CH697049A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Störungsunterdrückung bei Einweglichtschranken. - Google Patents

Description

  [0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Störungsunterdrückung bei Einweglichtschranken gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 10.

[0002] Optische Sensoren, die zum Erfassen von Objekten, zum Erkennen von Objektpositionen oder -lagen oder zum Ermitteln von Distanzen verwendet werden, umfassen in der Regel eine Lichtquelle und einen Detektor. Spezielle Ausführungsformen können auch mehrere Lichtquellen und/oder mehrere Detektoren umfassen.

[0003] Bei Reflexionslichttastern, Reflexionslichtschranken und bei Distanzsensoren sind Lichtquelle und Detektor in der Regel in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst. Sender und Empfänger sind leicht miteinander synchronisierbar. Bei Einweglichtschranken sind Lichtquelle (Sender) und Detektor (Empfänger) in getrennten Gehäusen angeordnet.

   Eine direkte Synchronisation von Sender und Empfänger würde eine Synchronisationsleitung oder eine geeignete andere Verbindung zwischen Sender und Empfänger erfordern. Dies ist bei vielen Anwendungen nicht möglich oder zu umständlich.

[0004] Sowohl bei Reflexionslichttastern und Distanzsensoren als auch bei Einweglichtschranken emittiert die Lichtquelle in der Regel periodisch Lichtpulse einer bestimmten Wellenlänge, einer bestimmten Pulsdauer und Repetitionsfrequenz. Das Licht kann je nach Ausgestaltung des Sensors zu einem Lichtstrahl gebündelt, fokussiert oder durch Beugungs- oder Streumittel aufgeweitet in einen grossen Raumwinkelbereich emittiert werden. Die Lichtpulse werden vom Detektor erfasst. Zwischen den einzelnen Lichtpulsen liegen Sendepausen.

   Diese können konstant oder variabel sein.

[0005] Die Funktionstüchtigkeit optischer Sensoren kann durch verschiedene Effekte wie z.B. Fremdlicht oder unkontrollierbare Reflexionen beeinträchtigt oder gestört werden. Insbesondere können sich mehrere optische Sensoren gegenseitig beeinflussen, z.B. wenn das von der Lichtquelle eines Sensors emittierte Licht auf den Detektor eines anderen Sensors auftrifft.

[0006] Eine Störung ist insbesondere dann wahrscheinlich, wenn die Repetitionsfrequenz beider beteiligter Sensoren sehr nahe beisammenliegt.

[0007] Nachfolgend sind einige Methoden aufgeführt, wie die Störbarkeit in solchen Fällen verringert oder eliminiert werden kann:
 Verwendung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen.
 Nutzung unterschiedlicher Repetitionsfrequenzen bzw.

   Periodendauern, sodass Störungen nicht in mehreren aufeinanderfolgenden Messintervallen auftreten und unterdrückt werden können.
 Unterdrückung von Störungen, indem der Detektor in mehreren aufeinanderfolgenden Messungen oder in n aus m Messungen (wobei n < m) das gleiche Signal erkennen muss (Ausblenden zufälliger Störungen oder von Störungen durch Lichtquellen anderer Sensoren, deren Repetitionsfrequenz so bemessen ist, dass keine störenden Interferenzen auftreten).
 Bei synchronisierbaren Sender-Empfänger-Paaren: Zufälliges Variieren der Sendepausen und/oder Erfassen und Auswerten von Störimpulsen während der Sendepausen.

   Verzögerung der Sendepulse nach dem Auftreten von Störimpulsen durch andere Lichtquellen.

[0008] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Störungsunterdrückung bei Empfangsteilen von Einweglichtschranken mit periodisch Lichtpulse emittierenden Sendeteilen zu schaffen.

[0009] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.

[0010] Bei herkömmlichen Empfängern von Einweglichtschranken werden die Detektorsignale üblicherweise einem Komparator zugeführt und anschliessend mittels einer elektronischen Hardware-Schaltung und/oder eines Microcontrollers ausgewertet.

   Es wird lediglich festgestellt, ob ein vom Detektor erfasstes und gegebenenfalls verstärktes Impulssignal grösser ist als eine vorgegebene Ansprechschwelle. Weitergehende Informationen über das empfangene Signal werden nicht ausgewertet.

[0011] Bei der vorliegenden Erfindung hingegen umfasst die Auswerteeinheit vorzugsweise einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler). Der A/D-Wandler kann Bestandteil eines ASIC (Application Specific Integrated Circuit) sein, bei welchem weitere Elemente und Funktionen integriert sein können. Mit einer solchen Lösung kann eine relativ hohe Integrationsdichte erreicht werden. Der ASIC kann so ausgebildet sein, dass keine oder nur wenige zusätzliche Bauteile für einen Lichtschranken-Empfänger erforderlich sind.

   Der Platzbedarf für die gesamte Analog- und Digitalelektronik für die Auswertung der Detektorsignale ist im Vergleich zu herkömmlichen Lichtschranken-Empfängern gering. Dies ermöglicht einerseits die Herstellung von Sensoren mit kleineren Abmessungen, reduziert andererseits aber auch die Herstellkosten. Im Weiteren kann ein solcher ASIC mit einem integrierten A/D-Wandler bei entsprechender Konfiguration auch bei anderen Anwendungen wie beispielsweise bei Reflexionslichttastern, Reflexionslichtschranken oder allgemein bei optischen Distanzsensoren für die Erfassung und Auswertung empfangener Signale eingesetzt werden.

[0012] Die Verwendung eines A/D-Wandlers für die Erfassung der Detektorsignale hat den Vorteil, dass weitergehende Informationen über die vom Detektor erfassten Signale - z.B. deren Spitzenwerte - bei der Verarbeitung genutzt werden können.

   Herkömmlich wird bei A/D-Wandlern fortwährend das am Eingang anliegende Spannungssignal umgewandelt. Wegen der relativ hohen Wandlungsdauer, die bei preisgünstigen Systemen typischerweise in der Grössenordnung von etwa fünf bis zehn Mikrosekunden liegen kann, kommt dies einer periodischen Abtastung oder Aktualisierung der Messwerte gleich. Es könnte somit durchaus sein, dass z.B. Signale, die eine ähnliche Breite aufweisen wie die Wandlungsdauer, vom A/D-Wandler nicht oder verfälscht digitalisiert werden.

[0013] Erfindungsgemäss wird nun zwischen dem Detektor und dem A/D-Wandler eine Speichervorrichtung zum Zwischenspeichern eines analogen Signalpegels angeordnet, beispielsweise eine Sample-Hold-Schaltung oder vorzugsweise ein Spitzenwertdetektor. Im Falle des Spitzenwertdetektors wird der Spitzenwert des Messsignals gehalten bzw. gespeichert.

   Der A/D-Wandler wandelt den so erfassten Spitzenwert verzögert, nämlich dann, wenn die fallende Flanke des verstärkten Detektorsignals unter einen ersten vorgebbaren Vergleichswert sinkt und/oder wenn eine Triggerung durch einen rücksetzbaren Timer erfolgt. Da innerhalb vorgegebener Messintervalle lediglich eine Wandlung erfolgen kann, ist die Gefahr von Messausfällen während der Wandlungsdauer minimal. Bei der weiteren Verarbeitung der vom A/D-Wandler digitalisierten Spannungswerte kann erfindungsgemäss auch die Höhe der Spannungswerte berücksichtigt werden: Es können z.B. zusätzlich zum ersten Vergleichswert weitere Vergleichswerte (in analoger oder digitaler Form) vorgegeben sein. Je nachdem, wo der vom Spitzenwertdetektor registrierte Wert in Bezug auf diese Vergleichswerte liegt, kann die weitere Verarbeitung in unterschiedlicher Weise erfolgen.

   Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt der erste Vergleichswert (dessen Überschreitung ist erforderlich, damit eine Triggerung des A/D-Wandlers erfolgen kann) bei etwa 60% eines zweiten Vergleichswertes. Ein dritter Vergleichswert liegt bei etwa 75% dieses zweiten Vergleichswertes. Der zweite Vergleichswert entspricht der Schwellspannung, welche die Messgrösse übersteigen muss, um als sicher registrierter Puls gewertet zu werden. Liegt der Messwert unterhalb des dritten Vergleichswertes, so wird dieses Ereignis nicht als registrierter Puls gewertet. Messgrössen, die zwischen dem dritten und dem zweiten Vergleichswert liegen, werden als registrierte Pulse gewertet, die mit einer gewissen Unsicherheit behaftet sind.

   Auf diese Weise kann bei der Verarbeitung der Messwerte eine Hysteresefunktion gebildet werden, wobei für das Einschalten eine höhere Ansprechschwelle gilt als für das Ausschalten.

[0014] Grundsätzlich arbeitet der Empfänger der Lichtschranke mit einer Messperiode, die etwas länger ist als die Sendeperiode des Senders. Wenn innerhalb einer solchen Messperiode kein Signal detektiert wird, führt der Wandler am Ende der Periode eine "Nullwandlung" durch. Am Ausgang des A/D-Wandlers wird der Wert "Null" zur weiteren Verarbeitung weitergegeben. Der Spitzenwertdetektor und der Messperiodentimer werden zurückgesetzt bzw. gelöscht. Wenn der Spitzenwertdetektor einen Signalwert erfasst, der grösser ist als der erste Vorgabewert, wird er vom A/D-Wandler gewandelt.

   Der Messperiodentimer und der Spitzenwertdetektor werden dann augenblicklich zurückgesetzt.

[0015] Die einzelnen gewandelten Messwerte können vorübergehend gespeichert werden, derart, dass bei der weiteren Verarbeitung zu einer Ausgangsgrösse jeweils Werte aus mehreren aufeinanderfolgenden Messungen berücksichtigt werden können. So können beispielsweise Mittelwerte aus mehreren aufeinanderfolgenden Messungen anstelle einzelner Messwerte weiterverarbeitet werden. Vorzugsweise werden die aus den Messgrössen abgeleiteten Ereignisinformationen an eine Fehlerkorrekturstufe weitergeleitet. Diese kann zufällige Störungen unterdrücken, indem beispielsweise innerhalb mehrerer (m) aufeinanderfolgender Messintervalle eine vorgegebene Mindestanzahl (n) gleicher Signale erfasst werden müssen, bevor dieses Signal an die Ausgangsstufe weitergegeben wird (m ist grösser oder gleich n).

   Im Falle von unsicher erfassten Ereignissen im Hysteresebereich verwendet die Fehlerkorrekturstufe anstelle des erfassten Ereigniswertes den Ereigniswert aus der unmittelbar vorangegangenen Messung.

[0016] Zusätzlich zu dieser Plausibilitätsauswertung kann die erfindungsgemässe Vorrichtung durch eine Synchronisation mit der Sendeperiode des zugehörigen Senders weiter optimiert werden: Wenn innerhalb einer Messperiode ein Signal erfasst wird und in der vorangegangenen Messperiode kein Signal erfasst wurde, wird das neu erfasste Signal sofort gewandelt und der Messperiodentimer zurückgesetzt. In der nächstfolgenden Messperiode wird der Trigger für den A/D-Wandler bis zum Ablauf einer Sperrdauer verzögert. Die Sperrdauer ist etwas kürzer als die Sendeperiode. Sie kann z.B. 60% der Messzykluszeit bzw. 75% der Sendeperiode betragen.

   Störsignale, die während dieser Sperrdauer detektiert werden, werden vom Spitzenwertdetektor erfasst, aber erst nach Ablauf der Sperrzeit gewandelt. Ein Durchtakten sehr schneller Störsignale durch die Fehlerkorrekturstufe innerhalb einer einzelnen Messperiode durch burstartige Störsignale ist somit nicht möglich. Es kann höchstens ein Störwert pro Messperiode an die Fehlerkorrekturstufe weitergegeben werden. Ausserdem bewirkt die Sperrzeit, dass ein Zeitfenster zur Erfassung des dort erwarteten Nutzsignals offen bleibt. Es besteht also die Möglichkeit, Signale, die wahrscheinlich Störsignale sind, und Signale, die wahrscheinlich Nutzsignale sind, unterschiedlich weiterzuverarbeiten.

   Ausserdem synchronisiert sich die Messperiode aufgrund der relativen Dauer von Messperiode, Sendeperiode und Sperrdauer im Verlauf einiger Messperioden immer so mit der Sendeperiode, dass das Erfassungszeitfenster den Bereich des erwarteten Nutzsignals abdeckt. Die Tatsache, dass A/D-Wandler-typische Wandlungszeiten in der Grössenordnung von etwa fünf bis zehn Mikrosekunden aufweisen können, ist bei der vorliegenden Erfindung unwesentlich, da eine genaue Zeitauswertung der vom Detektor erfassten Signale nicht erforderlich ist.

[0017] Anhand einiger Figuren wird eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen
<tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Einweglichtschranke,


  <tb>Fig. 2<sep>ein Blockschema eines ASIC mit zugeordnetem Lichtdetektor,


  <tb>Fig. 3<sep>ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs eines Messsignals beim Empfänger in Abhängigkeit des zugehörigen Sendesignals,


  <tb>Fig. 4<sep>eine zeitliche Abfolge von Messperioden mit verschiedenen Ereignissen.

[0018] Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung einer Einweglichtschranke mit einem Sendeteil 1, welcher eine Sendeelektronik 3 und eine Nutzlichtquelle bzw. Lichtquelle 5 umfasst, und einem zugeordneten Empfangsteil 7 mit einem Detektor 9 und einer Verarbeitungseinheit 11.

[0019] Der Sendeteil 1 ist so angeordnet, dass von der Lichtquelle 5 emittierte Lichtpulse auf den Detektor 9 auftreffen können, sofern der Lichtweg 13 nicht durch ein Objekt 15 unterbrochen ist. Der Detektor 9 kann zusätzlich durch Fremdlichtquellen 17 oder andere Störquellen beeinflusst werden.

[0020] Die Verarbeitungseinheit 11 kann ganz oder teilweise in eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, auch ASIC 19 oder Application Specific Integrated Circuit genannt, integriert sein.

   In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines solchen ASIC 19 dargestellt. Er umfasst analoge Funktionselemente 21 und digitale Funktionselemente 23 (in Fig. 2 durch gepunktete Linien umrandet dargestellt), die auf einem gemeinsamen Chip integriert sind. Der Analogteil umfasst einen Verstärker 25, der eine oder mehrere z.T. konfigurierbare Verstärkerstufen umfassen kann, einen Spitzenwert-Detektor 27 oder eine Sample-Hold-Schaltung bzw. allgemein einen Analogwertspeicher. Über eine Konfigurationseinheit 29 bzw. Vorgabeeinrichtung ist der Analogteil von aussen und/oder vom Digitalteil z.B. mittels weiterer aktiver und/oder passiver elektronischer Bauteile und/oder Leiterbrücken und/oder Steuerbefehlen konfigurier- bzw. einstellbar.

   Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Verstärker 25 programmierbar und/oder durch Beschaltung mit zusätzlichen elektronischen Bauteilen ausserhalb des ASIC 19 beeinflussbar ist. Der Digitalteil umfasst einen A/D-Wandler 31 (Analog-Digital-Wandler), eine Fehlerkorrekturstufe 33 und einen Ausgangstreiber 35 mit einem (nicht dargestellten) Ausgangstimer. Diese Funktionselemente sind in der angegebenen Reihenfolge dem Spitzenwert-Detektor 27 nachgelagert. Der Digitalteil kann über eine Interface- und Konfigurationsschnittstelle 37 bzw. Vorgabeeinrichtung mit der Umgebung und/oder dem Digitalteil verbunden bzw. verbindbar sein. Über diese Schnittstelle können z.B.

   Vergleichs- oder Referenzspannungen eingelesen und/oder ausgegeben, externe Bauteile z.B. für einen Clockoszillator angeschlossen, eine Reset-Funktion ausgelöst, der Verstärker und/oder die Fehlerkorrekturstufe und/oder ein Timer 39 und/oder die zugehörige Senderperiode und/oder das Verhalten der Ausgangsstufe und/oder andere Parameter eingestellt werden.

[0021] Das obere Teildiagramm in Fig. 3 zeigt als ausgezogene Linie den Verlauf der Spannung U in Abhängigkeit der Zeit t für ein vom Detektor 9 empfangenes und vom Verstärker 25 verstärktes Spannungssignal UM, das als Messgrösse M dem Spitzenwertdetektor 27 zugeführt wird.

   Die unterbrochene fette Linie zeigt den zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung UP des Spitzenwertdetektors 27.

[0022] Im unteren Teildiagramm ist bei identischer Zeitskala synchron die Sendespannung Us des Sendeteils 1 in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt. Der Sendepuls dauert vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2.

[0023] Zwischen t1 und t2 steigt die Spannung UM kontinuierlich zuerst steil an und kann dann abflachen. Das Spannungssignal UP folgt dem Wert von Us bis zum Zeitpunkt t2. Nach Ende des Sendepulses fällt die Messgrössenspannung UM zusammen, die Spannung UP am Spitzenwertdetektor verharrt jedoch auf dem erfassten Spitzenwert U4.

   Sobald die Messgrössenspannung UM im Zeitpunkt t3 unter eine der Verarbeitungseinheit 11 als erste Vergleichsspannung U1 vorgegebene Spannung fällt, wird der A/D-Wandler 31 getriggert und wandelt den vom Spitzenwertdetektor 27 gehaltenen Spitzenwert U4 in einen digitalen Wert um. Im Zeitpunkt t4 ist die Wandlung abgeschlossen. Dieses Ereignis löst die Rücksetzung bzw. Löschung des Spitzenwertdetektors 27 aus. Dieser Prozess ist im Zeitpunkt t5 abgeschlossen.

[0024] Bei Fig. 3 sind zusätzlich zur ersten Vergleichsspannung U1 noch zwei weitere Niveaus von Vergleichsspannungen U2, U3 dargestellt. Sie werden beide für die Auswertung des erfassten Spitzenwertes U4 genutzt. U3 ist die eigentliche Schwellspannung, die der Spitzenwert U4 übersteigen muss, um als sicher erkannte Messgrösse M weiterverarbeitet zu werden.

   Die Spannung U2 liegt über der Ansprechschwelle für den Trigger des A/D-Wandlers 31 und ist kleiner als die Schwellspannung U3. U2 und U3 können digital in einem Vergleichswertspeicher oder analog als Spannungswerte vorgegeben werden. Vorzugsweise sind sie aber mit der Schwellspannung U3 verknüpft. Im vorliegenden Beispiel gilt: U1 = 0.6 X U3 und U2 = 0.75 X U3.

[0025] Nach der Digitalisierung können die gewandelten Messwerte direkt weiterverarbeitet werden. Alternativ können sie auch gespeichert werden.

   Anstelle einzelner Messwerte kann in diesem Fall eine Funktion mehrerer Messwerte aus mehreren aufeinanderfolgenden Messperioden weiterverarbeitet werden, also beispielsweise ein Mittelwert aus den letzten drei oder vier Messperioden.

[0026] Zur weiteren Verarbeitung werden die gewandelten Messwerte einer Plausibilitätsprüfung unterzogen und die an die Fehlerkorrekturstufe weiterzugebenden Werte bestimmt:
 falls U4 grösser oder gleich U3 ist, wird dies als sicheres Ereignis gewertet. Der Wert "1" wird an die Fehlerkorrekturstufe 33 weitergegeben
 falls U4 zwischen U2 und U3 liegt, wird dies als unsicheres Ereignis gewertet. Die Fehlerkorrekturstufe 33 liest den Wert ein, der am Ausgang der Fehlerkorrekturstufe anliegt, also entweder den Wert "1" oder den Wert "0"
 falls U4 kleiner oder gleich U1 ist, wird dies als sicheres Ausbleiben eines Ereignisses gewertet.

   Der Wert "0" wird an die Fehlerkorrekturstufe 33 weitergegeben. 

[0027] Die Plausibilitätsprüfung hat also auch die Wirkung einer Hysteresefunktion.

[0028] Die Fehlerkorrekturstufe 33 hat die Aufgabe, zufällig auftretende vereinzelte Störungen, also vom Detektor 9 erfasste Störimpulse oder das Nicht-Erkennen einzelner Messwerte auszublenden. Die Fehlerkorrekturstufe 33 kann z.B. als Schieberegister ausgebildet sein, wobei für jedes Messintervall ein auszugebender Wert in Funktion der Registerwerte des Schieberegisters ermittelt wird. Vorzugsweise wird dabei eine "n aus m"-Auswertung vorgenommen: Von den m Registern müssen n den Wert "1" haben, damit der Wert "1" an den Ausgangstreiber 35 weitergegeben wird.

   Die Bedingung zur Ausgabe des Wertes "0" an den Ausgangstreiber 35 kann analog festgelegt werden.

[0029] Zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung sind in Fig. 4 für elf aufeinanderfolgende Messperioden (a, b, c, ...l) verschiedene Ereignisse auf einer Zeitskala dargestellt. Der Wert 1 auf der Zeitskala entspricht der maximalen Dauer TM der Messperiode. Diese ist grösser als die Sendeperiode TS.) Im vorliegenden Beispiel gilt TM = 1.25 X TS. Wenn in einer Messperiode ein gültiges Signal erfasst und gewandelt wurde, gilt in der nächstfolgenden Messperiode eine Triggersperre zur Verzögerung der Triggerung des A/D-Wandlers 31. Die Sperrdauer TT der Triggersperre ist kürzer als die Sendeperiode TS. Im vorliegenden Beispiel gilt TT = 0.6 X TM = 0.75 TS. Die Triggersperre ist in Fig. 4 jeweils durch schraffierte Rechtecke dargestellt.

   Sämtliche in Fig. 4 dargestellten Messsignale M haben einen Spitzenwert U4, der grösser ist als der für eine sichere Erkennung erforderliche Spannungswert U3. Im Folgenden werden die Ereignisse der einzelnen Messperioden kurz erläutert:
a) : Es wird kein Signal registriert. Am Ende der Messperiode wird eine Nullwandlung und ein Reset des Messperiodentimers 39 durchgeführt.
b) : Ein Messsignal M wird zwischen 0.6 X TM und TM registriert. Sobald die fallende Flanke des Messsignals M den Wert U1 unterschreitet, wird der A/D-Wandler 31 getriggert und der Messperiodentimer 39 zurückgesetzt.
c) : Da in der vorhergehenden Messperiode eine durch ein Messsignal M getriggerte Wandlung ausgeführt wurde, ist die Triggersperre zu Beginn der aktuellen Messperiode aktiviert. Im Erfassungszeitfenster zwischen 0.6 X TM und TM wird erwartungsgemäss das nächste Messsignal M registriert.

   Wandlung und Rücksetzung Messperiodentimer.
d) : Triggersperre aktiviert. Mehrere Störsignale S werden als Messsignale M während der Triggersperre erfasst. Da sie nicht im Erfassungszeitfenster liegen, muss es sich um Signale einer anderen Lichtquelle als bei c) handeln. Die Triggerung des A/D-Wandlers 31 und Rücksetzung des Timers 39 erfolgt erst nach Ablauf der Triggersperre bei 0.6 X TM. Wegen der Triggersperre werden die vielen Störsignale S nicht einzeln gewandelt, sondern nur einmal der im Spitzenwertdetektor 27 befindliche Maximalwert. Die Vielzahl von Störungen S wird also nur als einzelner Wert an die Fehlerkorrekturstufe 33 weitergegeben.
e) : Triggersperre aktiviert. Während der Triggersperre wird ein Messsignal M erfasst.

   Es kann nicht festgestellt werden, ob es sich dabei um das "richtige" Messsignal M handelt oder um ein Störsignal S, da die Grösse und Gestalt des empfangenen Signals jenem des Nutzsignals des zugeordneten Senders 1 entspricht. (Eine solche Feststellung wäre z.B. durch Speichern typischer Signalmerkmale und durch Vergleichen des Messsignals M mit solchen gespeicherten Merkmalen möglich. Signifikante Unterschiede zwischen gespeicherten und neu erfassten Signalmerkmalen deuten darauf hin, dass es sich beim neu erfassten Signal um eine Störung handelt).
f) : Analog zu e). Das Messsignal M wird jedoch erst später innerhalb der Messperiode registriert, da die Sperrdauer TT der Triggersperre kürzer als die Sendeperiode TS ist.
g) : Analog zu f).

   Da das Messsignal M jetzt wieder im Erfassungsfenster liegt, erfolgen Triggerung und Rücksetzung des Timers 39 wieder unmittelbar durch das Messsignal M.
h) : Analog zu f). Jetzt hat sich die Messperiode des Empfängers vollständig mit der Sendeperiode TS synchronisiert.
i) : Es wird kein Messsignal mehr registriert. Nullwandlung und Rücksetzung des Timers 39 am Ende der Messperiode. Der Wert "Null" wird an die Fehlerkorrekturstufe 33 weitergegeben.
k) : Da in der vorangegangenen Messperiode kein Signal registriert wurde, ist keine Triggersperre aktiviert. Ein Messsignal M kann also jederzeit erfasst und unmittelbar gewandelt werden, egal, wo innerhalb der Messperiode sich der Timer 39 befindet. Sobald die fallende Flanke des Messsignals M den Wert U1 unterschreitet, wird der A/D-Wandler 31 getriggert und der Messperiodentimer 39 zurückgesetzt.
l) : analog zu c)

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Störungsunterdrückung bei einer Lichtschranke, wobei diese Lichtschranke einen Sendeteil (1) mit einer Lichtquelle (5) und einen Empfangsteil (7) mit einem Detektor (9) und einer Verarbeitungseinheit (11) umfasst, und wobei die Verarbeitungseinheit (11) zur Verarbeitung einer aus dem Detektorsignal ableitbaren Messgrösse (M) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Detektor (9) und der Verarbeitungseinheit (11) eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Messgrössenwerten angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichervorrichtung zum Speichern eines analogen Spannungssignals ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11) einen Analog-Digital-Wandler (31) mit einem Triggereingang zum Triggern des Wandlungsprozesses umfasst.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11) eine oder mehrere Vorgabeeinrichtungen zum Vorgeben einer oder mehrerer Vergleichsgrössen für analoge und/oder digitalisierte Messgrössenwerte umfasst.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Komparator zum Vergleichen der Messgrössenwerte mit einer analogen Vergleichsgrösse vorgesehen ist, und dass der Ausgang des Komparators mit dem Triggereingang wirkungsmässig verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleichswertspeicher zum Speichern eines oder mehrerer digitaler Vergleichswerte und eine Vorrichtung zum Vergleichen der digitalisierten Messgrössenwerte mit dem oder den Vergleichswerten vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11) einen Timer (39) zum Vorgeben des Messperiodentaktes umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Timer (39) in Abhängigkeit der vom Detektor (9) ableitbaren Messgrösse (M) rücksetzbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11) mindestens teilweise auf einem Chip oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, auch ASIC (19) genannt, integriert ist.

10. Verfahren zur Störungsunterdrückung bei einer Lichtschranke mit einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Empfangsteil (7) ein vom Detektorsignal abgeleiteter Messgrössenwert gespeichert und der derart gespeicherte Messgrössenwert verzögert weiterverarbeitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Messgrössenwert durch einen Analog-Digital-Wandler (31) weiterverarbeitet wird, wobei die Wandlung durch ein Triggersignal ausgelöst wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlungsprozess beim A/D-Wandler (31) durch ein von der Messgrösse (M) abhängiges Triggersignal und/oder durch einen Timer (39) ausgelöst wird.

13. Verfahren Anspruch 12, wobei die Lichtquelle einen Lichtpuls emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Ende des Lichtpulses verursachte Empfangssignaländerung beim Unterschreiten bzw. Überschreiten eines ersten Vorgabewertes (U1) und/oder das Ablaufen des Timers (39) eine Triggerung des Analog-Digital-Wandlers (31) bewirken.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei im Empfangsteil (7) aufeinanderfolgende Messperioden abgearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der A/D-Wandler (31) pro Messperiode nur eine Wandlung durchführt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlungszeitpunkt bzw. die Triggerung des A/D-Wandlers (31) während einer Messperiode bis zum Erreichen eines vorgegebenen Zeitpunktes innerhalb dieser Messperiode verzögert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vom A/D-Wandler (31) gewandelte Werte oder davon abgeleitete Werte mit Bezug auf die jeweilige Messperiode gespeichert werden, und dass bei der weiteren Verarbeitung gespeicherte Werte aus mehreren Messperioden berücksichtigt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die vom A/D-Wandler (31) gewandelten Werte durch Vergleich mit vorgegebenen oder vorgebbaren Vergleichswerten Plausibilitätswerte ermittelt werden, und dass diese Plausibilitätswerte durch eine Fehlerkorrekturstufe (33) weiterverarbeitet werden.