用于光束感测的信号处理制造技术

在通过提取转换从利用数字数据编码的光束中获得信号的类型的光学代码传感器中，在处理之前插入可调带宽滤波器以提取数据。检测光学代码的距离，与条形码的距离相关地增加滤波器带宽。优选地，将到滤波器的输入信号施加到移位寄存器，并且，将寄存器的每一级的输出均乘以预定的系数，其被计算用来通过整个系数组实现特定波形，该特定波形优选是高斯波形。随后。将与系数相乘的寄存器级输出相加在一起，以产生施加到处理器的滤波的输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及信号处理，更具体地涉及一种用于处理光束的方法和滤 波器，其中，该光束已经被用数据编码以提高在处理光束之后提取的信号的信噪比 (signal-to-noise ratio)0
技术介绍
使用光作为传输介质的数据通信正得到广泛的接受。一个长期使用数据编码光的 应用是光学代码扫描仪，例如条形码扫描仪。当前，条形码扫描仪通常使用激光照射远程条形码。图1是示出通常的条形码 扫描仪的操作的示意性框图。从条形码反射的激光L被条形码的明暗部分调制，并由光 电二极管PD感测，该光电二极管PD产生表示调制光的电流。该电流信号被施加到前置 放大器10，该前置放大器10将电流信号转换为电压信号。将该电压信号提供到微分电 路(differentiation circuit) 12，该微分电路12与前置放大器输出中的每个转换相 对应地产生脉冲，并且自动增益控制(AGC)电路14保持信号振幅相对恒定不变，而不 管所接收到的信号中的变化如何。受增益控制的信号随后被施加到去除无关高频变量 (extraneoushigh-frequency variation)的低通滤波器(LPF) 16，并然后被施加到模数转 换器(ADC)18。所得到的数字信号随后被施加到处理器20，该处理器对信号进行解码并从 该信号中提取条形码。在提取条形码的过程中，产生了这样的问题S卩，施加到滤波器的信号的频谱与条 形码离扫描仪的距离相关地改变，从而限制了滤波器的效力。当处理器不能够正确地识别 条形码时，现有技术实践中的做法是，处理器在某种搜寻处理中逐步调节滤波器带宽，以改 进识别。然而，这是一个缓慢而冗长的过程，使得难以高效而准确地读取条形码(如果读取 不是不可能的话)。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，在所描述的类型的光学代码传感器中，可调带宽滤波器 代替低通滤波器。检测光学代码的距离，并且与条形码的距离相关地增加滤波器带宽。优 选地，到滤波器的输入信号被施加到一个移位寄存器，并且，将寄存器的每一级的输出均乘 以预定的系数，其被计算用来通过整个系数组实现特定波形，该特定波形优选是高斯波形。 随后将与系数相乘的寄存器级输出相加在一起，以产生施加到处理器的滤波的输出信号。优选地，为了实现带宽调节，寄存器的时钟速率(clock rate)被调节。具体地，使 用检测的条形码距离来控制用作移位寄存器的时钟的电压控制振荡器(VC0)的频率。附图说明从下面参照附图对于根据本专利技术的预知优选的、但仅仅示例性的实施例的详细描 述中，将更全面地理解本专利技术的以上概述、以及其它的目的特征和优势。在附图中图1是示出通常的条形码扫描仪的操作的示意性框图；图2是示出实施本专利技术的条形码扫描仪的操作的示意性框图；图3显示表示具有不同的标准差(带宽)的滤波器的高斯波形；图4是示出数字滤波器的优选实施例的示意性框图；以及图5呈示有利于进一步理解数字滤波器的操作的波形。具体实施例方式现在转到附图的细节，图2是示出实施本专利技术的条形码扫描仪的操作的示意性框 图。从条形码反射的激光L被条形码的明暗部分调制，并由光电二极管PD感测，该光电二 极管PD产生表示调制光的电流。将该电流信号施加到前置放大器10，该前置放大器10将 电流信号转换为电压信号。将该电压信号提供到微分电路12，该微分电路12与前置放大器 输出中的每个转换相对应地产生脉冲，并且自动增益控制(AGC)电路14保持信号振幅相对 恒定不变，而不管所接收到的信号中的变化如何。受增益控制的信号随后被施加到模数转 换器(ADC)18。所得到的数字信号随后通过数字滤波器30和数字化仪(digitizer) 22被施 加到处理器20，该处理器20对信号进行解码并从该信号中提取条形码。广泛地，数字滤波器30是可变滤波器，其带宽可以被控制。距离检测器感测条形 码的距离，直接与该距离相关地控制数字滤波器30的带宽。数字滤波器30接收到的脉冲具有近似高斯波形。熟悉通信理论的技术人员将会 理解，利用匹配的滤波器将获得最佳的信噪响应。也就是说，信噪响应与输入信号的频谱和 时域特性相符。因此，在优选实施例中，将滤波器30设计为具有高斯时域响应。图3显示表示具有不同的标准差(带宽)的滤波器的高斯波形。在这些波形之一， 将各点标注为Kylvky它们表示为了下述目的而将被使用的系数值，以表征高斯或正态 曲线。图4是示出滤波器30的优选实施例的示意性框图。将来自于(ADC) 18的信号作为 输入施加到移位寄存器32，在移位寄存器32中对每一级的输出进行抽头(tap)，并且，在乘 法器34中，将每一级的输出乘以系数！^，！^…！^中的相应的一个。在加法器36中对这样相乘 之后的移位寄存器输出进行求和，以产生施加到处理器20的输出信号。实时地、连续地执 行这一操作，以利用数字滤波器30的特性将来自ADC 18的输入信号有效地卷积。本领域技 术人员将会认识到，这等效于在频域中的输入信号表示法(input signal represenatoin) 和滤波器表示法之间执行乘法。因而，这基本上相当于把滤波器特性看作一个传输函数并 且获得由滤波器作用于输入信号所产生的输出信号。电压控制振荡器(VC0)为移位寄存器32提供了时钟信号。电压控制振荡器由距 离检测器50驱动。检测器50产生随着条形码的距离而增加的电压信号，并且使得VC0 40 的输出频率相应地增大。这样在仍保持相同的特性形状的同时有效地使得滤波器30的带 宽增加。图5呈示有利于进一步理解数字滤波器30的操作的波形。波形A表示到滤波 器的输入波形。波形B表示滤波器30的高斯特性，波形C和D表示当由VC040施加不 同频率时在波形A和B之间的卷积。在这种情况下，频率从波形C增大到波形D，使信噪 (signal-2-noise)得以改善。应当理解，波形C和D对应于从前置放大器10接收到的信号的不同版本。随后，通过对这些波形进行积分，将获得与被检测的条形码相对应的信号。 尽管出于说明性目的而已被公开本专利技术优选实施例，但是本领域的技术人员将会 认识到，在不偏离于由所附权利要求限定的本专利技术的范围和精神的情况下，可以进行许多 添加、修改和替换。权利要求一种提高信号的信噪比的方法，该信号是通过提取转换从用数字数据编码的光束中获得的，该方法包括下述步骤在处理信号以提取数据之前，将该信号施加到滤波器，在该滤波器中，与光束源离待读取目标的距离直接相关地控制带宽。2.权利要求1的方法，其中滤波器是低通滤波器，并且，该滤波器的带宽由截止频率限定。3.权利要求1的方法，其中滤波器具有与所述信号的脉冲波形匹配的波形。4.权利要求1的方法，其中光束是激光束。5.权利要求1的方法，其中光束是从光学代码反射的激光束。6.权利要求1的方法，其中滤波器是数字滤波器，该滤波器的带宽由可变振荡器的频 率控制，所述方法还包括下述步骤感测光束源的距离，以及与该距离直接相关地调节振荡 器的频率。7.权利要求6的方法，其中滤波器具有与所述信号的脉冲波形匹配的波形。8.权利要求6的方法，其中所述滤波器包括接收信号并通过可变振荡器移位的移位寄 存器，该寄存器具有多级，利用预定的加权将在寄存器各级处的输出相加，以产生滤波器输 出，要对该滤波器输出进行处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高信号的信噪比的方法，该信号是通过提取转换从用数字数据编码的光束中获得的，该方法包括下述步骤：在处理信号以提取数据之前，将该信号施加到滤波器，在该滤波器中，与光束源离待读取目标的距离直接相关地控制带宽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：中村则男，
申请(专利权)人：OPTO电子有限公司，欧光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]