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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1981000940A1
    申请号:PCT/CH1980/000077
    申请日:1980-07-02
    公开日:1981-04-02
    发明作者:G Tschannen
    申请人:Siemens Ag Albis；G Tschannen；
    IPC主号:H04N5-00
    专利说明:
    [0001] Schaltungsanordnung zur Verschiebung von Impulsen
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsaπordnung zur Veränderung der zeitlichen Lage von Impulsen einer Impulsfolge.
    [0003] Eine derartige Schaltungsanordnung kann zur Korrektur von Fehlern und Verzerrungen, wie sie in der Optik eines optoelektrischen Wandlers auftreten können, eingesetzt werden. Dies soll anhand eines Beispiels eines optischen Abtastelementes mit einem Polygonspiegel, wel¬ ches häufig bei Infrarot- oder Faksimile-Abtastgeräten verwendet wird, näher dargestellt werden. Bei einem derartigen Abtastelement bestehen vor allem zwei wichtige Fehlerquellen. Eine erste Fehlerquelle besteht darin, dass beim Linsensystem in der Regel am Bildrand eine andere Ver- grösserung auftritt als in der optischen Achse. Infolgedessen entstehen Verzerrungen. Ein Quadrat beispielsweise wird tonnen- oder kissenförmig abgebildet. Diese Verzerrungen können störend wirken, insbesondere wenn von verschiedenartigen optoelektrischen Wandlern aufgenommene Bilder zur Deckung gebracht werden sollen, wie dies beispielsweise bei der Kom¬ bination eines Tagsichtgerätes mit einem Nachtsichtgerät erforderlich sein kann. Die beschriebene Verzerrung wird im elektrischen Signal in der Weise weiterübertragen, dass die bei der Optik auftretende räum¬ liche Verschiebung eines Lichtstrahls einer zeitlichen Verschiebung des dem Lichtstrahl zugeordneten Bildpunktsignals entspricht. Durch die Kom¬ pensation dieser zeitlichen Verschiebung kann eine Korrektur des Bild¬ punktsignals bewirkt werden. Eine zweite Fehlerquelle besteht bei der Bestimmung der Position des Spiegels, welche Bestimmung erforderlich ist, um den einem abgetasteten Bildpunkt zugeordneten elektrischen Impuls identifizieren zu können. Zur Feststellung der Position des Spiegels wird häufig eine Stroboskopscheibe mit einem fotoelektrischen Element abgetastet. Infolge der Toleranzen beim Polygonspiegel bezüglich der von jeweils zwei aneinandergrenzenden Spiegelflächen gebildeten Winkel wird das einer bestimmten Position des Spiegels zugeordnete elektrische Posi¬ tionssignal mit einer zeitlichen Verschiebung an die entsprechende Aus-
    [0004] OI.-PI werteschaltung abgegeben. Auch dieser Fehler kann mit einer Schaltungs¬ anordnung zur Korrektur der zeitlichen Lage einzelner Impulse einer Im¬ pulsfolge weitgehend kompensiert werden.
    [0005] Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, löst die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Veränderung der zeitlichen Lage von Impulsen einer Impulsfolge zu schaffen, welche einen möglichst geringen Aufwand erfordert.
    [0006] Im folgenden wird die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 das Blockschaltbild einer ersten Variante der gesamten Anordnung,
    [0007] Fig. 2 bis 6 Ausführungsbeispiele einer Verschiebeeinheit VE in der Anordnung gemäss Fig. 1,
    [0008] Fig. 7 das Blockschaltbild einer zweiten Variante der gesamten Anordnung.
    [0009] In der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 ist eine Signalquelle Q mit einem Zähler Z verbunden. Der Zähler Z ist über einen Speicher S am Eingang 1 einer Verschiebeeinheit VE angeschlossen. Der Ausgang 2 der Verschiebeeinheit VE ist identisch mit dem Ausgang A der gesamten Schal- tungsanordnung. In den in Fig. 2 bis 6 dargestellten Fällen besteht ausserde noch eine Verbindung zwischen der Quelle Q und dem Eingang 3 der Verschiebeeinheit VE, welche Verbindung in Fig. 1 gestrichelt dar¬ gestellt ist. Der jeweils einem bestimmten Impuls zugeordnete, im voraus festgelegte Aenderungswert ist in einem Festwertspeicher S gespeichert und wird durch einen den jeweils von der Quelle Q ausgesendeten Impuls identifizierenden Zähler Z abgerufen. Entsprechend diesem Aenderungs¬ wert wird der Impuls in der Verschiebeeinheit VE zeitlich verschoben. Die Verschiebeeinheit VE kann in verschiedener Weise aufge¬ baut werden. In einer ersten Variante gemäss Fig. 2 ist die Verschiebe- einheit VE in Form einer Verzögerungseinheit realisiert. Die Eingänge von festeingestellten Verzögerungsgliedern Tl ...TN sind am Eingang 2 der Verschiebeeinheit VE angeschlossen. Da jedes Verzögerungsglied Tl ... TN eine andere zeitliche Verschiebung bewirkt, ist an den Ausgängen der Verzögerungsg ieder T1...TN ein jeweils um unterschiedliche Verzögerungs Zeiten verschobener Impuls entnehmbar. Mit Hilfe eines mit vom Festwert¬ speicher S abgerufenen Aenderungswerten beaufschlagten Multiplexers M wi d der Ausgang eines einem bestimmten Aenderungswert zugeordneten Ver¬ zögerungsgl edes T mit dem Ausgang 3 der Verschiebeeinheit VE verbunden. In einer zweiten in Fig. 3 dargestellten Variante sind die ' Verzögerungsglieder T1...TN in Serie an der Impulsquelle Q angeschlossen. Ein mit vom Festwertspeicher S abgerufenen Aenderungswerten beaufschlag¬ ter Multiplexer M verbindet den einem gewissen Aenderungswert zugeord¬ neten Ausgang eines Verzögerungsgliedes T mit dem Ausgang 2 der Ver¬ schiebeeinheit VE. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass die Ver¬ zögerungsglieder T1...TN einheitlich eine gleiche Verzögerungszeit auf- weisen können. Dadurch lassen sich Vereinfachungen bei der Herstellung erzielen.
    [0010] In einer dritten Variante gemäss Fig. 4 wird mit Hilfe von Schaltern SW1...SWN eine geeignete Kombination von festeingestellten Zeitverzögerungsgliedern T in Serie zwischen den Eingang 2 und den Aus- gang 3 der Verschiebeeinheit VE geschaltet. Die nichtverwendeten Zeit¬ verzögerungsglieder T werden überbrückt. Die Schalter werden direkt vom Festwertspeicher S gesteuert, wobei jeder Bitstelle des Festwertspeichers S ein Schalter SW1...SWN zugeordnet ist und die Verzögerungszeit des an¬ gesteuerten Verzögerungsgliedes T1...TN entsprechend der Gewichtung der zugeordneten Bitstelle gewählt ist. Da anstelle eines Multiplexers je¬ weils mehrere einzelne Schalter benötigt werden und die Zeitglieder an¬ stelle einer einheitlichen Verzögerungszeit unterschiedliche Verzögerungs¬ zeiten aufweisen, ist diese Lösungsvariante vor allem dann von Vorteil, wenn eine grössere Anzahl Verzögerungsstufen benötigt werden. Im Ver- gleich zu den Lösungen nach Fig. 2 und 3 ist ab drei verschiedenen ein¬ stellbaren Verzögerungszeiten eine geringere Anzahl N von Verzögerungs¬ gliedern T1...TN erforderlich.
    [0011] Bei der Lösung nach Fig. 5 wird die zeitliche Verschiebung in Form einer Frequenzverschiebung bewirkt. Dabei ist ein spannungsgesteuer- ter Oszillator VCO beispielsweise über einen Multiplexer M mit einem be¬ stimmten frequenzbestimmenden Glied F1...FN verbunden. Der Multiplexer M wird hierbei entsprechend den aus dem Festwertspe cher S ausgelesenen Informationen gesteuert.
    [0012] Bei der Variante nach Fig. 6 besteht die Verschiebeeinhe t VE aus einem Phasenregelkreis. Ein spannungsgesteuerter Oszillator VCO ist über eine Addierschaltung A von einem Phasendetektor D gesteuert, welcher die Phasenlage des an seinem Eingang b anliegenden Oszillatorsignals mit derjenigen des an seinem Eingang a anliegenden Signals der Impulsquelle vergleicht. Da eine Frequenzdifferenz einer proportional zur Zeit zu- oder abnehmenden Phasenverschiebung entspricht, gibt der Phasendetektor D solange eine Regelspannung ab bis die Frequenzen des Impulsquellen- und des Oszillatorsignals übereinstimmen. Wird über die Addierschaltung A zusätzlich eine bestimmte Spannung in den Regelkreis eingespeist, muss sie durch eine Aenderung des Ausgangssignals des Phasendetektors D kompensiert werden, und es stellt sich eine entsprechende Phasenverschie bung zwischen Quellensignal und Oszillatorsignal ein. Somit kann durch eine aus dem Festwertspeicher S abgerufene Aenderungsinformation, welche in einem Digital-/Analog-Wandler D/A in eine bestimmte Aenderungsspannun umgewandelt und über die Addierschaltung A in den Regelkreis eingespeist wird, eine entsprechende Phasenverschiebung bewirkt werden. Bei der in Fig. 7 dargestellten Verzögerungseinheit VE wird ein spannungsgesteuerter Oszillator VCO von einem Phasendetektor D ge¬ steuert, der die Frequenz des Quellensignals mit dem in einem Johnson- Zähler Z untersetzten Oszillatorsignal vergleicht. Die Oszillatorfre- quenz ist demzufolge entsprechend der Untersetzung höher als die Frequen des Quellensignals.
    [0013] Der Johnson-Zähler Z besitzt eine der Anzahl Zählimpulse eines Zählzyklus entsprechende Anzahl N von Ausgängen. Der erste Impuls des Eingangssignals kann am ersten Ausgang abgegriffen werden, der zweite Impuls am zweiten usw. Ein Impuls erscheint also an jedem Ausgang des Zählers im Vergleich zu einem der anderen Ausgänge um einen bestimmten Betrag zeitlich verschoben. Ein Multiplexer M verbindet entsprechend einem aus dem Festwertspeicher S ausgelesenen Aenderungssignal einen bestimmten Ausgang des Johnson-Zählers Z mit dem Ausgang der Verschiebe¬ einheit VE. Anstelle des Johnson-Zählers Z kann auch ein gewöhnlicher zyklisch arbeitender Zähler verwendet werden. Eine jede Ausgangsvariable erscheint im Vergleich zu den anderen Ausgangsvariablen um einen bestimm ten Betrag zeitlich verschoben. Mit Hilfe einer vom Festwertspeicher S beaufschlagten Koinzidenzschaltung kann eine bestimmte Ausgangsvariable detektiert werden. Das Koinzidenzsignal entspricht dem um den gewünsch¬ ten Betrag zeitlich verschobenen Positionssignal. Bei der Lösung nach Fig. 5 können weder Phase noch Frequenz des Signals des Oszillators VCO auf dasjenige der I pulsquelle Q abge¬ stimmt werden. Deswegen ist es unvermeidlich, dass die Anzahl der Im¬ pulse einer vom Oszillator VCO abgegebenen Impulsfolge weder konstant bleibt noch mit der Anzahl der vom Zähler Z ausgezählten Impulse der Impulsquelle Q übereinstimmt. Sofern dies keine Rolle spielt, ist die Lösung nach Fig. 5 mit verhältnis ässig wenig Aufwand zu realisieren. In den Lösungen nach Fig. 6 und 7 ist eine Synchronisation vorgesehen. Die Lösung nach Fig. 6 ist insbesondere für hohe Frequenzen geeignet, da die Frequenz des Oszillatorsignals mit derjenigen des Quel¬ lensignals übereinstimmt und somit der Frequenzbereich des Oszillators VCO voll ausgenützt werden kann. Bei der Verzögerungseinheit VE nach Fig. 7 ist die Frequenz des Qszillatorsignals dem Zählzyklus des Zählers Z entsprechend höher als die Frequenz des Quellensignals. Sofern das Quellensignal frequenzmässig konstant bleibt, muss die Frequenz des Os- zillatorsignals nicht verändert werden. Dadurch ergeben sich weniger Probleme mit der Stabilität.
    [0014] Es ist zu beachten, dass die Verzögerungszeiten der Verzöge¬ rungsglieder T1...TN gemäss Fig. 2, 3 und 4 frequenzabhängig sind. Die Frequenz der Impulsquelle darf*bei vorgeschriebener Genauigkeit der Ver¬ zögerungszeiten nur in definierten Grenzen schwanken. Bei grösseren der¬ artigen Schwankungen ist ein in Fig. 6, 7 gezeigter Regelkreis vorzu¬ sehen.
    [0015] Wie eingangs erwähnt wurde, eignet sich die vorliegende Schal- tungsanordnung sehr gut zur Korrektur von Fehlern und Verzerrungen, die im optischen Teil eines Infrarot-Aufnahmegerätes entstehen können. Würden beispielsweise bei einem Fernrohrvorsatz asphärische anstelle der sonst üblichen sphärischen Linsen verwendet, so müsste neben einer teureren Fertigung zudem noch eine grössere Rohrlänge in Kauf genommen werden. Eine grössere Rohrlänge verringert jedoch die Mobilität einer Anlage.
    [0016] Die Verbesserung der Toleranzen der jeweils von zwei aneinandergrenzenden Spiegelflächen gebildeten Winkel eines Polygonspiegels wird von einem gewissen Ausmass an immer aufwendiger. Sowohl im Falle des Fernrohrvor¬ satzes als auch im Falle der Toleranzen beim Polygonspiegel gibt es eine Grenze der Verbesserungen, bei welcher eine Korrektur im elektrischen Teil des Aufnahmegerätes wirtschaftlicher ist als eine Erhöhung der Präzision im optischen Teil.
    [0017] ι
    [0018] Vv'IPO
    [0019] <
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Schaltungsanordnung zur Veränderung der zeitlichen Lage vo Impulsen einer Impulsfolge, dadurch gekennze chnet, dass eine Verschieb einheit (VE) mit variabler Zeitverschiebung sowie ein mit dieser verbun dener Festwertspeicher (S) vorgesehen ist, der den zu ändernden Impulse zugeordnete Aenderungsinformationen enthält, die von einem mit der Im¬ pulsquelle (Q) verbundenen Zähler (Z) abgerufen und der Verschiebeeinhei (VE) zugeführt werden.
    2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne dass die Verschiebeeinheit (VE) aus mehreren eingangsseitig mit der Sig nalquelle (Q) verbundenen, festeingestellten Zeitverzögerungsgliedern (T1...TN) aufgebaut ist, deren Ausgänge mit den Eingängen eines mit den vom Festwertspeicher (S) abgerufenen Aenderungswerten beaufschlagten Multiplexers (M) verbunden sind, dessen Ausgang den Ausgang (2) der Ver schiebeeinheit (VE) bildet.
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne dass die Verschiebeeinheit (VE) aus mehreren in Serie geschalteten und mit der Signalquelle (Q) verbundenem, festeingestellten Zeitverzögerungs gliedern (T1...TN) aufgebaut ist, deren Ausgänge mit den Eingängen eines mit den vom Festwertspeicher (S) abgerufenen Aenderungswerten beaufschla ten Multiplexers (M) verbunden sind, dessen Ausgang den Ausgang (2) der Verschiebeeinheit (VE) bildet.
    4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne dass die Verschiebeeinheit (VE) aus mehreren hintereinandergeschalteten und mit der Signalquelle (Q) verbundenen, festeingestellten Zeitverzöge- rungsgliedern (T1...TN) aufgebaut ist, die mit am Festwertspeicher (S) angeschlossenen Schaltern (SW1...SWN) wahlweise überbrückbar sind.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne dass die Verschiebeeinheit (VE) aus einem spannungsgesteuerten Oszillato (VCO) besteht, der mit einem am Festwertspeicher (S) angeschlossenen Mul tiplexer (M) derart verbunden ist, dass je nach der ausgelesεnen Aende- rungsinformation unterschiedliche festeingestellte frequenzbestimmende Elemente (F1...FN) anschaltbar sind.
    6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (VE) aus einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) aufgebaut ist, dessen Eingang über eine Additionsschaltung (A) einerseits über einen Digital-/Analog-Wandler (DA) mit dem Festwertspei- eher (S) und andererseits mit einem Phasendetektor (D) verbunden ist, der an einem Eingang (a) mit der Signalquelle (Q) und am anderen Eingang (b) mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) verbunden ist, welcher den Ausgang (2) der Verschiebeetnhei (VE) bildet.
    7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (VE) aus einem spannungsgesteuerten Oszillator
    (VCO) besteht, der von einem Phasendetektor (D) gesteuert wird, dessen erster Eingang (a) mit der Signalquelle (Q) und dessen zweiter Eingang (b) über einen Johnson-Zähler (Z) mit dem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) verbunden ist, wobei am Ausgang des Johnson-Zählers (Z) ein vom Festwertspeicher (S) gesteuerter Multiplexer (M) angeschlossen ist, des¬ sen Ausgang den Ausgang (2) der Verschiebeeinheit (VE) bildet.
    8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Johnson-Zählers (Z) ein zyklisch arbeitender Zähler und anstelle des Multiplexers (M) eine Koinzidenzschaltung vorgesehen ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1981-04-02| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1981-04-02| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): CH DE FR GB NL |
    优先权:
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