条码激光扫描识读器

(三）光接收系统
　　扫描光束射到条码符号上后被散射，由接收系统接收足够多的散射光。在激光全角度扫描识读器中，普遍采用回向接收系统（图4）。在这种结构中，接收光束的主光轴就是出射光线轴。这样，散射光斑始终位于接收系统的轴上。这种结构的瞬时视场极小，可以极大地提高信噪比，还能提高对条码符号镜面反射的抑制能力，并且对接收透镜的要求亦很低。另外，它还能使接收器的敏感面较小。高速光电接收器敏感面积一般都不大，而且小敏感面积的接收器成本亦较低，所以这一点也是很重要的。它的缺点是当扫描光束位于扫描系统各元件边缘时要产生渐晕现象（图6）。除了从结构上采取措施尽量减小渐晕外，还应舍弃特性太差的扫描角度。
　　全角度扫描识读器中还普遍采用光学自动增益控制系统，使接收到的信号光强度不随条码符号的距离远近而改变。这可以缩小信号的动态范围，有利于后续处理。
　　手持枪式扫描识读器具有扫描速度较慢、信号频率较低等特点。而低响应频率的接收器如硅光电池具有较大的敏感面积，并且这低频系统也容易达到较高的信噪比。因此，除可采用上述回向接收方案外还可以采取别的方案。例如可利用半导体激光器的易调制性，将出射激光束以某一较高频率调制。而后，在电信号处理时再采用同步接收放大技术取出条码信号。只要调制频率远大于条码信号频率，它所带来的条码宽度误差将可忽略不计。同步接收技术具有极高的抑制噪声能力，因此就不一定采用回向接收结构。这样就会给光学接收系统的安排上带来相当的灵活性。利用这种灵活性就能使识读器某些方面的性能得以提高。例如在回向接收方案中，运动元件亦是接收系统的组成部分，要求它具有一定的孔径大小以保证接收到足够多的信号光。但是，如果运动元件仅仅起扫描出射光束的作用，就可以做得很小。显然小的运动元件无论对于选择动力元件还是提高寿命、可靠性都是极为有利的。
（四）光电转换、信号放大及整形
　　接收到的光信号需要经光电转换器转换成电信号。全角度扫描识读器中的条码信号频率为几兆赫到几十兆赫。这么高的信号频率要求光电转换器使用具有高频率响应能力的雪崩光电二极管(APO)或PIN光电二极管。全角度扫描识读器一般都是长时间连续使用，为了使用者安全，要求激光源出射能量较小。因此最后接收到的能量极弱。为了得到较高的信噪比（这由误码率决定），通常都采用低噪声的分立元件组成前置放大电路来低噪声地放大信号。
　　
　　从上面所说的情况中，我们可以看到高信号频率带来了技术上的很大困难和成本上的提高。对于具有一定识读能力的全角度扫描识读器，它的数据率R正比于n/(H×Cosα-W×sinα)。其中，n为扫描方向数，H、W分别为条码符号的高度、宽度，α为条码符号相对扫描图案处于最不利于扫描识读时的角度值，对于各扫描线均匀分布的情况 α=π/2n，如 n=2 时 α为45°由这个式子我们可估算对于UPC码，如果采用扫描左半部和右半部并进行拼接的方案，n为3时数据率最低，对于完全贯穿整个条码才识读的方案，n为5时数据率将最低。在设计扫描系统时需对此予以考虑。
　　另外，也可以采用低速的扫描模块组合成一个阵列来达到全角度高速扫描条码的性能。显然，这种方案较宜应用于流水线场合中。

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