CN109073733B - 用于转换在发送器和接收器之间传输的信号的时间延迟的装置 - Google Patents
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Abstract
该装置实施一种用于确定在传输路径(I1)中第一小波的延迟时间的方法。为此,在参考时间点之后的时间点把该第一小波发送到所述传输路径(I1)中。在经过所述传输路径(I1)之后,把延迟后的通常变形了的发送小波与第二(分析)小波进行标量相乘。将结果与参考值比较。在时间点(ts),标量积值采用参考值。参照参考时间点,根据该时间点(ts),调节第一和/或第二小波相对于参考时间点的延迟。不进行幅度控制。
Description
本申请要求德国专利申请10 2016 103 689.7(2016年3月1日)、10 2016 103688.9(2016年3月1日)、10 2016 103 690.0(2016年3月1日)、10 2016 108 488.3(2016年5月9日)、10 2016 108 490.5(2016年5月9日)、10 2016 108 491.3(2016年5月9日)、102016 108 489.1(2016年5月9日)、10 2016 108 492.1(2016年5月9日)、10 2016 108494.8(2016年5月9日)、10 2016 108 495.6(2016年5月9日)、10 2016 108 497.2(2016年5月9日)和10 2016 108 496.4(2016年5月9日)的优先权,这些优先权的内容通过引用合并到本专利申请的主题中。
本发明涉及一种用于转换传输路径的接收器的输出信号相对于由传输路径的发送器发送的发送信号的时间延迟的装置。本发明尤其涉及:
-采用单级或双级Delta-Sigma方法的光学传播时间测量法及相关装置;
-用于借助发送小波和带有受控的延迟的分析小波进行时间数字转换的方法;
-用于借助发送小波和带有受控的延迟的分析小波进行带有受控的时间上的小波压缩的时间数字转换的方法;
-用于借助带有受控的延迟的发送小波和分析小波进行带有受控的时间上的小波压缩的时间数字转换的方法;
-用于借助发送小波和带有受控的延迟的分析小波进行时间数字转换的装置;
-用于借助带有受控的延迟的发送小波和分析小波进行时间数字转换的装置;
-用于借助发送小波和带有受控的延迟的分析小波进行带有受控的时间上的小波压缩的时间数字转换的装置;
-用于借助带有受控的延迟的发送小波和分析小波进行带有受控的时间上的小波压缩的时间数字转换的装置;和
-采用单级或双级Delta-Sigma方法的光学传播时间测量法及相关装置。
本发明涉及一种用于把接收器输出信号S0相对于延迟的发送信号S5d的时间延迟Δt转换为数字值特别是二进制值的方法,发送小波信号S5d在任意的物理媒介的传输路径I1中在转换为接收器输出信号S0时历经所述时间延迟Δt。
在很多应用中必需的是,确定一种信号的相对于已发送信号的延迟时间。这种应用例如涉及电磁波的传播时间、电磁波或声波的传播时间(例如用于间距确定,比如用来建立3D图像,如DE-A-101 53 742和WO-A-02/25805中所述,或者距离确定)、粒子飞行时间、化学反应时间、粒子物理的分解时间,等等。
这些延迟时间通常要在数字的数据处理设备中予以继续处理。
在这种背景下,数字化地确定这种延迟时间是电路技术的根本问题。
由这些文献已知对信号幅度予以Delta-Sigma转换的各种方法。所有这些方法的共同之处是,它们具有幅度受控的控制回路。在小偏差情况下,幅度极易受噪声和量化误差牵连,这限制了分辨率。如果要确定模拟的接收器输出信号相对于数字的发送信号的延迟,则把模拟的接收器输出信号与负反馈的模拟的反馈信号累加成模拟的滤波器输入信号。模拟的滤波器输入信号表示在幅度值离散的输出信号和模拟的接收器输出信号之间的加权的差。现有技术中的目标是,把偏差控制到0。因此,在最简单的情况下,借助于第一滤波器将模拟的滤波器输入信号积分成模拟的滤波器输出信号。可考虑采用复杂的滤波算法。模拟的滤波器输出信号然后被转换成幅度值离散的输出信号。该幅度值离散的输出信号然后与模拟的因子相乘为模拟的反馈信号,并且又输送给调节回路。现在为了确定在由此幅度值离散的输出信号与数字的发送信号之间的延迟,然后采用数字方式对它们予以相互比较。对传输路径I1中的延迟的确定因而在三个独立的如下步骤中进行:
-产生数字的发送信号,并将其馈入到传输路径I1中,且在传输路径的末端提取接收器输出信号;
-形成幅度值离散的输出信号,它代表了接收器输入信号;
-把如此形成的幅度值离散的输出信号与数字的发送信号相比较,并将幅度差调节到0。
这三级中的每一级都在求取数字值时导致处理中的误差,该数字值代表了传输路径中的延迟。
这种幅度值离散的装置例如由EP-A-2 924 460已知。在这里公开的方法中,通过求标量积来获取输入信号上的基本小波的幅度部分,求标量积可以用相乘和随后的低通滤波来实现。在第二步骤中,把相应的基本小波的如此求取的幅度部分值与这些基本小波相乘,与负1相乘,并混合成控制补偿发送器的补偿信号,该补偿发送器同样射到根据EP-A-2924 460的装置的接收器中。如果调节回路稳定,相应的基本小波的各个幅度值就将测量结果表现为测量值向量。试验中已表明,本发明的下述方法优于根据EP-A-2 924 460的方法和装置,采用本发明能实现高出至少一个数量级的较高的分辨率。
本发明的目的在于,提出一种解决方案,其减小了现有技术的以所出现的过程误差为形式的上述缺点。
根据本发明,该目的通过一种装置得以实现,该装置用于把传输路径I1的接收器E的输出信号S0相对于由发送器S发送到传输路径I1中的发送小波信号S5d的时间延迟转换为数字值特别是二进制值,该装置带有:
-发送小波信号产生器WG1,其用于基于带有第一参考时间点t0的第一时间小波WL1产生发送小波信号S5d,其中,该发送小波信号S5d在其时间位置即其起始时间点和/或其结束时间点方面(两个时间点可改变)、和/或在其时间延展或压缩即其起始时间点与结束时间点之间的时间间隔(两个时间点可同向地或反向地改变)方面、和/或在其幅度方面,通过相关的可由发送小波信号产生器WG1设定的参数予以规定;
-第一分析小波信号产生器WG2,其用于基于带有第二参考时间点t0+tv的第二时间小波WL2产生第一分析小波信号WS1,其中,该第一分析小波信号WS1在其时间位置即其起始时间点和/或其结束时间点方面(两个时间点可改变)、和/或在其时间延展或压缩即其起始时间点与结束时间点之间的时间间隔(两个时间点可同向地或反向地改变)方面、和/或在其幅度方面,通过相关的可由第一分析小波信号产生器WG2设定的参数予以规定;
-标量积单元WS1、SO,其用于由接收器输出信号S0与第一分析小波信号WS1计算时间上的标量积信号S8;
-时间-数字转换器TDC,其用于通过标量积信号S8的大小与第一参考值Ref的比较来形成用于可设定的测量时间间隔的时长的时间连续的、值离散的特别是二进制的评估信号S9,并在时间点t0+ts对评估信号S9的值予以变换,其中在该时间点,标量积信号S8等于参考值Ref或者大于该参考值Ref,即,与由参考值规定的阈值“交叉”或“相交”;以及
-调节器CTR,其用于要么改变在发送小波信号产生器WG1中的规定发送小波信号S5d的至少一个参数,要么改变在第一分析小波信号产生器WG2中的规定第一分析小波信号WS1的至少一个参数,要么既改变在发送小波信号产生器WG1中的规定发送小波信号S5d的至少一个参数、又改变在第一分析小波信号产生器WG2中的规定第一分析小波信号WS1的至少一个参数,确切地说,根据时间点t0+tv进行改变,在该时间点,相对于发送小波信号S5d的第一时间小波WL1的参考时间点t0,标量积信号S8等于参考值Ref或者大于该参考值Ref,即,与由参考值规定的阈值“交叉”或“相交”。
因而在本发明的装置中采用了小波,以便把时间延迟转换为数字值特别是二进制值。本发明意义下的小波是比如在2017年2月21日的“https://en.wikipedia.org/wiki/Wavelet#Definition_of_a_wavelet”中描述的信号形式。小波因而是一种波形的振荡,其幅度量值开始为0,然后上升,或者交替地上升和下降,以便在结束时又以0结束。小波通常可以视为“小的波”,比如地震仪或心跳监测器的记录。通常,小波有益地被开发,且具有特殊的特性,其使得小波对于信号处理是有用的。。这些小波可以组合,确切地说,采用也称为卷积的翻转、平移、相乘和积分技术,且可以具有已知信号的区域,以便由未知的信号提取出信息。
在本发明中,沿着各个测量时间间隔进行处理。这些测量时间间隔由所用小波的长度来决定,但也可以大于该长度。在任何情况下,小波的开头和结尾都位于一个测量时间间隔内。各个测量时间间隔优选全部都一样长。
如上已述,本发明的装置特别地也具有标量积单元。在最简单的情况下,两个信号的标量积通过瞬时值的乘积利用积分而形成,确切地说,利用在测量时间间隔上进行积分而形成。在测量时间间隔开始时或者开始后并且在测量时间间隔结束时或者结束前,小波为0,通过采用所述小波,保证了积分自动终止,而为此无需特殊的装置。积分器于是可以永久地工作,这简化了对积分器的控制。
标量积必须在测量时间间隔上进行,因而两个正交的小波的标量积实际上为0。
很普遍的是,两个信号a和b的标量积<a,b>应具有信号a、b、c的如下特性:<a,g*b>=g*<a,b>,g是实数,<a,b+c>=<a,b>+<a,c>。此外,优选对于每个信号a来说,都存在信号ai,<a,ai>=1(存在相反数)。但这并非强制性的,而仅仅是有利的。最后优选给出一信号0,其具有特性<a,0>=0。标量积可以是但并非必须是可交换的:<a,b>=<b,c>。
根据本发明的一种有利的设计规定,标量积单元WS1、SO设有用于将滤波器输入信号S2作为接收器输出信号SO与第一分析小波信号WS1的乘积来计算的乘法器M1,且设有用于对滤波器输入信号S2予以滤波的第一滤波器F1特别是低通滤波器。第一滤波器F1更加有利地是积分器或者像它那样工作。
根据另一有利的设计,该装置还具有:
-矫正单元KE,其用于根据时间点t0+ts形成矫正信号K1,在该时间点,相对于发送小波信号S5d的第一时间小波WL1的参考时间点t0,标量积信号S8等于参考值Ref或者大于该参考值Ref;
-加法器S1,其用于通过把矫正信号K1加至标量积信号S8而形成矫正后的标量积信号S10;
-第二滤波器F2特别是低通滤波器,其用于把矫正后的标量积信号S10滤波,以便形成滤波后的标量积信号S11;
-其中,滤波后的标量积信号S11可输送给时间-数字转换器TDC,用于形成评估信号S9。
第二滤波器F2有利地是积分器或者像它那样工作。
时间-数字转换器TDC有利地是比较器。
根据本发明的一种有利的设计规定,发送小波信号产生器WG1的第一小波WL1和第一分析小波信号产生器WG2的第二小波WL2被设计为,使得标量积信号S8的值在时间上的工作点周围的时间范围内单调下降地特别是严格单调下降地、或者单调上升地特别是严格单调上升地,取决于发送小波信号S5d从传输路径I1的发送器至其接收器E的时间延迟Δt,其中,时间延迟Δt处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0。
根据本发明已认识到,在一个唯一的步骤中实施时间数字化将要执行的步骤的序列减小至如下次序:
1.产生数字的发送信号,并将其馈入到传输路径I1中,且从传输路径中提取接收器输出信号;
2.相对于发送信号形成并在时间上调节时间连续的、值离散的评估信号,该发送信号代表滤波器输出信号与参考值的相交点,其中,时间连续的、值离散的评估信号代表延迟时间。
因而(与现有技术相反)在本发明中明确地不再通过调节滤波器输入信号的幅度来进行幅度离散化。与现有技术相反,因而根据本发明既不控制在控制回路中所用的产生器输出信号的幅度、又不控制放大率或幅度,又不控制发送信号的幅度。因此本发明的控制的目标是,与现有技术相反,不再使得各幅度值一致地控制滤波器输入信号,而是确切地说要这样控制:滤波器输入信号与第一恒定的幅度值的时间相交点、同接收器输入信号与第二幅度值的时间相交点一致。
但所述第一和第二幅度值通常并非必须为0和相等。
目的是要转换接收器输出信号S0相对于发送小波信号S5d的时间延迟Δt,该发送小波信号在其沿着任意的物理媒介的传输路径I1传输时历经该时间延迟,该目的根据本发明具体地通过如下步骤来实现:
-第一,基于第一时间小波WL1产生发送小波信号S5d。在产生小波时所在的每个时段Ts内,该小波都具有第一参考时间点t0。该参考时间点t0在下面用作在时段Ts内的时间参考点。这些时段Ts优选不交叠;
-第二,现在把由此产生的发送小波信号S5d馈入到所述传输路径I1中。该信号经过传输路径I1,并在传输路径I1的末端转换为接收器输出信号S0。通常,在传输路径I1的末端存在接收器,该接收器产生所述接收器输出信号S0。对于这里所述的问题并不重要的是,传输路径I1、发送器或接收器是何种媒介;
-第三,基于第二小波WL2产生第一分析小波信号WS1。该第二小波WL2通常不与第一小波WL1一致,且通常在至少相关的时段内具有不同的第二参考时间点t0+tv。在该时段内,该第二参考时间点相对于第一小波WL1的第一参考时间点t0通常设有第一延迟时间tv;
-第四,通过在接收器输出信号S0与第一分析小波信号WS1之间形成标量积,形成时间上的标量积信号S8。标量积的本质是本发明的其它实施方式的主题;
-第五,通过将标量积信号S8的值与第一参考值Ref进行比较并对时间连续的、值离散的评估信号S9的值进行变换,形成时间连续的、值离散的评估信号S9。这优选在比较器中进行,确切地说,在如下(相交)时间点进行:在此时,(相对于第一参考时间点)标量积信号S8的值为参考值Ref;
-第六,根据相交时间点t0+ts,改变第一延迟时间tv。对延迟时间tv的改变因而取决于评估信号S9的值变换时间点,而不是取决于其幅度值,这是本发明与现有技术的主要区别。根据本发明已认识到,相比于具体的幅度,评估信号S9的值变换的这种时间点可以明显更为准确地确定。时间分辨率由此改善了至少10倍。代替控制第二小波WL2的第二参考时间点t0+tv,例如也可以对第一小波WL1的第一参考时间点t0+tv进行控制,其中,于是优选第二小波WL2具有无延迟tv的第二参考时间点t0。当然,这两个控制***可以混合。这些小波的特点是,它们对于转换具有延迟tv,并且还具有信号压缩度α。这相应于傅里叶变换的相位和频率ω。因而在本发明的另一变型中规定,代替延迟tv,在产生延迟的发送信号时,根据评估信号S9的值变换的时间点来控制第一小波WL1的第一压缩度α1,或者,根据评估信号S9的值变换的时间点来控制第二小波WL2的第二压缩度α2。不言而喻,这些控制方法也可以组合。该组合也可以通过对延迟的控制来进行。可以在相应的路径中把多个分析小波信号WS1、WS2组合起来。
如已述,相比于基于幅度值的方法,基于信号值变换(把评估信号的值或状态由0变换为1(或相反),或者由1变换为2,等等)的控制方法具有明显高的时间分辨率。
在本发明的另一实施方式中,进一步减小潜在的误差。这通过根据相交时间点t0+ts形成矫正信号K1来进行。作为下一个步骤,形成矫正的标量积信号S10,这通过将矫正信号K1的值加给标量积信号S8的值来进行。对矫正的标量积信号S10的滤波于是产生滤波后的标量积信号S11。它在此通常是积分器或低通滤波器。如此形成的滤波后的标量积信号S11于是代替标量积信号S8用于形成时间连续的、值离散的评估信号S9。这具有如下优点:进一步减小所产生的分辨率误差。
形成标量积的可能的具体实现方案包括,通过接收器输出信号S0与第一分析小波信号WS1的相乘来形成滤波器输入信号S2,以及随后将滤波器输入信号S2滤波成标量积信号S8。这种滤波通常也设计成积分和/或低通滤波。
优选对这些小波提出一定的要求,但这些要求并非强制必需。特别优选的是,第一小波WL1和第二小波WL2经过选择,使得标量积信号S8的值单调下降地或严格单调下降地、或者单调上升地或严格单调上升地,取决于发送小波信号S5d的在传输路径I1中相对于接收器输出信号S0的时间延迟Δt。至少在预定的区域内是这种情况。时间延迟Δt应位于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0。
下面借助多个实施例并参照附图详述本发明。具体地:
图1为一种装置的简化的示意图,该装置通过控制第一分析小波信号产生器WG2来实施本发明的方法;
图2为一种装置的简化的示意图,该装置通过控制发送小波信号产生器WG1来实施本发明的方法;
图3为一种装置的简化的示意图,该装置通过控制第一分析小波信号产生器WG2以减小的误差来实施本发明的方法;
图4为一种装置的简化的示意图,该装置通过控制发送小波信号产生器WG1以减小的误差来实施本发明的方法;
图5为根据图1的示意图,但补充了第二小波分析信号路径;
图6为根据图5的示意图,其中,现在控制两个小波信号产生器;
图7为根据图5的示意图,其中,现在控制用于发送器的小波信号产生器和用于接收路径的小波信号产生器;
图8示出本发明的基本配置;
图9示出了本发明,其采用双级Delta-Sigma方法;
图10示出了本发明的装置的一种特别简单的变型;
图11示出接收窗口信号SF1和SF2以及第一信号s1的时间图谱。
图1示出实施本发明的方法的装置的简化的示意图。发送小波信号产生器WG1基于未示出的第一小波WL1产生发送小波信号S5d。发送小波信号S5d被发送器S馈送到传输路径I1中。在那里,该信号经历了延迟Δt,并在输出端即在传输路径I1的接收器E上表现为(延迟的)接收器输出信号S0。第一分析小波信号产生器WG2基于未示出的第二小波WL2产生第一分析小波信号WS1。第一乘法器M1将第一分析小波信号WS1与接收器输出信号S0相乘;相乘的结果是滤波器输入信号S2。第一滤波器F1将滤波器输入信号S2滤波成标量积信号S8。第一滤波器优选是低通滤波器或积分器。时间-数字转换器TDC通常为比较器通过如下方式来形成所述时间连续的、值离散的评估信号S9:将标量积信号S8的值与第一参考值Ref进行比较,以及对时间连续的、值离散的评估信号S9的值进行变换,如果标量积信号S8的值在相对于第一参考时间点t0的相交时间点t0+ts与参考值Ref相交的话。调节器CTR根据时间连续的、值离散的评估信号S9的值的变换时间点控制在第一分析小波信号产生器WG2中第二小波WL2的延迟tv(在图1中用tm表示延迟tv)。
在该例子中,两个小波产生器WG1、WG2通过同步信号tsv而启动,该同步信号总是表示参考时间点t0。
在图2中对发送小波信号产生器WG1内的延迟进行调节(Regelung)。
在图3中,矫正单元KE把时间连续的、值离散的评估信号S9的值的变换时间点变换为矫正信号K1。第一加法器∑1把标量积信号S8和矫正信号K1相加成矫正后的标量积信号S10。第一滤波器F1将矫正后的标量积信号S10滤波,并产生滤波后的标量积信号S11。第二滤波器优选是低通滤波器或积分器。该低通滤波器或积分器现在代替图1中所用的标量积信号S8而形成了时间-数字转换器TDC的输入信号。
在图4中,针对比如根据图3的电路,对发送小波信号产生器WG1中的延迟进行调节。
图5相应于图1,区别在于,第二分析小波信号产生器WG3借助于第三小波WL3产生第二分析小波信号WS2。在图5的例子中,这(不受调节地)与其它小波产生器WG1、WG2同步地发生。该第二分析小波信号WS2在第二乘法器M1b中又与接收器输出信号S0相乘为第二滤波器输入信号S2b。另一个第一滤波器F1b将第二滤波器输入信号S2b滤波;在所述另一个第一滤波器F1b的输出端上有(第二)标量积预信号S8b。第一滤波器F1的输出信号相应地是第一标量积预信号S8a。该第一标量积预信号S8a和第二标量积预信号S8b被第二加法器∑2加权地相加成标量积信号S8。第二加法器∑2可以与图3和图4的电路的第一加法器∑1相同。这里示范性地示出的实现方案可以与其它前述实现方案和相应于权利要求的其它实现方案相组合。
图6相应于图5,区别在于,现在调节两个分析小波信号产生器WG2、WG3。这种控调节可以通过不同的信号(各小波产生器对这些调节信号的灵敏度是不同的)来进行,即加权地进行。也可考虑的是,该调节以不同的时间常数进行。
图7相应于图5,区别在于,现在调节发送小波信号产生器WG1和第二分析小波信号产生器WG3,后者产生第二分析小波信号WS2。这种调节可以通过不同的信号(各小波产生器对这些调节信号的灵敏度是不同的)来进行,即加权地进行。也可考虑的是,该调节以不同的时间常数进行。
这里介绍的本发明可以例如应用于光传播时间测量。
光传播时间测量是用于借助调制的光信号来测量距离的常见方法。已知的解决方案在抑制外来光方面有局限性,对模拟组件的要求高,因而需要复杂的且成本高昂的架构,引起了高耗电。
由现有技术已知各种不同的用于光强测量和光传播时间测量的装置。这里例如要提及:DE-A-19 833 207、DE-B-10 2009 020 218、EP-B-1 678 523、DE-B-10 2011 076635、DE-A-10 2012 206 089、DE-A-10 2009 037 596、DE-A-10 2008 018 718、WO-A-2007031 102、EP-B-1 048 961、DE-A-10 138 531、DE-A-10 2007 046 562、DE-A-10 163 534、DE-A-10 221 578、US-A-2007 0 181 786、DE-A-10 2007 023 920和WO-A-2013/083346。
1)DAC DLL离散化之外的分辨率提高仅仅在离散化后通过求平均来进行,而不是通过Delta-Sigma调节回路进行,因为为此确定的信息—离散化后的模拟剩余误差—消除了;
2)调节回路仅通过已经离散化的(数字的)误差进行调节,从而调节仅以最小噪声工作;
3)该方法要求相应装置的高的电路复杂性;
4)对幅度调节存在极高的要求;
5)出现高耗电;
6)产生强烈的负载变换;
7)在突发工作情况下产生高的电流尖峰;
8)需要在光学上复杂地连接的补偿器LED;
9)多个光电二极管无法并行工作。
如此规定的***特性因而对于很多商业应用来说是不够的。由此产生太高的***复杂性,这又导致在单片集成电路情况下太大的芯片面积,进而导致太高的耗电。此外,这些技术无法充分扩展,从而不能让多个TOF通道容易地以唯一的发送通道并行地工作。
为了改善现有技术,根据本发明,把相位的零调节改型成Delta-Sigma方法。这通过如下技术措施来实现:
1.取消如当今已知的在每个积分时间窗口之后对积分器的复位;
2.已经在积分器的存储部件中形成在发送器脉冲的上升边沿和下降边沿上的积分差。为此需要一种机制,其能实现带可选择的符号的积分;
3.从离散器到DAC的反馈直接在下一个测量脉冲进行;
4.求取结果的低通在调节回路之外实现。
另一独立的点是,通过积分窗口的移动、而不是发送信号的在时间上的移动,进行相位零调节。由此实现可扩展性。也就是说,多个传感器通道可以针对LED信号同时受到零调节。
本发明因而在其应用到光传播时间测量时涉及一种用于确定传输在发送器H和第一接收器D1之间的第一传输路径I1中的传播时间的装置。为了供给发送器H,要么通过延迟单位Δt由发送信号S5至少有时形成延迟了延迟时间Δt的发送小波信号S5d,要么同时将发送信号S5用作发送小波信号S5d,其在本公开的意义下始终都供给发送器H。发送器H现在根据所述的发送小波信号S5d,参照时段Tz以时间段的方式将特别是光学的第一信号s1发送到第一传输路径I1中。第一信号s1在此具有至少一个载波信号作为信号分量,该信号分量至少利用调制信号在幅度和/或相位和/或极化和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面被调制。它例如是光信号,该光信号以利用调制频率和设定的光学波长来幅度调制的方式从LED发出。这更特别优选地涉及脉冲式工作的激光二极管。在发送器H发送第一信号s1时所在的每个时段Tz内,第一信号s1在这个相关的时段Tz内具有第一时间开头ts1和第一时间结尾te1。这里在脉冲式工作的意义下,第一时间开头ts1是脉冲的开头,第一时间结尾te1是发送脉冲的结尾。但这些时段Tz优选不必相等时长。每个时段Tz都具有时段Tz的时间上的开头tsz和时段Tz的时间上的结尾tez。然而,第一信号s1的第一时间开头ts1和第一时间结尾te1对于不同的时段优选不必相等。下面我们只考察一个单独的时段Tz,其中,在先的时段Tz和在后的时段Tz分别表现类似。这些时段Tz在此优选并不彼此重叠,且未必直接彼此相继。确切地说,可考虑的是,各时段相互间被较大的时间间隔分开。
第一传输路径I1优选含有对象O,其距离要通过传播时间测量予以求取。不言而喻,也可以在第一传输路径I1本身中获取传播时间,以便例如获取传输路径中的折射率。第一传输路径I1因而使得第一信号s1在经过该第一传输路径I1时被修改成特别是光学的第二信号s2。我们因此在此把对象O理解成第一传输路径I1的一部分。相比于第一信号s1,这种修改可以涉及第二信号s2的幅度和/或相位和/或极化和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成,其中,相位的改变相应于传播时间所致的延迟。当第一信号s1已经过第一传输路径I1并且在这种情况下被修改成第二信号s2之后,第一接收器D1在该相关的时段Tz内在第二信号s2从第一传输路径I1输出之后接收第二信号s2。在第一接收器D1中,第二信号s2被其转换为接收器输出信号S0。第一乘法器M1在该相关的时段Tz内将接收器输出信号S0与第一接收窗口信号SF1相乘为第一内部信号S2a。第一接收窗口信号SF1在所述相关的时段Tz内具有第二时间开头ts2,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之前,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之前。另一方面,第一接收窗口信号SF1在所述相关的时段Tz内具有第二时间结尾te2,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之后,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之前。
由第一接收窗口信号SF1规定的第一接收窗口经过布置,使得它与第一信号s1的发送脉冲交叠,从而发送脉冲在第一接收窗口中开始,第一接收窗口在发送脉冲终止之前终止。
第二乘法器M2在该相关的时段Tz内将接收器输出信号S0与第二接收窗口信号SF2相乘为第二内部信号S2b。第二接收窗口信号SF2在所述相关的时段Tz内具有第三时间开头ts3,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之后,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之前。第二接收窗口信号SF2在所述相关的时段Tz内具有第三时间结尾te3,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之后,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之后。
由第二接收窗口信号SF2规定的第二接收窗口经过布置,使得它与第一信号s1的发送脉冲重叠,从而发送脉冲在第二接收窗口中停止,第二接收窗口在该发送脉冲之后结束。
两个如此形成的信号现在继续被处理。第一滤波器F1现在在该相关的时段Tz内形成先前形成的第一内部信号S2a与第二内部信号S2b的差。第一滤波器F1的滤波结果是第一滤波器输出信号S8。特别优选地,通过第一滤波器F1进行积分和/或低通滤波。
在第一变型中,第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2取决于第一滤波器输出信号S8。
在第二变型中,第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2取决于第一滤波器输出信号S8。
在第三变型中,第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3取决于第一滤波器输出信号S8。
在第四变型中,第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3取决于第一滤波器输出信号S8。
在第五变型中,延迟时间Δt取决于第一滤波器输出信号S8。
第一滤波器输出信号S8已经可以用作在第一传输路径I1中第一信号s1的传播时间的测量值信号。但已表明有益的是,设置后续的第二滤波器F2特别是低通滤波器,使得真正的第一输出信号S4用作用于确定在第一传输路径I1中第一信号s1和/或第二信号s2一起的传播时间的测量值。
在本发明的另一设计中,第一滤波器F1把第一内部信号S2a与第二内部信号S2b的差积分成第一滤波器输出信号S8。
在本发明的第三设计中,从相关的时段Tz的时间开头tsz到第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,第一接收窗口信号SF1的量值为0。在该设计中,从第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2起,第一接收窗口信号SF1的量值时间单调地上升或跳跃式地上升。在此,第一接收窗口信号SF1的量值的缓慢上升相比于跳跃式的上升是优选的,以避免***的抖动敏感性。因此有益的是,上升时间比下面介绍的第一最小恒定时间tk1的1%长,和/或至少是时段Tz的时长的1%。对于第一最小恒定时间tk1,直至第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾ts2,第一接收窗口信号SF1的量值保持恒定值。在此,在本公开的意义下,“恒定”意味着第一接收窗口信号SF1的幅度变化小于25%。从第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2起,第一接收窗口信号SF1的量值时间单调地下降或跳跃式地下降,然后该量值保持为0,直至相关时段Tz的时间结尾tez。
在本发明的第四设计中,现在类似于先前的设计,从相关的时段Tz的时间开头tsz到第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,第二接收窗口信号SF2的量值为0。从第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3起,第二接收窗口信号SF2的量值时间单调地上升或跳跃式地上升,并且对于第二最小恒定时间tk2,直至第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,其量值保持恒定值。关于“恒定”,适用于前述内容。从第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3起,第二接收窗口信号SF2的量值时间单调地下降或跳跃式地下降,然后该量值保持为0,直至相关时段Tz的时间结尾tez。
在本发明的第五设计中,第一最小恒定时间tk1等于第二最小恒定时间tk2,这是第四设计的优选设计。
在第六设计中,第一最小恒定时间tk1和/或第二最小恒定时间tk2大于时间分辨率,其中,
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt
取决于第一滤波器输出信号S8和/或稍后介绍的第一数字化滤波器输出信号S9。
在第七设计中,第一最小恒定时间tk1和/或第二最小恒定时间tk2大于时间分辨率的时间总和,其中,
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt,
取决于第一滤波器输出信号S8和/或第一数字化滤波器输出信号S9加上上升时间ta、加上下降时间tf,发送器H以所述上升时间开始发送,发送器H以所述下降时间停止发送。
在本发明的第八设计中,第一滤波器F1是带有滤波函数f(ΔS2)的线性滤波器。在此,ΔS2是第一内部信号S2a与第二内部信号S2b的差信号。但滤波函数f()可以首先被视为很常见,且被视作滤波器本身的特征。在滤波器的技术实现中有所体现的这种纯数学上的特征,也可以应用在单个信号上,以便表征这些信号。
在本发明的第九设计中,取决于第二接收窗口信号SF2的滤波函数f()的按照前述方式从相关时段Tz的时间开头tsz到相关时段Tz的时间结尾tez的量值变化,等于取决于第一接收窗口信号SF1的滤波函数f()的按照前述方式从相关时段的时间开头tsz到相关时段Tz的时间结尾tez的量值变化。其含义无异于第一接收窗口信号SF1和第二接收窗口信号SF2在通过第一滤波器F1滤波时应表现相同。由于第一滤波器F1是线性的,这些接收窗口信号的减去因而导致第一滤波器输出信号S8消失。
在本发明的第十设计中,第二接收窗口信号SF2的从相关时段Tz的时间开头tsz到相关时段Tz的时间结尾tez的时间积分等于第一接收窗口信号SF1的从相关时段Tz的时间开头tsz到相关时段Tz的时间结尾tez的积分。如前所述,积分就是第一滤波器F1的一种特殊的可能的形式。本发明的第十设计因而仅仅是第九设计的一种特殊形式,其带有积分器形式的第一滤波器F1。
在本发明的第十一设计中,第一滤波器输出信号S8被模拟-数字转换器ADC和/或时间-数字转换器TDC转换成值离散的第一数字化滤波器输出信号S9。在此,时间-数字转换器TDC始终都有优势,因为它能实现提高的分辨率。在这种情况下于是至少
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt,
取决于第一数字化滤波器输出信号S9,而不是第一滤波器输出信号S8。第一滤波器输出信号S8和/或第一数字化滤波器输出信号S9和/或一个或多个由它们特别是通过一个或多个后续的第二滤波器F2导出的第一输出信号S4,又在该相关时段Tz内用作用于确定在传输路径I1中第一信号s1的传播时间的测量值。
本发明的第十二设计涉及一种双级的Delta-Sigma***。为此,第一加法器∑1把滤波器输出信号S8和第一矫正信号SK1相加成第二滤波器输入信号S10。带有滤波函数f3(S10)的第三线性滤波器F3把第二滤波器输入信号S10滤波成第三滤波器输出信号S11。现在代替第一滤波器输出信号S8,第三滤波器输出信号S11被模拟-数字转换器ADC或时间-数字转换器TDC转换成值离散的、第一数字化滤波器输出信号S9。在此,带有时间-数字转换器TDC的方案也具有优势。矫正信号产生单元KE优选将数字化滤波器输出信号S9转换成用于第三滤波器F3的电荷量,该第三滤波器优选是另一积分器,现在,该矫正信号产生单元根据数字化滤波器输出信号S9产生第一矫正信号SK1,该第一矫正信号优选是电荷信号。
第二积分回路的这种构造具有减小噪声和调节误差的优势。
在本发明的第十三设计中,调节器CTR根据滤波器输出信号S8和/或数字化滤波器输出信号S9和/或第三滤波器输出信号S11和必要时的设定值Ref产生第一调节器输出信号S12。在本发明的该第十三设计中,至少
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt,
取决于第一调节器输出信号S12,而不是第一数字化滤波器输出信号S9或第一滤波器输出信号S8。
在本发明的第十四设计中,调节器CTR是PID调节器。
在本发明的第十五设计中,调节器CTR或调节器CTR的部分装置具有迟滞。这具有使得***对干扰不敏感的优点。
在本发明的第十六设计中,该装置具有温度传感器TS,用于以温度传感器信号TSS的形式检测发送器H的温度T或者与其作用相关的温度。至少
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt,
在相关的时段Tz内至少有时取决于温度传感器信号TSS。
在本发明的第十七设计中,分析发送器H吸收的发送电流IH,并用于估计发送器温度。因此在该方案中,该装置具有提供发送电流测量信号IMS的发送电流检测装置IHM。在这种情况下,优选至少
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt,
至少有时取决于发送电流测量信号IMS。
已表明有益且有利的是,接收窗口信号SF1、SF2的时间参数不能相互独立地改变。
在本发明的第十八设计中,因此要么第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2等同于第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3位于第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3之后,要么第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2位于第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2之后,第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3等同于第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3。
在本发明的第十九设计中,第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2和第二接收窗口信号SF2的第三时间开头te3以相同的方式取决于第一滤波器输出信号S8和/或第一数字化滤波器输出信号S9和/或第三滤波器输出信号S11和/或第一调节器输出信号S12。这里的“相同”的意思是,关于这些信号的电平,各时间点的相应导数(Ableitungen)在符号方面并无差异,这些导数在量值上相差不超过25%。
在本发明的第二十设计中,第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2和第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3以相同的方式取决于第一滤波器输出信号S8和/或第一数字化滤波器输出信号S9和/或第三滤波器输出信号S11和/或第一调节器输出信号S12。这里的“相同”的意思同样是,关于这些信号的电平,各时间点的相应偏差在符号方面并无差异,这些导数在量值上相差不超过25%。
在本发明的第二十一设计中,第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2和第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3以相同的方式取决于第一滤波器输出信号S8和/或第一数字化滤波器输出信号S9和/或第三滤波器输出信号S11和/或第一调节器输出信号S12。这里的“相同”的意思同样是,关于这些信号的电平,各时间点的相应导数在符号方面并无差异,这些导数在量值上相差不超过25%。
在本发明的第二十二设计中,第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2和第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3以相同的方式取决于第一滤波器输出信号S8和/或第一数字化滤波器输出信号S9和/或第三滤波器输出信号S11和/或第一调节器输出信号S12。这里的“相同”的意思同样是,关于这些信号的电平,各时间点的相应导数在符号方面并无差异,这些导数在量值上相差不超过25%。
除了这些变型方案外,还有一种变型方案特别有利。在此,***具有多个接收器,第一接收器D1和第二接收器D2,调节回路于是优选仅涉及相应的接收窗口信号的时间参数。由各接收器输出信号S0、S0B当然可以合成用于发送信号S5相对于发送小波信号S5d的时间延迟的调节信号。但最简单的情况是,然后把该延迟指配给接收器,或者指配给相应的滤波器输出信号S8、S8d等的总和信号。
本发明的第二十三设计因此用于并行地确定在第二传输路径I2中在发送器H和至少一个其它的接收器D2之间的传播时间,其中该第二传输路径可以完全地或者部分地与第一传输路径I1一致且可以含有对象O和/或另一对象O2。发送器H现在根据发送小波信号S5d将特别是光学的第三信号s3以时间段的方式发送到第二传输路径I2中。
这种设计通常情况是,发送器发出光学信号,其中,该光学信号的第一部分进入到第一传输路径I1中并形成第一信号s1,第二部分进入到第二传输路径I2中并形成第三信号s3。因此,第一信号s1和第二信号s2通常是同步的。所以,第三信号s3也设有作为信号分量的载波信号。该载波信号因而至少通过调制信号在幅度和/或相位和/或极化和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面被调制。在其中发送器H发送第三信号s3的每个时段Tz内,第三信号s3在这个相关的时段Tz内具有第四时间开头ts4和第四时间结尾te4。第二传输路径I2使得第三信号s3在经过该第二传输路径I2时修改成特别是光学的第四信号s4。相比于第四信号,这种修改又可以涉及第五信号的幅度和/或相位和/或极化和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成,其中,相位变化又相应于传播时间所致的延迟。另一接收器D2在其从第二传输路径I2输出之后接收第四信号s4。在另一接收器D2中,另一接收器D2把第四信号s4转换为另一接收器输出信号S0B。第三乘法器M3将另一接收器输出信号S0B与第三接收窗口信号SF3相乘为第三内部信号S2Ba。第三接收窗口信号SF3在所述相关的时段Tz内具有第五时间开头ts5,其在时间上位于第三信号s4的第四时间开头ts4之前,且在时间上位于第四信号s4的第四时间结尾te4之前。第三接收窗口信号SF3在所述相关的时段Tz内具有第五时间结尾te5,其在时间上位于第四信号s4的第四时间开头ts4之后,且在时间上位于第四信号s4的第四时间结尾te4之前。第四乘法器M4将另一接收器输出信号S0B与第四接收窗口信号SF4相乘为第四内部信号S2Bb。第四接收窗口信号SF4在所述相关的时段Tz内具有第六时间开头ts6,其在时间上位于第四信号s4的第四时间开头ts4之后,且在时间上位于第四信号s4的第四时间结尾te4之前。第四接收窗口信号SF4在所述相关的时段Tz内具有第六时间结尾te6,其在时间上位于第四信号s4的第四时间开头ts4之后,且在时间上位于第四信号s4的第四时间结尾te4之后。第四滤波器F4优选是积分器或低通或带通滤波器,它把第三内部信号S2Ba和第四内部信号S2Bb的差滤波成第四滤波器输出信号S8B。至少
-第三接收窗口信号SF3的第五时间开头ts5,和/或
-第三接收窗口信号SF3的第五时间结尾te5,和/或
-第四接收窗口信号SF4的第六时间开头ts6,和/或
-第四接收窗口信号SF4的第六时间结尾te6,和/或
-延迟时间Δt,
取决于第四滤波器输出信号S8B。第四滤波器输出信号S8B和/或由其特别是通过后续的第五滤波器F5导出的另一输出信号S4B,在该相关时段Tz内用作用于确定在第二传输路径I2中第四信号s4)的传播时间的另一测量值。第五滤波器F5优选是低通滤波器。
基于这种设计,可考虑本发明的第二十四设计,其中,第二加法器Σ2由接收器输出信号S0和另一接收器输出信号S0B通过相加而形成接收器输出和信号S0Σ,它是调节的基础。由此可以直接测得间距形式的平均值。然后进行如下调节:第三乘法器M3将接收器输出和信号S0Σ而不是另一接收器输出信号S0B与第三接收窗口信号SF3相乘为第三内部信号S2Ba。第四乘法器M4将接收器输出和信号S0Σ而不是另一接收器输出信号S0B与第四接收窗口信号SF4相乘为第四内部信号S2Bb。
代替求和,也可以进行求差。对于小信号,于是直接通过三角测量得到角度。在本发明的这种第二十五设计中,第四求差装置(ΔS)由接收器输出信号S0和另一接收器输出信号S0B通过求差而形成接收器输出差信号S0Δ。如前面一样,现在可以类似于求和进行调节。第三乘法器M3将接收器输出差信号S0Δ而不是另一接收器输出信号S0B与第三接收窗口信号SF3相乘为第三内部信号S2Ba。第四乘法器M4将接收器输出差信号S0Δ而不是另一接收器输出信号S0B与第四接收窗口信号SF4相乘为第四内部信号S2Bb。
如下设计涉及乘法器的实施。
在本发明的第二十六设计中,第一乘法器M1设计成模拟开关。在本发明的该设计中,第一乘法器根据第一接收窗口信号SF1要么输出接收器输出信号S0、要么输出设定好的固定的电势作为第一内部信号S2a。由于装置应是对称的,于是也将第二乘法器M2设计成模拟开关,其根据第二接收窗口信号SF2要么输出接收器输出信号S0、要么输出设定好的固定的电势作为第二内部信号S2b。
在本发明的第二十七设计中,第一乘法器M1同样设计成模拟开关,其把接收器输出信号S0与第一内部信号S2a连接起来,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1分开,如果第一接收窗口信号SF1处于第一状态下的话。第一乘法器M1把接收器输出信号S0与第一内部信号S2a分开,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1连接起来,如果第一接收窗口信号SF1处于第二状态下的话。为了对称,第二乘法器M2同样设计成模拟开关,其把接收器输出信号S0与第二内部信号S2b连接起来,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1分开,如果第二接收窗口信号SF2处于第一状态下的话。第二乘法器M2把接收器输出信号S0与第二内部信号S2b分开,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1连接起来,如果第二接收窗口信号SF2处于第二状态下的话。
在本发明的第二十七设计中,第一乘法器M1设计成模拟开关,其把接收器输出信号S0与第一内部信号S2a连接起来,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1分开,如果第一接收窗口信号SF1处于第一状态下的话。第一乘法器M1把接收器输出信号S0与第一内部信号S2a分开,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1连接起来,且把接收器D与电流源或电压源分开,如果第一接收窗口信号SF1处于第二状态下的话。第二乘法器M2设计成模拟开关,其把接收器输出信号S0与第二内部信号S2b连接起来,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1分开,如果第二接收窗口信号SF2处于第一状态下的话。第二乘法器M2把接收器输出信号S0与第二内部信号S2b分开,并把接收器输出信号S0与第一接收器D1连接起来,如果第二接收窗口信号SF2处于第二状态下的话。但装置于是附加地包括分开装置,该分开装置把接收器输出信号S0与电流源或电压源连接起来,如果接收器输出信号S0既不与第一内部信号S2a连接、又不与第二内部信号S2b连接的话。
本发明还涵盖相关的方法。这是一种用于确定优选光学的第一信号s1在可以含有对象O的第一传输路径I1中在发送器H与第一接收器D1之间的传播时间的方法。该方法包括通常并行地和/或准并行地实施的各步骤。这些步骤包括,使得发送信号S5可选地、至少暂时地延迟延迟时间Δt而成为发送小波信号S5d,其中,这特别地要么通过延迟单元ΔT来发生,要么发送小波信号S5d等同于发送信号S5。作为另一步骤,该方法包括,特别是通过发送器H,根据发送小波信号S5d,参照时段Tz以时间段的方式(zeitabschnittsweise)将特别是光学的第一信号s1发送到第一传输路径I1中。在此,第一信号s1具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少通过调制信号在幅度和/或相位和/或极化和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面被调制。在特别是发送器H发送第一信号s1时所在的每个时段Tz内,第一信号s1在这个相关的时段Tz内具有第一时间开头ts1和第一时间结尾te1。作为另一步骤,该方法包括使得第一信号s1在经过第一传输路径I1时修改成特别是光学的第二信号s2。相比于第一信号s1,这种修改在此涉及第二信号s2的幅度和/或相位和/或极化和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成。作为另一步骤,该方法包括特别是由第一接收器D1在该相关的时段Tz内在第二信号s2从传输路径I1输出之后接收该第二信号s2。另一步骤包括把第二信号s2特别是在第一接收器D1中转换为接收器输出信号S0。该方法还包括如下步骤:特别是通过第一乘法器M1把接收器输出信号S0与第一接收窗口信号SF1相乘为第一内部信号S2a。在此,第一接收窗口信号SF1在所述相关的时段Tz内具有第二时间开头ts2,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之前,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之前。第一接收窗口信号SF1在所述相关的时段Tz内具有第二时间结尾te2,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之后,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之前。该方法的一个并行步骤包括:在该相关的时段Tz内特别是通过第二乘法器M2把接收器输出信号S0与第二接收窗口信号SF2相乘为第二内部信号S2b。在此,第二接收窗口信号SF2在所述相关的时段Tz内具有第三时间开头ts3,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之后,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之前。第二接收窗口信号SF2在所述相关的时段Tz内具有第三时间结尾te3,其在时间上位于第一信号s1的第一时间开头ts1之后,且在时间上位于第一信号s1的时间结尾te1之后。另一步骤是,特别是通过第一滤波器F1把第一内部信号S2a和第二内部信号S2b的差滤波成第一滤波器输出信号S8。该方法也包括,特别是通过后续的第二滤波器F2,根据第一滤波器输出信号S8形成输出信号S4,和/或把第一滤波器输出信号S8用作输出信号S4。使用输出信号S4来代表用于确定在第一传输路径I1中第一信号s1和/或第二信号s2一起的传播时间的测量值,这是该方法的一部分。对于本发明的方法非常重要的是,在此至少
-第一接收窗口信号SF1的第二时间开头ts2,和/或
-第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾te2,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间开头ts3,和/或
-第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾te3,和/或
-延迟时间Δt,
取决于第一滤波器输出信号S8。
该方法的第三十设计涉及一种用于在第一传输路径I1中在发送器H和第一接收器D1之间确定特别是光学的第一信号s1的传播时间的方法。在此,发送器H将第一信号s1发送到第一传输路径I1中,该信号在经过第一传输路径I1的至少一部分(进而延迟)之后被第一接收器D1作为第二信号s2接收,并转换成接收器输出信号S0,该第二信号s2就是修改后的第一信号s1。在第一接收器D1中,第二信号s2在两个时间接收窗口、即具有第一时长T1的第一接收窗口SF1和具有第二时长T2的第二接收窗口SF2中予以分析。第一信号s1的开头仅包含在第一接收窗口SF1中,第一信号s1的结尾仅包含在第二接收窗口SF2中。该方法的特征在于,接收器输出信号S0包括指配给第一接收窗口SF1的第一信号部分和指配给第二接收窗口SF2的第二信号部分,其中,除了偏差外,在预定义的时段Tz上求平均的第一信号部分恰好与在时段Tz上求平均的第二信号部分一样大。该偏差至少暂时用作以下时间位置的调节信号:
-一个或两个接收窗口SF1、SF2相对于第一信号s1的时间位置,和/或
-第一信号s1相对于两个接收窗口SF1、SF2的时间位置,和/或
-第一接收窗口的第一时长T1的时间位置,和/或
-第二接收窗口SF1、SF2的第二时长T2的时间位置。
在该方法的另一设计中,把该偏差以及第一矫正信号SKE彼此相加(求和)。随后在信号路径中对该和积分,并代替所述偏差而把得到的积分结果用作调节信号。
图8中示出本发明的装置的一种通常的设计。发送信号S5在延迟单元ΔT中延迟为发送小波信号S5d。该延迟取决于数字化滤波器输出信号S9。发送小波信号S5d通过发送放大器V2来控制发送器H,该发送器在此是激光二极管。发送信号S5特别优选是脉冲信号。发送器H向第一传输路径I1中发送,对象O是其一部分。第一接收器D1接收因经过第一传输路径而修改的信号,并把该信号转换为被输入放大器V1放大的接收器输出信号S0。第一乘法器M1把接收器输出信号S0与第一接收窗口信号SF1相乘为第一内部信号S2a。第二乘法器M2把接收器输出信号S0与第二接收窗口信号SF2相乘为第二内部信号S2b。第一滤波器F1在此把第一内部信号S2a与第二内部信号S2b的差积分成第一滤波器输出信号S8。时间-数字转换器把信号数字化为数字化滤波器输出信号S9。这优选是比较器或逆变器等。在该例子中,通过数字的滤波器输出信号S9对调节器CTR予以调节,该调节器CTR借助数字时间信号转换器DTC来确定第一接收窗口信号SF1的第二开头ts2、第一接收窗口信号SF1的第二结尾te2、第二接收窗口信号SF2的第三开头ts3和第二接收窗口信号SF2的第三结尾te3以及发送信号S5相对于发送小波信号S5d的所述延迟。通常,数字-时间信号转换器是各乘法器的组合,这些乘法器对在延迟链中逐级地延迟的数字化滤波器输出信号S9在不同的级以固定接线方式或可编程地或可调地予以调用。
数字至模拟转换器同时由数字化滤波器输出信号S9、确切地说在此由从中导出的信号在低通F2中滤波后来产生输出信号S4。
图9相应于图8,区别在于,滤波器输出信号S8与第一矫正信号SK1相乘为第二滤波器输入信号S10,然后在第三滤波器F3中积分成第三滤波器输出信号S11,其于是用作时间-数字转换器TDC的输入。第一矫正信号SK1由矫正信号产生单元KE根据数字化滤波器输出信号S9而产生,该矫正信号产生单元通常是数字至电荷转换单元。通过这种双级的Delta-Sigma转换,减小了特别是因量化误差所致的***噪声,进而提高了测量分辨率。
图10相应于图8的简化的设计。在该例子中也通过数字的滤波器输出信号S9对调节器CTR予以控制,但该调节器CTR借助数字-时间信号转换器DTC仅确定第一接收窗口信号SF1的第二开头ts2、第二接收窗口信号SF2的第三开头ts3以及发送信号S5相对于发送小波信号S5d的所述延迟。第一接收窗口信号SF1的第二结尾te2和第二接收窗口信号SF2的第三结尾te3要么通过固定设定的时间窗口尺寸同步地一起移动,或者替代于此地保持恒定。调节器CTR的唯一余下的输出信号可以直接通过低通F2用作输出信号S4。
图11示出接收窗口信号SF1和SF2以及第一信号s1的时间图谱。
发明优点
通过这些改变,得到如下明显的优点:
1.LED的暂停时间长;
2.对放大器链的偏差和放大率的要求低;
3.耗电较低或者带宽较高;
4.可扩展(多个光电二极管并行工作)
5.处理容易,无需光学耦接,能实现芯片解决方案;
6.价格较低。
本发明还可以替代地通过下述特征组予以改写,其中,这些特征组可任意地相互组合,一个特征组的各个特征也可以与一个或多个其它特征组的和/或一个或多个前述设计的一个或多个特征相组合。
1.一种用于确定第一传输路径(I1)的在发送器(H)与接收器(D1)之间的传播时间的装置,
-其中,要么延迟单元(ΔT)由发送信号(S5)至少暂时地形成延迟了延迟时间(Δt)的发送小波信号(S5d),要么所述发送小波信号(S5d)等同于发送信号(S5);以及
-其中,所述发送器(H)根据所述发送小波信号(S5d),参照时段(Tz)以时间段的方式将特别是光学的第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,该第一信号具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面予以调制;
-其中,在所述发送器(H)发送所述第一信号(s1)时所在的每个时段(Tz)内,所述第一信号(s1)在该相关的时段(Tz)内具有第一时间开头(ts1)和第一时间结尾(te1);以及
-其中,所述第一传输路径(I1)可以含有对象(O);以及
-其中,所述第一传输路径(I1)使得所述第一信号(s1)在经过该第一传输路径(I1)时修改成特别是光学的第二信号(s2);以及
-其中,相比于所述第一信号(s1),这种修改涉及所述第二信号(s2)的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;以及
-其中,所述第一接收器(D1)在所述第二信号(s2)从所述第一传输路径(I1)输出之后在该相关的时段(Tz)内接收所述第二信号(s2);
-其中,在所述第一接收器(D1)中,所述第二信号(s2)被转换为接收器输出信号(S0);以及
-其中,第一乘法器(M1)在该相关的时段(Tz)内将所述接收器输出信号(S0)与第一接收窗口信号(SF1)相乘为第一内部信号(S2a);以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间开头(ts2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之前,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间结尾(te2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;
-其中,第二乘法器(M2)在该相关的时段(Tz)内将所述接收器输出信号(S0)与第二接收窗口信号(SF2)相乘为第二内部信号(S2b);以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间开头(ts3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间结尾(te3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之后;
-其中,第一滤波器(F1)在该相关的时段(Tz)内将所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(S2b)的差滤波成第一滤波器输出信号(S8);
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一滤波器输出信号(S8);以及
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)和/或由其特别是通过后续的第二滤波器(F2)导出的第一输出信号(S4),用作用于确定在所述第一传输路径(I1)中所述第一信号(s1)的和/或所述第二信号(s2)的传播时间的测量值。(见图8~11)
2.如第1项所述的装置,其中,所述第一滤波器(F1)把所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(S2b)的差积分成第一滤波器输出信号(S8)(见图8~11)。
3.如第1或2项所述的装置,
-其中,从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2),所述第一接收窗口信号(SF1)为0;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)从所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)起时间单调上升或跳跃式地上升,并且对于第一最小恒定时间(tk1)、直至所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)保持恒定值,其中,“恒定”意味着所述第一接收窗口信号(SF1)的幅度变化小于25%;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)从所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)起时间单调下降或跳跃式地下降,然后为0,直至所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)。(见图8~11)
4.如第1~3项中的一项或多项所述的装置,
-其中,从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3),所述第二接收窗口信号(SF2)为0;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)从所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)起,时间单调上升或跳跃式地上升,并且对于第二最小恒定时间(tk2)、直至所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3),保持恒定值,其中,“恒定”的意思是,幅度变化小于25%;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)从所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)起,时间单调下降或跳跃式地下降,然后为0,直至所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)。(见图8~11)
5.如第3或4项所述的装置,其中,所述第一最小恒定时间(tk1)等于所述第二最小恒定时间(tk2)。(见图8~11)
6.如第3~5项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一最小恒定时间(tk1)和/或所述第二最小恒定时间(tk2)大于时间分辨率,其中,
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或第一数字化滤波器输出信号(S9)。(见图8~11)
7.如第3~6项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一最小恒定时间(tk1)和/或所述第二最小恒定时间(tk2)大于时间分辨率的时间总和,其中,
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于
-所述第一滤波器输出信号(S8)和/或第一数字化滤波器输出信号(S9),
-加上上升时间(ta),所述发送器(H)以所述上升时间开始发送,
-加上下降时间(tf),所述发送器(H)以所述下降时间停止发送。(见图8~11)
8.如第1~7项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一滤波器(F1)是带有滤波函数f(ΔS2)的线性滤波器,其中,ΔS2是所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(22b)的差信号(见图8~11)。
9.如第8项所述的装置,其中,取决于所述第二接收窗口信号(SF2)的滤波函数f(SF2)的按照第8项从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)的量值变化,等同于取决于所述第一接收窗口信号(SF1)的滤波函数f(SF1)按照第8项从所述相关的时段的时间开头(tsz)到所述相关的时段的时间结尾(tez)的量值变化(见图8~11)。
10.如第8和9项所述的装置,其中,所述第二接收窗口信号(SF2)的从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)的时间积分等同于所述第一接收窗口信号(SF1)的从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)的积分(见图8~11)。
11.如第1~10项中的任何一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)被模拟-数字转换器(ADC)或时间-数字转换器(TDC)转换成可以是时间离散的、值离散的第一数字化滤波器输出信号(S9);
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一数字化滤波器输出信号(S9)、而不是所述第一滤波器输出信号(S8);
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或由它们特别是通过一个或多个后续的第二滤波器(F2)导出的一个或多个第一输出信号(S4),在该相关的时段(Tz)内用作用于确定在所述传输路径(I1)中所述第一信号(s1)的传播时间的测量值。(见图8~11)
12.如第11项所述的装置,
-其中,第一加法器(Σ1)把所述滤波器输出信号(S8)和第一矫正信号(SK1)相加成第二滤波器输入信号(S10);以及
-其中,带有滤波函数f3(S10)的第三线性滤波器(F3)把所述第二滤波器输入信号(S10)滤波成第三滤波器输出信号(S11);以及
-其中,代替所述第一滤波器输出信号(S8),所述第三滤波器输出信号(S11)被模拟-数字转换器(ADC)或时间-数字转换器(TDC)转换成值离散的、第一数字化滤波器输出信号(S9);以及
-其中,矫正信号产生单元(KE)根据数字化滤波器输出信号(S9)形成所述第一矫正信号(SK1)。(见图8~11)
13.如第1~12项中的一项或多项所述的装置,
-其中,调节器(CTR)根据所述滤波器输出信号(S8)和/或所述数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和必要时的设定值(Ref)产生第一调节器输出信号(S12);以及
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一调节器输出信号(S12),而不是所述第一数字化滤波器输出信号(S9)或所述第一滤波器输出信号(S8)。(见图8~11)
14.如第13项所述的装置,其中,所述调节器(CTR)是PID调节器(见图8~11)。
15.如第13或14项所述的装置,其中,所述调节器(CTR)或所述调节器(CTR)的部分装置具有迟滞(见图8~11)。
16.如第1~15项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述装置具有温度传感器(TS),用于以温度传感器信号(TSS)的形式检测所述发送器(H)的温度(T)或者与其作用相关的温度;以及
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt)
至少有时在所述相关的时段(Tz)内取决于所述温度传感器信号(TSS)。(见图8~11)
17.如第1~16项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述发送器(H)吸收发送电流(IH);
-其中,该装置具有提供发送电流测量信号(IMS)的发送电流检测装置(IHM);以及
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt)
至少有时取决于所述发送电流测量信号(IMS)。(见图8~11)
18.如第1~17项中的一项或多项所述的装置,其中,
-要么,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)等同于所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2),所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)位于所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)之后;
-要么,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)位于所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)之后,所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)等同于所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)。(见图8~11)
19.如第1~17项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(te3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
20.如第1~19项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
21.如第1~20项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
22.如第1~21项中的任何一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
23.如第1~22项中的任何一项或多项所述的装置,用于并行地确定在第二传输路径(I2)中在所述发送器(H)和至少一个其它的接收器(D2)之间的传播时间,该第二传输路径可以完全地或者部分地与所述第一传输路径(I1)一致,
-其中,所述发送器(H)根据所述发送小波信号(S5d)将特别是光学的第三信号(s3)以时间段的方式发送到所述第二传输路径(I2)中,该第三信号具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或所述频谱组成方面予以调制;
-其中,在所述发送器(H)发送所述第三信号(s3)时所在的每个时段(Tz)内,所述第三信号(s3)在所述相关的时段(Tz)内具有第四时间开头(ts4)和第四时间结尾(te4);以及
-其中,所述第二传输路径(I2)可以含有另一对象(O2)和/或所述对象(O2);以及
-其中,所述第二传输路径(I2)使得所述第三信号(s3)在经过该第二传输路径(I2)时调制成特别是光学的第四信号(s4);以及
-其中,相比于所述第四信号,所述调制涉及所述第五信号的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;以及
-其中,所述另一接收器(D2)在所述相关的时段(Tz)内在从所述第二传输路径(I2)输出之后接收所述第四信号(s4);
-其中,在所述另一接收器(D2)中,所述第四信号(s4)转换为另一接收器输出信号(S0B);以及
-其中,第三乘法器(M3)在所述相关的时段(Tz)内将所述另一接收器输出信号(S0B)与第三接收窗口信号(SF3)相乘为第三内部信号(S2Ba);
-其中,所述第三接收窗口信号(SF3)在所述相关的时段(Tz)内具有第五时间开头(ts5),其在时间上位于所述第三信号(s4)的第四时间开头(ts4)之前,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,所述第三接收窗口信号(SF3)在所述相关的时段(Tz)内具有第五时间结尾(te5),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,第四乘法器(M4)在所述相关的时段(Tz)内将所述另一接收器输出信号(S0B)与第四接收窗口信号(SF4)相乘为第四内部信号(S2Bb);以及
-其中,所述第四接收窗口信号(SF4)在所述相关的时段(Tz)内具有第六时间开头(ts6),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,所述第四接收窗口信号(SF4)在所述相关的时段(Tz)内具有第六时间结尾(te6),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之后;以及
-其中,第四滤波器(F4)把所述第三内部信号(S2Ba)和所述第四内部信号(S2Bb)的差滤波成第四滤波器输出信号(S8B);以及
-其中,至少
-所述第三接收窗口信号(SF3)的第五时间开头(ts5)和/或
-所述第三接收窗口信号(SF3)的第五时间结尾(te5)和/或
-所述第四接收窗口信号(SF4)的第六时间开头(ts6)和/或
-所述第四接收窗口信号(SF4)的第六时间结尾(te6)和/或
-所述延迟时间(Δt),
在所述相关的时段(Tz)内取决于所述第四滤波器输出信号(S8B);以及
-其中,所述第四滤波器输出信号(S8B)和/或由其特别是通过后续的第五滤波器(F5)导出的另一输出信号(S4B)、在所述相关的时段(Tz)内用作用于确定在所述第二传输路径(I2)中所述第四信号(s4)的传播时间的另一测量值。(见图8~11)。
24.如第23项所述的装置,
-其中,第二加法器(Σ2)由所述接收器输出信号(S0)和所述另一接收器输出信号(S0B)通过相加而形成接收器输出和信号(S0Σ);以及
-其中,所述第三乘法器(M3)将所述接收器输出和信号(S0Σ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第三接收窗口信号(SF3)相乘为所述第三内部信号(S2Ba);
-其中,所述第四乘法器(M4)将所述接收器输出和信号(S0Σ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第四接收窗口信号(SF4)相乘为所述第四内部信号(S2Bb)。(见图8~11)
25.如第23或24项所述的装置,
-其中,第四求差装置(ΔS)由所述接收器输出信号(S0)和所述另一接收器输出信号(S0B)通过求差而形成接收器输出差信号(S0Δ);以及
-其中,所述第三乘法器(M3)将所述接收器输出差信号(S0Δ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第三接收窗口信号(SF3)相乘为所述第三内部信号(S2Ba);
-其中,所述第四乘法器(M4)将所述接收器输出差信号(S0Δ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第四接收窗口信号(SF4)相乘为所述第四内部信号(S2Bb)。(见图8~11)。
26.如第1~25项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一乘法器(M1)设计成模拟开关,其根据所述第一接收窗口信号(SF1)要么输出所述接收器输出信号(S0)、要么输出设定的固定的电势作为第一内部信号(S2a);以及
-其中,所述第二乘法器(M2)设计成模拟开关,其根据所述第二接收窗口信号(SF2)要么输出所述接收器输出信号(S0)、要么输出设定的固定的电势作为第二内部信号(S2b)。(见图8~11)。
27.如第1~26项中的任何一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一乘法器(M1)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第一状态下的话;以及
-其中,所述第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)连接起来,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第二状态下的话;以及
-其中,所述第二乘法器(M2)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第一状态下的话;以及
-其中,所述第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)连接起来,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第二状态下的话。(见图8~11)。
28.如第1~26项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一乘法器(M1)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第一状态下的话;以及
-其中,所述第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述接收器(D)连接起来,且把所述第一接收器(D1)与电流源或电压源分开,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第二状态下的话;以及
-其中,所述第二乘法器(M2)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第一状态下的话;以及
-其中,所述第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)连接起来,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第二状态下的话;以及
-其中,所述装置包括部分装置,该部分装置把所述接收器输出信号(S0)与电流源或电压源连接起来,如果所述接收器输出信号(S0)既不与所述第一内部信号(S2a)连接、又不与所述第二内部信号(S2b)连接的话。(见图8~11)。
29.一种用于确定在可以含有对象(O)的第一传输路径(I1)中在发送器(H)与第一接收器(D1)之间第一光学的信号(s1)的传播时间的方法,包括如下步骤:
-使得发送信号(S5)可选地、至少暂时地延迟了延迟时间(Δt)而成为发送小波信号(S5d),其中,这特别地要么通过延迟单元(ΔT)来发生,要么所述发送小波信号(S5d)等同于所述发送信号(S5);
-特别是通过发送器(H),根据所述发送小波信号(S5d),参照时段(Tz)以时间段的方式将特别是光学的第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,
--其中,所述第一信号(s1)具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面予以调制,以及
--其中,在特别是所述发送器(H)发送所述第一信号(s1)时所在的每个时段(Tz)内,所述第一信号(s1)在所述相关的时段(Tz)内具有第一时间开头(ts1)和第一时间结尾(te1);
-使得所述第一信号(s1)在经过所述第一传输路径(I1)时修改成特别是光学的第二信号(s2),
-其中,相比于所述第一信号(s1),所述修改涉及所述第二信号(s2)的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;
-特别是由所述第一接收器(D1)在所述第二信号(s2)从所述传输路径(I1)输出之后在所述相关的时段(Tz)内接收所述第二信号(s2);
-把所述第二信号(s2)特别是在所述第一接收器(D1)中转换为接收器输出信号(S0);
-特别是通过第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与第一接收窗口信号(SF1)相乘为第一内部信号(S2a),
--其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间开头(ts2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之前,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前,以及
--其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间结尾(te2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;
-特别是通过第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与第二接收窗口信号(SF2)相乘为第二内部信号(S2b),
--其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间开头(ts3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
--其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间结尾(te3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之后;
-特别是通过第一滤波器(F1)把所述第一内部信号(S2a)和所述第二内部信号(S2b)的差滤波成第一滤波器输出信号(S8);
-特别是通过后续的第二滤波器(F2),根据所述第一滤波器输出信号(S8)形成输出信号(S4),和/或把所述第一滤波器输出信号(S8)用作输出信号(S4);
-使用所述输出信号(S4)来代表用于确定在所述第一传输路径(I1)中所述第一信号(s1)和/或所述第二信号(s2)一起的传播时间的测量值,
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一滤波器输出信号(S8)。(见图8~11)
30.一种用于在第一传输路径(I1)中在发送器(H)和第一接收器(D1)之间确定特别是光学的第一信号(s1)的传播时间的方法,
-其中,所述发送器(H)将第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,该第一信号在经过所述第一传输路径(I1)的至少一部分(进而延迟)之后被所述第一接收器(D1)作为第二信号(s2)接收,并转换成接收器输出信号(S0),该第二信号就是调制后的第一信号(s1);以及
-其中,在所述第一接收器(D1)中,所述第二信号(s2)在两个时间接收窗口、即具有第一时长(T1)的第一接收窗口(SF1)和具有第二时长(T2)的第二接收窗口(SF2)中予以分析,其中,所述第一信号(s1)的开头仅包含在所述第一接收窗口(SF1)中,所述第一信号(s1)的结尾仅包含在所述第二接收窗口(SF2)中,
-其中,所述接收器输出信号(S0)包括指配给所述第一接收窗口(SF1)的第一信号部分和指配给所述第二接收窗口(SF2)的第二信号部分,其中,在预定义的时段(Tz)上求平均的所述第一信号部分,除了偏差外,与在所述时段(Tz)上求平均的所述第二信号部分正好一样大,以及
-其中,所述偏差至少暂时用作一个或两个接收窗口(SF1、SF2)相对于所述第一信号(s1)的时间位置的、和/或所述第一信号(s1)相对于两个接收窗口(SF1、SF2)的时间位置的、和/或所述第一接收窗口的第一时长(T1)的、和/或所述第二接收窗口(SF1、SF2)的第二时长(T2)的调节信号。(见图8~11)
31.如第30项所述的方法,其中,把所述偏差以及第一矫正信号(SKE)相加,随后对所述和积分,并代替所述偏差而把这种积分结果用作调节信号(见图8~11)。
32.一种用于确定第一传输路径(I1)的在发送器(H)与第一接收器(D1)之间的传播时间的装置,
-其中,要么延迟单元(ΔT)由发送信号(S5)至少暂时地形成延迟了延迟时间(Δt)的发送小波信号(S5d),要么所述发送小波信号(S5d)等同于发送信号(S5);以及
-其中,所述发送器(H)根据所述发送小波信号(S5d),参照时段(Tz)以时间段的方式将特别是光学的第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,该第一信号(s1)具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面予以调制;
-其中,在所述发送器(H)发送所述第一信号(s1)时所在的每个时段(Tz)内,所述第一信号(s1)在该相关的时段(Tz)内具有第一时间开头(ts1)和第一时间结尾(te1);以及
-其中,所述第一传输路径(I1)可以含有对象(O);以及
-其中,所述第一传输路径(I1)使得所述第一信号(s1)在经过该第一传输路径(I1)时修改成特别是光学的第二信号(s2);以及
-其中,相比于所述第一信号(s1),这种修改涉及所述第二信号(s2)的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;
-其中,所述第一接收器(D1)在所述第二信号(s2)从所述第一传输路径(I1)输出之后在该相关的时段(Tz)内接收所述第二信号(s2);以及
-其中,在所述第一接收器(D1)中,所述第二信号(s2)被转换为接收器输出信号(S0);以及
-其中,第一乘法器(M1)在该相关的时段(Tz)内将所述接收器输出信号(S0)与第一接收窗口信号(SF1)相乘为第一内部信号(S2a);以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间开头(ts2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之前,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间结尾(te2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,第二乘法器(M2)在该相关的时段(Tz)内将所述接收器输出信号(S0)与第二接收窗口信号(SF2)相乘为第二内部信号(S2b);以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间开头(ts3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间结尾(te3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之后;以及
-其中,第一滤波器(F1)在该相关的时段(Tz)内将所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(S2b)的差滤波成第一滤波器输出信号(S8);
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一滤波器输出信号(S8);以及
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)和/或由其特别是通过后续的第二滤波器(F2)导出的第一输出信号(S4),用作用于确定在所述第一传输路径(I1)中所述第一信号(s1)和/或所述第二信号(s2)一起的传播时间的测量值。(见图8~11)
33.如第32项所述的装置,用于并行地确定在第二传输路径(I2)中在所述发送器(H)和至少一个其它的接收器(D2)之间的传播时间,该第二传输路径可以完全地或者部分地与所述第一传输路径(I1)一致,
-其中,所述发送器(H)根据所述发送小波信号(S5d)将特别是光学的第三信号(s3)以时间段的方式发送到所述第二传输路径(I2)中,该第三信号具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或所述频谱组成方面予以调制;
-其中,在所述发送器(H)发送所述第三信号(s3)时所在的每个时段(Tz)内,所述第三信号(s3)在所述相关的时段(Tz)内具有第四时间开头(ts4)和第四时间结尾(te4);以及
-其中,所述第二传输路径(I2)可以含有另一对象(O2)和/或所述对象(O);以及
-其中,所述第二传输路径(I2)使得所述第三信号(s3)在经过该第二传输路径(I2)时修改成特别是光学的第四信号(s4);以及
-其中,相比于所述第四信号,所述修改涉及所述第五信号的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;以及
-其中,所述另一接收器(D2)在所述相关的时段(Tz)内在所述第四信号(s4)从所述第二传输路径(I2)输出之后接收所述第四信号(s4);以及
-其中,在所述另一接收器(D2)中,所述第四信号(s4)转换为另一接收器输出信号(S0B);以及
-其中,第三乘法器(M3)在所述相关的时段(Tz)内将所述另一接收器输出信号(S0B)与第三接收窗口信号(SF3)相乘为第三内部信号(S2Ba);以及
-其中,所述第三接收窗口信号(SF3)在所述相关的时段(Tz)内具有第五时间开头(ts5),其在时间上位于所述第三信号(s4)的第四时间开头(ts4)之前,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,所述第三接收窗口信号(SF3)在所述相关的时段(Tz)内具有第五时间结尾(te5),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,第四乘法器(M4)在所述相关的时段(Tz)内将所述另一接收器输出信号(S0B)与第四接收窗口信号(SF4)相乘为第四内部信号(S2Bb);以及
-其中,所述第四接收窗口信号(SF4)在所述相关的时段(Tz)内具有第六时间开头(ts6),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,所述第四接收窗口信号(SF4)在所述相关的时段(Tz)内具有第六时间结尾(te6),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之后;以及
-其中,第四滤波器(F4)把所述第三内部信号(S2Ba)和所述第四内部信号(S2Bb)的差滤波成第四滤波器输出信号(S8B);以及
-其中,至少
-所述第三接收窗口信号(SF3)的第五时间开头(ts5)和/或
-所述第三接收窗口信号(SF3)的第五时间结尾(te5)和/或
-所述第四接收窗口信号(SF4)的第六时间开头(ts6)和/或
-所述第四接收窗口信号(SF4)的第六时间结尾(te6)和/或
-所述延迟时间(Δt),
在所述相关的时段(Tz)内取决于所述第四滤波器输出信号(S8B);以及
-其中,所述第四滤波器输出信号(S8B)和/或由其特别是通过后续的第五滤波器(F5)导出的另一输出信号(S4B),在所述相关的时段(Tz)内用作用于确定在所述第二传输路径(I2)中所述第四信号(s4)的传播时间的另一测量值。(见图8~11)。
34.如第33项所述的装置,
-其中,第二加法器(Σ2)由所述接收器输出信号(S0)和所述另一接收器输出信号(S0B)通过相加而形成接收器输出和信号(S0Σ);以及
-其中,所述第三乘法器(M3)将所述接收器输出和信号(S0Σ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第三接收窗口信号(SF3)相乘为所述第三内部信号(S2Ba);以及
-其中,所述第四乘法器(M4)将所述接收器输出相加信号(S0Σ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第四接收窗口信号(SF4)相乘为所述第四内部信号(S2Bb)。(见图8~11)。
35.如第33或34项所述的装置,
-其中,第四求差装置(ΔS)由所述接收器输出信号(S0)和所述另一接收器输出信号(S0B)通过求差而形成接收器输出差信号(S0Δ);以及
-其中,所述第三乘法器(M3)将所述接收器输出差信号(S0Δ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第三接收窗口信号(SF3)相乘为所述第三内部信号(S2Ba);
-其中,所述第四乘法器(M4)将所述接收器输出差信号(S0Δ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第四接收窗口信号(SF4)相乘为所述第四内部信号(S2Bb)。(见图8~11)。
36.一种用于确定光学的第一信号(s1)在可以含有对象(O)的第一传输路径(I1)中在发送器(H)与第一接收器(D1)之间的传播时间的方法,包括如下步骤:
-使得发送信号(S5)可选地、至少暂时地延迟了延迟时间(Δt)而成为发送小波信号(S5d),其中,这特别地要么通过延迟单元(ΔT)来发生,要么所述发送小波信号(S5d)等同于所述发送信号(S5);
-特别是通过发送器(H),根据所述发送小波信号(S5d),参照时段(Tz)以时间段的方式将特别是光学的第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,
--其中,所述第一信号(s1)具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面予以调制,以及
--其中,在特别是所述发送器(H)发送所述第一信号(s1)时所在的每个时段(Tz)内,所述第一信号(s1)在所述相关的时段(Tz)内具有第一时间开头(ts1)和第一时间结尾(te1);
-将所述第一信号(s1)在经过所述第一传输路径(I1)时修改成特别是光学的第二信号(s2),
-其中,相比于所述第一信号(s1),所述修改涉及所述第二信号(s2)的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;
-特别是由所述第一接收器(D1)在所述第二信号(s2)从所述传输路径(I1)输出之后在所述相关的时段(Tz)内接收所述第二信号(s2);
-把所述第二信号(s2)特别是在所述第一接收器(D1)中转换为接收器输出信号(S0);
-特别是通过第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与第一接收窗口信号(SF1)相乘为第一内部信号(S2a),
--其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间开头(ts2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之前,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前,以及
--其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间结尾(te2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;
-特别是通过第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与第二接收窗口信号(SF2)相乘为第二内部信号(S2b),
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间开头(ts3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间结尾(te3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之后;
-特别是通过第一滤波器(F1)把所述第一内部信号(S2a)和所述第二内部信号(S2b)的差滤波成第一滤波器输出信号(S8);
-特别是通过后续的第二滤波器(F2),根据所述第一滤波器输出信号(S8)形成输出信号(S4),和/或把所述第一滤波器输出信号(S8)用作输出信号(S4);
-使用所述输出信号(S4)来代表用于确定在所述第一传输路径(I1)中所述第一信号(s1)和/或所述第二信号(s2)一起的传播时间的测量值,
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一滤波器输出信号(S8)。(见图8~11)
37.一种用于确定特别是光学的第一信号(s1)在第一传输路径(I1)中在发送器(H)和第一接收器(D1)之间的传播时间的方法,
-其中,所述发送器(H)将第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,该第一信号在经过所述第一传输路径(I1)的至少一部分(进而延迟)之后被所述第一接收器(D1)作为第二信号(s2)接收,并转换成接收器输出信号(S0),该第二信号就是修改后的第一信号(s1);以及
-其中,在所述第一接收器(D1)中,所述第二信号(s2)在两个时间接收窗口、即具有第一时长(T1)的第一接收窗口(SF1)和具有第二时长(T2)的第二接收窗口(SF2)中予以分析,其中,所述第一信号(s1)的开头仅包含在所述第一接收窗口(SF1)中,所述第一信号(s1)的结尾仅包含在所述第二接收窗口(SF2)中,
-其中,所述接收器输出信号(S0)包括指配给所述第一接收窗口(SF1)的第一信号部分和指配给所述第二接收窗口(SF2)的第二信号部分,其中,在预定义的时段(Tz)上求平均的所述第一信号部分,除了偏差外,与在所述时段(Tz)上求平均的所述第二信号部分正好一样大,以及
-其中,所述偏差至少暂时用作一个或两个接收窗口(SF1、SF2)相对于所述第一信号(s1)的时间位置的、和/或所述第一信号(s1)相对于两个接收窗口(SF1、SF2)的时间位置的、和/或所述第一接收窗口的第一时长(T1)的、和/或所述第二接收窗口(SF1、SF2)的第二时长(T2)的调节信号。(见图8~11)
38.如第37项所述的方法,其中,把所述偏差以及第一矫正信号(SKE)相加,随后对所述和积分,并代替所述偏差而把这种积分结果用作调节信号(见图8~11)。
39.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的方法,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该方法至少以时间段的方式包括如下步骤:
-以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第一参考时间点(t0)基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d);
-把所述发送小波信号(S5d)馈送到所述传输路径(I1)中,并把所述发送小波信号(S5d)转换为所述接收器输出信号(S0);
-以所述第二小波(WL2)在至少一个所述相关的时段内的第二参考时间点(t0+tv),基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1),该第二参考时间点相对于所述第一参考时间点(t0)具有第一延迟时间(tv);
-通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8);
-通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-根据所述相交时间点(t0+ts),改变所述第一延迟时间(tv)。(见图1~7)
40.如第39项所述的方法,包括如下附加的步骤:
-根据所述相交时间点(t0+ts),形成矫正信号(K1);
-通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
41.如第39项所述的方法,其中,通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积来形成时间上的标量积信号(S8),这通过如下步骤进行:
-通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
42.如第41项所述的方法,其中,把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)包括积分(见图1~7)。
43.如第40项所述的方法,其中,把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11)包括积分(见图1~7)。
44.如第39项所述的方法,其中,所述第一小波(WL1)和所述第二小波(WL2)经过选择,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降或严格单调下降地、或者单调上升或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
45.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的方法,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该方法至少以时间段的方式包括如下步骤:
-以所述第二小波(WL2)在至少一个所述相关的时段内的第一参考时间点(t0)、基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1);
-以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第二参考时间点(t0+tv)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d),该第二参考时间点相对于所述第一参考时间点(t0)具有第一延迟时间(tv);
-把所述发送小波信号(S5d)馈送到所述传输路径(I1)中,并把所述发送小波信号(S5d)转换为所述接收器输出信号(S0);
-通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8);
-通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-根据所述相交时间点(t0+ts),改变所述第一延迟时间(tv)。(见图1~7)
46.如第45项所述的方法,包括如下附加的步骤:
-根据所述相交时间点(t0+ts),形成矫正信号(K1);
-通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
47.如第45项所述的方法,其中,通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8),这通过如下步骤进行:
-通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
48.如第47项所述的方法,其中,把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)包括积分(见图1~7)。
49.如第46项所述的方法,其中,把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11)包括积分(见图1~7)。
50.如第45项所述的方法,其中,所述第一小波(WL1)和所述第二小波(WL2)经过选择,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降或严格单调下降地、或者单调上升或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
51.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的方法,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该方法至少以时间段的方式包括如下步骤:
-以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第一参考时间点(t0)和所述第一小波(WL1)的第一时间压缩度(α1)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d);
-把所述发送小波信号(S5d)馈送到所述传输路径(I1)中,并把所述发送小波信号(S5d)转换为所述接收器输出信号(S0);
-以所述第二小波(WL2)在至少一个所述相关的时段内的第二参考时间点(t0+tv)和所述第二小波(WL2)的第二时间压缩度(α2)、基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1),该第二参考时间点相对于所述第一参考时间点(t0)具有可以为0的第一延迟时间(tv);
-通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8);
-通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第一小波(WL1)的第一时间压缩度(α1),和/或,根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第二小波(WL2)的第二时间压缩度(α2)。(见图1~7)
52.如第51项所述的方法,包括如下附加步骤:
-根据所述相交时间点(t0+ts)附加地改变所述第一延迟时间(tv)。(见图1~7)
53.如第51项所述的方法,包括如下附加步骤:
-根据所述相交时间点(t0+ts),形成矫正信号(K1);
-通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
54.如第51项所述的方法,其中,通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8),这通过如下步骤进行:
-通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
55.如第54项所述的方法,其中,把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)包括积分(见图1~7)。
56.如第53项所述的方法,其中,把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11)包括积分(见图1~7)。
57.如第51项所述的方法,其中,所述第一小波(WL1)和所述第二小波(WL2)经过选择,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降或严格单调下降地或者单调上升或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
58.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的方法,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该方法至少以时间段的方式包括如下步骤:
-以所述第二小波(WL2)在至少一个所述相关的时段内的第一参考时间点(t0)和第二时间压缩度(α2)、基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1);
-以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第二参考时间点(t0+tv)和第一时间压缩度(α1)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d),该第二参考时间点相对于所述第一参考时间点(t0)具有可以为0的第一延迟时间(tv);
-把所述发送小波信号(S5d)馈送到所述传输路径(I1)中,并把所述发送小波信号(S5d)转换为所述接收器输出信号(S0);
-通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8);
-通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第二小波(WL2)的第二时间压缩度(α2),和/或,根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第一小波(WL1)的第一时间压缩度(α1)。(见图1~7)
59.如第58项所述的方法,包括如下附加步骤:
-根据所述相交时间点(t0+ts),形成矫正信号(K1);
-通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
60.如第58项所述的方法,其中,通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8),这通过如下步骤进行:
-通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
61.如第60项所述的方法,其中,把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)包括积分(见图1~7)。
62.如第59项所述的方法,其中,把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11)包括积分(见图1~7)。
62.如第58项所述的方法,其中,所述第一小波(WL1)和所述第二小波(WL2)经过选择,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降或严格单调下降地或者单调上升或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
63.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的装置,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该装置包括:
-发送小波信号产生器(WG1),用于以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第一参考时间点(t0)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d);
-第一分析小波信号产生器(WG2),用于以所述第二小波(WL2)在至少一个所述相关的时段内的第二参考时间点(t0+tv)、基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1),该第二参考时间点相对于所述第一参考时间点(t0)具有第一延迟时间(tv);
-标量积单元,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8);
-时间-数字转换器(TDC),特别是比较器,用于通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-调节器(CTR),用于根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第一延迟时间(tv),所述第一分析小波信号产生器(WG2)采用该第一延迟时间。(见图1~7)
64.如第63项所述的装置,附加地包括:
-矫正单元(KE),用于根据所述相交时间点(t0+ts)形成矫正信号(K1);
-第一加法器(Σ1),用于通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-第二滤波器(F2),用于把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-其中,代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
65.如第63项所述的装置,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8),附加地包括:
-第一乘法器(M1),用于通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-第一滤波器(F1),用于把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
66.如第65项所述的装置,包括作为第一滤波器(F1)的积分器(见图1~7)。
67.如第64项所述的装置,包括作为第二滤波器(F2)的积分器(见图1~7)。
68.如第63项所述的装置,其中,所述发送小波信号产生器(WG1)的第一小波(WL1)和所述第一分析小波信号产生器(WG2)的第二小波(WL2)经过设计,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降或严格单调下降地或者单调上升或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
69.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的装置,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该装置包括:
-发送小波信号产生器(WG1),用于以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第一参考时间点(t0+tv)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d),该第一参考时间点相对于所述第二参考时间点(t0)具有第一延迟时间(tv);
-第一分析小波信号产生器(WG2),用于以所述第二小波(WL2)的第二参考时间点(t0),基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1);
-标量积单元,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积来形成时间上的标量积信号(S8);
-时间-数字转换器(TDC),特别是比较器,用于通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换
-调节器(CTR),用于根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第一延迟时间(tv),所述发送小波信号产生器(WG1)采用该第一延迟时间。(见图1~7)
70.如第69项所述的装置,附加地包括:
-矫正单元(KE),用于根据所述相交时间点(t0+ts)形成矫正信号(K1);
-第一加法器(Σ1),用于通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-第二滤波器(F2),用于把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-其中,代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
71.如第69项所述的装置,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积来形成时间上的标量积信号(S8),附加地包括:
-第一乘法器(M1),用于通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-第一滤波器(F1),用于把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
72.如第71项所述的装置,包括作为第一滤波器(F1)的积分器(见图1~7)。
73.如第70项所述的装置,包括作为第二滤波器(F2)的积分器(见图1~7)。
74.如第69项所述的装置,其中,所述发送小波信号产生器(WG1)的第一小波(WL1)和所述第一分析小波信号产生器(WG2)的第二小波(WL2)经过设计,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降地或严格单调下降地或者单调上升地或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
75.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的装置,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该装置包括:
-发送小波信号产生器(WG1),用于以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第一参考时间点(t0)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d);
-第一分析小波信号产生器(WG2),用于以所述第二小波(WL2)在至少一个所述相关的时段内的第二参考时间点(t0+tv)和所述第二小波(WL2)的第二时间压缩度(α2)、基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1),该第二参考时间点相对于所述第一参考时间点(t0)具有第一延迟时间(tv);
-标量积单元,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8);
-时间-数字转换器(TDC),特别是比较器,用于通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t0)的相交时间点(t0+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-调节器(CTR),用于根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第二时间压缩度(α2),所述第一分析小波信号产生器(WG2)采用该第二时间压缩度。(见图1~7)
76.如第75项所述的装置,附加地包括:
-矫正单元(KE),用于根据所述相交时间点(t0+ts)形成矫正信号(K1);
-第一加法器(Σ1),用于通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-第二滤波器(F2),用于把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-其中,代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
77.如第75项所述的装置,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积,形成时间上的标量积信号(S8),附加地包括:
-第一乘法器(M1),用于通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-第一滤波器(F1),用于把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
78.如第77项所述的装置,包括作为第一滤波器(F1)的积分器(见图1~7)。
78.如第76项所述的装置,包括作为第二滤波器(F2)的积分器(见图1~7)。
79.如第75项所述的装置,其中,所述发送小波信号产生器(WG1)的第一小波(WL1)和所述第一分析小波信号产生器(WG2)的第二小波(WL2)经过设计,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降地或严格单调下降地或者单调上升地或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
80.一种用于转换接收器输出信号(S0)相对于发送小波信号(S5d)的时间延迟(Δt)的装置,所述发送小波信号(S5d)在任意的物理媒介的传输路径(I1)中在转换为所述接收器输出信号(S0)时历经所述时间延迟,该装置包括:
-发送小波信号产生器(WG1),用于以所述第一小波(WL1)在至少一个相关的时段内的第一参考时间点(t0+tv)和所述第一小波(WL1)的第一时间压缩度(α1)、基于第一时间小波(WL1)产生发送小波信号(S5d),该第一参考时间点相对于所述第二参考时间点(t0)具有第一延迟时间(tv);
-第一分析小波信号产生器(WG2),用于以所述第二小波(WL2)的第二参考时间点(t0)基于第二小波(WL2)产生第一分析小波信号(WS1);
-标量积单元,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积来形成时间上的标量积信号(S8);
-时间-数字转换器(TDC),特别是比较器,用于通过如下方式形成时间连续的、值离散的评估信号(S9):将所述标量积信号(S8)的值与第一参考值(Ref)的比较,以及,当所述标量积信号(S8)的值在相对于所述第一参考时间点(t00)的相交时间点(t00+ts)与所述参考值(Ref)相交时,对时间连续的、离散值的所述评估信号(S9)的值予以变换;
-调节器(CTR),用于根据所述相交时间点(t0+ts)改变所述第一时间压缩度(α1),所述发送小波信号产生器(WG1)采用该第一时间压缩度。(见图1~7)
81.如第80项所述的装置,附加地包括:
-矫正单元(KE),用于根据所述相交时间点(t0+ts)形成矫正信号(K1);
-第一加法器(Σ1),用于通过把所述矫正信号(K1)的值相加至所述标量积信号(S8)的值,形成矫正后的标量积信号(S10);
-第二滤波器(F2),用于把矫正后的所述标量积信号(S10)滤波成被滤波的标量积信号(S11);
-其中,代替所述标量积信号(S8),而使用被滤波的所述标量积信号(S11)来形成时间连续的、值离散的所述评估信号(S9)。(见图1~7)
82.如第80项所述的装置,用于通过在所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)之间形成标量积来形成时间上的标量积信号(S8),附加地包括:
-第一乘法器(M1),用于通过所述接收器输出信号(S0)与所述第一分析小波信号(WS1)的相乘来形成滤波器输入信号(S2);
-第一滤波器(F1),用于把所述滤波器输入信号(S2)滤波成所述标量积信号(S8)。(见图1~7)
83.如第82项所述的装置,包括作为第一滤波器(F1)的积分器(见图1~7)。
84.如第81项所述的装置,包括作为第二滤波器(F2)的积分器(见图1~7)。
85.如第80项所述的装置,其中,所述发送小波信号产生器(WG1)的第一小波(WL1)和所述第一分析小波信号产生器(WG2)的第二小波(WL2)经过设计,从而所述标量积信号(S8)的值单调下降地或严格单调下降地或者单调上升地或严格单调上升地取决于所述发送小波信号(S5d)的在所述传输路径中相对于所述接收器输出信号(S0)的时间延迟(Δt),其中,所述时间延迟(Δt)处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0(见图1~7)。
86.一种用于确定第一传输路径(I1)的在发送器(H)与接收器(D1)之间的传播时间的装置,
-其中,要么延迟单元(ΔT)由发送信号(S5)至少暂时地形成延迟了延迟时间(Δt)的发送小波信号(S5d),要么所述发送小波信号(S5d)等同于发送信号(S5);
-其中,所述发送器(H)根据所述发送小波信号(S5d)、参照时间段(Tz)以时间段的方式将特别是光学的第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,该第一信号具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面予以调制;
-其中,在所述发送器(H)发送所述第一信号(s1)时所在的每个时段(Tz)内,所述第一信号(s1)在该相关的时段(Tz)内具有第一时间开头(ts1)和第一时间结尾(te1);
-其中,所述第一传输路径(I1)可以含有对象(O);
-其中,所述第一传输路径(I1)使得所述第一信号(s1)在经过该第一传输路径(I1)时修改成特别是光学的第二信号(s2);以及
-其中,相比于所述第一信号(s1),这种修改涉及所述第二信号(s2)的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;
-其中,所述第一接收器(D1)在该相关的时段(Tz)内在所述第二信号(s2)从所述第一传输路径(I1)输出之后接收所述第二信号(s2);以及
-其中,在所述第一接收器(D1)中,所述第二信号(s2)被转换为接收器输出信号(S0);
-其中,第一乘法器(M1)在该相关的时段(Tz)内将所述接收器输出信号(S0)与第一接收窗口信号(SF1)相乘为第一内部信号(S2a);以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间开头(ts2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之前,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间结尾(te2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,第二乘法器(M2)在该相关的时段(Tz)内将所述接收器输出信号(S0)与第二接收窗口信号(SF2)相乘为第二内部信号(S2b);以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间开头(ts3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间结尾(te3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之后;以及
-其中,第一滤波器(F1)在该相关的时段(Tz)内将所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(S2b)的差滤波成第一滤波器输出信号(S8);以及
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一滤波器输出信号(S8);以及
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)和/或由其特别是通过后续的第二滤波器(F2)导出的第一输出信号(S4)用作用于确定所述第一信号(s1)和/或所述第二信号(s2)一起在所述第一传输路径(I1)中的传播时间的测量值。(见图8~11)
87.如第86项所述的装置,其中,所述第一滤波器(F1)把所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(S2b)的差积分成第一滤波器输出信号(S8)(见图8~11)。
88.如第1或2项所述的装置,
-其中,从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2),所述第一接收窗口信号(SF1)为0;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)从所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)起时间单调上升或跳跃式地上升并且对于第一最小恒定时间(tk1)、直至所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)保持恒定值,其中,“恒定”意味着所述第一接收窗口信号(SF1)的幅度变化小于25%;以及
-其中,所述第一接收窗口信号(SF1)从所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)起,时间单调下降或跳跃式地下降,然后为0,直至所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)。(见图8~11)
89.如第1~3项中的一项或多项所述的装置,
-其中,从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3),所述第二接收窗口信号(SF2)为0;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)从所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)起、时间单调上升或跳跃式地上升,并且对于第二最小恒定时间(tk2)、直至所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)保持恒定值,其中,“恒定”的意思是,幅度变化小于25%;以及
-其中,所述第二接收窗口信号(SF2)从所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)起、时间单调下降或跳跃式地下降,然后为0,直至所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)。(见图8~11)
90.如第88或89项所述的装置,其中,所述第一最小恒定时间(tk1)等于所述第二最小恒定时间(tk2)。(见图8~11)
91.如第88~90项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一最小恒定时间(tk1)和/或所述第二最小恒定时间(tk2)大于时间分辨率,其中,
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt)
取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或第一数字化滤波器输出信号(S9)。(见图8~11)
92.如第88~91项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一最小恒定时间(tk1)和/或所述第二最小恒定时间(tk2)大于时间分辨率的时间总和,其中,
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于
-所述第一滤波器输出信号(S8)和/或第一数字化滤波器输出信号(S9),
-加上上升时间(ta),所述发送器(H)以所述上升时间开始发送,
-加上下降时间(tf),所述发送器(H)以所述下降时间停止发送。(见图8~11)
93.如第86~92项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一滤波器(F1)是带有滤波函数f(ΔS2)的线性滤波器,其中,ΔS2是所述第一内部信号(S2a)与所述第二内部信号(S2b)的差信号(见图8~11)。
94.如第93项所述的装置,其中,取决于所述第二接收窗口信号(SF2)的滤波函数f(SF2)的按照第86项从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)的量值变化、等于取决于所述第一接收窗口信号(SF1)的滤波函数f(SF1)的按照第86项从所述相关的时段的时间开头(tsz)到所述相关的时段的时间结尾(tez)的量值变化(见图8~11)。
95.如第87和93项所述的装置,其中,所述第二接收窗口信号(SF2)的从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)的时间积分等于所述第一接收窗口信号(SF1)的从所述相关的时段(Tz)的时间开头(tsz)到所述相关的时段(Tz)的时间结尾(tez)的积分(见图8~11)。
96.如第86~95项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)被模拟-数字转换器(ADC)或时间-数字转换器(TDC)转换成可以是时间离散的、值离散的第一数字化滤波器输出信号(S9);以及
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一数字化滤波器输出信号(S9)、而不是所述第一滤波器输出信号(S8);以及
-其中,所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或一个或多个由它们特别是通过一个或多个后续的第二滤波器(F2)导出的第一输出信号(S4),在该相关的时段(Tz)内用作用于确定所述第一信号(s1)在所述传输路径(I1)中的传播时间的测量值。(见图8~11)
97.如第96项所述的装置,
-其中,第一加法器(Σ1)把所述滤波器输出信号(S8)和第一矫正信号(SK1)相加成第二滤波器输入信号(S10);以及
-其中,带有滤波函数f3(S10)的第三线性滤波器(F3)把所述第二滤波器输入信号(S10)滤波成第三滤波器输出信号(S11);以及
-其中,代替所述第一滤波器输出信号(S8),所述第三滤波器输出信号(S11)被模拟-数字转换器(ADC)或时间-数字转换器(TDC)转换成值离散的、第一数字化滤波器输出信号(S9);以及
-其中,矫正信号产生单元(KE)根据数字化滤波器输出信号(S9)形成所述第一矫正信号(SK1)。(见图8~11)
98.如第86~97项中的一项或多项所述的装置,
-其中,调节器(CTR)根据所述滤波器输出信号(S8)和/或所述数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和必要时的设定值(Ref)产生第一调节器输出信号(S12);
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt),
取决于所述第一调节器输出信号(S12)、而不是所述第一数字化滤波器输出信号(S9)或所述第一滤波器输出信号(S8)。(见图8~11)
99.如第98项所述的装置,其中,所述调节器(CTR)是PID调节器(见图8~11)。
100.如第98或99项所述的装置,其中,所述调节器(CTR)或所述调节器(CTR)的部分装置具有迟滞(见图8~11)。
101.如第86~100项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述装置具有温度传感器(TS),用于以温度传感器信号(TSS)的形式检测所述发送器(H)的温度(T)或者与其作用相关的温度;
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt)
在所述相关的时段(Tz)内至少暂时取决于所述温度传感器信号(TSS)。(见图8~11)
102.如第86~101项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述发送器(H)吸收发送电流(IH);
-其中,该装置具有提供发送电流测量信号(IMS)的发送电流检测装置(IHM);
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt)
至少暂时取决于所述发送电流测量信号(IMS)。(见图8~11)
103.如第86~102项中的一项或多项所述的装置,其中,
-要么,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)等同于所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2),所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)位于所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)之后;
-要么,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)位于所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)之后,所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)等同于所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)。(见图8~11)
104.如第86~105项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(te3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
105.如第86~104项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
106.如第86~105项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
107.如第86~106项中的一项或多项所述的装置,其中,所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)以相同的方式取决于所述第一滤波器输出信号(S8)和/或所述第一数字化滤波器输出信号(S9)和/或所述第三滤波器输出信号(S11)和/或所述第一调节器输出信号(S12),这意味着,相应的导数在符号方面并无差异,并且量值相差不超过25%(见图8~11)。
108.如第86~107项中的一项或多项所述的装置,用于并行地确定在第二传输路径(I2)中在所述发送器(H)和至少一个其它的接收器(D2)之间的传播时间,该第二传输路径可以完全地或者部分地与所述第一传输路径(I1)一致,
-其中,所述发送器(H)根据所述发送小波信号(S5d)将特别是光学的第三信号(s3)以时间段的方式发送到所述第二传输路径(I2)中,该第三信号具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或所述频谱组成方面予以调制;
-其中,在所述发送器(H)发送所述第三信号(s3)时所在的每个时段(Tz)内,所述第三信号(s3)在所述相关的时段(Tz)内具有第四时间开头(ts4)和第四时间结尾(te4);以及
-其中,所述第二传输路径(I2)可以含有另一对象(O2)和/或所述对象(O);以及
-其中,所述第二传输路径(I2)使得所述第三信号(s3)在经过该第二传输路径(I2)时修改成特别是光学的第四信号(s4);以及
-其中,相比于所述第四信号,所述修改涉及所述第五信号的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;以及
-其中,所述另一接收器(D2)在所述相关的时段(Tz)内在所述第四信号(s4)从所述第二传输路径(I2)输出之后接收所述第四信号(s4);以及
-其中,在所述另一接收器(D2)中,所述第四信号(s4)转换为另一接收器输出信号(S0B);以及
-其中,第三乘法器(M3)在所述相关的时段(Tz)内将所述另一接收器输出信号(S0B)与第三接收窗口信号(SF3)相乘为第三内部信号(S2Ba);以及
-其中,所述第三接收窗口信号(SF3)在所述相关的时段(Tz)内具有第五时间开头(ts5),其在时间上位于所述第三信号(s4)的第四时间开头(ts4)之前,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,所述第三接收窗口信号(SF3)在所述相关的时段(Tz)内具有第五时间结尾(te5),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,第四乘法器(M4)在所述相关的时段(Tz)内将所述另一接收器输出信号(S0B)与第四接收窗口信号(SF4)相乘为第四内部信号(S2Bb);以及
-其中,所述第四接收窗口信号(SF4)在所述相关的时段(Tz)内具有第六时间开头(ts6),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之前;以及
-其中,所述第四接收窗口信号(SF4)在所述相关的时段(Tz)内具有第六时间结尾(te6),其在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间开头(ts4)之后,且在时间上位于所述第四信号(s4)的第四时间结尾(te4)之后;以及
-其中,第四滤波器(F4)把所述第三内部信号(S2Ba)和所述第四内部信号(S2Bb)的差滤波成第四滤波器输出信号(S8B);以及
-其中,至少
-所述第三接收窗口信号(SF3)的第五时间开头(ts5)和/或
-所述第三接收窗口信号(SF3)的第五时间结尾(te5)和/或
-所述第四接收窗口信号(SF4)的第六时间开头(ts6)和/或
-所述第四接收窗口信号(SF4)的第六时间结尾(te6)和/或
-所述延迟时间(Δt),
在所述相关的时段(Tz)内取决于所述第四滤波器输出信号(S8B);以及
-其中,所述第四滤波器输出信号(S8B)和/或由其特别是通过后续的第五滤波器(F5)导出的另一输出信号(S4B),在所述相关的时段(Tz)内用作用于确定所述第四信号(s4)在所述第二传输路径(I2)中的传播时间的另一测量值。(见图8~11)。
109.如第108项所述的装置,
-其中,第二加法器(Σ2)由所述接收器输出信号(S0)和所述另一接收器输出信号(S0B)通过相加而形成接收器输出和信号(S0Σ);以及
-其中,所述第三乘法器(M3)将所述接收器输出和信号(S0Σ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第三接收窗口信号(SF3)相乘为所述第三内部信号(S2Ba);以及
-其中,所述第四乘法器(M4)将所述接收器输出和信号(S0Σ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第四接收窗口信号(SF4)相乘为所述第四内部信号(S2Bb)。(见图8~11)。
110.如第108或109项所述的装置,
-其中,第四求差装置(ΔS)由所述接收器输出信号(S0)和所述另一接收器输出信号(S0B)通过求差而形成接收器输出差信号(S0Δ);
-其中,所述第三乘法器(M3)将所述接收器输出差信号(S0Δ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第三接收窗口信号(SF3)相乘为所述第三内部信号(S2Ba);
-其中,所述第四乘法器(M4)将所述接收器输出差信号(S0Δ)而不是所述另一接收器输出信号(S0B)与所述第四接收窗口信号(SF4)相乘为所述第四内部信号(S2Bb)。(见图8~11)。
111.如第86~110项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一乘法器(M1)设计成模拟开关,其根据所述第一接收窗口信号(SF1)要么输出所述接收器输出信号(S0)、要么输出设定的固定的电势作为第一内部信号(S2a);以及
-其中,所述第二乘法器(M2)设计成模拟开关,其根据所述第二接收窗口信号(SF2)要么输出所述接收器输出信号(S0)、要么输出设定的固定的电势作为第二内部信号(S2b)。(见图8~11)。
112.如第86~111项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一乘法器(M1)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第一状态下的话;
-其中,所述第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)连接起来,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第二状态下的话;
-其中,所述第二乘法器(M2)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第一状态下的话以及;
-其中,所述第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)连接起来,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第二状态下。(见图8~11)的话。
113.如第86~111项中的一项或多项所述的装置,
-其中,所述第一乘法器(M1)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第一状态下的话;以及
-其中,所述第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与所述第一内部信号(S2a)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述接收器(D)连接起来,且把所述第一接收器(D1)与电流源或电压源分开,如果所述第一接收窗口信号(SF1)处于第二状态下的话;以及
-其中,所述第二乘法器(M2)设计成模拟开关,其把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)连接起来,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)分开,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第一状态下的话;以及
-其中,所述第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与所述第二内部信号(S2b)分开,并把所述接收器输出信号(S0)与所述第一接收器(D1)连接起来,如果所述第二接收窗口信号(SF2)处于第二状态下的话;以及
-其中,所述装置包括部分装置,该部分装置把所述接收器输出信号(S0)与电流源或电压源连接起来,如果所述接收器输出信号(S0)既不与所述第一内部信号(S2a)连接、又不与所述第二内部信号(S2b)连接的话。(见图8~11)。
114.一种用于确定第一光学的信号(s1)在可以含有对象(O)的第一传输路径(I1)中在发送器(H)与第一接收器(D1)之间的传播时间的方法,包括如下步骤:
-使得发送信号(S5)可选地、至少暂时地延迟了延迟时间(Δt)而成为发送小波信号(S5d),其中,这特别地要么通过延迟单元(ΔT)来发生,要么所述发送小波信号(S5d)等同于所述发送信号(S5);
-特别是通过发送器(H),根据所述发送小波信号(S5d),参照时段(Tz)以时间段的方式将特别是光学的第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,
-其中,所述第一信号(s1)具有至少一个载波信号作为信号分量,其至少以调制信号在幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成方面予以调制,以及
-其中,在特别是所述发送器(H)发送所述第一信号(s1)时所在的每个时段(Tz)内,所述第一信号(s1)在所述相关的时段(Tz)内具有第一时间开头(ts1)和第一时间结尾(te1);
-使得所述第一信号(s1)在经过所述第一传输路径(I1)时修改成特别是光学的第二信号(s2),
-其中,相比于所述第一信号(s1),所述修改涉及所述第二信号(s2)的幅度和/或相位和/或极性和/或波长和/或幅度调制频率和/或频谱组成;
-特别是由所述第一接收器(D1)在所述第二信号(s2)从所述传输路径(I1)输出之后在所述相关的时段(Tz)内接收所述第二信号(s2);
-把所述第二信号(s2)特别是在所述第一接收器(D1)中转换为接收器输出信号(S0);
-特别是通过第一乘法器(M1)把所述接收器输出信号(S0)与第一接收窗口信号(SF1)相乘为第一内部信号(S2a),
--其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间开头(ts2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之前,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前,以及
--其中,所述第一接收窗口信号(SF1)在所述相关的时段(Tz)内具有第二时间结尾(te2),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;
-特别是通过第二乘法器(M2)把所述接收器输出信号(S0)与第二接收窗口信号(SF2)相乘为第二内部信号(S2b),
--其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间开头(ts3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之前;
--其中,所述第二接收窗口信号(SF2)在所述相关的时段(Tz)内具有第三时间结尾(te3),其在时间上位于所述第一信号(s1)的第一时间开头(ts1)之后,且在时间上位于所述第一信号(s1)的时间结尾(te1)之后;
-特别是通过第一滤波器(F1)把所述第一内部信号(S2a)和所述第二内部信号(S2b)的差滤波成第一滤波器输出信号(S8);
-特别是通过后续的第二滤波器(F2),根据所述第一滤波器输出信号(S8)形成输出信号(S4),和/或把所述第一滤波器输出信号(S8)用作输出信号(S4);
-使用所述输出信号(S4)来代表用于确定在所述第一传输路径(I1)中所述第一信号(s1)和/或所述第二信号(s2)一起的传播时间的测量值,
-其中,至少
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间开头(ts2)和/或
-所述第一接收窗口信号(SF1)的第二时间结尾(te2)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间开头(ts3)和/或
-所述第二接收窗口信号(SF2)的第三时间结尾(te3)和/或
-所述延迟时间(Δt)
取决于所述第一滤波器输出信号(S8)。(见图8~11)
115.一种用于确定特别是光学的第一信号(s1)在第一传输路径(I1)中在发送器(H)和第一接收器(D1)之间的传播时间的方法,
-其中,所述发送器(H)将第一信号(s1)发送到所述第一传输路径(I1)中,该信号在经过所述第一传输路径(I1)的至少一部分(进而延迟)之后被所述第一接收器(D1)作为第二信号(s2)接收,并转换成接收器输出信号(S0),其中该第二信号就是修改后的第一信号(s1);以及
-其中,在所述第一接收器(D1)中,所述第二信号(s2)在两个时间接收窗口、即具有第一时长(T1)的第一接收窗口(SF1)和具有第二时长(T2)的第二接收窗口(SF2)中予以分析,其中,所述第一信号(s1)的开头仅包含在所述第一接收窗口(SF1)中,所述第一信号(s1)的结尾仅包含在所述第二接收窗口(SF2)中,
-其中,所述接收器输出信号S0包括指配给所述第一接收窗口SF1的第一信号部分和指配给所述第二接收窗口SF2的第二信号部分,其中,在预定的时段Tz上求平均的所述第一信号部分,除了偏差外,与在所述时段Tz上求平均的所述第二信号部分正好一样大,以及
-其中,所述偏差至少暂时用作一个或两个接收窗口(SF1、SF2)相对于所述第一信号s1的时间位置的、和/或所述第一信号s1相对于两个接收窗口(SF1、SF2)的时间位置的、和/或所述第一接收窗口的第一时长T1的、和/或所述第二接收窗口(SF1、SF2)的第二时长T2的调节信号。(见图8~11)
116.如第115项所述的方法,其中,把所述偏差以及第一矫正信号SKE相加,随后对所述和积分,并代替所述偏差而把这种积分结果用作调节信号(见图8~11)。
117.一种用于确定在发送器和接收器之间的传输路径的传播时间的方法,
-所述发送器将信号发送到所述传输路径中,该信号在经过所述传输路径的至少一部分(进而延迟)之后被接收器检测到;
-在所述接收器中,所述信号在两个接收窗口中予以分析,其中,所述信号的开头仅包含在第一窗口中,所述信号的结尾仅包含在第二窗口中,
-由所述接收器接收的接收信号(88)包括指配给所述第一接收窗口的第一信号部分和指配给所述第二接收窗口的第二信号部分,其中,在预定义的时段(T)上求平均的所述第一信号部分与在所述时段(T)上求平均的所述第二信号部分一样大,以及
-针对于由所述接收器接收的接收信号(88),在所述预定义的时段(T)上求平均的所述第一信号部分与在所述预定义的时段(T)上求平均的所述第二信号部分的偏差(99),至少暂时用作一个或两个接收窗口相对于发送信号的时间位置的、和/或所述发送信号相对于两个接收窗口的时间位置的、和/或两个接收窗口的长度的分配的调节信号。
118.如第117项所述的方法,其中,所述接收窗口由函数构成,利用所述函数在求平均前对所述信号予以加权,优选具有如下特性:
-在一个或两个接收窗口的开头,其从0起单调地上升;
-两个窗口在中间部分是恒定的;
-在一个或两个接收窗口的结尾,其单调地下降至0;
-第一窗口的开头的积分等同于第二窗口的结尾的积分;
-第一窗口的结尾的积分等同于第二窗口的开头的积分。
119.如第117或118项所述的方法,其中,对所述偏差(99)以及另一矫正信号重新予以积分,并将其偏差用作调节信号。
120.如第117~119项中的一项或多项所述的装置,其中,第二补偿器LED交替地发送发送信号,并沿着固定的路径被相加至接收信号,和/或两个接收窗口分开、彼此对接或重叠,如果信号的开头仅仅位于第一窗口中,而信号的结尾仅仅位于第二窗口中,和/或,给调节器设置有积分部分,其中,数字至时间和/或数字至电荷转换器相比于ADC具有明显高的分辨率,并且可能的调节器是PID调节器,其积分部分形成有迟滞。
附图标记清单(图1~7)
α 小波的第一时间压缩度
α1 第一小波WL1的第一时间压缩度
α2 第二小波WL2的第二时间压缩度
Δt 接收器输出信号S0相对于发送小波信号S5d的延迟
CTR 调节器
E 传输路径I1的接收器
F1 第一滤波器
F1b 另一个第一滤波器
F2 第二滤波器
I1 传输路径
K1 矫正信号
KE 矫正单元
M1 第一乘法器
M1b 第二乘法器
ω 频率
Ref 参考值
S 传输路径I1的发送器
S0 接收器输出信号
S2 滤波器输入信号
S2b 第二滤波器输入信号
S5d 发送小波信号
S8 标量积信号
S8s 标量积信号
S8a 第一标量积预信号
S8b 第二标量积预信号
S9 时间连续的、值离散的评价信号
S10 被矫正的标量积信号
S11 被滤波的标量积信号
Σ1 第一加法器
Σ2 第二加法器
tm 发送小波信号和/或分析小波信号的受调节的参数
t0 在调节第二小波WL2的第二参考时间点t0+tv的延迟时间tv时第一小波WL1的第一参考时间点,或者,在调节第一小波WL1的第一参考时间点t0+tv的延迟时间tv时第二小波WL2的第二参考时间点
t0+ts 相交时间点(即标量积信号S8或S8s具有参考值Ref时的时间点)
t0+tv 第一小波WL1的在其受控时的第一参考时间点t0+tv,或者,第二小波WL2的在其受控时的第二参考时间点t0+tv
tsy 同步信号
tv 延迟
TDC 时间至数字转换器(通常是比较器)
WG1 发送小波信号产生器
WG2 第一分析小波信号产生器
WG3 第二分析小波信号产生器
WL1 第一小波
WL2 第二小波
WS1 第一分析小波信号
WS2 第二分析小波信号
WS1、S0 (第一)分析小波信号WS1与接收器输出信号S0之间的标量积
附图标记清单(图8~11)
ΔS 求差装置
ΔS2 第一内部信号S2a与第二内部信号S2b的差信号
Δt 延迟时间,延迟单元ΔT使得发送信号S5延迟了该延迟时间而成为延迟后的发送小波信号S5d
ΔT 延迟单元
ADC 模拟-数字转换器,在最简单的情况下,它可以是比较器、逆变器、施密特触发器等,作为1比特位模拟-数字转换器
CTR 调节器
D1 第一接收器
D2 另一接收器
DAC 数字-模拟转换器
f(ΔS2) 第一滤波器F1的带有参数信号ΔS2的滤波函数
F1 第一滤波器,第一滤波器F1优选是带有滤波函数f(ΔS2)的线性滤波器,其中,ΔS2是第一内部信号S2a与第二内部信号S2b的差信号
F2 第二滤波器
F3 第三滤波器,第三滤波器F3优选是带有滤波函数f3(S10)的线性滤波器
F4 第四滤波器,第四滤波器F4优选是带有滤波函数f4(ΔS2B)的线性滤波器,其中,ΔS2B是第三内部信号S2Ba与第四内部信号S2Bb的差信号
F5 第五滤波器
I1 第一传输路径
I2 第二传输路径
IH 发送器电流,这是发送器H为了其工作而吸取的电流
IHM 用于检测发送器电流IH的发送电流检测装置
IMS 发送电流测量信号,该信号反映了被发送电流检测装置IHM检测的发送器电流IH
KE 矫正信号产生单元,它根据数字化滤波器输出信号S9形成第一矫正信号SK1
LED 发光二极管
M1 第一乘法器
M2 第二乘法器
M3 第三乘法器
M4 第四乘法器
O 对象,其距离要借助传播时间测量予以检测
O2 另一对象,其距离要借助传播时间测量予以检测
Ref 调节器CTR的可选的设定值
Σ1 第一加法器
Σ2 第二加法装置
S0 第一接收器D1的接收器输出信号
S0B 另一接收器D2的另一接收器输出信号
S0Δ 接收器输出差信号
S0Σ 接收器输出和信号
s1 特别是光学的第一信号
s2 特别是光学的第二信号,其因传播时间特别是相对于第一信号s1延迟或者以其它方式予以调制
s3 特别是光学的第三信号
s4 特别是光学的第四信号,其因另一传播时间特别是相对于第一信号s3延迟或者以其它方式予以调制
S2a 第一内部信号
S2b 第二内部信号
S2Ba 第三内部信号
S2Bb 第四内部信号
S4 第一输出信号
S4B 另一输出信号
S5 发送信号
S5d 发送小波信号
S8 第一滤波器F1的第一滤波器输出信号
S8B 第四滤波器F4的第四滤波器输出信号
S9 第一数字化滤波器输出信号
S10 第二滤波器输入信号
S11 第三滤波器输出信号
S12 第一调节器输出信号
SF1 第一接收窗口信号
SF2 第二接收窗口信号
SF3 第三接收窗口信号
SF4 第四接收窗口信号
SK1 第一矫正信号
T 发送器的温度
ta 发送器H开始发送时的上升时间ta
tf 发送器H停止发送时的下降时间tf
tk1 第一时间最小恒定时间,期间第一接收窗口信号SF1不同于0,并且,幅度变化小于25%,优选根本不变化
tk2 第二时间最小恒定时间,期间第二接收窗口信号SF2不同于0,并且,幅度变化小于25%,优选根本不变化
ts1 第一信号s1的第一时间开头
te1 第一信号s1的第一时间结尾
ts2 第一接收窗口信号SF1的第二时间开头
te2 第一接收窗口信号SF1的第二时间结尾
ts3 第二接收窗口信号SF2的第三时间开头
te3 第二接收窗口信号SF2的第三时间结尾
ts4 第三信号s3的第四时间开头
te4 第三信号s3的第四时间结尾
tez 时段Tz的时间结尾
tsz 时段Tz的时间开头
ts5 第三接收窗口信号SF3的第五时间开头
te5 第三接收窗口信号SF3的第五时间结尾
ts6 第四接收窗口信号SF4的第六时间开头
te6 第四接收窗口信号SF4的第六时间结尾
TS 温度传感器
TSS 温度传感器信号
Tz 时段
V1 输入放大器
V2 发送放大器
Claims (9)
1.一种用于把传输路径的接收器的输出信号相对于由发送器发送到传输路径中的发送小波信号的时间延迟转换为数字值的装置,该装置带有:
- 发送小波信号产生器,其用于基于带有第一参考时间点的第一时间小波产生所述发送小波信号,其中,所述发送小波信号根据以下中的至少一个,通过相关的可由所述发送小波信号产生器设定的参数予以规定:
- 在其时间位置方面,即在其起始时间点和其结束时间点中的至少一个,其中两个时间点可改变,
- 在其时间延展或压缩方面,即在其起始时间点与结束时间点之间的时间间隔,其中两个时间点可同向地或反向地改变,以及
- 在其幅度方面;
- 第一分析小波信号产生器,其用于基于带有第二参考时间点的第二时间小波产生第一分析小波信号,其中,所述第一分析小波信号根据以下中的至少一个,通过相关的可由所述第一分析小波信号产生器设定的参数予以规定:
- 在其时间位置方面,即在其起始时间点和其结束时间点中的至少一个,其中两个时间点可改变,
- 在其时间延展或压缩方面,即在其起始时间点与结束时间点之间的时间间隔,其中两个时间点可同向地或反向地改变,以及
- 在其幅度方面;
- 标量积单元,其用于由接收器输出信号与所述第一分析小波信号来计算时间上的标量积信号;
- 时间-数字转换器,其用于通过所述标量积信号的大小与第一参考值的比较来形成用于可设定的测量时间间隔的时长的时间连续的、值离散的评估信号,并在所述标量积信号等于所述第一参考值或者大于所述第一参考值的时间点对所述评估信号的值予以变换;以及
- 调节器,其用于要么改变在所述发送小波信号产生器中的规定所述发送小波信号的至少一个参数,要么改变在所述第一分析小波信号产生器中的规定所述第一分析小波信号的至少一个参数,要么既改变在所述发送小波信号产生器中的规定所述发送小波信号的至少一个参数、又改变在所述第一分析小波信号产生器中的规定所述第一分析小波信号的至少一个参数,即,根据相对于所述发送小波信号的所述第一时间小波的所述第一参考时间点所述标量积信号等于所述第一参考值或者大于所述第一参考值的时间点进行改变,
其中,所述发送小波信号产生器的第一小波和所述第一分析小波信号产生器的第二小波经过设计,从而所述标量积信号的值在时间上的工作点周围的时间范围内单调下降地或者严格单调下降地、或者单调上升地或者严格单调上升地取决于所述发送小波信号从所述传输路径的发送器至其接收器的时间延迟,其中,所述时间延迟处于一段时间间隔内,该间隔的时长不同于0,以及其中所述小波信号的起始时间点和结束时间点都位于一个测量时间间隔内。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述传输路径的接收器的输出信号相对于由发送器发送到传输路径中的发送小波信号的时间延迟转换为二进制值,其中,所述时间-数字转换器产生时间连续的、值离散的二进制的评估信号。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述标量积单元设有用于将滤波器输入信号作为所述接收器输出信号与所述第一分析小波信号的乘积来计算的乘法器,且设有用于对所述滤波器输入信号予以滤波的第一滤波器。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第一滤波器是低通滤波器。
5.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第一滤波器是积分器或者像它那样工作。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于:
- 矫正单元,其用于根据相对于所述发送小波信号的第一时间小波的第一参考时间点,所述标量积信号等于所述第一参考值或者大于所述第一参考值的时间点形成矫正信号;
- 第一加法器,其用于通过把所述矫正信号相加至所述标量积信号而形成矫正后的标量积信号;
- 第二滤波器,其用于对经矫正的所述标量积信号进行滤波,以便形成被滤波的标量积信号;
- 其中,被滤波的所述标量积信号能够被输送给所述时间-数字转换器,用于形成所述评估信号。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,第二滤波器是低通滤波器。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第二滤波器是积分器或者像它那样工作。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述时间-数字转换器是比较器。
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