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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Taktsteuerschaltung und ein
Verfahren zum Erzeugen bestimmter Sende- und Abtasttakte und ein
Abstandsmessgerät
zum Messen von Abständen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Zur
kontinuierlichen Messung des Füllstands von
Flüssigkeiten
und Feststoffen in Behältern
unter Ausnutzung der Messung von Laufzeit der elektromagnetischen
Wellen werden Messvorrichtungen üblicherweise
an oder in der Behälterdecke
montiert, die anschließend
Wellen, entweder geführt
durch einen Wellenleiter oder abgestrahlt über eine Antenne, in Richtung
des Füllgutes
senden. Die am Füllgut
reflektierten Wellen werden anschließend von der Messvorrichtung
wieder empfangen. Aus der gemessenen Laufzeit ergibt sich der Abstand
zwischen Sensor und Füllgut
und aus der Kenntnis der Position von Sensor zum Behälterboden
die gesuchte Füllhöhe.
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Zur
Durchführung
der Laufzeitmessung dieser im Fall der über eine Antenne abgestrahlten
Welle als Radar-Füllstandsensor
und im Fall der geführten
Welle oft als TDR-(time domaine reflectometry) Füllstandsensor bezeichneten
Geräte
sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Die beiden meistverwendeten
sind das FMCW-Verfahren und das Puls-Radarverfahren. Beim FMCW ergibt
sich die Laufzeit aus einer gemessenen Differenzfrequenz zwischen
gesendetem und empfangenem linear frequenzmodulierten kontinuierlichen
Hochfrequenzsignal.
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Beim
Pulsradar werden kurze Hochfrequenzpulse ausgesandt, die nach der
entsprechenden Laufzeit wieder empfangen werden. Die dazwischen
verstrichene Zeit muss möglichst
exakt bestimmt werden. Da sich die Wellen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit
ausbreiten, sind die zu messenden Zeiten entsprechend kurz, so dass
man üblicherweise
Schaltungen verwendet, die über
ein sequentielles Abtasten des Empfangssignals dieses in ein zeitgedehntes,
originalgetreues Abbild verwandelt. Dieses Verfahren, das oft auch
als ETS (equivalent time sampling)-Verfahren bezeichnet wird, ist
in der
DE 31 07 444 beschrieben.
Dort, wie in der
DE
029 81 5069 U1 , sind außerdem Schaltungsausführungen
beschrieben, mit denen die gewünschte
Zeitdehnung erreicht werden kann. Grundlage des verwendeten Abtastverfahrens
ist ein Abtastsignal, welches aus jedem durch einen Sendepuls ausgelösten Empfangssignal
nur einen kurzen Abtastwert erzeugt. Steuert man die zeitliche Lage
der Abtastwerte relativ zum Sende- bzw. Empfangssignal so, dass
sich eine kontinuierliche, lineare Zunahme der Abtastzeit zwischen
den Sendepulsen ergibt, dann ergeben die einzelnen Abtastwerte hintereinandergesetzt
das angestrebte zeitgedehnte Empfangssignal. Der Betrag der Zunahme
der Abtastzeit relativ zum Sendepuls bestimmt dabei das Maß der Zeitdehnung.
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Es
sind zwei Verfahren bekannt, welche die erforderliche lineare Zunahme
der Abtastzeit bewirken. Das eine Verfahren ist gekennzeichnet durch
einen Oszillator oder eine Taktsteuerschaltung mit nachgeschalteter
einstellbarer Verzögerungsschaltung.
Der von der Taktsignalquelle erzeugte Takt triggert zum einen die
Aussendung der Sendepulse, zum anderen aber auch, verzögert über die
einstellbare Verzögerungsschaltung,
die Erzeugung des Abtastsignals.
US
55 63 605 beschreibt eine Umsetzung dieses Verfahrens.
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Das
zweite Verfahren zur Umsetzung der linearen Zunahme der Abtastzeit
weist zwei Oszillatoren auf, die sich in ihrer Frequenz leicht unterscheiden.
Aus dem einen Oszillator werden Taktflanken zur Triggerung des Sendepulses
abgeleitet, während aus
dem anderen Oszillator Taktflanken zur Triggerung des Abtastsignals
gewonnen werden. Durch den leichten Frequenzunterschied – vorzugsweise
ist die Abtastwiederholfrequenz etwas geringer als die Sende-Wiederholfrequenz – verschiebt
sich der Abtastzeitpunkt relativ zum Sendezeitpunkt linear von einer
Sendeperiode zur nächsten.
So lange der Frequenzunterschied der beiden Oszillatoren konstant gehalten
wird, kann man eine hohe Linearität der Zeitverschiebung und
damit eine hohe Messgenauigkeit erzielen. Aus diesem Grund führt man
einen der beiden Oszillatoren so aus, dass er über einen Steuereingang über eine
Frequenz variierbar ist. Seine Frequenz wird so geregelt, dass eine
Frequenzdifferenz beider Oszillatoren einem vorzugebenden Sollwert
entspricht. Das Verhältnis
von Sende-Wiederholfrequenz
zu Frequenzdifferenz bestimmt dabei den Zeitdehnungsfaktor des Abtastverfahrens.
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DE 101 06 681 offenbart
die Bildung der Frequenzdifferenz mittels einem digitalen Phasendetektor.
Ergebnis der Bildung der Frequenzdifferenz ist üblicherweise ein meist rechteckförmiges Signal, dessen
Frequenz der Differenz der beiden Oszillatorenfrequenzen entspricht.
Messung und Vergleich dieser Differenz mit einem vorgegebenen Sollwert
ermöglicht
die Regelung des einen Oszillators. Dies kann in einfacher Weise
zu einem Großteil
von einem Mikrocontroller erledigt werden. Damit ist es auch möglich, durch
softwarebasierte Vorgabe verschiedener Sollwerte unterschiedliche
Zeitdehnungsfaktoren zur Anpassung des Sensors an veränderliche Messbedingungen
einzustellen. Je kleiner jedoch die eingestellte Frequenzdifferenz,
desto problematischer ist die genaue Regelung der Frequenzdifferenz,
da man zur Messung der Differenzfrequenz die Zeitdauer entsprechend
einer vollen Periode benötigt,
beispielsweise von einer ansteigenden Flanke des Rechtecksignals
bis zur nächsten,
so dass die Zeitabstände,
in denen die Regelung aktiv werden kann, mit sinkender Differenzfrequenz
immer größer werden.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Taktsteuerung effektiv zu realisieren.
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Die
Aufgabe wird durch eine Taktsteuerschaltung und durch ein Verfahren
zum Erzeugen eines Sendetakts und eines Abtasttakts sowie durch ein
Abstandsmessgerät
zum Messen von Abständen mit
den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine Taktsteuerschaltung zum Erzeugen eines Sendetakts
und eines Abtasttakts bereitgestellt. Die Taktsteuerschaltung umfasst einen
ersten Oszillator zum Erzeugen eines ersten Takts einer ersten Frequenz
und einen zweiten Oszillator zum Erzeugen einer Mehrzahl von zeitlich
gegeneinander verschobenen zweiten Takten einer zweiten Frequenz,
wobei basierend auf dem ersten Takt und der Mehrzahl der zweiten
Takte einem Sendepulsgenerator der Sendetakt und einem Abtastpulsgenerator
der Abtasttakt bereitstellbar ist.
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Gemäß einem
anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Sendetakts und
eines Abtasttakts für eine
Taktsteuerschaltung geschaffen. Bei dem Verfahren wird in einem
ersten Schritt ein erster Takt einer ersten Frequenz, zum Beispiel
mittels eines ersten Oszillators, erzeugt, in einem zweiten Schritt
wird eine Mehrzahl von zeitlich gegeneinander verschobenen zweiten
Takten einer zweiten Frequenz, zum Beispiel mittels eines zweiten
Oszillators, erzeugt, und in einem dritten Schritt wird ein Sendepulsgenerator
mit dem Sendetakt und ein Abtastpulsgenerator mit dem Abtasttakt
versorgt, basierend auf dem ersten Takt und der Mehrzahl von zweiten
Takten.
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Gemäß noch einem
anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Abstandsmessgerät zum Messen von Abständen mit
einer erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung
bereitgestellt.
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Erfindungsgemäß kann die
Taktsteuerschaltung aus zwei Oszillatoren jeweils einen ersten Takt und,
zum ersten Takt ggf. zeitlich versetzt und mit leicht unterschiedlicher
Frequenz, eine Mehrzahl von zweiten Takten erzeugen. Diese zweiten
Takte sind gegeneinander ebenso zeitlich versetzt, können jedoch
die selbe Frequenz aufweisen. Der erzeugte erste Takt kann im Folgenden
als Sendetakt einen Sendepulsgenerator triggern, und einer der Mehrzahl von
zweiten Takten kann als Abtasttakt einen Abtastpulsgenerator triggern,
oder vice versa. Die Mehrzahl von zweiten Takten oder der erste
Takt kann darüber hinaus
ausschließlich
oder zusätzlich
zum Regulieren oder Steuern der Oszillatoren selbst verwendet werden.
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In
dem Falle der Triggerung der Pulsgeneratoren kann die Taktsteuerschaltung
durch gezieltes Bereitstellen der Sende- und Abtasttakte die Pulsgeneratoren
derart steuern, dass mittels dem sequentiellen Abtastverfahren ein
orginalgetreues und zeitgedehntes Ausgangsignal des empfangenen
Sendepulses erzeugt wird. Dabei können die Abtastpulse die reflektierten
Sendepulse immer zu einem zeitlich versetzten Zeitpunkt abtasten.
Da die Frequenz des Abtasttakts und somit des Abtastpulses beispielsweise geringer
als die der Sendepulse sein kann, tastet der Abtastpuls mit einem
zum Sendepuls immer größer werdenden
zeitlichen Versatz die reflektierten Sendepulse ab. Da die Laufzeit
der Sendepulse sich über die
Messdauer kaum ändert,
erhält
man (nachdem der Abtastpuls eine volle Periode von einem Sendepuls
zum nächsten
abgetastet und wieder den Startwert eines Sendepulses erreicht hat)
ein originalgetreues und zeitgedehntes Abbild einer Periode des Sendezyklus.
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In
dem Falle der Regulierung und der Steuerung der Oszillatoren kann
die Taktsteuerschaltung durch Vergleich des ersten Takts mit einem
zweiten Takt aus der Mehrzahl von zweiten Takten die Frequenzdifferenz
und/oder den zeitlichen Versatz zwischen ersten und zweiten Takt
einstellen. Das Ergebnis dieses Vergleichs kann beispielsweise eine
Differenzfrequenz sein. Anhand dieser Differenzfrequenz ist es nunmehr
möglich,
beispielsweise mittels Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert,
einen der Oszillatoren (oder auch beide) zu regeln oder zu steuern.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung
kann darin bestehen, mittels der Mehrzahl von Abtasttakten die Abtastung
des Empfangssignals auf einen bestimmten Teilbereich des Gesamtbereichs
zwischen zwei Sendeimpulsen einzustellen und die Messhäufigkeit
bzw. die Abtasthäufigkeit
zu erhöhen.
Wählt man
aus Gründen
der Leistungseinsparung relativ niedrige Sende- und Abtastwiederholfrequenzen,
so wird üblicherweise
verfahrensbedingt der gesamte Bereich zwischen zwei Sendepulsen
zum Zwecke der Zeitdehnung abgetastet, obwohl für eine Füllstandsmessung behälterabhängig nur
ein Entfernungsbereich von Null bis hin zu maximal einigen zehn
Metern von Interesse sein kann. Mit der erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung
kann nun gezielt ein bestimmter Abtasttakt erzeugt werden, mit dem
der entsprechende Abtastpuls gezielt einen bestimmten Teilbereich
eines Sendepulses und somit eines bestimmten Entfernungsbereichs
abtastet. Ein weiterer Vorteil der Taktsteuerschaltung besteht darin,
dass kaum Unlinearitäten
in den an der Schaltungsumsetzung beteiligten elektronischen Komponenten
auftreten. Diese Abweichungen von einer linearen Charakteristik
können üblicherweise
nur durch einen sehr hohen Schaltungsaufwand gelöst werden. Mittels der Erzeugung
von Takten bzw. Taktflanken über
Oszillatoren können Unlinearitäten und
somit der Schaltungsaufwand verringert werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Steuerung
der Taktverzögerung
und die Regelung der Differenzfrequenz beispielsweise über einen
Mikrocontroller mit daran angeschlossenen D/A-Wandlern erfolgen
kann und dadurch sowohl der innerhalb des Empfangssignals abgetastete
Entfernungsbereich als auch der gewählte Zeitdehnungsfaktor sehr
flexibel an die Messsituation angepasst werden können. Die genaue Regelung der
Frequenzdifferenz kann wichtig für
eine unverzerrte Zeitdehnung sein und kann damit zu einer hohen
Messgenauigkeit führen.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der erste Oszillator und/oder der zweite Oszillator
einstellbar, steuerbar oder regelbar ausgebildet sein. Damit kann beispielsweise
die Frequenz und/oder das Taktsignal variabel eingestellt werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst die Taktsteuerschaltung ferner mindestens
ein Zeitverzögerungsglied
(Delay) zum Erzeugen der Mehrzahl von zeitlich gegeneinander verschobenen
zweiten Takten.
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Bei
Vorsehen einer Mehrzahl von Zeitverzögerungsgliedern können diese
seriell oder parallel zu einem zweiten Takt geschalten sein. Ein
Zeitverzögerungsglied
kann einen beliebigen Takt empfangen und an seinem Ausgang einen
zu dem eingegangenen Takt zeitlich versetzten Takt ausgeben. Bei
einer parallelen Schaltung der Zeitverzögerungsglieder können mittels
unterschiedlich eingestellten Zeitverzögerungsgliedern jeweils unterschiedlich
zeitversetzte Takte erzeugt werden. Hingegen bei einer seriellen
Anordnung der Zeitverzögerungsglied
können durch
diese Reihenschaltung mittels gleich eingestellten Zeitverzögerungsgliedern jeweils
unterschiedlich zeitversetzte Takte erzeugt werden. Durch die Verwendung
von Zeitverzögerungsgliedern
mit derselben Zeitverzögerung
lassen sich die Kosten reduzieren.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das mindestens eine Zeitverzögerungsglied mittels einem
Steuereingang variabel einstellbar, steuerbar oder regelbar ausgebildet.
Damit kann die zeitliche Verschiebung der Takte gezielt eingestellt
werden, so dass bei Änderung
der Umgebungsbedingungen nicht alle Zeitverzögerungsglieder ersetzt werden
müssen.
Somit kann eine Taktsteuerschaltung für mehrere Umgebungsbedingungen,
zum Beispiel wechselnde Behältergrößen, eingesetzt
werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst die Taktsteuerschaltung ferner mindestens
eine Differenzbildungseinheit. Diese Differenzbildungseinheit kann einen
ersten Takt und einen der Mehrzahl von zweiten Takten empfangen
und durch Vergleich eine Differenzfrequenz bilden. Diese Differenzfrequenz
spiegelt die zeitliche Verschiebung und den Frequenzunterschied
zwischen Sende- und Abtasttakt wieder, so dass diese Differenzfrequenz
zum Steuern und Regeln der Taktsteuerschaltung herangezogen werden kann.
Differenzbildungseinheiten können
mittels verschiedener Verfahren und Bauteile bereitgestellt werden,
wie zum Beispiel durch Mischung der Frequenzen, Verwendung von Koinzidenzschaltungen
oder Verwendung von digitalen Phasendetektoren.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst die Taktsteuerschaltung ferner mindestens
ein Logikgatter, wobei das Logikgatter zum Empfangen der Abtastakte
und zum Bereitstellen einer gemeinsamen Differenzfrequenz ausgebildet
sein kann. Das Logikgatter kann dabei ein UND-Gatter und/oder ein
ODER-Gatter und/oder
ein Inverter sein bzw. eine Kombination solcher Gatter sein. Dieses
derart gebildete Ausgangssignal weist alle Taktflanken der unterschiedlichen
Eingangstakte auf und kann mit dem ersten Takt in der Differenzbildungseinheit
verglichen werden, um somit eine Differenzfrequenz zu bilden, die die
gleichen Taktflanken wie alle Eingangssignale des Logikgatters aufweist.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst die Taktsteuerschaltung ferner eine Steuer-
oder Regeleinheit, die den ersten und/oder zweiten Oszillator regelt oder
steuert. Dabei kann in einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
die Steuer- oder Regeleinheit derart ausgebildet sein, dass die
Steuer- oder Regeleinheit
die Differenzfrequenz mit einem Sollwert vergleicht und dementsprechend
die Oszillatoren regelt. In einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
kann die Steuer- oder Regeleinheit über einen Eingang mit beispielsweise
einer Messablaufsteuerung, einem Mikrocontroller oder einem Prozessor
verbunden werden, um beispielsweise anhand der Differenzfrequenz
die Oszillatoren zu steuern. Eine manuelle Regelung kann ebenfalls
bereitgestellt werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst die Taktsteuerschaltung ferner eine Auswahleinrichtung,
wobei die Auswahleinrichtung die zweiten Takte empfängt und
einen gezielt ausgewählten
zweiten Takt auswählt.
Der erste Takt und der gezielt ausgewählte der zweiten Takte können im
Anschluss als Sendepuls an einen Sendepulsgenerator und als Abtastpuls
an einen Abtastpulsgenerator weitergegeben werden. Mittels der gezielten
Auswahl der zweiten Takte wird eine Möglichkeit geschaffen, aufgrund
der zeitlichen Verschiebung der zweiten Takte zum ersten Takt bestimmte
Entfernungsbereiche abzutasten und mit vorgebbarer, insbesondere
erhöhter,
Häufigkeit
einen bestimmten Messbereich wiederholt abzutasten. Dabei kann in
einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel die Auswahleinrichtung derart
ausgebildet sein, dass über
einen Steuereingang eine Messablaufsteuerung, ein Mikrocontroller oder
ein Prozessor anschließbar
ist, um die Auswahl der zweiten Takte zu steuern.
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Es
können
auch mehrere erste Takte gebildet werden, von denen dann einer gezielt
als Sendetakt oder als Abtasttakt ausgewählt wird. Der Sendetakt kann
durch den ersten Takt gebildet werden, und der Abtasttakt durch
den ausgewählten
der zweiten Takte. Oder es kann der Abtasttakt durch den ersten Takt
gebildet werden, und der Sendetakt durch den ausgewählten der
zweiten Takte.
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Unter
einem Oszillator kann ein Taktgenerator verstanden werden, der einen
Takt mit einer bestimmten Frequenz (z.B. 4 MHz) generieren kann. Die
Differenzfrequenz zwischen den Frequenzen der beiden Oszillatoren
kann zum Beispiel in der Größenordnung
von 40 Hz liegen.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann beispielsweise mittels eines Zeitverzögerungsglieds
eine Mehrzahl von zeitlich gegeneinander verschobenen zweiten Takten
erzeugt werden. Diese zum ersten Takt zeitlich verschobenen zweiten
Takte können
im Anschluss die Steuerung und Regelung der Oszillatoren der Taktsteuerschaltung
optimieren und/oder mittels der Triggerung des Abtastpulsgenerators
die Abstandsmessung verbessern und präzisieren.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann beispielsweise mittels einer Differenzbildungseinheit
jeweils eine Differenzfrequenz durch Vergleich des ersten Takts
mit einem jeweiligen der zweiten Takte gebildet werden. Diese so
erzeugte Differenzfrequenz kann zur Steuerung oder Regelung der
Oszillatoren verwendet werden. Durch die Mehrzahl von zweiten Takten
können
mehrere Differenzfrequenzen gebildet werden, so dass die Oszillatoren
häufiger überprüft und gegebenenfalls
nachgeregelt werden können. Dies
erhöht
die Präzision
und Qualität
der Taktsteuerschaltung und der Abstandsmessung enorm.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann beispielsweise mit einer Steuer- und Regeleinheit
die Differenzfrequenz mit einem Sollwert verglichen werden und entsprechend
des Ergebnisses des Vergleichs der erste und/oder die zweiten Takte,
einschließlich der
zeitlichen Verzögerung
und der Frequenz, eingestellt werden. Beispielsweise kann die Steuer-
und Regeleinheit mit einem Prozessor, einem Mikrocontroller oder
einer Messablaufsteuerung verbunden werden um die Takte, zum Beispiel über Oszillatoren, einzustellen.
Die Oszillatoren können
auch manuell eingestellt werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann gezielt, beispielsweise mit einer Auswahleinheit,
selektiv ein bestimmter erster und/oder zweiter Takt an einen Sendepulsgenerator
als Sendetakt und/oder an einen Abtastpulsgenerator als Abtasttakt
bereitgestellt werden. Somit kann ein bestimmter zeitlich verzögerter zweiter
Takt als Abtastpuls einen Abtastpulsgenerator triggern, um somit
die Messhäufigkeit
eines bestimmten Messbereichs bzw. Abstandbereichs zu erhöhen. Darüber hinaus
kann in einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel des Verfahrens die
Auswahleinrichtung über
einen Prozessor, eine Messablaufsteuerung, einen Mikrocontroller
oder manuell gesteuert werden und somit die zweiten Takte ausgewählt werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann beispielsweise mit einem Logikgatter aus der
Mehrzahl von zweiten Takten ein gemeinsames Ausgangssignal gebildet
werden. Damit kann die Häufigkeit
der Messung erhöht
werden. Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens bildet zum Beispiel eine Differenzbildungseinheit
eine gemeinsame Differenzfrequenz, die aus dem ersten Takt und dem
gemeinsamen Taktsignal aus der Mehrzahl von zweiten Takten gebildet
wird. Damit kann der Schaltungsaufwand enorm reduziert werden, da
zum Beispiel nur eine Differenzbildungseinheit ausreichend sein
kann.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann beispielsweise mit einem variabel einstellbaren
Zeitverzögerungsglied
die Zeitverzögerung
eines zweiten Takts eingestellt werden und der zweite Takt als Abtastpuls einem
Abtastpulsgenerator und/oder als Sendepuls einem Sendepulsgenerator
zugeführt
werden und/oder für
eine Differenzbildungseinheit zur Bildung einer Differenzfrequenz
bereitgestellt werden. Mittels der freien Einstellbarkeit dieses
variablen Zeitverzögerungsglieds
kann beliebig über
zum Beispiel eine Messablaufsteuerung, einen Prozessor, einen Mikrocontroller
oder manuell die zeitliche Verschiebung der zweiten Takte eingestellt
werden. Zugleich kann die Taktsteuerschaltung an geänderte Bedingungen
variabel angepasst werden, da zum Beispiel bei geänderten
zeitlichen Verschiebungen die Zeitverzögerungsglieder nicht mehr ausgetauscht werden
müssen.
Damit können
die Kosten und der Zeitaufwand beim Anpassen an neue Bedingungen enorm
reduziert werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Abstandsmeßgeräts umfaßt das Abstandsmeßgerät ferner
zusätzlich
zu der erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung
einen Sendepulsgenerator, einen Abtastpulsgenerator und einen Abtastmischer.
Die Taktsteuerschaltung stellt einen Sendetakt zum Triggern des
Sendepulsgenerators und einen Abtasttakt zum Triggern des Abtastpulsgenerators
bereit, wobei der Sendepulsgenerator gemäß dem Sendetakt Sendepulse
erzeugt und der Abtastpulsgenerator gemäß dem Abtasttakt Abtastpulse
erzeugt. In dem Abtastmischer werden die von einer Füllgutoberfläche reflektierten
Sendepulse mittels der Abtastpulse abgetastet und die Abtastwerte
an einem Ausgang bereitgestellt.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Abstandsmessgeräts
kann an dem Ausgang des Abtastmischers ein orginalgetreues und/oder
zeitgedehntes Abbild der reflektierten Sendepulse bereitgestellt
werden. Damit können die
Abstandsmessungen präziser
und genauer ausgewertet und verarbeitet werden und zugleich Fehlmessungen
reduziert und vermieden werden.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Abstandsmessgeräts
ist dieses ein Füllstandsmessgerät zum Messen
eines Füllstands
eines Füllguts
(zum Beispiel von Flüssigkeiten
und Feststoffen) in Behältern.
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Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
des Abstandsmessgeräts
kann dieses ein Mikrowellenpulsradargerät sein und zum Beispiel unter
Ausnutzung der Messung der Laufzeit von elektromagnetischen Wellen
Abstände
bestimmen.
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Die
erfindungsgemäße Taktsteuerschaltung ermöglicht eine
Verbesserung der Messgenauigkeit von Abständen mit deutlich geringerem
Schaltungsaufwand. Ein bestimmter Messbereich kann durch die Verwendung
einer Mehrzahl von Abtasttakten deutlich häufiger gemessen werden, womit
Abstandsänderungen
sofort gemessen werden und die Wahrscheinlichkeit einer Fehlmessung
deutlich verringert wird. Darüber
hinaus weist die erfindungsgemäße Taktsteuerschaltung
durch die Mehrzahl von Abtasttakten eine deutlich verbesserte Kontrolle
und Einstellmöglichkeit
der ersten und zweiten Takte auf.
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Die
Ausgestaltungen der Taktsteuerschaltung gelten auch für das Verfahren
und für
das Abstandsmessgerät
und umgekehrt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden sind zur weiteren Erläuterung und
zum besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung mehrere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
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1a ein
Blockschaltbild einer Abtastschaltung eines Pulsradars mit einem
Oszillator und einstellbarer Verzögerung;
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1b ein
Zeitdiagramm der Signale bezüglich 1a;
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2a ein
Blockschaltbild einer Abtastschaltung eines Pulsradars mit zwei
Oszillatoren und Differenzfrequenz-Regelung;
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2b ein
Zeitdiagramm der Signale bezüglich 2a;
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3a ein
Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung zur
Erzeugung der Sende- und Abtasttakte eines Pulsradars;
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3b ein
Zeitdiagramm der Signale bezüglich 3a;
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4 ein
Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung mit
seriell geschalteten Zeitverzögerungsgliedern;
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5 ein
Blockschaltbild einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung
mit einem Logikgatter;
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6 ein
Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung mit
einem variabel einstellbaren Zeitverzögerungsglied;
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7 ein
Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung mit
einem variabel einstellbaren Zeitverzögerungsglied.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gleiche
oder ähnliche
Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern
versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und
nicht maßstäblich.
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In 1a ist
eine Abtastschaltung eines Pulsradars in Form eines Blockschaltbildes
dargestellt.
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Ein
Oszillator 1 erzeugt einen Sendetakt ts, der durch Triggerung
eines Sende-Puls-Generators 2 die
Erzeugung von Sendepulsen steuert. Die so erzeugten Sendepulse werden über den
Richtkoppler 3 überwiegend
zur Antenne 4 geleitet und von dieser in Richtung der Füllgutoberfläche abgestrahlt.
Die im Behälter
von einem Füllgut
reflektierten Pulse werden nach einer ihrer Laufzeit entsprechenden
Zeitspanne wieder empfangen und über
den Richtkoppler 3 als Empfangssignal zum Abtastmischer 5 geleitet.
Dort werden mit Hilfe von Abtastpulsen, welche im Abtastpulsgenerator 6 gebildet
werden, dem Empfangssignal innerhalb definierter kurzer Zeitspannen Abtastwerte
entnommen. Die Abtastwerte aus den einzelnen Sende-/Empfangsperioden
ergeben am Ausgang 7 zusammen das Zwischenfrequenzsignal (ZF),
welches eine zeitgedehnte Kopie des Empfangssignals darstellt.
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Die
Erzeugung der Abtastpulse wird durch die Taktsteuerschaltung 8 gesteuert,
die aus dem schon erwähnten
Sendetakt einen Abtasttakt ta erzeugt. Dies geschieht durch das
steuerbare Zeitverzögerungsglied 9,
welches die an seinem Eingang anstehende Triggerflanke des Sendetaktes
ts um eine definierte Zeitspanne verzögert an seinen Ausgang ausgibt.
Der Betrag dieser Zeitspanne wird durch eine Regeleinrichtung 10 bestimmt.
Diese wiederum wird durch den Sollwert 11 gesteuert, der
von einer nicht dargestellten Ablaufsteuerung linear verändert wird.
Die Regeleinrichtung 10 erhält über einen zweiten Eingang den
Istwert 12 der Zeitverzögerung,
der durch die Differenzbildungseinheit 13 aus dem verzögerten Takt
ta und dem nicht verzögerten Takt
ts gebildet wird.
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Die
sich durch diese Regelung ergebende lineare zunehmende Zeitverzögerung zwischen
den beiden Takten ist in 1b dargestellt.
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In
der oberen Zeile ist der Sendetakt ts in kurzen zeitlichen Abschnitten,
unterbrochen durch längere
Pausen, dargestellt. Die untere Zeile zeigt zeitlich korreliert
den Abtasttakt ta. Zu Beginn eines Messzyklus, also zur Zeit ts1
bzw. ta1, sind die Flanken der beiden Taktsignale nahezu zeitsynchron,
da die eingestellte Zeitverzögerung
des Verzögerungsgliedes 9 minimal
ist. In der Folge steigt die Zeitverzögerung von Taktperiode zu Taktperiode
linear an, so dass sich die Flanken ta2, ta3 usw. bis zu tan quasi
kontinuierlich gegenüber
den Flanken ts2, ts3 usw. bis zu tsn nach hinten verschieben. Nach
einem bestimmten Betrag der Verschiebung, der sich aus dem interessierenden
Zeitbereich des Empfangssignals ergibt und den Messbereich des Sensors
festlegt, wird die Verzögerung
zum Zeitpunkt ts1' bzw.
ta1' wieder auf
den Anfangswert zurückgesetzt
und es beginnt ein neuer Messzyklus.
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Mit
diesem Verfahren können
durch die Steuerung der Verzögerung
beliebige Messbereiche mit frei wählbarem Zeitdehnungsfaktor
abgetastet werden. Problematisch hinsichtlich der erzielbaren Linearität und damit
Genauigkeit ist die Regelschleife, die ständig auf einen neuen Sollwert
einregeln muss und dazu immer den exakten Istwert benötigt.
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In 2a ist
ein anderes Verfahren zur Taktsteuerschaltung für ein Pulsradar in Form eines Blockschaltbildes
dargestellt.
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Es
unterscheidet sich von dem Blockschaltbild aus 1a im
Bereich der Taktsteuerschaltung 8. Alle rechts davon liegenden
Blöcke
entsprechen genau den 1a und werden hier nicht noch
einmal beschrieben. Die Taktsteuerschaltung 8 enthält zwei Oszillatoren 20 und 21,
die mit etwa der selben Frequenz schwingen. An diesen Stellen können Oszillatoren
verwendet werden, die aufgrund ihrer hohen Güte wenig Frequenzjitter erzeugen,
beispielsweise Quarzoszillatoren. Während das Ausgangssignal des einen
Oszillators 20 als Sendetakt ts den Sendepulsgenerator 2 triggert,
werden die Abtastpulse des Abtastpulsgenerators 6 vom Ausgangssignal
ta des zweiten Oszillators 21 gesteuert. Die Differenzbildungseinheit 23 bildet
die Differenzfrequenz aus den beiden Takten ts und ta, die über einen
Differenzfrequenzausgang 24 einem Regler 25 zugeführt werden.
Der Regler 25 vergleicht die aktuell gemessenen Differenzfrequenzen 24 mit
einem vorgegebenen Sollwert 26 und verändert die Schwingfrequenz des
justierbaren Oszillators 21 so, dass die Regelabweichung
minimal wird.
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In 2b sind
die entsprechenden Taktsignale in analoger Form zu 1b dargestellt.
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Während zum
Zeitpunkt ts1 gleich ta1 beide Takte zeitsynchron sind, verschiebt
sich die Flanke des Abtasttaktes ta wegen der niedrigeren Frequenz des
Oszillators 21 kontinuierlich gegenüber der Flanke des Sendetaktes
ts. Zum Zeitpunkt tsn = tan sind die beiden Takte genau gegenphasig.
Gleichphasigkeit erreichen sie wieder im Zeitpunkt ts1' gleich ta1', womit ein neuer
Durchlauf beginnt. Die dritte Zeile von 2b zeigt
das von der Differenzbildungseinheit gebildete Differenzfrequenzsignal 24.
Die Bildung dieses Signals kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden,
z.B. mit einer Mischerschaltung, einem digitalen Phasendetektor
oder einer Koinzidenzschaltung. Diese Schaltungsprinzipien sind dem
Fachmann bekannt, weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen wird.
Die Frequenz des Differenzfrequenzsignals 24 ist genauso
groß wie
die Differenz der Frequenzen der beiden Taktsignale. Durch Messung
der Periodendauer der Differenzfrequenz 24, also der Dauer
von ta1 bis zu ts1',
erhält
der Regler 25 die Information über den aktuellen Istwert der zu
regelnden Größe. Über den
Vergleich mit dem Sollwert 26 kann damit die Regelung aktiv
werden. Im Regler 25 können
beispielsweise ein Mikrocontroller mit Timer zur Zeitmessung, ein
Digital-Analog-Wandler zur Ausgabe des Steuerwertes an dem justierbaren
Oszillator 21 sowie die entsprechende Software zur Steuerung
des Controllers enthalten sein. Alternativ dazu ist auch eine Regelung über einen üblichen
Phasenregelkreis (PLL = Phase Locked Loop) oder Frequenzregelkreis
möglich.
Bei Einsatz hochwertiger Oszillatoren kann die Frequenzregelung
sehr stabil aufgebaut werden, und die Abtastlinearität und damit
die Entfernungsmessgenauigkeit ist entsprechend hoch, so lange Frequenzdriften
der Oszillatoren rechtzeitig erkannt und ausgeregelt werden können.
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Bei
sehr niedriger Differenzfrequenz 24 kann die Messung ihrer
Periodendauer zwangsläufig
nur noch in großen
zeitlichen Abständen
ein Ergebnis liefern. Eine eventuelle Regelabweichung wird dadurch erst
mit Verspätung
erkannt und ausgeregelt, wodurch die Messgenauigkeit deutlich beeinträchtigt wird.
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Ein
Nachteil gegenüber
dem Verfahren aus 1 besteht darin,
dass die Abtastung immer den gesamten Bereich einer Sendetakt-Periode überstreicht,
so dass immer der gesamte, durch die Sende-Wiederholfrequenz vorgegebene
Messbereich abgetastet wird. Ein vorzeitiges Rücksetzen der Abtastung auf
den Startwert, beispielsweise nachdem ein gerade interessierender
Teil des Messbereichs untersucht wurde, ist auf diese Art nicht
möglich.
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In 3a ist
eine Taktsteuerschaltung zum Erzeugen bestimmter Sende- und Abtasttakte
ts, ta, tb, tc und zum Messen von Abständen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt.
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Einige
der in 1a, 2a gezeigten
Komponenten sind auch in 3a gezeigt.
Diesbezüglich wird
auf die entsprechende obige Beschreibung ausdrücklich Bezug genommen.
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Die
Taktsteuerschaltung umfasst dabei u.a. einen ersten Oszillator 20 zum
Erzeugen eines ersten Takts ts einer ersten Frequenz und einen zweiten Oszillator 21 zum
Erzeugen einer Mehrzahl von zeitlich gegeneinander verschobenen
zweiten Takten ta, tb und tc einer zweiten Frequenz. Basierend auf
dem ersten Takt und der Mehrzahl der zweiten Takte wird dem Sendepulsgenerator 2 der
Sendetakt ts und dem Abtastpulsgenerator 6 der Abtasttakt
ta oder tb oder tc bereitgestellt.
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In 3a wird
eine exemplarische Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt. Die Taktsteuerschaltung 8 umfasst die beiden
Oszillatoren 20 und 21, die Differenzbildungseinheit 23,
die die Differenzfrequenz 24 bildet, und die Steuer- und
Regeleinheit 25, die den Sollwert 26 mit der Differenzfrequenz 24, 34 oder 36 abgleicht.
Im Vergleich zu der in 2 gezeigten
Vorrichtung umfasst die Taktsteuerschaltung 8 aus 3a mindestens
eine weitere Differenzbildungseinheit 33 oder 35,
mindestens ein Zeitverzögerungsglied 31 oder 32 und
vorzugsweise eine Auswahleinrichtung 37. Die Komponenten
rechts neben der erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung,
nämlich
der Sendepulsgenerator 2, der Abtastpulsgenerator 6,
der Abtastmischer 5, der Richtkoppler 3 und die
Antenne 4, funktionieren entsprechend der Beschreibung
von 1a und werden nicht noch einmal beschrieben.
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Entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden aus mindestens einem der beiden Oszillatoren, hier dem Oszillator 21,
mindestens zwei Ausgangstakte mit unterschiedlicher Zeitverzögerung,
hier die zweiten Takte ta, tb oder tc, abgeleitet. Während ta
den ersten von dem ersten Takt ts unterschiedlichen zweiten Takt
des Oszillators 21 darstellt, entsteht ein von dem zweiten
Takt ta zeitlich verschobener Takt tb, der im Zeitverzögerungsglied 31 um eine
bestimmte Zeitdauer t1 verschoben wird. Entsprechend kann ein weiterer
zeitlich verschobener Takt tc durch das zweite Zeitverzögerungsglied 32 entstehen.
Die zusätzlichen
Takte ta, tb und tc werden in den Differenzbildungseinheiten 23, 33 und 35 jeweils
zur Bildung von Differenzfrequenzen 24, 34 und 36 verwendet.
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In 3b wird
dies näher
gezeigt. Von oben nach unten sind folgende Signale dargestellt:
Der
Sendetakt ts, der Ausgangstakt des Oszillators 21 ta, die
Differenzfrequenz 24, zweiter zeitlich verschobener zweiter
Takt tb, die Differenzfrequenz 34, dritter zeitlich verschobener
zweiter Takt tc und die Differenzfrequenz 36. Die oberen
drei Signale bedürfen
keiner weiteren Erläuterung,
da sie den in 2b gezeigten entsprechen. Der
zweite zeitlich verschobene zweite Takt tb ist gegenüber dem
Takt ta um einen bestimmten zeitlichen Betrag verschoben, so dass
sich Gleichphasigkeit mit dem Sendetakt ts zu einem anderen Zeitpunkt,
nämlich
dem Punkt tb1, einstellt. Folglich findet ein Signalwechsel des
zugehörigen
Differenzfrequenzsignals 34 auch genau zu diesem Zeitpunkt
statt. Gleiches gilt für
den Takt tc und das zugehörige
Differenzfrequenzsignal 36 im Zeitpunkt tc1. Alle drei
so entstandenen Differenzfrequenzsignale können von der Regeleinheit 25 hinsichtlich
ihrer Periodendauer vermessen und als jeweils aktueller Istwert
zur Regelung verwendet werden. Durch die zeitliche Verschiebung
der zweiten Takte ta, tb, tc gegeneinander sind die daraus gebildeten
Differenzfrequenzen 24, 34 und 36 im
gleichen Verhältnis
zueinander verschoben. Da Informationen über die aktuelle Regelabweichung
immer dann verfügbar
sind, wenn eine Flanke eines Differenzsignals auftritt, ergibt sich
für die
Regelung der Vorteil von deutlich kürzeren Zeitabständen der
Messung und Nachregelung.
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Durch
die Auswahleinrichtung 37 ist es weiterhin möglich, einen
der drei unterschiedlichen zweiten Takte ta, tb oder tc zur Ansteuerung
des Abtastpulsgenerators auszuwählen.
Die Auswahl erfolgt über
den Eingang 38 und kann von einer Steuerschaltung in Form
eines Mikrocontrollers vorgenommen werden. Je nachdem, welchen der
unterschiedlich verzögerten
Takte ta, tb oder tc man gerade auswählt, wird ein unterschiedlicher
Entfernungsbereich des Radarsensors abgetastet. Interessiert gerade nur
ein bestimmter Entfernungsbereich, so kann immer genau derjenige
Abtasttakt ta, tb oder tc aus den verfügbaren ausgewählt werden,
der diesen Bereich über
einen bestimmten Zeitraum hinweg abtastet.
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Dies
soll an einem Beispiel verdeutlicht werden: Die Sende-Wiederhol-Frequenz
des Sendetaktes beträgt
2,5 MHz. Daraus folgt ein maximaler Messbereich von 60 m, der sich
aus der Division von Periodendauer 400 ns und der Konstante der
entfernungsabhängigen
Laufzeit der Welle 6,667 ns/m ergibt. Wählt man bei der dargestellten
erfindungsgemäßen Taktsteuerschaltung 8 die
beiden Zeitverzögerungsglieder 31 und 32 derart,
dass für
tb = 133 ns und tc = 267 ns Zeitverzögerung bestehen, so kann man
immer genau den Takt als Abtasttakt durchschalten, dessen Differenzfrequenz
zuvor Gleichphasigkeit in Form einer steigenden Flanke anzeigte.
Bezogen auf 3b wird also ab dem Zeitpunkt
ta1 der Takt ta durchgeschaltet und der Messbereich, beginnend bei
0 Meter abgetastet. Nach einer Flankenverschiebung von 133 ns relativ
zum Sendetakt, entsprechend einer Messentfernung von 20 m, ist der Zeitpunkt
tc1 erreicht und man wird nun den Takt tc durchschalten, wodurch
die Abtastung wieder beim Entfernungswert null Meter beginnt. Ist
wieder die Entfernung 20 m erreicht, wechselt man auf den Takt tb
und tastet zum dritten Mal den Bereich zwischen null m und 20 m
ab. Dadurch erreicht man, dass nicht der maximale Messbereich von
60 m, sondern nur der in diesem Beispiel interessante Bereich zwischen 0
m und 20 m dreifach in der gleichen Zeit untersucht werden kann.
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In 4 ist
eine Taktsteuerschaltung gemäß einem
anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt, die sich im Vergleich zu der Vorrichtung
in 3a nur in der Anordnung der Zeitverzögerungsglieder 31' und 32' unterscheidet.
Während
die Zeitverzögerungsglieder 31 und 32 in 3a parallel
angeordnet sind, ist in 4 eine serielle Anordnung implementiert.
Dadurch können
beispielsweise gleiche Zeitverzögerungen
für alle
Glieder gewählt
werden.
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In 5 wird
eine weitere Variante des Schaltungsprinzips von 4 dargestellt,
wobei nur die Teile dargestellt sind, die zur Erläuterung
des Unterschieds von Bedeutung sind.
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Die
rechteckförmigen
Abtasttakte besitzen hierbei ein stark unsymmetrisches Verhältnis von High-
und Low-Pegel. Durch ein Logikgatter, vorzugsweise mit einem ODER-Gatter 39, ergibt
sich ein Ausgangssignal 40, welches alle Flanken der unterschiedlichen
Eingangssignale aufweist. Der Vergleich mit dem ebenfalls unsymmetrischen
Sendetaktsignal in der Differenzbildungseinheit 23 liefert
ein Differenzfrequenzsignal 24', das in zeitgedehnter Form die
gleichen Flanken wie das Eingangssignal 40 enthält und damit
in vorteilhafter Weise eine deutlich häufigere Messung des Sollwertes
und damit eine bessere Regelung oder Steuerung ermöglicht. Im
Unterschied zu der Ausführung
von 4 ist hier eine einzige Differenzbildungseinheit 23 eingesetzt.
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In 6 ist
eine Taktsteuerschaltung gemäß einem
anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt, die ein variabel einstellbares Zeitverzögerungsglied 41 aufweist.
Dieses wird durch eine Messablaufsteuerung, beispielsweise einem
Mikrocontroller, gesteuert, so dass die Zeitverzögerung durch den Eingang 42 vorzugsweise
gestuft veränderbar
ist. Die Zeitpunkte der Umschaltung und die Stufen der variablen
Zeitverzögerung können so
geschickt gewählt
werden, dass die Abtastung der Füllstandsmessvorrichtung
immer in einem vorher festgelegten Entfernungsbereich stattfindet,
der nur einen Teil des maximal möglichen
Messbereichs umfasst.
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Angelehnt
an obiges Zahlenbeispiel wählt man
beispielsweise Stufen von null ns, 133 ns und 257 ns Zeitverzögerung.
Die erste Stufe von 0 ns wird zuerst eingeschaltet und die steigende
Flanke des Differenzsignals abgewartet. An diesem Punkt beginnt
die Abtastung des Entfernungsbereichs bei 0 m. Man behält diese
Stufe bei bis zu einem Entfernungsbereich von ca. 20 m und schaltet
dann die Zeitverzögerung
auf 257 ns um. Dadurch ergibt sich wegen der Gleichphasigkeit des
Sende- und Abtasttaktes zu diesem Zeitpunkt eine neue Flanke des
Differenzfrequenzsignals. Gleichzeitig beginnt die Abtastung wieder
bei null m Messentfernung. Nach Abtastung des interessierenden Messbereichs
bis 20 m schaltet man dann auf 133 ns Zeitverzögerung um und erhält eine
weitere Flanke des Differenzfrequenzsignals sowie eine weitere Abtastung
des ausgewählten
Teils des Gesamtmessbereichs. Danach schaltet man wieder zurück auf 0
ns Zeitverzögerung
und beginnt den Zyklus von vorne. So erreicht man die gleichen Vorteile
wie mit der Anordnung nach 3a, jedoch mit
weniger Schaltungsaufwand, da nur eine Differenzbildungseinheit 23,
ein Zeitverzögerungsglied 41 und
kein Umschalter 37 notwendig ist.
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In 7 soll
gezeigt werden, daß der
Abtasttakt ta unverändert
vom Stand der Technik direkt vom Oszillator 21 zum Abtastpulsgenerator
geleitet werden kann. Nur das Signal, welches zur Differenzbildungseinheit 23 geht,
wird durch das variable Zeitverzögerungsglied 41 verzögert. Damit
erhält
man bei Umschaltung in den passenden Zeitpunkten, wie oben geschildert,
mehrere Flanken des Differenzfrequenzsignals und damit häufigere
Information über den
Regel-Ist-Wert, was zu einer verbesserten Regelung führt. Selbstverständlich ist
es umgekehrt genauso möglich,
nur den Takt zum Abtastpulsgenerator zu verzögern, und nicht den Takt zur
Differenzbildungseinheit, was zwar die Regelung nicht verbessert,
sondern nur die Auswahl eines Teils des Gesamtbereichs ermöglicht.
Gleiches gilt natürlich
auch für
die in 3 und 4 dargestellten
Ausführungsformen.
Darüber
hinaus ist es selbstverständlich
ebenso möglich,
anstatt des Abtasttaktes den Sendetakt oder beide Takte zu verzögern.
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Ergänzend ist
darauf hinzuweisen, dass „aufweisend" und „umfassend" keine anderen Elemente
oder Schritte ausschließt
und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner
sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf
eines der obigen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen
oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden
können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen
sind nicht als Einschränkung
anzusehen.