DE102005036937B4 - Evaluation circuit for an optical receiver - Google Patents
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Abstract
Auswerteschaltung für einen optischen Empfänger, mit einer Spanungsteilerschaltung, die aus einem Messwiderstand (Rmess) und einem ersten Schaltelement (T1) aufgebaut ist und an die eine Versorgungsspannung (Vdd) angelegt ist, wobei das erste Schaltelement (T1) entsprechend einem Empfang elektromagnetischer Strahlung durch einen Empfänger elektrisch leitend geschaltet wird und ein Auswertesignal (VIN) zwischen dem Messwiderstand (Rmess) und dem ersten Schaltelement (T1) abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (T1) in Reihe zu einer Parallelschaltung aus dem Messwiderstand (Rmess) und einer Zusatzstromquellenschaltung (Aadd) geschaltet ist, wobei die Zusatzstromquellenschaltung (Aadd) im Fall einer Überstrahlung des Empfängers einen zusätzlichen Stromfluss durch das erste Schaltelement (T1) bewirkt, sodass das erste Schaltelement (T1) auch im Fall einer Überstrahlung des Empfängers mit einem günstigen Signal/Rausch-Verhältnis arbeitet.Evaluation circuit for an optical receiver, comprising a voltage divider circuit which is constructed from a measuring resistor (R mess ) and a first switching element (T1) and to which a supply voltage (Vdd) is applied, the first switching element (T1) corresponding to a reception of electromagnetic radiation is electrically conductively switched by a receiver and an evaluation signal (V IN ) between the measuring resistor (R mess ) and the first switching element (T1) is tapped, characterized in that the first switching element (T1) in series with a parallel circuit of the measuring resistor ( R mess ) and an additional current source circuit (A add ) is connected, wherein the additional current source circuit (A add ) in the case of an over-radiation of the receiver causes an additional current flow through the first switching element (T1), so that the first switching element (T1) even in the case of an over-radiation the receiver works with a favorable signal-to-noise ratio ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auswerteschaltung für einen optischen Empfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und insbesondere eine solche Auswerteschaltung, wie sie zum Beispiel in einem berührungsempfindlichen Tastschalter oder einem Fernbedienungs- oder Kommunikationsempfangsteil eingesetzt werden kann.The present invention relates to an evaluation circuit for an optical receiver according to the preamble of
Berührungsempfindliche Tastschalter, insbesondere Infrarot-Tastschalter, wie sie zum Beispiel in Bedienungseinrichtungen von Haushaltsgeräten zum Einsatz kommen, und Fernbedienungs- oder Kommunikationsempfangsteile enthalten üblicherweise einen optischen Sensor, der einen elektromagnetische Strahlung empfangenden Empfänger aufweist, und eine Auswerteschaltung zum Auswerten eines von dem Empfänger des optischen Sensors erzeugten Messsignals und Erzeugen eines entsprechenden Auswertesignals zur weiteren Verarbeitung. Der Grundaufbau einer solchen herkömmlichen Auswerteschaltung ist beispielhaft in
Die Auswerteschaltung von
Ein allgemein bekanntes Problem derartiger Vorrichtungen ist die Überstrahlung des Empfängers zum Beispiel durch Fremdlicht, die ein derart ungenügendes Signal/Rausch-Verhältnis bewirken kann, dass durch die Auswerteschaltung keine Nutzsignale mehr ausgewertet werden können. Bei einer Überstrahlung des Empfängers wird der Transistor T1 derart niederohmig, dass der durch Vdd und Rmess bestimmte maximale Stromfluss durch die Auswerteschaltung erreicht wird, sodass bei einer Betätigung des Tastschalters keine Erhöhung des Stromflusses und damit kein Hub des Auswertesignals VIN mehr möglich ist.A well-known problem of such devices is the over-radiation of the receiver, for example, by extraneous light, which can cause such an insufficient signal / noise ratio that no useful signals can be evaluated by the evaluation circuit. In an over-radiation of the receiver, the transistor T1 is so low that the determined by Vdd and R mess maximum current flow is achieved by the evaluation circuit, so that upon actuation of the key switch no increase in the current flow and thus no stroke of the evaluation signal V IN is possible.
Ein möglicher Ansatz zur Problemlösung besteht darin, den Messwiderstand Rmess bei einem Fremdlichteinfall zu reduzieren und damit den möglichen Stromfluss in der Auswerteschaltung zu erhöhen. Mit einer solchen Reduzierung der Fremdlichtempfindlichkeit nimmt aber gleichzeitig auch das Nutzsignal ab, sodass das Signal/Rausch-Verhältnis nicht beliebig günstig eingestellt werden kann.A possible approach to problem solving is to reduce the measuring resistor R mess in the event of extraneous light and thus to increase the possible current flow in the evaluation circuit. At the same time, however, the useful signal decreases with such a reduction of the extraneous light sensitivity, so that the signal-to-noise ratio can not be adjusted as favorably as desired.
In diesem Zusammenhang ist zum Beispiel aus der
Die
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit einem einfachen Aufbau die Fremdlichtempfindlichkeit einer Auswerteschaltung für einen optischen Empfänger zu reduzieren und gleichzeitig ein ausreichend hohes Nutzsignal bzw. Signal/Rausch-Verhältnis beizubehalten.It is an object of the present invention to reduce the extraneous light sensitivity of an evaluation circuit for an optical receiver with a simple structure and at the same time to maintain a sufficiently high useful signal or signal-to-noise ratio.
Diese Aufgabe wird durch eine Auswerteschaltung für einen optischen Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an evaluation circuit for an optical receiver having the features of
Die Auswerteschaltung für einen optischen Empfänger enthält eine Spannungsteilerschaltung, die aus einem Messwiderstand und einem ersten Schaltelement aufgebaut ist und an die eine Versorgungsspannung angelegt ist, wobei das erste Schaltelement entsprechend einem Empfang elektromagnetischer Strahlung durch einen Empfänger elektrisch leitend geschaltet wird und ein Auswertesignal zwischen dem Messwiderstand und dem ersten Schaltelement abgegriffen wird. Die Auswerteschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement in Reihe zu einer Parallelschaltung aus dem Messwiderstand und einer Zusatzstromquellenschaltung geschaltet ist, wobei die Zusatzstromquellenschaltung im Fall einer Überstrahlung des Empfängers einen zusätzlichen Stromfluss durch das erste Schaltelement bewirkt, sodass das erste Schaltelement auch im Fall einer Überstrahlung des Empfängers mit einem günstigen Signal/Rausch-Verhältnis arbeitet.The evaluation circuit for an optical receiver includes a voltage divider circuit, which is constructed from a measuring resistor and a first switching element and to which a supply voltage is applied, wherein the first switching element is electrically connected in accordance with a reception of electromagnetic radiation by a receiver and an evaluation signal between the measuring resistor and the first switching element is tapped. The evaluation circuit is characterized in that the first switching element is connected in series with a parallel circuit of the measuring resistor and an additional current source circuit, wherein the additional current source circuit causes an additional current flow through the first switching element in the event of over-radiation of the receiver, so that the first switching element in the case of Over-radiation of the receiver works with a favorable signal-to-noise ratio.
Im Normalbetrieb, d. h. ohne Überstrahlung des Empfängers funktioniert die Auswerteschaltung grundsätzlich wie die in
Das erste Schaltelement ist beispielsweise eine Photodiode oder ein Phototransistor, und der Messwiderstand ist vorteilhafterweise ein Messwiderstand mit einem konstanten (hohen) Widerstandswert.The first switching element is for example a photodiode or a phototransistor, and the measuring resistor is advantageously a measuring resistor with a constant (high) resistance value.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Zusatzstromquellenschaltung eine Reihenschaltung aus einem ersten Widerstand und einem zweiten Schaltelement auf, die parallel zu dem Messwiderstand geschaltet ist; der Widerstandswert des ersten Widerstands der Zusatzstromquellenschaltung ist (deutlich) niedriger als der Widerstandswert des Messwiderstands; und das zweite Schaltelement wird im Fall einer Überstrahlung des Empfängers in einen elektrisch leitenden Zustand geschaltet. Das zweite Schaltelement dient sozusagen als zusätzliche Stromquelle für das erste Schaltelement.In one embodiment of the invention, the additional current source circuit comprises a series circuit of a first resistor and a second switching element, which is connected in parallel to the measuring resistor; the resistance of the first resistor of the auxiliary power source circuit is (significantly) lower than the resistance of the measuring resistor; and the second switching element is switched to an electrically conductive state in the event of an over-radiation of the receiver. The second switching element serves, so to speak, as an additional power source for the first switching element.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Schaltelement ein Transistor, dessen Gate-Anschluss über wenigstens einen weiteren Widerstand dauerhaft auf dem Potential des Auswertesignals liegt. Ferner weist die Zusatzstromquellenschaltung einen Stromglättungskondensator auf, um den zusätzlichen Stromfluss durch das erste Schaltelement unabhängig von Schwankungen des Potentials des Auswertesignals auf einem im Wesentlichen konstanten Wert zu halten. Die so aufgebaute Zusatzstromquellenschaltung funktioniert relativ träge und eignet sich beispielsweise für Fernbedienungs- oder Kommunikationsempfangsteile.In one embodiment of the invention, the second switching element is a transistor whose gate terminal is permanently at the potential of the evaluation signal via at least one further resistor. Furthermore, the additional current source circuit has a current-smoothing capacitor in order to keep the additional current flow through the first switching element at a substantially constant value, independently of fluctuations in the potential of the evaluation signal. The thus constructed additional power source circuit works relatively slow and is suitable for example for remote control or communication receiving parts.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist des zweite Schaltelement ein Transistor, dessen Gate-Anschluss über wenigstens einen weiteren Widerstand und einen Speicherkondensator wenigstens zu den Auswertezeiten der Auswerteschaltung zum Durchschalten des zweiten Schaltelements angesteuert wird. Hierbei ist zum Beispiel ein Anschluss des Speicherkondensators mit der Versorgungsspannung verbunden, während der andere Anschluss des Speicherkondensators jeweils vor den Auswertezeiten der Auswerteschaltung über ein drittes Schaltelement, vorzugsweise ein Transistor, der über eine Steuerung des Empfängers angesteuert wird, mit dem Potential des Auswertesignals verbunden. Die so aufgebaute Zusatzstromquellenschaltung funktioniert relativ schnell und eignet sich beispielsweise für berührungsempfindliche Tastschalter, bei denen die Empfangszeiten, d. h. die Auswertezeiten im Voraus bekannt sind.In an alternative embodiment of the invention, the second switching element is a transistor whose gate terminal is driven via at least one further resistor and a storage capacitor at least to the evaluation times of the evaluation circuit for switching through the second switching element. In this case, for example, a connection of the storage capacitor is connected to the supply voltage, while the other terminal of the storage capacitor connected before the evaluation of the evaluation via a third switching element, preferably a transistor which is driven via a controller of the receiver, with the potential of the evaluation signal. The thus constructed additional power source circuit operates relatively quickly and is suitable, for example, for touch-sensitive push button switch, in which the reception times, d. H. the evaluation times are known in advance.
Eine mögliche Anwendung der Erfindung ist ein berührungsempfindlicher Tastschalter mit einem optischen Sensor, der einen elektromagnetische Strahlung aussendenden Empfänger und einen elektromagnetische Strahlung empfangenden Empfänger aufweist, und einer erfindungsgemäßen Auswerteschaltung zum Auswerten eines von dem Empfänger des optischen Sensors erzeugten Messsignals und Erzeugen eines entsprechenden Auswertesignals.One possible application of the invention is a touch-sensitive push-button switch with an optical sensor which has a receiver emitting electromagnetic radiation and a receiver receiving electromagnetic radiation, and an evaluation circuit according to the invention for evaluating a measurement signal generated by the receiver of the optical sensor and generating a corresponding evaluation signal.
Eine weitere mögliche Anwendung der Erfindung ist ein Fernbedienungs- oder Kommunikationsempfangsteil, mit einem optischen Sensor, der einen elektromagnetische Strahlung empfangenden Empfänger aufweist, und einer erfindungsgemäßen Auswerteschaltung zum Auswerten eines von dem Empfänger des optischen Sensors erzeugten Messsignals und Erzeugen eines entsprechenden Auswertesignals.Another possible application of the invention is a remote control or communication receiving part, comprising an optical sensor having a receiver receiving electromagnetic radiation, and an evaluation circuit according to the invention for evaluating a measurement signal generated by the receiver of the optical sensor and generating a corresponding evaluation signal.
Obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Beispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:The above and other objects, features and advantages of the invention will become more apparent from the following description of preferred, non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings. Show:
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf
Die in
Die Auswerteschaltung des ersten Ausführungsbeispiels von
Zusätzlich weist diese Auswerteschaltung eine Zusatzstromquellenschaltung Aadd auf, die parallel zu dem Messwiderstand Rmess vorgesehen ist und im Fall einer Überstrahlung des Empfängers einen zusätzlichen Stromfluss durch das erste Schaltelement T1 bewirken soll, um dieses in einem Arbeitsbereich mit einem günstigen Signal/Rausch-Verhältnis zu betreiben.In addition, this evaluation circuit has an additional current source circuit A add , which is provided parallel to the measuring resistor R mess and should cause an additional current flow through the first switching element T1 in the case of over-radiation of the receiver to this in a work area with a favorable signal / noise ratio to operate.
Die Zusatzstromquellenschaltung Aadd enthält eine Reihenschaltung aus einem ersten Widerstand R1, dessen Widerstandswert deutlich kleiner als jener des Messwiderstands Rmess gewählt ist, und einem zweiten Schaltelement T2 in Form eines Transistors. Der Gate-Anschluss des Transistors T2 ist über einen zweiten (relativ hohen) Widerstand R2 und eine Kapazität C1 mit dem Potential der Versorgungsspannung Vdd verbunden und über den zweiten Widerstand R2 und einen dritten (relativ hohen) Widerstand R3 mit dem Potential des Auswertesignals VIN verbunden. Die Widerstandswerte der Widerstände R2 und R3 sind dabei so gewählt, dass im Fall einer Überstrahlung des Empfängers an dem Gate-Anschluss des zweiten Schaltelements T2 eine derart negative Spannung anliegt, dass das zweite Schaltelement T2 leitend geschaltet wird. Dann kann über das niederohmige zweite Schaltelement T2 und den relativ niedrigen zweiten Widerstand R2 ein zusätzlicher Strom durch das erste Schaltelement T1 fließen.The additional current source circuit A add contains a series circuit of a first resistor R1 whose resistance value is chosen to be significantly smaller than that of the measuring resistor R mess , and a second switching element T2 in the form of a transistor. The gate terminal of the transistor T2 is connected via a second (relatively high) resistor R2 and a capacitor C1 to the potential of the supply voltage Vdd and via the second resistor R2 and a third (relatively high) resistor R3 to the potential of the evaluation signal V IN connected. The resistance values of the resistors R2 and R3 are chosen so that in the case of an over-radiation of the receiver to the gate terminal of the second switching element T2 such a negative voltage is applied that the second switching element T2 is turned on. Then, via the low-resistance second switching element T2 and the relatively low second resistor R2, an additional current can flow through the first switching element T1.
Die Funktionsweise der Auswerteschaltung von
Im Normalbetrieb des Empfängers, d. h. ohne Überstrahlung durch Fremdlicht, und ohne einen Signalempfang ist das erste Schaltelement T1 sehr hochohmig. Der Pegel des Auswertesignals VIN ist daher sehr hoch (er entspricht nahezu dem Wert der Versorgungsspannung Vdd), was durch den Mikroprozessor als Nicht-Vorliegen eines Signaleingangs beurteilt wird. Da das Auswertesignal VIN im Wesentlichen auf dem Niveau der Versorgungsspannung Vdd liegt, liegt an dem Gate-Anschluss des zweiten Transistors T2 über die beiden Widerstände R2 und R3 im Wesentlichen keine negative Spannung an, sodass der zweite Transistor T2 gesperrt bleibt. Die Zusatzstromquellenschaltung Aadd liefert in diesem Fall also keinen zusätzlichen Strom, d. h. die Auswerteschaltung funktioniert wie eine herkömmliche Auswerteschaltung.In normal operation of the receiver, ie without overexposure by extraneous light, and without a signal reception, the first switching element T1 is very high impedance. The level of the evaluation signal V IN is very high (it corresponds almost to the value of the supply voltage Vdd), as judged by the microprocessor as a non-existence of an input signal. Since the evaluation signal V IN is substantially at the level of the supply voltage Vdd, there is substantially no negative voltage at the gate terminal of the second transistor T2 via the two resistors R2 and R3, so that the second transistor T2 remains blocked. In this case, the additional current source circuit A add does not supply any additional current, ie the evaluation circuit functions like a conventional evaluation circuit.
Wird nun (immer noch ohne Fremdlichtüberstrahlung) vom Empfänger ein Signal empfangen, so wird das erste Schaltelement T1 durch das entsprechende Messsignal VE des Empfängers zur Zeit eines Signalimpulses leitend geschaltet. Durch den Hauptkreis der Auswerteschaltung fließt ein Strom, der einen Spannungsabfall über dem Messwiderstand Rmess bewirkt, was wiederum einen Abfall im Niveau des Auswertesignals VIN zur Folge hat. Dieser Hub im Auswertesignal VIN wird durch den Mikroprozessor als Signaleingang ausgewertet. Die Höhe des Hubes im Auswertesignal VIN, mit anderen Worten das Signal/Rausch-Verhältnis des Nutzsignals, wird durch die Größe des Messwiderstands Rmess bestimmt.Is now (still without extraneous light overexposure) receive a signal from the receiver, the first switching element T1 is turned conductive by the corresponding measurement signal V E of the recipient at the time of a signal pulse. Through the main circuit of the evaluation circuit, a current flows, which causes a voltage drop across the measuring resistor R mess , which in turn has a drop in the level of the evaluation signal V IN result. This stroke in the evaluation signal V IN is evaluated by the microprocessor as a signal input. The height of the stroke in the evaluation signal V IN , in other words the signal / noise ratio of the useful signal is determined by the size of the measuring resistor R mess .
Die Zusatzstromquellenschaltung Aadd ist derart träge konzipiert, dass sie auch während des kurzen Signalimpulses, der vom Empfänger empfangen wird, keinen zusätzlichen Strom durch das erste Schaltelement T1 liefert. Die Auswerteschaltung der Erfindung funktioniert also auch hier wie eine herkömmliche Auswerteschaltung.The additional current source circuit A add is designed so slow that it does not provide additional current through the first switching element T1 during the short signal pulse received by the receiver. The evaluation circuit of the invention thus also works here like a conventional evaluation circuit.
Kommt es dagegen durch Fremdlicht, wie zum Beispiel Sonnenlicht oder künstliche Lichtquellen, zu einer Überstrahlung des Empfängers, so wird das erste Schaltelement T1 durch das entsprechende Messsignal VE des Empfängers stetig leitend geschaltet. Und dies in einem Maße, dass das erste Schaltelement T1 derartig stark niederohmig wird, dass der Strom durch das erste Schaltelement T1 theoretisch noch großer werden könnte, wenn dies die übrige Auswerteschaltung, insbesondere die Begrenzung durch den Messwiderstand Rmess, gestatten würde. Das Auswertesignal VIN wird somit sehr stark verringert, deutlich stärker als im Fall eines Signalempfangs.If, on the other hand, external light, such as sunlight or artificial light sources, causes over-radiation of the receiver, the first switching element T1 is switched to be continuously conductive by the corresponding measuring signal V E of the receiver. And this to an extent that the first switching element T1 is so strong low resistance that the current through the first switching element T1 theoretically could be even greater if this would allow the rest of the evaluation circuit, in particular the limitation by the measuring resistor R mess . The evaluation signal V IN is thus greatly reduced, much stronger than in the case of signal reception.
Durch das stark verringerte Auswertesignal VIN liegt nun auch am Gate-Anschluss des zweiten Schaltelements T2 eine (gegenüber dem Potential der Versorgungsspannung Vdd) stark negative Spannung an, durch welche der zweite Transistor T2 durchgeschaltet wird. Aufgrund des sehr niedrigen zweiten Widerstands R2 und des sehr niederohmigen zweiten Schaltelements T2 kann über diese beiden Elemente ein zusätzlicher Strom durch das erste Schaltelement T1 fließen, der deutlich höher ist als jener, der durch den Messwiderstand Rmess begrenzt wird. Das erste Schaltelement T1 wird somit durch die Zusatzstromquellenschaltung Aadd wieder in einen Betriebsbereich mit einem günstigen Signal/Rausch-Verhältnis geregelt.Due to the greatly reduced evaluation signal V IN is now also at the gate terminal of the second switching element T2 is a (relative to the potential of the supply voltage Vdd) strongly negative Voltage, through which the second transistor T2 is turned on. Due to the very low second resistance R2 and the very low-resistance second switching element T2 can flow through these two elements, an additional current through the first switching element T1, which is significantly higher than that which is limited by the measuring resistor R mess . The first switching element T1 is thus regulated by the additional current source circuit A add again into an operating range with a favorable signal / noise ratio.
Falls nun in diesem angepassten Betriebsbereich des ersten Schaltelements T1 vom Empfänger ein Signalimpuls empfangen wird, wird das erste Schaltelement T1 durch das entsprechende Messsignal VE noch niederohmiger geschaltet, sodass der Stromfluss durch das erste Schaltelement T1 weiter erhöht werden kann, was aufgrund der Zusatzstromquellenschaltung Aadd der Erfindung möglich ist. Auch in diesem Fall (Signalimpuls bei gleichzeitiger Überstrahlung des Empfängers) ist somit ein Pegelabfall im Auswertesignal VIN erkennbar, welcher durch den Mikroprozessor ausgewertet werden kann.If a signal pulse is received by the receiver in this adjusted operating range of the first switching element T1, the first switching element T1 is switched even lower impedance by the corresponding measurement signal V E , so that the current flow through the first switching element T1 can be further increased, due to the additional current source circuit A. add of the invention is possible. Also in this case (signal pulse with simultaneous over-radiation of the receiver) is thus a level drop in the evaluation signal V IN recognizable, which can be evaluated by the microprocessor.
Gemäß der Zusatzstromquellenschaltung Aadd der Erfindung ist somit gewährleistet, dass sich das erste Schaltelement T1 immer in einem Betriebsbereich mit einem guten Signal/Rausch-Verhältnis befindet. Außerdem muss hierzu der Messwiderstand Rmess nicht reduziert werden, d. h. er kann konstant hoch gehalten werden, sodass auch im Überstrahlungsfall ein deutlich erkennbares Nutzsignal als Auswertesignal VIN erzeugt wird.According to the additional current source circuit A add of the invention is thus ensured that the first switching element T1 is always in an operating range with a good signal / noise ratio. In addition, for this purpose, the measuring resistor R mess does not have to be reduced, ie it can be kept constantly high, so that a clearly recognizable useful signal is generated as an evaluation signal V IN in the event of overshoot.
Der Kondensator C1 in der Zusatzstromquellenschaltung Aadd dient der Glättung von (hochfrequenten) Schwankungen im Pegel des Auswertesignals VIN, die nicht durch einen Signalimpuls erzeugt werden, um jeweils einen konstanten Stromfluss durch das erste Schaltelement T1 zur Verfügung zu stellen. Der Kondensator C1 kann daher auch als „Stromglättungskondensator” bezeichnet werden.The capacitor C1 in the additional current source circuit A add is used for smoothing (high-frequency) fluctuations in the level of the evaluation signal V IN , which are not generated by a signal pulse to provide a constant current flow through the first switching element T1. The capacitor C1 can therefore also be referred to as a "current smoothing capacitor".
Wie aus den obigen Erläuterungen ersichtlich, liefert die Zusatzstromquellenschaltung Aadd nur dann einen zusätzlichen Strom durch das erste Schaltelement T1, wenn sich der Empfänger im Bereich einer Überstrahlung befindet. Im normalen Betriebszustand des Empfängers soll kein zusätzlicher Strom fließen, damit das erste Schaltelement T1 in jedem Fall in einen Arbeitsbereich mit einem ausreichend guten Signal/Rausch-Verhältnis geregelt wird.As can be seen from the above explanations, the additional current source circuit A add only supplies an additional current through the first switching element T1 when the receiver is in the region of an over-radiation. In the normal operating state of the receiver no additional current should flow, so that the first switching element T1 is controlled in any case in a working area with a sufficiently good signal-to-noise ratio.
Unter Bezugnahme auf
Während die Auswerteschaltung des obigen ersten Ausführungsbeispiels eine eher träge Zusatzstromquellenschaltung Aadd aufweist, ist die Auswerteschaltung dieses Ausführungsbeispiels von
Die Auswerteschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von jener des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels im Aufbau und in der Funktionsweise der Zusatzstromquellenschaltung Aadd. Wie in
Während das dritte Schaltelement T3 in
Das dritte Schaltelement T3 wird jeweils kurz vor einem erwarteten Signalimpuls am Empfänger geschlossen, d. h. zum Beispiel immer dann, wenn der Sender des optischen Sensors elektromagnetische Strahlung aussendet, d. h. jeweils kurz vor einer Auswertezeit der Auswerteschaltung. Bei geschlossenem Schalter T3 liegt an dem Gate-Anschluss des zweiten Schaltelements T2 des Potential des Auswertesignals VIN an. Im normalen Betriebszustand des Empfängers (d. h. keine Überstrahlung) entspricht dieses Potential nahezu der Versorgungsspannung Vdd, sodass das zweite Schaltelement T2 gesperrt bleibt und die Auswerteschaltung wie im Fall des obigen Ausführungsbeispiels analog einer herkömmlichen Auswerteschaltung arbeitet.The third switching element T3 is closed in each case shortly before an expected signal pulse at the receiver, ie for example whenever the transmitter of the optical sensor emits electromagnetic radiation, ie in each case shortly before an evaluation time of the evaluation circuit. When the switch T3 is closed, the potential of the evaluation signal V IN is present at the gate terminal of the second switching element T2. In the normal operating state of the receiver (ie, no blooming), this potential almost corresponds to the supply voltage Vdd, so that the second switching element T2 remains blocked and the evaluation circuit operates analogously to a conventional evaluation circuit, as in the case of the above embodiment.
Ist der Empfänger jedoch überstrahlt, so liegt an dem Gate-Anschluss des zweiten Schaltelements T2 über den geschlossenen Schalter T3 ein (gegenüber dem Potential der Versorgungsspannung) deutlich negatives Signal an und der Speicherkondensator C2 wird aufgeladen. Zur Auswertezeit, d. h. wenn ein Empfang eines Signalimpulses durch den Empfänger erwartet wird, wird das dritte Schaltelement T3 wieder geöffnet. Das zweite Schaltelement T2 wird nun durch den Speicherkondensator C2 leitend geschaltet, sodass analog dem obigen Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Strom durch das erste Schaltelement T1 fließen kann, wenn ein Impulssignal empfangen wird. Die Zusatzstromquellenschaltung Aadd des zweiten Ausführungsbeispiels bildet eine Art „Sample & Hold” – Schaltung.However, if the receiver is outshone, then a signal which is clearly negative (compared to the potential of the supply voltage) is present at the gate terminal of the second switching element T2 via the closed switch T3, and the storage capacitor C2 is charged. At the evaluation time, ie when a reception of a signal pulse by the receiver is expected, the third switching element T3 is opened again. The second switching element T2 is now turned on by the storage capacitor C2, so that analogously to the above embodiment, an additional current can flow through the first switching element T1 when a pulse signal is received. The additional current source circuit A add of the second embodiment forms a kind of "sample and hold" circuit.
Es ist somit auch bei der Auswerteschaltung von
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