DE677798C - Verfahren zur Messung des Zeitabstandes zweier Anfang und Ende eines Zeitabschnittes bestimmender Impulse - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung des Zeitabstandes zweier Anfang und Ende eines Zeitabschnittes bestimmender Impulse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Zeitabstandes zweier Anfang und Ende eines Zeitabschnittes bestimmender Impulse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der den Anfang des Zeitabschnittes angebende Impuls entweder in einen Impuls von Sägezalinform umgeformt wird oder aber zur Steuerung einer zur Erzeugung eines sägezalinförmigen Impulses dienenden Einrichtung verwendet wird und daß die Höh'c dieses Sägezahnes im Augenblick des Eintreffens des zweiten Impulses gemessen wird.
• In der Technik gibt es die verschiedensten Anwendungsgebiete, in denen eine derartige 1lessttng vorzunehmen ist. In den meisten Fällen wird es sich darum handeln, den Zeitabstand zwischen den -zugehörigen Impulsen zweier Impulsreihen gleicher Frequenz zu bestimmen. Derartige Impulsreihen sind in Abb. i der Zeichnung dargestellt. Cber der Zeit t sind die Spannungsamplituden U von elektrischen Impulsen aufgetragen.
• Es soll angenommen werden, daß der Zeitabstand zwischen dem Impuls A der Impulsreihe I und dem Impuls B der Impulsreihe II zu bestimmen ist.
• Bisher ging man zur Lösung einer derartigen Aufgabe so vor, daß man die beiden Impulse beispielsweise nebeneinander oder übereinander auf dem Schirm eines Braunschen Rohres aufschrieb und nun mit Hilfe eines Längenmaßstabes den Abstand C zwischen diesen beiden aufgezeichneten Impulsen ausmaß. Es ist klar, daß die Genauigkeit einer derartigen Methode beispielsweise von der Form der einzelnen Impulse abhängig ist, da offensichtlich eine sehr genaue Messung nur dann zu erreichen ist, wenn die beiden Impulse sehr spitz ausgebildet sind.
• Da diese Nachteile bei (lein erfindungsgemäßen Verfahren nicht in dem Maße bestehen, kann damit eine größere Genauigkeit bei der Bestimmung des zeitlichen Abstandes der beiden Impulse erreicht werden.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung wird an Hand der Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Abb. 2 zeigt zunächst in einem Diagranun die Umwandlung der in Abb. z dargestellten Impulse A der Impulsreihe I in sägezahnförmige Impulse, wobei diese neue Impulsreihe mit I" bezeichnet ist. Gemäß der Erfindung soll die Spannungsamplitude eines solchen Sägezahnes im Augenblick des Eintreffens des zweiten, den zu messenden Zeitabschnitt begrenzenden Impulses ein Maß sein für die Länge dieses Zeitabschnittes.
• " Die Umformung der in Abb. i dargestellten Impulse A in sägezahnförmige Impulse nach Abb. z kann auf die verschiedenste Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, die Impulse zur schnellen Aufladung eines Zeitkonstantengliedes zu verwenden, das infolge seiner großen Entladezeitkonstante eine sägezahnförmige Spannung entsprechend Abb.2 abgibt.. Es kann aber auch eine in umgekehrter Richtung verlaufende sägezahnförinige Spannungskurve erzeugt werden, indem ein Zeitkonstantenglied verwendet wird, das eine große Ladezeitkonstante und eine geringe Entladezeitkonstante besitzt. Die Entladung wird dann durch die in Abb. z dargestellten Spannungsimpulse A gesteuert. .
• In Abb: 3 ist eine solche Einrichtung zur Erzeugung einer sägezahnförmigen Spannungskurve dargestellt. Ein Kondensator a wird - über einen Widerstand b von einer Batterie c aufgeladen. Infolge des Widerstandes b erfolgt diese Aufladung verhältnismäßig langsam. Der Kondensator a liegt parallel zur Anoden-Katlioden-Strecke eines gas- oder dampfgefüllten Entladungsrohres d, an dessen Gitter die in Abb. i dargestellten Impulse A der Impulsreihe I angelegt werden. Trifft ein solcher Impuls A ein, so wird das Entladungsrohr zum Zünden gebracht, und der Kondensator a entlädt sich sehr schnell über die Anoden-Kathoden-Strecke. Nach dieser Entladung erlischt das Entladungsrohr, da der das Gitter vorspannende Impuls A nur eine sehr kurze Zeit andauert. Der Kondensator d wird von neuem von der Batterie c über den Widerstand b aufgeladen, und zwar so lange, bis der nächste Impuls A der Impulsreihe I auf dem Gitter des Entladungsrohres d eintrifft. Aus den periodisch auftreffenden Impulsen A erhält man also periodisch sägezahnförmige Spannungskurven IQ, die allerdings bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb.3 in umgekehrter Richtung verlaufen, als sie in Abb. z dargestellt sind.
• Handelt es sich wie in dein in Abb. i angenommenen Fall darum, den Zeitabstand zweier Impulse zu messen, die zu einer Reihe von periodisch wiederkehrenden Impulsen gehören, so ist es wünschenswert, daß die Iinpulseeiner je<IenIinpulsreilie untereinander gleiche Amplituden besitzen. Ist dies nicht der Fall, so können die einzelnen Impulse gleichförmig gemacht werden.
• Unter Amvendung der in Abb. 3 dargestellten Schaltung zur Umwandlung der ImpulseA in sägezahnförmige Impulse kann die Anordnung derart getroffen werden, daß ein kleiner Kondensator e vorgesehen wird. Die plötzliche Spannungsänderung am Kondensator a, die infolge der Entladung dieses Kondensators über die Anoden-Kathoden-Strecke des Entladungsrohres d erfolgt, wird in diesem Fall über den Kondensator e übertragen, so daß sich in diesem Fall sägezahnförmige Impulse von stets kongruenter Form ergeben.
• Bei dem in Abb.4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieselbe Wirkung, wie sie oben beschrieben wurde, ausgenutzt. An Stelle des Kondensators e ist hier ein Transformator f vorgesehen, über den die plötzliche Spannungsänderung des Kondensators a. übertragen wird. Die sägezahnförmigen Impulse werden bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 3 und 4 an den Klemmen IQ abgenommen.
• Es gibt aber auch noch andere Möglichkeiten, um die Unregelmäßigkeiten der einzelnen Impulse einer Impulsreihe zu beseitigen. So kann man beispielsweise eine Kippschaltung anwenden, und zwar kann eine Elektronenröhre vorgesehen sein, die die vom Gitter erzeugte Anodenspannungsänderung über einen Transformator oder eine zweite Röhre auf das Gitter der ersten Röhre zurückgibt, so daß sich die neue Gitterspannungsänderung zur alten addiert. Die Röhre wird nun auch bei unregelmäßig großen Impulsen verhältnismäßig schnell bis zum-Gitterstromeinsatz geöffnet, während sie sich dann durch Gitteraufladung selbsttätig und regelmäßig verriegelt.
• Auch durch ein Audionglied, das vor eine Röhre mit starkem Gitterstromeinsatz geschaltet ist, lassen sich die Amplituden der Einzelimpulse korrigieren. Die Spannungen müssen dabei größer sein als der Öffnungsbereich der Röhre. Die Gittervorspannung stellt sich dann automatisch so ein, daß die Spannungsspitzen bei etwa o Volt Gittervorspannung liegen. Nach unten werden die Impulse durch den Offnungsbereich der Röhre begrenzt.
• Während im vorangegangenen die Erzeugung von sägezahnförmigen Schwingungen g "1.3 Abb. 2 in Abhängigkeit von den Ilnema L, pulsenA der Abb. i beschrieben wurde, sollen nunAusführungsbeispiele für den eigentlichen Erfindungsgedanken, nämlich die \lessunri der Höhe einer solchen sägezalinförinigen Spannungskurve ini Augenblick des lintreffens des den zu messenden Zeitabschnitt begrenzenden zweiten Impulses, angegeben

  werden. Die ini Ausgang der Schaltungen

  :' 'den den Abb. 3 und d. erhaltenen sägezahn-

  fiirnii;;eLiSpaiinungslcurvenI" werden bei deni

  Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 auf das

  Gitter einer Elektronenröhreg gegeben. Die

  Rühre g stellt infolge der periodisch aer-,

  ibi(lcrten Gittervorspannung einen veränder-

  lichen Gleichstromwiderstand dar, dessen

  aii-enhlicklicherWert t'o'i deni Anodenstrom-

  instrument le im Augenblick des .Eintreffens

  des Impulses B der Impulsreihe II gemessen

  wird. Voraussetzung hierfür ist, daß die

  Iniptilse B auf ein zweites Gitter dieser Elek-

  tronenröhre g gegeben werden, so (laß diese

  Impulse jeweils als Üffnungsimpulse für den

  :1no@lcnstrorn dienen.

  )n Abb.6 ist ein weiteres Ausführung's-

  1)cisl)ici dargestellt. Diese Anordnung be-

  steht aus zwei hintereinander-' eschalteten

  Elektronenröhren in und k. Die Röhre in.

  atellt wiederum den verünclerlichen Gleich-

  stroini#;ielerstand dar, da an ihr Gitter die

  siigczahnförniigen Spannungsimpulse I" an-

  gelegt lverden. Auf das Gitter der Röhre h

  gelangen die Impulse B der Impulsreihe II.

  I)er ini Anzeigeinstrument lt im Augenblick

  (les Hintreffens der Impulse B angezeigte

  :11loclcnstrom ist dann ein '-Maß für den ge-

  wünschten zu anessenden Zeitabstand. Dieses

  :ltirci""eiizstrtiment wird zlvecl~niiißig in Ein-

  liehen. die dein Anwendungszweck ent-

  sprochen, geeicht.

  'n:11)1).2 sind siigezahnförinigeSl)aniitiligs-

  inipulsc dargestellt, wie sie praktisch finit ein-

  f;icilcti Mitteln nur sehr schwer zu erreichen

  sind. Bekanntlich besitzt die Kennlinie einer

  I@on:lcusatorauflaclung oder -entladung eine.

  starke Krümmung, so daß dadurch die

  Linearität der Anzeige leidet. Diese Kriim-

  111ung der Kondensatorentladung bzw. -auf-

  ladung kann dadurch kompensiert werden,

  dali den in Abb. 5 und 6 dargestellten

  N()liren - und trt Kennlinien von zur Charak-

  teristik der Kondensatoraufladung bzw. -ent-

  la(@ung spiegelbildlicher Form gegeben wer-

  den. Man kann beispielsweise diese Röhren

  in dein unteren Knick der Kennlinie arbeiten

  lasen. Dann wird die all' Schluß der Auf-

  la(htllg eines zur Erzeugun-

  @a@rezahllt()rnll-

  "cr Inipulsc dienenden Kondensators auf-

  tretende langsamepannungscrhiihung in das

  Gehiet der gröl.icrcii Steilheit der l-Zelitilinie

  tallcu.

  Ilier könnte auch die bekannte I3csc@mci-

  (Iting der Kennlinien noch \ crbcsscrungen

  sehalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur 'Messung des Zeit- abstandes zweier Anfang und Ende eines Zeitabschnittes bestimmender Impuls" dadurch gekennzeichnet, daß der deal An- fang des Zeitabschnittes angebende ILii- puls entweder in einen Impuls von Säge- zahnform unigeformt wird oder aber zur Steuerung einer zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Impulses dienen(len Einrichtung verwendet wird und daß die Höhe dieses Siigezalilies im Augenblick des Eintreffens des zweiten Impulses ge- messen wird. 2. Einrichtung zur Erzeugung säge- zahnförrniger Impulse zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch i, ge- kennzeichnet durch eine Kondensator- anordnung, deren langsame periodische Aufladung bzw. Entladung ausgenutzt wird. 3. Einrichtung nach Anspruch -, gc- kennzeichnet durch eine Kondensator- anordnung, deren Aufladung durch ein ihr parallel liegendes gas- oder dampf- gefülltes Entladungsrohr in der Weise gesteuert wird, daß der den Anfang des zu messenden Zeitabschnittes bestimmende Impuls auf das Steuergitter des Ent- ladungsrohres einwirkt und (Mieses zum Zünden bringt. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i unter Ver- wendung von Einrichtungen nach An- spruch i und 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Elektronenröhre, deren @@, iderstancl entsprechend dein Spannungs- verlauf des erzeugten sägezahnförmigen Impulses verändert wird und auf die ferner auf ein zweites Gitter oder alloclen- seitig der das Ende des zu niessenilen Zeitabschnittes bestimmende Impuls als Offnungsinipuls einwirkt, so daß der sich einstellende mittlere Anodenstrom ein llal@ für den zu messenden Zeitabstand ist. 5. Einrichtmag nach Anspruch -2 bis dadurch gekennzeichilet. (Maß der 'licht geradlinige Verlauf der Auf- bz«". Lnt- ladung der zur I:rzeuun@ s;i@czahnfiir_ iniger @ml)ul#c vorgesehenen @on(let?sator_ anordniing durch Wahl eileer N"()Il (1e11 Wt;C'z@11111t()1'll?1@C11 Ii1?1)lllsell @Wtetle'I'tC'tl I@()hreilail()I'(ltitlll kompensiert wird, deren I\C'I11111I11e111<1'1111111i1tll@r elltgegl'llge#ett @'el'_ lauft.