DE3047645A1

DE3047645A1 - Schaltungsanordnung fuer eine strahlungsenergievorrichtung in einer elektronischen frankiermaschine

Info

Publication number: DE3047645A1
Application number: DE19803047645
Authority: DE
Inventors: Roland G. 06776 New Milford Conn. Miller
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1981-10-29
Also published as: CA1158771A; US4310755A; FR2485230A1; BE886869A; GB2131743B; FR2472883A1; CH650345A5; GB2066948A; GB2131743A; FR2485230B1; GB8324057D0; FR2472883B1; JPS56111412A; GB2066948B

Description

Patentanwaltes
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D-8000 P^incten 2

B-588

Pitney-Bowes, Inc., Stamford, Connecticut 06926,

USA

Schaltungsanordnung

für eine Strahlungsenergievorrichtung in einer elektronischen Frankiermaschine

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen für eine Strahlungsenergievorrichtung und insbesondere auf Schaltungsanordnungen für eine Strahlungsenergievorrichtung in einer elektronischen Frankiermaschine.

Es sind elektronische Frankiermaschinen entwickelt worden, die mit einem Schaltungsaufbau zur Steuerung verschiedener Funktionen innerhalb der Frankiermaschine versehen sind. Derartige Systeme verwenden Strahlungsenergievorrichtungen für verschiedene Funktionen, wie für eine elektrische Trennung zwischen Schaltkreisen oder für Stellungsanzeiger für bewegliche Teile. Die elektrische Trennung kann beispielsweise zwischen den Steuerschaltkreisen und Buchungsschaltkreisen der Frankiermaschine vorgesehen sein, welche in einem gesicherten, gegen Fälschungseingriffe geschützten Gehäuse untergebracht sind. Die elektrische Trennung erhöht die Sicherheit der Frankiermaschine durch eine elektrische Trennung des Buchungsschaltkreises und seiner zugehörigen Register, die eine Gebührenmittel darstellende Information für durch andere Schaltkreise auszudruckende Portogebühren speichern, die in getrennten, ihrer Art nach weniger gesicherten Gehäusen untergebracht sind. Die Strahlungsenergievorrichtungen können auch als ein optischer Koppler verwendet werden, um eine Information über die räumliche Stellung von innerhalb der Frankiermaschine befindlichen beweglichen Komponenten zu liefern. Die Information ist an einen Mikroprozessor oder eine andere Verarbeitungsschaltung angekoppelt, um die Information in geeigneter Weise zu verarbeiten.

Elektronische Frankiermaschinen, in denen Strahlungsenergievorrichtungen verwendet sind, sind in dem die Bezeichnung "Microcomputerisierte elektronische Frankiermaschinensysteme" tragenden US-Patent 3 978 457 offenbart sowie in der die Bezeichnung "Elektronische Frankiermaschine mit rauschabweisendem Eingabe/ Ausgabekanal" tragenden US-Patentanmeldung Serial No.63 359 vom 3. August 1979, welche auf Pitney Bowes Inc. übertragen sind.

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__z.

Die in dem Patent und der anhängigen Patentanmeldung offenbarten Strahlungsenergievorrichtungen und ihre dazugehörigen Schaltkreise arbeiten in zufriedenstellender Weise für ihre vorgesehenen Zwecke.

Da Frankiermaschinen an zahlreichen VerbraucherStandorten, an denen Portogebühren zu drucken sind, verwendet werden, sind die Maschinen einem weit erstreckten Bereich von Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Da ferner in den Registern der Frankiermaschine eine Geldmittel für zu druckende Portogebühren darstellende Information gespeichert ist, kann durch einen fehlerhaften Betrieb oder einen Ausfall der Schaltungsanordnung der Maschine für den Benutzer oder die Postbehörden ein Verlust von Gebührenmitteln hervorgerufen werden. Demzufolge ist ein zuverlässiger Betrieb der Frankiermaschine und ihrer Komponenten bei einem Minimum von Wartungsaufwand von höchster Wichtigkeit, ebenso wie die Sicherheit der Frankiermaschine gegen Fälschungseingriffe. In Schaltungen, die einen Strahlungsenergieempfänger wie einen mit der Kollektor-Emitter-Elektrode mit einem Widerstand in Reihe geschalteten Fototransistor, treten einander widerstreitende Faktoren bezüglich des Spannungspegels und der Schaltgeschwindigkeit auf. Je größer der Widerstand ist, desto größer ist auch die aufgebaute Spannung. Mit einer Erhöhung des Widerstandes steigt jedoch die zur Entladung der Zwischenelektrodenkapazität erforderliche Zeit an. Hierdurch wird die Schaltzeit der Vorrichtung erhöht. Die Erhöhung der Schaltzeit in Abhängigkeit von Erhöhungen des Spannungspegels kann zu Betriebsschwierigkeiten führen, wenn die Schaltkreise für die Strahlungsenergievorrichtung in Verbindung mit TTL (Transistor-Transistor-Logik)-Schaltkreisen oder Datenverarbeitungsschaltkreisen verwendet werden, bei denen sowohl Schaltzeitals auch Spannungspegel-Erfordernisse für einen richtigen und genauen Betrieb vorhanden sind.

Ein bestimmtes TTL- und Mikroprozessorsystem erfordert für einen richtigen Betrieb einen Spannungspegel und eine Schaltgeschwindigkeitsforderung von 1,4 Volt für ein Niedrig-

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niveau (das zur Darstellung einer logischen Null vereinbart werden kann) und von mehr als 3,6 Volt für ein Hochniveau (das als Darstellung für eine logische Eins vereinbart werden kann). Der Obergang von einem Niedrig- auf ein Hoch- oder von einem Hoch- auf ein Niedrigniveau muß innerhalb von 5 Mikrosekunden erfolgen.

Das Problem der Wahl eines Kompromisses zwischen dem Spannungspegel und der Schaltgeschwindigkeit ist wegen der vielen Parameter kompliziert, die mit Strahlungsenergievorrichtungen verbunden sind, und die von Vorrichtung zu Vorrichtung veränderlich sein können. Im Ergebnis kann es nötig sein, jeden derartige Vorrichtungen enthaltenden Schaltkreis einzeln einzustellen, um einen bestimmten Kompromiß von Schaltzeit und Spannungspegel zu erreichen. Für Leuchtdioden (LED) besteht ein Parameter in der Strahlungsenergiemenge, die bei einem gegebenen Stromfluß durch die Vorrichtung emittiert wird. Dieser Parameter ist teilweise eine Funktion des physikalischen Aufbaus der Vorrichtung. Ein weiterer Parameter besteht in der mechanischen Ausrichtung des Strahlungsenergie aussendenden Teils und des Strahlungsenergie empfangenden Teils. Die Ausrichtung steuert die auf das Strahlungsenergie empfangende Teil auftreffende Strahlungsenergiemenge. Eine geringfügige Fehlausrichtung von wenigen Grad kann die empfangene Strahlungsenergiemenge signifikant beeinflussen, wodurch wiederum der Stromfluß durch das die Strahlungsenergie empfangende Teil gesteuert wird. Die bei einer gegebenen Einfallsmenge von Strahlungsenergie erzeugte Strommenge ändert sich ebenfalls von Vorrichtung zu Vorrichtung und ist teilweise eine Funktion des Aufbaus der Vorrichtung. Die Beta- oder Stromausbeute kann bei typischen Fototransistoren in verschiedenen Vorrichtungen zwischen 200 und 20 veränderlich sein.

Die obigen Faktoren sind auch mit in der Umgebung der Frankiermaschine begründeten äußeren Faktoren vermischt. Darunter fällt eine Verunreinigung der Strahlungsenergievorrichtung durch Schmutz oder Schmierfett aus den mechanischen Komponenten

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der Frankiermaschine, die eine Schicht über das Strahlungsenergie aussendende oder Strahlungsenergie empfangende Teil legen. Durch die Schicht wird die effektive ausgesendete und/oder empfangene Strahlungsenergiemenge verringert, wodurch der Betriebspcgel der Vorrichtung verringert wird. Ebenso ändert sich auch die Zwischenelektrodenkapazität zwischen der Kollektor- und der Emitterelektrode eines Fototransistors von Vorrichtung zu Vorrichtung. Zusätzlich können sowohl die Zwischenelektrodenkapazität als auch der Kollektor-Emitter-Elektroden-Leckstrom und der Beta-Faktor des Fototransistors einer Alterung unterworfen sein, das heißt zeitlich veränderlich sein. Diese Parameter können sich durch die Alterung in Richtung einer Erhöhung der Zwischenelektrodenkapazität und des Leckstromes und einer Verringerung des Beta-Faktors verändern. Sofern keine Vorsorgemaßnahmen getroffen werden, kann durch die gealterte Strahlungsenergievorrichtung eine Verschiebung der Schaltzeit und der Spannungspegel jenseits des erforderlichen Betriebsbereichs der die Vorrichtung enthaltenden Schaltkreise hervorgerufen werden. Durch all die obigen veränderlichen Parameter wird die Anzahl der für die Verwendung in einem bestimmten Schaltkreis geeigneten Strahlungsenergiovorrichtungen eingeengt, und es werden dadurch die Kosten der Komponente erhöht, indem die Verwendung von ausschließlich innerhalb eines beschränkton Parameterbereichs liegenden Vorrichtungen erforderlich ist.

Typische optische Schaltkreise sind in dem die Bezeichnung "Optoelektronischer Schnittstellenschaltkreis" tragenden US-Patent 3 886 351, dem die Bezeichnung "Schaltkreis zur Messung und Auswertung optischer Strahlung" tragenden US-Patent 3 813 54 0, dem die Bezeichnung "Trennverstärker" tragenden US-Patent 3 772 514 und dem die Bezeichnung "Postgenerator mit einstellbarem Schwellenpegel" tragenden US-Patent 3 622 8 01 offenbart. Diese Schaltkreise beinhalten mit Verstärkern verbundene optische Teile ( Strahlungsenergie empfangende Teile ). In diesen Schaltkreisen treten die oben angeführten Schwierigkeiten auf.

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Durch die Erfindung ist eine verbesserte Schaltungsanordnung für eine Strahlungsenergievorrichtung geschaffen, die in zuverlässiger Weise innerhalb eines weiten Bereichs von Parameterwerten der Vorrichtung arbeitet. Die Schaltungsanordnung arbeitet innerhalb der richtigen Spannungspegel- und Schaltzeitbereiche für Verarbeitungsschaltkreise mit Strahlungsenergievorrichtungen, die einen weiten Bereich von Vorrichtungsparameterwerten aufweisen. Vor allem ist die Schaltungsanordnung besonders für die Verwendung in Frankiermaschinen geeignet, die den oben angeführten Umgebungsfaktoren ausgesetzt sind.

Ein die Erfindung verkörperndes Strahlungsenergiesystem weist ein Strahlungsenergie empfangendes Teil zum Empfang von Strahlungsenergie und zur Umwandlung der empfangenen Strahlungsenergie in elektrische Signale auf. Ein Stromverstärkungsmittel ist mit dem Strahlungsenergie empfangenden Teil gekoppelt. Ein Vergleichermittel ist mit dem Stromverstärkermittel gekoppelt. Das Vergleichermittel vergleicht den durch das Stromverstärkermittel aufgebauten Spannungspegel mit einer Bezugsspannung. Das Vergleichermittel liefert ein Ausgangssignal, welches anzeigt, ob die durch das Stromverstärkermittel an den Vergleichereingang angelegte Spannung zur Betätigung der Schaltungsanordnung ausreichend ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer elektronischen Frankiermaschine mit einer Anzahl von Schaltungsanordnungen für eine Strahlungsenergievorrichtung der in Fig. 2 dargestellten Art; und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für eine Strahlungsencrgievorrichtung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist eine elektronische Frankier-

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maschine 10 einen Frankiermaschinen-Buchungsschaltkreis 12 auf, durch den eine Buchung von durch die Frankiermaschine ausgedruckten Portogebühren durchführbar ist. Die Frankiermaschinen-Buchungsschaltkreise 12 sind mittels einer Schaltungsanordnung für eine Strahlungsenergiovorrichtung an den Frankiermaschinen-Druckerschaltkreis 14 angekoppelt. Die Schaltungsanordnung für eine Strahlungsenergievorrichtung 16 ist von der in Fig. 2 dargestellten, die Erfindung verkörpernden Art. Die Frankiermaschinen-Druckerschaltkreise steuern über die Frankiermaschine den Druckerteil. Der Ausdruck "Frankiermaschine" wird zur Bezeichnung der allgemeinen Klasse von Vorrichtungen zum Aufdrucken einer bestimmten Werteinheit auf staatliche oder private Beförderungshüllen oder Paketauslieferungen verwendet oder andere vergleichbare Anwendungen zum Aufdrucken von Werteinheiten. Somit wird der Ausdruck als eine allgemeine Bezeichnung für Vorrichtungen verwendet, die in Verbindung mit weiteren Dienstleistungen außer den ausschließlich von den staatlichen Postdiensten erbrachten benutzt werden.Der Ausdruck bezieht sich beispielsweise auch auf private Paket- oder Frachtdienst-Freistempler.

Die Frankiermaschinen-Buchungsschaltkreise 12 sind mit den Frankiermaschinen-Steuerschaltkreisen 18 durch eine Schaltungsanordnung für eine Strahlungsenergievorrichtung 20 verbunden. Die Schaltungsanordnung für eine Strahlungsenergievorrichtung ist von der in Fig. 2 dargestellten, die Erfindung verkörpernden Art. Der Frankiermaschinen-Steuerschaltkreis liefert den Schaltungsaufbau für eine Eingabe von Daten und anderen Informationen in die Frankiermaschine 10. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, können die Frankiermaschinen-Steuerschaltkreise 18 und der Frankiermaschinen-Druckerschaltkreis 14 für einen geeigneten Betrieb mit anderen Teilen der Frankiermaschine verbunden sein. Eine geeignete Anordnung ist in der am 30. Oktober 197 9 angemeldeten US-Patentanmeldung Serial No. mit der Bezeichnung "Elektronische Frankiermaschine mit mehreren Computersystemen" (Pitney Bowes Akte Nr. B-583), die auf Pitney Bowes Inc. übertragen ist, dargestellt. Durch Bezugnahme hierauf wird die

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Offenbarung dieser Patentanmeldung in die vorliegenden Unterlagen eingeschlossen.

Die mechanischen Teile der Frankiermaschine sind, wie es schematisch dargestellt ist, in einem gesonderten Gehäuse 22 eingeschlossen. Die Druckermechanismen weisen einen Sperrstangen-Stellungsanzeiger 24, einen Hauptvermittler-Stellungsanzeiger 26, einen Schlitten-Stellungsanzeiger 28, einen Druckradeinheit-Stellungsanzeiger 30 und einen Ziffernwahl-Anzeiger 32 auf. Jeder dieser Mechanismen weist einen mechanisch beweglichen Teil und einen Anzeiger "auf. Das bedeutet, daß eine Leuchtdiode und ein Fototransistor derart angeordnet sind, daß bewegliche Teile einen Einfall der von der Leuchtdiode herrührenden Strahlungsenergie auf den fotoempfindlichen Basisbereich des Fototransistors sperren oder zeitweise unterbrechen. Jeder der verschiedenen Anzeiger 24, 26, 28, 3 0 und 32 ist jeweils durch eine Schaltungsanordnung für eine Strahlungsenergievorrichtung 34, 36, 38, 4 0 bzw. 42 an die Frankiermaschinen-Buchungsschaltkreise 12 angekoppelt. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Schaltungsanordnungen für eine Strahlungsenergievorrichtung von der in Fig. 2 dargestellten Art sind und die Erfindung verkörpern. Der Drukkerteil des Schaltkreises kann gemäß der in der US-Patentanmeldung Serial No. vom 30. Oktober 197 9 mit der Bezeichnung "Druckersteuersystem" (Pitney Bowes Akte No. B-582), die auf Pitney Bowes Inc. übertragen ist, dargestellten Weise aufgebaut sein. Auf die Offenbarung dieser Patentanmeldung wird hiermit zu deren Einschluß in die vorliegenden Unterlagen Bezug genommen.

Während die verschiedenen Anzeiger 24 bis 32 zur Lieferung einer Information über die räumlich-betriebsmäßige Stellung des Druckerteils der Frankiermaschine 10 verwendet werden, sind die Schaltungsanordnungen für eine Strahlungsenergievorrichtung 16 und 20 für eine elektrische Trennung vorgesehen, wobei die Vorrichtungen eine Trennung zwischen den Frankiermaschinen-Buchungsschaltkreisen 12 und dem Frankiermaschinen-Druckerschaltkreis 14 und auch zwischen dem Buchungsschaltkreis und den Frankiermaschinen-Steuerschaltkreisen 18 bewirken. Hierdurch ist die Unter-

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bringung der Frankiermaschinen-Buchungsschaltkreise 12 in einem stärker geschützten, gegen Fälschungseingriffe gesicherten Gehäuse ermöglicht, als es bei anderen Teilen der Frankiermaschine der Fall ist, sofern dies erforderlich sein sollte. Dieses Gehäuse kann stark abgeschirmt sein, um zu verhindern, daß elektromagnetische Energie in das Gehäuse eindringt und möglicherweise den Betrieb der Schaltkreise beeinflußt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist eine +5V-Spannungsquelle 44 an die Anode einer LED 4 6 angeschlossen. LED 46 ist über einen Widerstand 48 geerdet. Infolge des Stromflusses durch die LED wird die Diode zur Emission von Strahlungsenergie angeregt, die auf den fotoempfindlichen Basisbereich eines Fototransistors auftrifft. Die Kollektorelektrode des Fototransistors 50 ist an eine +SV-Betriebsspannungsquelle 52 angeschlossen und seine Emitterelektrode ist unmittelbar durch einen Widerstand 54 an den Eingang eines Differential-Stromverstärkers 56 angeschlossen. Ein geeigneter, als integrierter Schaltkreis ausgeführter Differential-Stromverstärker besteht in einem von National Semiconductor Corporation hergestellten LM 2 900. Der Differential-Stromverstärker weist einen durch ein Differential-Transistorpaar 58 und 60 gebildeten Eingang auf. Die Basiselektrode des Transistors 60 ist über einen Widerstand 62 mit der +SV-Betriebsspannungsquelle 52 verbunden. Eine Diode 64 ist mit der Basiselektrode des Transistors 60 verbunden, um den Basis-Emitterübergang gegen Überspannungen zu schützen. Das an der Kollektorelektrode des Transistors 58 auftretende invertierte Differentialsignal ist an ein symmetrisches Gegentaktverstärker-Transistorpaar 66 und 68 angelegt. Die beiden Basiselektroden der Transistoren 66 und 68 sind mit der Kollektorelektrode des Transistors 58 verbunden und über einen Kondensator 7 0 geerdet. Der Kondensator 70 liefert einen Hochfrequenz-Nebenweg oder -Bypass für Stoßsignale, durch die die symmetrischen Gegentaktverstärker beschädigt werden könnten. Die Kollektorelektrode des Transistors 66 und die Emitterelektrode des Transistors 68 sind mit einer Stromquelle 72 verbunden. Das an der Emitterelektrode des Transistors 6 6 auftretende Ausgangssignal ist an einen Emitterfolger-Ausgangstreibertransistor 74 angelegt.

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Der Transistor 74 wird durch die +SV-Betriebsspannungsquelle 52 betrieben. Die symmetrischen Gegentakttransistorverstärker 66 und 68 sind über eine Stromquelle 76 mit der Betriebsspannungsquelle 52 verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand 78 ist zwischen den Ausgangsanschluß 80 des Differential-Stromverstärkers und den Eingangsanschluß 55 des Differential-Stromverstärkers gelegt. Der Rückkopplungswiderstand stellt die Stromverstärkung des Differential-Stromverstärkers auf ungefähr 47.000 ein. Das Ausgangssignal des Differential-Stromverstärkers 56 besteht in einer an dem Anschluß 80 aufgebauten Spannung. Die an dem Ausgangsanschluß 80 aufgebaute Spannung wächst mit anwachsendem Eingangsstrom am Anschluß 55 linear an, bis bei ungefähr 4,5 V Sättigung erreicht ist.

Der Ausgang des Differential-Stromverstärkers 56 ist über einen Widerstand 82 an den Eingangsanschluß 84 eines schnell ansprechenden Spannungsvergleichers 86 angekoppelt. Ein geeigneter, schnell ansprechender Vergleicher besteht in dem von National Semiconductor Corporation hergestellten Vergleicher des Typs LM 2901. Der schnell ansprechende Vergleicher 86 wird durch die +5V-Betriebsspannungsquelle 52 betrieben. Das an dem Eingangsanschluß 84 des schnell ansprechenden Vergleichers aufgebaute Signal ist an den Eingang eines in Darlington-Schaltung verbundenen Transistorpaars 88 und 90 angelegt. Ein +2,4V-Bezugspotential 92 ist an ein zweites Darlington-Verstärkerpaar. 94 und 96 angelegt. Die beiden Darlington-Paare sind zur Bildung eines Differential-Verstärkers miteinander verbunden. Die Kollektorelektrode der Transistoren 90 und 96 sind mit einem Treibertransistor 98 verbunden und es ist ein Transistor 100 zwischengeschaltet, um als eine Diode zum Schutz des Treibertransistors 98 zu wirken. Das an der Kollektorelektrode des Transistors 98 aufgebaute Ausgangssignal ist an die Basiselektrode eines Transistors 102 angelegt, der mit einem zweiten Transistor 104 in Kaskade geschaltet ist. Eine Anzahl von Stromquellen 106, 108, 110 und 112 ist mit der +SV-Betriebsspannungsquelle 52 verbunden und bildet eine Stromquelle für den Betrieb der einzelnen Transistorstufen. Es sind Dioden 114 und

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116 zum Schutz der Stromquellen 106 und 110 vorgesehen. Klemmdioden 118 und 120 sind jeweils zwischen die Basiselektrode und Emitterelektrode der Transistoren 94 und 88 geschaltet. Diese Dioden schützen den Basisemitterübergang des Transistors 94 bzw. 88 vor Überspannungen, durch die die Transistoren beschädigt werden könnten.

Der Ausgangsanschluß 122 des schnell ansprechenden Vergleichers ist über einen Widerstand 124 mit der +SV-Betriebsspannungsquelle 52 verbunden. Der Ausgangsanschluß 122 ist ferner über den Kollektor-Emitter-Strompfad des Transistors 104 mit Erde verbunden. Wenn daher der Transistor 104 in seinen leitfahiqen Zustand gesteuert wird, befindet sich der Ausgangsanschluß 122 im wesentlichen auf Erdpotential (zuzüglich des Kollektor-Emitter-Spannungsabfalls des Transistors 104). Wenn der Transistor 104 in seinen nicht-leitenden Zustand gesteuert wird, liegt der Ausgangsanschluß 122 des schnell ansprechenden Vergleichers auf ungefähr +5V. Die Spannung der Quelle 52 und der Widerstand 124 werden hinsichtlich der gewählten TTL- und Mikroprozessor-Eingangs/Ausgangs-Ansteuerpegel compatibel gewählt. Ein Rückkopplungswiderstand 126 ist zwischen den Ausgangsanschluß 122 und den Eingangsanschluß 84 des schnell ansprechenden Vergleichers geschaltet. Der Widerstand 126 liefert eine Hysteresewirkung für den schnell ansprechenden Vergleicher. Daher fließt im Ruhezustand, in dem kein Strom durch den Fototransistor 50 fließt, und der Transistor 74 in seinen nichtleitenden Zustand gesteuert ist, ein Strom von der Betriebsspannungsquelle 52 durch den Widerstand 124, den Widerstand 126, den Widerstand 82 und die Diode 72 nach Erde. Hierdurch wird eine Spannung von ungefähr 1,2 Volt an dem Anschluß 84 aufgebaut, welche zur Aktivierung des Vergleichers 86 überwunden werden muß. Nur wenn an dem Anschluß 84 (nachdem er sich in einem Ruhezustand befindet) eine Spannung aufgebaut wird, die die Summe des an dem Anschluß 84 aufgebauten 1,2-Volt-Ruhepegels und des 2,4-Volt-Bezugspotentials übertrifft, wird der Transistor 104 von seinem nicht-leitonden Zustand in seinen leitenden

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Zustand gesteuert. Wenn dies geschieht, ist der Anschluß 122 durch den Transistor 104 mit Erde verbunden. Der von der Betriebsspannungsquelle 52 herrührende Stromfluß durch den Widerstand 124 und den Widerstand 126 wird beendet. Demzufolge ist an dem Anschluß 84 ein niedrigerer Spannungspegel erforderlich, um den Transistor 104 in seinem leitfähigen Zustand zu halten, das heißt, daß ein niedrigerer Eingangsspannungspegel erforderlich ist, um das Ausgangssignal am Anschluß 122 auf niedrigem Niveau zu halten. Dieser verringerte Spannungspegel beträgt 2,4 Volt, was der Bezugsspannungspegel ist. Die Hysterese verhindert, daß Spannungsfluktuationen am Ausgangsanschluß 80 des Differential-Stromverstärkers Schwingungen in dem schnell ansprechenden Spannungsvergleicher hervorrufen.

Die Betrachtungen hinsichtlich der Wahl der geeigneten Rückkopplungspegel sind von Wichtigkeit. Dies ist deshalb der Fall, weil die Stromverstärkung des Differentialstromverstärkers 56 hinreichend groß sein muß, um die Wirkung von durch den Fototransistor hervorgerufenen Schwankungen zu beseitigen, und klein genug, um dem schnell ansprechenden Spannungsvergleicher den für den Betrieb der Hysterese erforderlichen Bereich zu gewähren, der für die Schaltkreiskomponenten 3,6 bis 2,4 Volt beträgt.

Außerdem muß der Rückkopplungswiderstand für den schnell ansprechenden Vergleicher 86 hinreichend groß sein, um die erforderlichen Hysteresepegel zu erzeugen und noch unterhalb des Sättigungsspannungspegels des Differential-Stromverstärkers 56 zu bleiben.

Ende der Beschreibung

Claims

Patentansprüche

Strahlungsenergiesystem, gekennzeichnet durch

ein Strahlungsenergie empfangendes Mittel (50) zum Empfang von Strahlungsenergie und zur Umwandlung der empfangenen Strahlungsenergie in elektrische Signale, ein mit dem Strahlungsenergie empfangenden Mittel (50) gekoppeltes Stromverstärkungsmittel (56), ein mit dem Stromverstärkungsmittel (56) gekoppeltes und ein Ausgangssignal lieferndes Spannungsvergleichermittel (86), und

ein mit dem Spannungsvergleichermittel (86) gekoppeltes Informationsverarbeitungsmittel zur Verarbeitung der Ausgangssignalinformation des Spannungsvergleichermittels.
2. Strahlungsenergiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromverstärkungsmittel (56) einen Ausgangssignal-Sättigungspegel aufweist und das Spannungsvergleichermittel (86) Eingangssignal-Hysteresebetriebspegel liefert, wobei die Stromverstärkung des Stromverstärkungsmittels (56) derart ist, daß das Ausgangssignal des Stromverstärkungsmittels (56) innerhalb der Einganqssignal-Hysteresebetriebspegel des Spannungsvergleichermittels (86) liegt und die Eingangssignal-Hysteresebetriebspegel des Spannungsvergleichermittels (86) unterhalb des Ausgangssignal-Sättigungspegels des Stromverstärkermittels (56) liegt.
3. Strahlungsenergiesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromverstärkungsmittel (56) durch einen Differential-Stromverstärkungsschaltkreis gebildet ist.
4. Strahlungsenergiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsenergie empfangende Mittel (50) durch eine im Ruhebetrieb einen Reststrom

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fluß aufweisende Vorrichtung gebildet ist und daß das Stromverstärkungsmittel (56) einen derartigen Verstärkungsgrad aufweist, daß die durch den Reststrom des Strahlungsenergie empfangenden Mittels (50) hervorgerufenen Ausgangssignale des Stromverstärkungsmittels unterhalb des Pegels liegen, bei dem das Spannungsvergleichermittel (86) betätigbar ist.
5. Strahlungsenergiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsenergie empfangende Mittel (50) durch einen Fototransistor gebildet ist.
6. Energiesystem, gekennzeichnet durch

ein Energie empfangendes Mittel Ϊ50) zum Empfang von Energie und zur Umwandlung der empfangenen Energie in elektrische Signale,
ein einen Eingangsanschluß (55) und einen Ausgangsanschluß

(80) aufweisendes Stromverstärkungsmittel (56), ein Mittel

(54) zur Ankopplung des Energie empfangenden Mittels (50) an den Eingangsanschluß (55) des Stromverstärkungsmittels (56),
ein einen Eingangsanschluß (84) und einen Ausgangsanschluß

(122) aufweisendes Spannungsvergleichermittel (86), ein erstes Impedanzmittel (82), das zwischen den Ausgangsanschluß (80) des Stromverstärkungsmittels (56) und den Eingangsanschluß (84) des Spannungsvergleichers geschaltet ist,

eine erste Rückkopplungsimpedanζ (78), die zwischen den Eingangsanschluß (55) und den Ausgangsanschluß (80) des Stromverstärkungsmittels (56) geschaltet ist, und eine zweite Rückkopplungsimpedanz (126), die zwischen den Eingangsanschluß (84) und den Ausgangsanschluß (122) des Spannungsvergleichers (86) geschaltet ist.
7. Energiesystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein mit dem Ausgangsanschluß (122) des Spannungsvergleichers

(86) verbundenes Datenverarbeitungsmittel. ₍

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8. Energiesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Energie empfangende Mittel (50) durch eine im Ruhebetrieb einen Reststromfluß aufweisende Vorrichtung gebildet, ist und daß das Stromverstärkungsmittel (56) öinen derartigen Verstärkungsgrad aufweist, daß die durch den Reststrom des Energie empfangenden Mittels (50) hervorgerufenen Ausgangssignale des Stromverstärkungsmittels unterhalb des Pegels liegen, bei dem das Spannungsvergleichermittel (86) betätigbar ist.
9. Energiesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromverstärkungsmittel (56) durch einen als integrierte Schaltung ausgebildeten Differential-Verstärker gebildet ist.
10. Energiesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsvergleicher (86) ein als integrierte Schaltung ausgebildeter Spannungsvergleicher ist, in dem eine an dem Eingangsanschluß (84) aufgebaute Spannung mit einer Bezugsspannung (92) vergleichbar ist.
11. Frankiermaschine, gekennzeichnet durch

einen Druckerabschnitt (14) zum Drucken von Portogebühren, einen Buchungsabschnitt (12) zur Speicherung von Buchuncsinformation, und ein zwischen den Druckerabschnitt (14) und den Buchungsabschnitt (12) geschaltetes Energiesystem (16) mit:

(1) ein Energie empfangendes Mittel (50) zum Empfangen von Energie und zur Umwandlung der empfangenen Energie in elektrische Signale,

(2) ein an das Energie empfangende Mittel (50) angekoppeltes Stromverstärkungsmittel (56), und

(3) ein an das Stromverstärkungsmittel (56) angekoppeltes Spannungsvergleichermittel (86) zur Lieferung von Ausgangssignalen für den Buchungsabschnitt (12).

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12. Frankiermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchungsabschnitt (12) einen vorbestimmten Bereich von Schaltzeit und Spannungspegel für einen richtigen Betrieb aufweisende Datenverarbeitungsschaltkreise aufweist, und daß die Ausgangssignale des Spannungsvergleichermittels (86) innerhalb des vorbestimmten Bereichs der Schaltzeit und des Spannungspegels liegen.
13. Frankiermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerabschnitt (14) zum Drucken von Portogebühren ein bewegbares Teil aufweist, daß das Energie empfangende Mittel durch ein Strahlungsenergie empfangendes Mittel (50) gebildet ist, daß ein Strahlungsenergie aussendendes Mittel (46) vorgesehen und derart angeordnet ist, daß die ausgesendete Strahlungsenergie auf das die Strahlungsenergie empfangende Mittel (50) auftrifft, wenn das bewegbare Teil sich in einer ersten Stellung befindet und der Einfall der Strahlungsenergie auf das Strahlungsenergie empfangende Mittel (50) gesperrt ist, wenn das bewegbare Teil sich in einer zweiten Stellung befindet.
14. Frankiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil ein Sperrstangen-Stellungsanzeiger ist.
15. Frankiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil ein Hauptvermittler-Stellungsanzeiger ist.
16. Frankiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil ein Schlitten-Stellungsanzeiger ist.
17. Frankiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil ein Druckradeinheit-Stellungsanzeiger ist.

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18. Frankiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil ein Ziffernwahl-Anzeiger ist.
19. Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchungsabschnitt (12) einen vorbestimmten Bereich von Schaltzeit und Spannungspegel für einen richtigen Betrieb aufweisende Datenverarbeitungsschaltkreise aufweist, und daß die Ausgangssignale des Spannungsvergleichermittels (86) innerhalb des vorbestimmten Bereichs der Schaltzeit und des Spannungspegels liegen.