DE10034875A1

DE10034875A1 - Fill-level measuring arrangement e.g. for container filled with powder, has pulse amplifier which is switched ON only when transmission pulses and/or scanning pulses are supplied to mixer

Info

Publication number: DE10034875A1
Application number: DE2000134875
Authority: DE
Inventors: Christoph Mueller; Daniel Schultheis; Josef Fehrenbach
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-02-07

Abstract

A receiver (5) outputs pulses reflected from a measuring object to a mixer (7). A pulse amplifier (6a) is switched ON by a clock signal, only when scanning pulses from scanning signal source (8) and/or transmission pulses are supplied to the mixer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Ermittlung einer Prozessgröße nach dem Puls-Laufzeitverfahren, insbesondere für Füllstandsmessgeräte, mit einer Sendeeinrichtung zur Erzeugung von hochfrequenten Sendepulsen, die in Richtung eines beabstandeten Ob jekts ausgesendet werden, wobei eine Empfangseinrichtung die vom Objekt reflektierten Empfangspulse aufnimmt und eingangsseitig einer Mischereinheit zugeführt, die mittels ebenfalls eingangsseitig zugeführte Abtastpulse ein die zu ermittelnde Prozessgröße reprä sentierendes ZF-Signal bereitstellt. The invention relates to a measuring arrangement for determining a process variable according to the Pulse transit time method, in particular for level measuring devices, with a transmitting device for generating high-frequency transmission pulses which are in the direction of a spaced Ob be emitted, a receiving device reflecting the object Receives received pulses and fed to a mixer unit on the input side scanning pulses also supplied on the input side represent a process variable to be determined provides IF signal.

Eine derartige Messanordnung ist aus der US 5,609,059 bekannt. Die Messanordnung wird bei einem Füllstandsmessgerät eingesetzt, bei dem ein elektrisch leitfähiger Draht senkrecht von der Oberseite eines Behälters her bis in das sich im Behälter befindliche flüssige, puder artige oder gekörnte Füllgut eintauchend angeordnet ist. Der Draht dient hierbei als Antenne für eine Puls-Laufzeitmessung von durch den Draht geführten Mikrowellen. Um den Füll stand des Füllgutes im Behälter zu bestimmen, werden von einer Sendeeinrichtung Mikro wellenpulse erzeugt und über den Draht ausgesendet. An der Eintauchstelle des Drahtes in das Füllgut wird ein Teil der ausgesendeten Mikrowellenpulse reflektiert. Das diese Reflek tionserscheinung im Signalverlauf beinhaltende Empfangssignal wird von einer Empfangs einrichtung aufgenommen. Die Empfangseinrichtung bereitet mittels einer Mischereinheit die von der Füllgutoberfläche reflektierten Empfangspulse durch Zuführung von Abtastpulsen, deren Takt von den Sendepulsen abgeleitet ist, auf und stellt das ausgangsseitige Signal zur Berechnung des Füllstandes bereit. Der Füllstand ergibt sich dabei aus der Laufzeit des re flektierten Signalanteils, der aus markanten Stellen im Signalverlauf gewonnen wird.Such a measuring arrangement is known from US 5,609,059. The measurement setup will used in a level meter in which an electrically conductive wire is vertical from the top of a container to the liquid powder inside the container like or granular product is arranged immersed. The wire serves as an antenna for a pulse transit time measurement of microwaves guided through the wire. To fill To determine the level of the contents in the container, micro transmit devices wave pulses generated and transmitted over the wire. At the immersion point of the wire in a part of the emitted microwave pulses is reflected in the filling material. That this reflect tion signal in the waveform containing received signal is received facility added. The receiving device prepares the by means of a mixer unit received pulses reflected from the product surface by supplying scanning pulses, whose clock is derived from the transmission pulses, and provides the output signal Level calculation ready. The fill level results from the running time of the right inflected signal component, which is obtained from distinctive points in the signal course.

Neben dem vorstehend beschriebenen Prinzip der geführten Mikrowelle wird die Puls-Lauf zeitmessung bekanntermaßen auch im Frequenzband der optischen Pulse, Schallpulse, Radar pulse oder dergleichen zur Ermittlung einer Prozessgröße - beispielsweise des Füllstandes - in ähnlicher Weise angewendet. Diese Varianten sind daher ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.In addition to the principle of guided microwave described above, the pulse run Time measurement is also known in the frequency band of optical pulses, sound pulses, radar pulses or the like for determining a process variable - for example the fill level - applied in a similar way. These variants are therefore also within the scope of present invention included.

Innerhalb allgemein bekannter Messanordnung zur Ermittlung einer Prozessgröße nach dem Puls-Laufzeitverfahren werden gewöhnlich Pulsverstärkereinheiten an verschiedener Stelle in den Signalweg - sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig - eingeschaltet, um durch Ver stärkung des Pulssignals an geeigneter Stelle die Eingangsempfindlichkeit der gesamten Messanordnung zu erhöhen. Diese Pulsverstärkereinheiten erhöhen jedoch gleichfalls erheb lich den Strombedarf der Messanordnung, was insbesondere bei stromkritischen Anwendungen von Nachteil ist. Bei stromkritischen Anwendungen ist aus diesem Grunde in der Ver gangenheit meist zu Ungunsten der Eingangsempfindlichkeit auf derartige Pulsverstärkerein heiten gänzlich verzichtet worden. Es hat sich gezeigt, dass für stromkritische Anwendungen selbst die auf dem Markt verfügbaren sogenannten "low-power-amplifier" einen zu hohen Strombedarf verursachen.Within a generally known measuring arrangement for determining a process variable after the Pulse runtime methods are commonly used in different pulse amplifier units the signal path - both on the transmitting side and on the receiving side - switched on in order to use Ver Strengthening the pulse signal at a suitable point the input sensitivity of the entire Increase measurement arrangement. However, these pulse amplifier units also increase significantly Lich the current requirement of the measuring arrangement, which is particularly important in current-critical applications is a disadvantage. For this reason, in current-critical applications, Ver usually to the detriment of the input sensitivity to such pulse amplifiers units have been completely dispensed with. It has been shown that for current critical applications even the so-called "low-power amplifiers" available on the market are too high Cause electricity consumption.

Um in Schaltungsanordnungen den Strombedarf zu senken, ist es allgemein bekannt, be stimmte Situationen erhöhten Strombedarfs zu detektieren, beispielsweise durch die Erken nung eines Spannungsabfalls, durch Strommessung oder mittels Temperaturüberwachung innerhalb der Schaltungsanordnung. Daraufhin werden dann stromverzehrende Schaltungsbe standteile vorübergehend abgeschaltet oder die Schaltungsanordnung mit einer geringeren Abtastrate betrieben oder in einen Stand-By-Modus überführt, bis wieder genügend Strom für einen zuverlässigen Betrieb zur Verfügung steht. Diese allgemein bekannten Verfahren be einträchtigen aber die Funktion der Schaltungsanordnung während der Abschaltzeiten, so dass hierdurch zeitweise gar keine oder recht ungenaue Ausgangswerte erzeugt werden.In order to reduce the current requirement in circuit arrangements, it is generally known to be to detect certain situations of increased electricity demand, for example through the bay windows voltage drop, by current measurement or by means of temperature monitoring within the circuit arrangement. Thereupon, current-consuming circuit components are then used components temporarily switched off or the circuit arrangement with a lower Sampling rate operated or transferred to a stand-by mode until there is enough power for reliable operation is available. These generally known methods be but impair the function of the circuit arrangement during the switch-off times, so that temporarily no or inaccurate output values are generated.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messanordnung zur Ermittlung einer Prozessgröße nach dem Puls-Laufzeitverfahren zu schaffen, die trotz eines geringen Strombe darfs eine hohe Eingangsempfindlichkeit aufweist und stets korrekte Ausgangswerte liefert.It is the object of the present invention to provide a measuring arrangement for determining a To create process size according to the pulse runtime method, which despite a low Strombe it has a high input sensitivity and always delivers correct output values.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Messanordnung gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The task is based on a measuring arrangement according to the preamble of the An claim 1 solved in connection with its characteristic features. The following dependent claims reflect advantageous developments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Erhöhung der Eingangsempfind lichkeit mindestens eine getaktet betreibbare Pulsverstärkereinheit vorgesehen ist, welche die Sendepulse und/oder die Abtastpulse und/oder die Empfangspulse verstärkend in den Signal weg geschaltet ist und die nur dann eingeschaltet ist, wenn eingangs- oder ausgangsseitig der Pulsverstärkereinheit ein zu verstärkender Puls zugeführt bzw. ein verstärkter Puls erwartet wird, um die für den Betrieb der gesamten Messanordnung erforderliche elektrische Energie zu minimieren.The invention includes the technical teaching that to increase the input sensitivity At least one clocked pulse amplifier unit is provided, which the Transmitting pulses and / or the scanning pulses and / or the receiving pulses amplifying the signal is switched off and which is only switched on when the A pulse to be amplified is supplied to the pulse amplifier unit or an amplified pulse is expected to the electrical energy required for the operation of the entire measuring arrangement to minimize.

In vorteilhafter Weise beeinträchtigt die erfindungsgemäße Lösung damit nicht die Qualität der erzeugten Ausgangswerte. Es ist erkannt worden, dass die Pulsverstärkereinheit in geeig neter Weise getaktet betrieben werden kann, um eine hohe Eingangsempfindlichkeit mit einem niedrigen Strombedarf zu verbinden. Die Einschaltung geschieht erfindungsgemäß nur dann, wenn eingangsseitig der Pulsverstärkereinheit ein zu verstärkender Puls zugeführt wird oder nur dann, wenn ausgangsseitig der Pulsverstärkereinheit ein verstärkter Puls erwartet wird. Während der übrigen Zeitdauer ist die Pulsverstärkereinheit abgeschaltet und reduziert damit den Stromverbrauch der gesamten Messanordnung erheblich, die insoweit auch bei stromkritischen Anwendungen eingesetzt werden kann. Es können innerhalb der Messanord nung eine oder mehrere Pulsverstärkereinheiten an geeigneter Stelle - sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig - in den Signalweg geschaltet werden, die dementsprechend die Sende pulse einerseits und die Empfangspulse oder die Abtastpulse andererseits getaktet verstärken.The solution according to the invention thus advantageously does not impair the quality the generated output values. It has been recognized that the pulse amplifier unit is suitable Neter way can be operated clocked to have a high input sensitivity to connect a low power requirement. According to the invention, the activation only takes place when a pulse to be amplified is fed to the pulse amplifier unit on the input side or only if an amplified pulse is expected on the output side of the pulse amplifier unit becomes. The pulse amplifier unit is switched off and reduced during the remaining period thus the power consumption of the entire measuring arrangement considerably, which also in this respect current critical applications can be used. It can be within the measurement arrangement One or more pulse amplifier units at a suitable location - both on the transmission side and also on the receiving side - can be switched into the signal path, which is accordingly the send pulse on the one hand and the received pulses or the sampling pulses on the other hand clocked.

So kann empfangsseitig zur Verstärkung der Empfangspulse eine getaktete Pulsverstärker einheit vor die Mischereinheit in den Signalweg geschaltet sein und nur dann eingeschaltet werden, wenn von der Mischereinheit ein verstärkter Empfangspuls erwartet wird, wobei die Einschaltsteuerung der getakteten Pulsverstärkereinheit über ein Taktsignal erfolgt, das eben falls einer Abtastsignalquelle zur Erzeugung der Abtastpulse für die nachfolgende Mischer einheit zugeführt wird. Um hierbei gegebenenfalls auftretende störende Laufzeitdifferenzen zwischen den verstärkten Empfangspulsen und den Abtastpulsen auszugleichen, ist vorteil hafterweise eine erste Zeitverzögerungseinheit zur Zeitverzögerung des der getakteten Puls verstärkereinheit zugeführten Taktsignals vorgesehen, wobei zur abgestimmten Zeitverzöge rung des der Abtastsignalquelle zugeführten Taktsignals eine zweite Zeitverzögerungseinheit vorgesehen sein kann. Eine Verzögerung des Taktsignals kann beispielsweise auch durch eine unterschiedliche Signallänge erzeugt werden.A clocked pulse amplifier can thus be used on the reception side to amplify the reception pulses unit in front of the mixer unit in the signal path and only switched on if an increased reception pulse is expected from the mixer unit, the Switch-on control of the clocked pulse amplifier unit takes place via a clock signal, which is just if a sampling signal source for generating the sampling pulses for the subsequent mixers unit is fed. For any disturbing transit time differences that may occur It is advantageous to compensate between the amplified receiving pulses and the scanning pulses a first time delay unit for delaying the clocked pulse Amplifier unit supplied clock signal provided, with the coordinated time delays tion of the clock signal supplied to the scanning signal source, a second time delay unit can be provided. The clock signal can also be delayed, for example, by a different signal length can be generated.

Ebenfalls empfangsseitig kann zur Verstärkung der Abtastpulse eine getaktete Pulsverstär kereinheit in den Abtastsignalweg vor die Mischereinheit geschaltet sein und nur dann einge schaltet werden, wenn der getakteten Pulsverstärkereinheit eingangsseitig von der Abtastsi gnalquelle ein zu verstärkender Abtastpuls zugeführt wird, wobei die Einschaltsteuerung der getakteten Pulsverstärkereinheit über ein Taktsignal erfolgt, das ebenfalls der Abtastsignal quelle zugeführt wird. Um auch hierbei gegebenenfalls auftretende störende Laufzeitdifferen zen zwischen den zu verstärkenden Abtastpulsen und dem Taktsignal auszugleichen, kann eine erste Zeitverzögerungseinheit zur Zeitverzögerung des der getakteten Pulsverstärker einheit zugeführten Taktsignals vorgesehen sein, wobei zur abgestimmten Zeitverzögerung des der Abtastsignalquelle zugeführten Taktsignals eine zweite Zeitverzögerungseinheit vorgesehen sein kann.A clocked pulse amplifier can also be used on the receiving side to amplify the scanning pulses kereinheit in the scanning signal path before the mixer unit and only then turned on are switched when the clocked pulse amplifier unit on the input side of the scanning gnalquelle a sample pulse to be amplified is supplied, the switch-on control of clocked pulse amplifier unit via a clock signal, which is also the scanning signal source is supplied. In order to avoid any disruptive transit time differences that may occur to compensate for zen between the sampling pulses to be amplified and the clock signal a first time delay unit for time delay of the clocked pulse amplifier Unit supplied clock signal may be provided, with the coordinated time delay a second time delay unit of the clock signal supplied to the scanning signal source can be provided.

Sendeseitig kann zur Verstärkung der Sendepulse eine getaktete Pulsverstärkereinheit nach der Sendesignalquelle in den Signalweg geschaltet sein, die nur dann eingeschaltet ist, wenn der getakteten Pulsverstärkereinheit eingangsseitig von der Sendesignalquelle ein zu verstär kender Sendepuls zugeführt wird, wobei in diesem Falle die Einschaltsteuerung der getakte ten Pulsverstärkereinheit über ein Taktsignal erfolgt, das ebenfalls der Sendesignalquelle zu geführt wird. Um auch hierbei gegebenenfalls auftretende störende Laufzeitdifferenzen zwi schen den zu verstärkenden Sendepulsen und dem Taktsignal auszugleichen, ist vorteilhafter weise eine erste Zeitverzögerungseinheit zur Zeitverzögerung des der getakteten Pulsverstär kereinheit zugeführten Taktsignals vorgesehen, wobei zur Zeitverzögerung des der Sendesig nalquelle zugeführten Taktsignals eine zweite Zeitverzögerungseinheit vorgesehen sein kann. On the transmission side, a clocked pulse amplifier unit can be used to amplify the transmission pulses the transmission signal source in the signal path, which is only switched on when the clocked pulse amplifier unit to be amplified on the input side by the transmission signal source kender transmit pulse is supplied, in which case the switch-on control of the clocked th pulse amplifier unit is carried out via a clock signal, which also to the transmission signal source to be led. In order to avoid any disruptive transit time differences between equalizing the transmit pulses to be amplified and the clock signal is more advantageous have a first time delay unit for time delay of the clocked pulse amplifier Kereinheit supplied clock signal is provided, the time delay of the transmit signal a second time delay unit can be provided.

Vorzugsweise ist die getaktete Pulsverstärkereinheit entweder nach Art eines MMIC (Mono lithic Microwave Integrated Circuit) oder in diskretem Aufbau mittels mindestens einem Feldeffekt- oder Bipolartransistor oder nach Art einer integrierten Verstärkerschaltung mit mindestens einem Stand-By-Steuereingang ausgeführt.The clocked pulse amplifier unit is preferably either in the manner of an MMIC (mono lithic Microwave Integrated Circuit) or in a discrete structure using at least one Field effect or bipolar transistor or in the manner of an integrated amplifier circuit with at least one stand-by control input.

Im Falle einer Ausführung der getakteten Pulsverstärkereinheit als MMIC oder im diskreten Aufbau erfolgt der getaktete Betrieb vorzugsweise über ein gesteuertes Ein- und Ausschalten der Betriebsspannung der Pulsverstärkereinheit. Insbesondere bei einem diskreten Aufbau kann der getaktete Betrieb der Pulsverstärkereinheit auch in vorteilhafter Weise über ein ge steuertes Ein- und Ausschalten der Gate-Basisspannung der Pulsverstärkereinheit erfolgen. Im Falle der Ausführung der getakteten Pulsverstärkereinheit als integrierte Verstärkerschal tung mit Stand-By-Steuereingang erfolgt der getaktete Betrieb über diesen Steuereingang.In the case of an execution of the clocked pulse amplifier unit as MMIC or in the discrete The clocked operation is preferably set up via controlled switching on and off the operating voltage of the pulse amplifier unit. Especially with a discrete structure the clocked operation of the pulse amplifier unit can also advantageously via a ge controlled switching on and off of the gate base voltage of the pulse amplifier unit. In the case of the clocked pulse amplifier unit being designed as an integrated amplifier scarf With a stand-by control input, clocked operation takes place via this control input.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den abhängigen Ansprüchen ange geben oder werden nachfolgend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungs beispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention are set out in the dependent claims give or will be together with the description of preferred embodiment below examples of the invention with reference to the figures. It shows:

Fig. 1 eine prinzipielle Blockschaltbilddarstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung für ein Pulsradar-Füllstandsmessgerät mit empfangsseitiger getakteter Pulsverstär kung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 1 shows a schematic block diagram illustration of a measurement arrangement of the invention for a pulse radar level transmitter with a receiver side clocked Pulsverstär effect according to a first embodiment,

Fig. 2 eine prinzipielle Blockschaltbilddarstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung für ein Pulsradar-Füllstandsmessgerät mit empfangsseitiger getakteter Pulsverstär kung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 is a schematic block diagram illustration of a measurement arrangement of the invention for a pulse radar level transmitter with a receiver side clocked Pulsverstär effect according to a second embodiment,

Fig. 3 eine prinzipielle Blockschaltbilddarstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten Sendeseite für ein Pulsradar-Füllstandsmessgerät mit getakteter Pulsverstärkung als drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 3 shows a basic block diagram representation of a transmission embodying the present invention side for a pulse radar filling level measuring device with a clocked pulse amplification as a third embodiment,

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung eines getakteten Pulsverstärkers im diskreten Aufbau mit Taktung der Betriebsspannung, und Fig. 4 shows a circuit arrangement of a clocked pulse amplifier in a discrete structure with clocking of the operating voltage, and

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung eines getakteten Pulsverstärkers im diskreten Aufbau mit Taktung der Gate-Basisspannung. Fig. 5 shows a circuit arrangement of a clocked pulse amplifier in a discrete structure with clocking the gate base voltage.

Eine gemäß Fig. 1 aufgebaute Messanordnung eines Pulsradar-Füllstandsmessgerätes um faßt eine Sendeeinrichtung 1 mit Sendeoszillator, um hochfrequente Sendepulse zu generie ren. Die generierten Sendepulse gelangen über eine Richtkopplereinheit 2 an eine Antenne 3, von der aus diese in Richtung eines (hier nicht weiter dargestellten) beabstandeten Objekts ausgesendet werden. Die Antenne 3 dient gleichzeitig auch zum Empfang der von dem beab standeten Objekt reflektierten Pulse. Ein Abschlusswiderstand 4 sorgt dabei für eine effektive Entkopplung zwischen der Sende- und der Empfangsseite. Die Empfangspulse passieren die Richtkopplereinheit 2 und werden einer Empfangseinrichtung 5 zugeführt.A measuring arrangement constructed according to FIG. 1 of a pulse radar filling level measuring device comprises a transmitting device 1 with a transmitting oscillator in order to generate high-frequency transmitting pulses. The generated transmitting pulses reach an antenna 3 via a directional coupler unit 2 , from which they are directed in the direction of a (not further here shown) spaced object. The antenna 3 also serves to receive the pulses reflected from the spaced object. A terminating resistor 4 ensures effective decoupling between the transmitting and the receiving side. The received pulses pass through the directional coupler unit 2 and are fed to a receiving device 5 .

Innerhalb der Emfangseinrichtung 5 gelangen die Empfangspulse eingangsseitig an eine ge taktete Pulsverstärkereinheit 6a. Die getaktete Pulsverstärkereinheit 6a wird hier insoweit als Empfangsvorverstärker eingesetzt. Das verstärkte Pulssignal wird nachfolgend einer Mi schereinheit 7 zugeführt, die zusammen mit von einer Abtastsignalquelle 8 generierten Ab tastpulsen ein ZF-Signal erzeugt, das zur Messwertgewinnung ausgangsseitig der Mischer einheit 7 bereitgestellt wird. Within the receiving device 5 , the receive pulses on the input side to a clocked pulse amplifier unit 6 a. The clocked pulse amplifier unit 6 a is used here as a reception preamplifier. The amplified pulse signal is subsequently fed to a shear unit 7 which, together with scanning pulses generated by a scanning signal source 8, generates an IF signal which is provided on the output side of the mixer unit 7 for measurement value acquisition.

Die getaktete Pulsverstärkereinheit 6a ist nur dann eingeschaltet, wenn von der nachgeschal teten Mischereinheit 7 ein verstärkter Empfangspuls erwartet wird. Ansonsten ist die getakte te Pulsverstärkereinheit 6a ausgeschaltet. Die Ansteuerung der getakteten Pulsverstärkerein heit 6a und der Abtastsignalquelle 8 erfolgt zu diesem Zwecke über das gleiche Taktsignal. Nach einer mittels einer Zeitverzögerungseinheit 9 festgelegten Zeitverzögerung T₁ wird der getakteten Pulsverstärkereinheit 6a mit Hilfe einer Schalteinheit 10 die Betriebsspannung ge taktet zugeführt. Ebenso wird mittels einer zweiten Schalteinheit 11 auch der Abtastsignal quelle 8 nach einer über eine zugeordnete Zeitverzögerungseinheit 12 definierten Zeitverzö gerung T₂ die Betriebsspannung getaktet zugeführt. Beide Zeitverzögerungen T₁ und T₂ des Taktsignals sind so aufeinander abgestimmt, dass die zu mischenden Pulssignale gleichzeitig in der Mischereinheit 7 ankommen. In Ergebnis dessen ist die getaktete Pulsverstärkereinheit 6a nur dann eingeschaltet, wenn auch an der Mischereinheit 8 ein Abtastpuls vorliegt.The clocked pulse amplifier unit 6 a is only switched on when an amplified reception pulse is expected from the downstream mixer unit 7 . Otherwise, the clocked pulse amplifier unit 6 a is switched off. The control of the clocked pulse amplifier unit 6 a and the scanning signal source 8 takes place for this purpose via the same clock signal. After a time delay T ₁ determined by means of a time delay unit 9 , the clocked pulse amplifier unit 6 a is supplied with the operating voltage clocked using a switching unit 10 . Likewise, by means of a second switching unit 11 , the scanning signal source 8 is supplied clocked after a time delay T ₂ defined by an associated time delay unit 12 . Both time delays T ₁ and T ₂ of the clock signal are coordinated so that the pulse signals to be mixed arrive simultaneously in the mixer unit. 7 As a result, the clocked pulse amplifier unit 6 a is only switched on when a sampling pulse is also present on the mixer unit 8 .

Nach der in Fig. 2 dargestellten Messanordnung wird im Unterschied zum vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispiel eine getaktete Pulsverstärkereinheit 6b der Abtastsignal quelle 8 nachgeschaltet. Die getaktete Pulsverstärkereinheit 6b ist in analoger Weise nur dann eingeschaltet, wenn ihr eingangsseitig von der Abtastsignalquelle 8 ein zu verstärkender Ab tastpuls zugeführt wird. Hierzu wird die Schalteinheit 10, welche die Betriebsspannung der getakteten Pulsverstärkereinheit 6b schaltet, vom gleichen Taktsignal angesteuert wie auch die Schalteinheit 11 der Abtastsignalquelle 8. Die über die Zeitverzögerungseinheiten 9 und 12 festgelegten Zeitverzögerungen T₁ und T₂ des der Pulsverstärkereinheit 6b zugeführten Taktsignals bzw. des der Abtastsignalquelle 8 zugeführten Taktsignals sind auch hier so ge wählt, dass störende Laufzeitdifferenzen zwischen den zu verstärkenden Abtastpulsen und dem Taktsignal ausgeglichen werden.According to the embodiment shown in Fig. 2 measuring arrangement is in contrast to the above, be written embodiment, a clocked pulse amplifier unit 6 b of the scanning signal source 8 downstream. The clocked pulse amplifier unit 6 b is switched on in an analogous manner only if a pulse to be amplified is supplied to it on the input side from the scanning signal source 8 . For this purpose, the switching unit 10 , which switches the operating voltage of the clocked pulse amplifier unit 6 b, is controlled by the same clock signal as the switching unit 11 of the scanning signal source 8 . The time delays T ₁ and T ₂ of the clock signal supplied to the pulse amplifier unit 6 b and the clock signal supplied to the scanning signal source 8 are also selected here via the time delay units 9 and 12 so that disturbing transit time differences between the scanning pulses to be amplified and the clock signal are compensated for.

Bei einer in Fig. 3 dargestellten Sendeseite einer Messanordnung für ein Pulsradar-Füll standsmessgerät ist eine getaktete Pulsverstärkereinheit 6c der Sendesignalquelle 1 nachge schaltet. Die Betriebsspannung der Sendesignalquelle 1 wird mittels des Taktsignals und einer Schalteinheit 13 getaktet, d. h. nur zu bestimmten Zeitpunkten und nur über eine bestimm te Zeitdauer, eingeschaltet. Die sich ergebenden Sendepulse werden von der getakteten Puls verstärkereinheit 6c verstärkt und der Antenne 3 zugeführt. Dabei ist die getaktete Pulsver stärkereinheit 6c nur dann eingeschaltet, wenn ihr eingangsseitig von der Sendesignalquelle 1 ein zu verstärkender Sendepuls zugeführt wird. Zur entsprechenden Ansteuerung wird einer die Betriebsspannung der getakteten Pulsverstärkereinheit 6c schaltenden Schalteinheit 14 das gleiche Taktsignal zugeführt, das auch der Schalteinheit 13 der Sendesignalquelle 1 zu geht. Die über die Zeitverzögerungseinheiten 9 und 12 festgelegten Zeitverzögerungen T₁ und T₂ sind auch hier so gewählt, dass störende Laufzeitdifferenzen ausgeglichen werden.In a transmission side of a measuring arrangement for a pulse radar filling level measuring device shown in FIG. 3, a clocked pulse amplifier unit 6 c of the transmission signal source 1 is connected in series. The operating voltage of the transmission signal source 1 is clocked by means of the clock signal and a switching unit 13 , ie only at certain times and only over a specific period of time. The resulting transmission pulses are amplified by the clocked pulse amplifier unit 6 c and fed to the antenna 3 . The clocked pulse amplifier unit 6 c is only switched on when a transmission pulse to be amplified is supplied to it on the input side from the transmission signal source 1 . For the corresponding control, a switching unit 14 that switches the operating voltage of the clocked pulse amplifier unit 6 c is supplied with the same clock signal that is also supplied to the switching unit 13 of the transmission signal source 1 . The time delays T ₁ and T ₂ defined via the time delay units 9 and 12 are also selected here in such a way that disruptive transit time differences are compensated for.

Gemäß Fig. 4 kann die getaktete Pulsverstärkereinheit 6 diskret als Transistorverstärker stufe aufgebaut sein. Dabei ist der Eingang E der getakteten Pulsverstärkereinheit 6 über ei nen geeigneten Basiswiderstand an die Basis eines Transistors geführt. Das sich über die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors ergebende verstärkte Pulssignal ist am Ausgang A abgreifbar. Der getaktete Betrieb der Pulsverstärkereinheit 6 wird hier über ein mittels Schalt einheit 15 durch das Taktsignal gesteuertes Ein- und Ausschalten der Betriebsspannung der Pulsverstärkereinheit 6 erzielt.According to FIG. 4, the clocked pulse amplifier unit 6 can discretely be constructed as a transistor amplifier stage. The input E of the clocked pulse amplifier unit 6 is guided to the base of a transistor via a suitable base resistor. The amplified pulse signal resulting via the emitter-collector path of the transistor can be tapped off at output A. The clocked operation of the pulse amplifier unit 6 is achieved here by means of a switching unit 15 controlled by the clock signal switching on and off of the operating voltage of the pulse amplifier unit 6 .

Nach einer in Fig. 5 gezeigten anderen möglichen Variante einer mittels Transistor im dis kreten Aufbau realisierten Pulsverstärkereinheit 6 wird der getaktete Betrieb der Pulsverstär kereinheit 6 über ein mittels Schalteinheit 16 durch das Taktsignal gesteuertes Ein- und Aus schalten der Basisspannung der Pulsverstärkereinheit 6 erzielt.After a in Fig. Another possible variant of a realized by means of transistor in the dis kreten structure pulse amplifier unit 6 shown 5, the clocked operation of the Pulsverstär kereinheit 6 via a means of switching unit 16 by the clock signal controlled on and off switching of the base voltage of the pulse amplifying unit 6 obtained.

Die vorliegende Erfindung ist in ihrer Ausführung nicht beschränkt auf die vorstehend nur vorzugsweise angegebenen Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, die trotz anderer Ausgestaltung in den Schutzbereich der vorliegenden Er findung eingreifen. Die Erfindung ist weiterhin insbesondere nicht beschränkt auf Messan ordnungen zur Auswertung von Radarpulsen. Die Sende- und/oder Empfangspulse können auch optische Pulse, Schallpulse, Mikrowellenpulse oder andere geeignete Pulse sein, die der Auswertung einer Prozessgröße über das Puls-Laufzeitverfahren zugänglich sind. The embodiment of the present invention is not limited to the above only preferably specified embodiments. Rather, they are also modifications of this conceivable, which, in spite of a different design, fall within the scope of protection of the present Er intervene. The invention is furthermore not particularly limited to Messan regulations for the evaluation of radar pulses. The transmit and / or receive pulses can also optical pulses, sound pulses, microwave pulses or other suitable pulses that the Evaluation of a process variable are accessible via the pulse runtime method.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Sendeeinrichtung
transmitting device

22

Richtkopplereinheit
Richtkopplereinheit

33

Antenne
antenna

44

Abschlußwiderstand
terminator

55

Empfangseinrichtung
receiver

66

Pulsverstärkereinheit, getaktet
Pulse amplifier unit, clocked

77

Mischereinheit
mixer unit

88th

Abtastsignalquelle
Abtastsignalquelle

99

Zeitverzögerungseinheit
Time delay unit

1010

Schalteinheit
switching unit

1111

Schalteinheit
switching unit

1212

Zeitverzögerungseinheit
Time delay unit

1313

Schalteinheit
switching unit

1414

Schalteinheit
switching unit

1515

Schalteinheit (Betriebsspannung)
Switching unit (operating voltage)

1616

Schalteinheit (Basisspannung)
Switching unit (base voltage)

Claims

1.Measuring arrangement for determining a process variable according to the pulse transit time method, in particular for level measuring devices, with a transmitting device ( 1 ) for generating high-frequency transmitting pulses which are emitted in the direction of a spaced object, a receiving device ( 5 ) receiving pulses reflected by the object receives and feeds a mixer unit ( 7 ) on the input side, which provides a ZF signal representing the process variable to be determined on the output side by means of scanning pulses also supplied on the input side by a scanning signal source ( 8 ), characterized in that, to increase the input sensitivity, at least one clocked pulse amplifier unit ( 6 a, 6 b, 6 c) is provided which amplifies the transmit pulses and / or the sense pulses and / or the receive pulses in the signal path and which is only switched on when the pulse amplifier unit is on the input or output side ( 6 a, 6 b 6 c) a pulse to be amplified is supplied or an amplified pulse is expected in order to minimize the electrical energy required for the operation of the entire measuring arrangement.

2. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that for amplifying the received pulses, the clocked Pulsver amplifier unit ( 6 a) is connected in front of the mixer unit ( 7 ) in the signal path and is only switched on when an amplified receive pulse from the mixer unit ( 7 ) is expected, the switch-on control of the clocked pulse amplifier unit ( 6 a) via a clock signal, which is also a scanning signal source ( 8 ) for generating the scanning pulses for the mixer unit ( 7 ) is fed ( Fig. 1).

3. Measuring arrangement according to claim 2, characterized in that for the time delay of the clocked pulse amplifier unit ( 6 a) supplied clock signal, a first time delay unit ( 9 ) is provided and for the time delay of the scan signal source ( 8 ) supplied clock signal, a second time delay unit ( 12 ) is provided is to compensate for disturbing transit time differences between the amplified receiving pulses and the scanning pulses.

4. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that for amplifying the scanning pulses, the clocked pulse amplifier unit ( 6 b) is connected in the scanning signal path in front of the mixer unit ( 7 ) and is only switched on when the clocked pulse amplifier unit ( 6 b) on the input side of From the scanning signal source ( 8 ), a scanning pulse to be amplified is supplied, the switch-on control of the clocked pulse amplifier unit ( 6 b) being carried out via a clock signal, which is also supplied to the scanning signal source ( 8 ) ( FIG. 2).

5. Measuring arrangement according to claim 4, characterized in that for the time delay of the clocked pulse amplifier unit ( 6 b) supplied clock signal, a first time delay unit ( 9 ) is provided and for the time delay of the scan signal source ( 8 ) supplied clock signal, a second time delay unit ( 12 ) is provided is to compensate for disturbing transit time differences between the scanning pulses to be amplified and the clock signal.

6. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that for amplifying the transmission pulses, the clocked pulse amplifier unit ( 6 c) is connected to the transmission signal source ( 1 ) in the signal path and is only switched on when the clocked pulse amplifier unit ( 6 c) on the input side of the Sen designalquelle ( 1 ) is supplied with a transmit pulse to be amplified, the switch-on control of the clocked pulse amplifier unit ( 6 c) being carried out via a clock signal which is also supplied to the transmit signal source ( 1 ) ( FIG. 3).

7. Measuring arrangement according to claim 6, characterized in that for the time delay of the clocked pulse amplifier unit ( 6 c) supplied clock signal a first time delay unit ( 9 ) is provided and for the time delay of the transmission signal source ( 1 ) supplied clock signal a second time delay unit ( 12 ) is provided is to compensate for disturbing transit time differences between the transmit pulses to be amplified and the clock signal.

8. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the clocked pulse amplifier unit ( 6 ) is designed in the manner of an MMIC.

9. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the clocked pulse amplifier unit ( 6 ) is designed by means of at least one field effect or bipolar transistor in a discrete structure.

10. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the clocked pulse amplifier unit ( 6 ) is designed in the manner of an integrated amplifier circuit with at least one stand-by control input.

11. Measuring arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the clocked operation of the pulse amplifier unit ( 6 ) via a switching unit ( 15 ) controlled switching on and off of the operating voltage of the pulse amplifier unit ( 6 ) ( Fig. 4).

12. Measuring arrangement according to claim 9, characterized in that the clocked operation of the pulse amplifier unit ( 6 ) via a switching unit ( 16 ) controlled switching on and off of the gate / base voltage of the pulse amplifier unit ( 6 ) ( Fig. 5).

13. Measuring device according to claim 10, characterized in that the clocked operation of the pulse amplifier unit (6) takes place via a control input of the pulse amplifier unit (6).

14. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission device ( 1 ) and the reception device ( 5 ) are connected to a single antenna ( 3 ) for transmitting the transmission pulses and for receiving the reflected reception pulses, a directional coupler unit ( 2 ) is provided for separation of both signal paths.

15. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transmit and receive pulses frequency band optical Are pulses, sound pulses, microwave pulses or radar pulses.