход первого одновибратора подключен к входу обнуления детектора отрицательных пиков сигнала и установочному входу первого триггера, выход второго одновибратора соединен с входом обнуления детектора положительных пиков сигнала и управляющим входом электронного ключа, входы второго резистивного делителя напряжения подключены к источнику постоянного напряжения и выходу первого элемента НЕ, выход второго резистивного делителя напряжения соединен с информационным входом электронного ключа и входом интегратора, выходы которых подключены к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход через третий одновибратор - с первым входом элемента ИЛИ, выход пятого одновибратора подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом обнуления второго триггера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к считыванию штриховых кодов, и может быть использовано при создании дистанционных лазерных сканеров штриховых кодов.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости считывания штриховых кодов и повышение точности за счет снижения погрешности преобразования протяженности элементов кода в длительность электрических импульсов.

На фиг.1 приведена схема порогового устройства для считывания штриховых кодов; на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Пороговое устройство (фиг. 1) содержит детектор 1 положительных пиков сигнала, детектор 2 отрицательных пиков сигнала, первый компаратор 3, первый 4 и второй 5 резисторы, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 одновибраторы, первый 11 и второй 12 элементы НЕ, дифференциальный усилитель 13, второй компаратор 14, третий 15 и четвертый 16 резисторы, конденсатор 17, электронный ключ 18, первый 19 и второй 20 триггеры, элемент ИЛИ 21, элемент И 22, генератор 23 синхроимпульсов и источник 24 постоянного напряжения. Резисторы 4, 5 и 15,16 образуют делители 25 и 26 напряжения, а усилитель 13 с конденсатором 17 - интегратор 27.

Пороговое устройство работает следующим образом.

На его вход поступает сигнал (фиг. 2а) с выхода фотоэлектрического преобразователя. Генератор 23 синхроимпульсов формирует импульсы высокого уровня, которые начинаются до начала сканирования первого элемента штрихового кола и оканчиваются по окончании сканирования последнего элемента кода (фиг.26). На выходах одновибраторов 9 и 10 вырабатываются короткие импульсы, соответствующие фронту (фиг.2в) и спаду (фиг.2г) импульса с выхода генератора 23. Импульсы с выхода одновибратора 9 устанавливают триггер 19 в состояние низкого уровня (фиг.2д), а триггер 20 в состояние высокого уровня (фиг. 2е). Детекторы 1 и 2 отслеживают отрицательные и положительные пики (экстремумы) входного сигнала (кривые 1 и 2 соответственно на фиг.2ж). Первый 4 и второй 5 резисторы делителя 25 образуют сумматор с коэффициентом передачи 0,5. Полусумма выходных напряжений детекторов 1 и 2, образованная в точке соединения резисторов 4 и 5 (кривая 1 на фиг.2и), поступает на инвертирующий вход компаратора 3 в качестве опорного для сравнения с входным напряжением на неинвертирующем входе этого компаратора (кривая 2 на фиг. 2и). При этом после каждого изменения выходного напряжения компаратора 3 с низкого уровня в высокое модифицируется напряжение на выходе детектора 2, а после перехода выхода компаратора 3 с высокого состояния в низкое модифицируется напряжение на выходе детектора 1. Модификация напряжения на выходах детекторов 1 и 2 состоит в сбросе напряжения и нахождении нового экстремума входного напряжения. При превышении входным напряжением порогового на выходе компаратора 3 (фиг.2к) вырабатывается напряжение высокого уровня, которое соответствует считыванию светлого элемента кода. На выходе одновибратора 6 и 7 генерируются короткие импульсы (фиг.2л и м) для сброса детектором 1 и 2 соответственно. До рассмотренного момента работа порогового устройства совпадает с работой прототипа. В дальнейшем работа предлагаемого устройства отличается от работы прототипа.

Импульс с выхода одновибратора 6 устанавливает триггер 19 в состояние высокого уровня (фиг.2д). Сигнал с выхода компаратора 3 поступает через элемент НЕ 11 на интегратор 27. Сброс интегратора 27 производится импульсом с выхода одновибратора 7. После сброса на выходе интегратора 27 накапливается отрицательное напряжение (фиг.2н) пропорциональное длительности импульсов высокого уровня на выходе элемента НЕ 11. После перехода выходного напряжения элемента НЕ 11 в низкий уровень происходит уменьшение отрицательного напряжения на выходе усилителя 13 со скоростью, в 4-5 раз меньшей скорости нарастания этого напряжения за счет соответствующего выбора резисторов 15 и 16 второго делителя 26. Напряжение на выходе усилителя 13 изменяет полярность с отрицательной на положительную только по окончании считывания последнего элемента штрихового кода, поскольку отношение ширины широких и узких элементов любого стандартного штрихового кода не превышает 3. Таким образом, положительное напряжение на выходе усилителя 13 сигнализирует об окончании сканирования штрихового кода. Компаратор 14 служит для формирования высокого логического уровня при появлении на выходе усилителя 13 положительного напряжения (фиг.2п). Одновибратор 8 генерирует короткий импульс (фиг. 2р) по фронту напряжения на выходе компаратора 14, который после прохождения через элемент ИЛИ 21 и элемент И 22 устанавливает триггер 20 в состояние низкого логического уровня (фиг.2е), в результате чего компаратор 3 блокируется и его выход фиксируется в состоянии высокого уровня. Таким образом, устраняется влияние пространственных помех за пределами носителя штрихового кода. Кроме того, пороговое напряжение, которое подавалось на инвертирующий вход компаратора 3 во время считывания последнего элемента кода, запоминается до начала следующего цикла сканирования и считывание первого элемента кода на следующем цикле сканирования происходит с пороговым напряжением, близким к половине амплитуды импульса. При этом уменьшается погрешность преобразования протяженности (ширины) первого элемента кода в длительность электрического импульса.

Триггер 19 служит для блокирования импульсов с выхода одновибратора 8 на время от начала цикла сканирования до прихода первого импульса с выхода компаратора 3. Импульсы с выхода одновибратора 10 устанавливают триггер 20 в состояние низкого уровня при отсутствии штрихового кода в зоне сканирования, т.е. при холостом сканировании.

В качестве генератора 23 синхроимпульсов может быть использован генератор, приводящий в действие блок развертки оптического луча, например двигатель с развертывающим зеркалом на оси.