DE102022132996B3

DE102022132996B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes zwischen Signalen an verschiedenen Signaleingängen

Info

Publication number: DE102022132996B3
Application number: DE102022132996.8A
Authority: DE
Inventors: Florentin Wörgötter; Minja Tamosiunaite
Original assignee: Georg August Univ Goettingen Stiftung Oeffentlichen Rechts; Georg August Universitaet Goettingen
Current assignee: Georg August Univ Goettingen Stiftung Oeffentlichen Rechts; Georg August Universitaet Goettingen
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2042-12-13
Also published as: WO2024126347A1

Abstract

Zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes (Δt) zwischen einem ersten Signal (s1) an einem ersten Signaleingang (2) und einem zweiten Signal (s0) an einem zweiten Signaleingang (3) wird ein erster Momentanwert einer ersten stetigen Signalspur (12), die in einem ersten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem ersten späten Signalteilzeitraum streng monoton nach null abfällt und die das erste Signal (s1) oder daraus erzeugt ist, mit einem zweiten Momentanwert einer zeitlichen Ableitung (22) einer zweiten stetigen Signalspur (13), die in einem zweiten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem zweiten späten Signalteilzeitraum streng monoton nach null abfällt und die das zweite Signal (s0) oder davon abgeleitet ist, multipliziert, wobei ein Signalprodukt (24) erhalten wird. Das Signalprodukt (24) wird über der Zeit integriert, wobei ein Signalintegral (15) erhalten wird, das den zeitlichen Versatz (Δt) des ersten Signals (s1) zu dem zweiten Signal (s0) anzeigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes zwischen Signalen an verschiedenen Signaleingängen.
Auf vielen technischen Gebieten ist die Synchronizität von Signalen, die über verschiedene Signalübertragungsstrecken übertragen werden, wichtig. Wenn beispielsweise Daten mit hoher Übertragungsrate parallel über mehrere Leitungen übertragen werden, muss die Synchronizität der Signale, mit denen die Daten über die einzelne Leitungen übermittelt werden, deutlich höher als der Kehrwert der Frequenz der Signale auf den einzelnen Leitung sein. Sonst können die über die einzelnen Leitungen übertragenen Bits nicht einem bestimmten Byte oder einem bestimmten anderen Paket von parallel übertragenen Daten zugeordnet werden.
Entsprechendes gilt, wenn mehrere Signale zwar über grundsätzlich dieselbe Leitung oder Signalübertragungsstrecke aber mittels verschiedener Trägersignale übertragen werden, die sich beispielsweise hinsichtlich ihrer Frequenz unterscheiden.
Vielfach reicht es bei einer bestimmten Anwendung nicht aus, die Synchronizität oder allgemeiner die genaue zeitliche Abfolge zwischen verschiedenen Signalen einmalig einzustellen, weil die genaue zeitliche Abfolge verlorengehen kann, sei es durch unterschiedliche Drift einzelner Signalgeneratoren, unterschiedliche Einflüsse auf verschiedene Signalübertragungstrecken, eine von Umgebungseinflüssen abhängige Dispersion der mittels Trägersignalen verschiedener Frequenzen übertragenen Signale usw.
Sowohl zum erstmaligen Einstellen der genauen zeitlichen Abfolge als auch zum Überprüfen und eventuellen Nachjustieren der genauen zeitlichen Abfolge ist die Ermittlung des zeitlichen Versatzes zwischen den jeweiligen Signalen als Maß für die Abweichung von der gewünschten Synchronizität der Signale von großem Interesse, wenn nicht gar erforderlich, um die gewünschte zeitliche Abfolge einregeln zu können.
STAND DER TECHNIK
Zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes zwischen Signalen an verschiedenen Signaleingängen können die Zeitpunkte des Eintreffens der Signale an den verschiedenen Signaleingängen erfasst und kann eine Differenz zwischen diesen Zeitpunkten bestimmt werden. Dazu kann zum Zeitpunkt des Eintreffens des früheren von zwei Signalen ein Zähler gestartet werden, der zum Zeitpunkt des Eintreffens des späteren der beiden Signale gestoppt wird. Der Stand des Zählers zeigt dann den zeitlichen Versatz an. Die Richtung des Versatzes wird dadurch angezeigt, welches Signal den Zähler gestartet hat. Alternativ kann das eine Signal den Zähler zum Aufwärtszählen und das andere Signal den Zähler zum Abwärtszählen veranlassen, so dass das Vorzeichen des Zählerstands die Richtung des zeitlichen Versatzes anzeigt. Dieses bekannte Verfahren verwendet diskrete Zählerzeiteinheiten und ist demzufolge nicht analogisierbar und deswegen nicht generell einsetzbar. So stößt es beim kleinen zeitlichen Versätzen an seine Grenzen.
Aus der WO 02/099 544 A1 ist eine Steuerung für eine physikalische Vorrichtung bekannt, die eine Korrelation zwischen verschiedenen gemessenen Signalen beobachtet und daraus automatisch lernt, die Vorrichtung zu steuern. Die Steuerung weist einen ersten Signaleingang für erstes Eingangssignal, das einen gemessenen Zustand der Vorrichtung anzeigt, und Signalverarbeitungseinrichtungen auf, die abhängig von dem ersten Eingangssignal ein Steuersignal erzeugen, um die Vorrichtung in einem gewünschten Zustand zu halten. Die Steuerung weist weitere Signaleingänge für weitere Eingangssignal auf, bei denen es sich um zusätzliche Messungen der Vorrichtung oder ihrer Umgebung handelt. Die Signalverarbeitungseinrichtungen verwenden ein gewichtetes Mittel von Resultaten von unterschiedlichen festen Impulsantworten auf jedes Eingangssignal, um das Steuersignal zu modifizieren, und Einrichtungen, um die Modifikationen automatisch abhängig von zeitlichen Kreuzkorrelationen zu konditionieren, die zwischen den weiteren Eingangssignalen und einer zeitlichen Ableitung des Steuersignals beobachtet werden.
Eine Weiterentwicklung der aus der WO 02/099 544 A1 bekannten Steuerung geht aus Bernd Porr und Florentin Wörgötter „Strongly Improved Stability and Faster Convergence of Temporal Sequence Learning by Using Input Correlations Only" Neural Computation, July 2006, DOI:10.1162/neco.2006.18.6.1380 hervor. Hier werden statt der zeitlichen Kreuzkorrelationen zwischen den weiteren Eingangssignalen und der zeitlichen Ableitung des Steuersignals, zeitliche Korrelationen zwischen zeitlichen Ableitungen der weiteren Eingangssignale und dem ersten Eingangssignal berechnet. Das dabei erhaltene Ergebnis dient dazu die Amplitude des ersten Eingangssignals so zu verändern, dass es als Steuersignal genutzt werden kann. Der zeitliche Ablauf der Signale wird weder bestimmt noch verändert.
Aus der US 7 627 031 B2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum adaptiven Einführen einer kompensierenden Signallatenz bekannt, welche in Relation zu einer Signallatenz einer Datensymbol-Entscheidungsschaltung steht. Zum Ausgleich der Signallatenz zwischen zwei Signalen der Datensymbol-Entscheidungsschaltung wird ein zweites Eingangssignal in Abhängigkeit eines ersten latenzbehafteten Signals um eine variable Verzögerungszeit verzögert. Die variable Verzögerungszeit wird durch die Ansteuerung eines variablen Verzögerungsglieds in Form eines interpolierenden Mixers so eingestellt, dass mit dem verzögerten Signal die Signallatenz bestmöglich kompensiert wird. Zur korrekten Einstellung der Verzögerungszeit dient eine Steuervariable, welche ein Maß für die Signallatenz der Entscheidungsschaltung ist. Die Steuervariable wird durch Multiplikation des ersten Signals mit der zeitlichen Ableitung des zweiten Signals und anschließender zeitlicher Integration des Signalprodukts ermittelt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes zwischen Signalen an verschiedenen Signaleingängen aufzuzeigen, die auch analog implementierbar und zur Ermittlung sehr kleiner zeitlicher Versätze geeignet sind.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 bzw. 12 und 13 definiert.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes zwischen einem ersten Signal an einem ersten Signaleingang und einem zweiten Signal an einem zweiten Signaleingang wird ein erster Momentanwert einer ersten stetigen Signalspur, die in einem ersten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem ersten späten Signalteilzeitraum streng monoton nach null abfällt, mit einem zweiten Momentanwert einer zeitlichen Ableitung einer zweiten stetigen Signalspur, die in einem zweiten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem zweiten späten Signalteilzeitraum streng monoton nach null abfällt, multipliziert, wobei ein Signalprodukt erhalten wird. Das Signalprodukt wird über der Zeit integriert. Dadurch wird ein Signalintegral erhalten, das den zeitlichen Versatz des ersten Signals zu dem zweiten Signal nach Betrag und Vorzeichen anzeigt.
Der erste Signaleingang kann an eine erste Signalübertragungsstrecke und der zweite Signaleingang kann an eine davon getrennte zweite Signalübertragungsstrecke angeschlossen sein. Der erste Signaleingang und der zweite Signaleingang können aber auch über eine Signalverzweigung, beispielsweise basierend auf der Frequenz eines Trägersignals, das heißt über eine sogenannte Frequenzweiche, an eine gemeinsame Signalübertragungsstrecke angeschlossen sein.
Die erste stetige Signalspur kann direkt das erste Signal an dem ersten Signaleingang sein oder daraus erzeugt sein. Das Erzeugen der ersten Signalspur kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass getriggert durch das Eintreffen des ersten Signals an dem ersten Signaleingang eine erste Signalkurve mit vordefiniertem Signalverlauf ausgegeben wird. Dadurch ist der Signalverlauf der ersten Signalspur von dem Verlauf des ersten Signals entkoppelt. Das erste Signal kann dann jeden beliebigen Verlauf aufweisen. Wenn das erste Signal jedoch eine erste stetige Signalspur aufweist, die in einem ersten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem ersten späten Signalzeitraum streng monoton nach null abfällt, kann das erste Signal selbst als die erste stetige Signalspur verwendet werden. Vorzugsweise steigt die erste stetige Signalspur in dem ersten frühen Signalteilzeitraum von null streng monoton an und fällt in dem ersten späten Signalzeitraum streng monoton wieder nach null ab. Entsprechend verhält es sich mit der zweiten stetigen Signalspur. Insbesondere kann auch die zweite stetige Signalspur direkt das zweite Signal sein oder daraus erzeugt sein. Wenn die zweite stetige Signalspur derart aus dem zweiten Signal erzeugt ist, dass das Eintreffen des zweiten Signals an dem zweiten Signaleingang die Ausgabe einer zweiten Signalkurve mit vordefiniertem Signalverlauf triggert, kann die zeitliche Ableitung der zweiten stetigen Signalspur direkt vorgegeben und durch das Eintreffen des zweiten Signals an dem zweiten Signaleingang getriggert werden. In jedem Fall ist die zeitliche Ableitung der zweiten stetigen Signalspur in dem zweiten frühen Signalteilzeitraum positiv und steigt dabei zunächst an, bis sie wieder abfällt und dann in dem zweiten späten Signalzeitraum negativ ist.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Signalintegral zeigt den interessierenden zeitlichen Versatz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal nach Betrag und Richtung an, und zwar über kleine zeitliche Versätze mit linearer Abhängigkeit. Dabei ist die lineare Abhängigkeit - wie noch erläutert werden wird - so einstellbar, dass das Signalintegral den zeitlichen Versatz mit hoher Auflösung anzeigt, d. h. mit großer Veränderung des Signalintegrals bereits bei kleinen Änderungen des Versatzes.
Um dieses aussagekräftige Signalintegral zu erhalten, reicht es aus, das Signalprodukt über einen Integrationszeitraum nach dem früheren der beiden Signale zu integrieren, der mindestens so lang ist, wie die Signalspur zu dem früheren der beiden Signale. Danach ist das Signalprodukt null, weil einer seiner Faktoren, d. h. die Signalspur zu dem früheren der beiden Signale und damit auch deren zeitliche Ableitung auf null abgefallen ist.
Der Beginn oder das Eintreffen des jeweiligen Signals kann dadurch erkannt werden, dass ein Signalpegel an dem jeweiligen Signaleingang mit einem Schwellwert verglichen wird, wobei der Zeitpunkt, zu dem der Signalpegel den Schwellwert überschreitet, als der Beginn oder das Eintreffen des jeweiligen Signals definiert wird.
Vorzugsweise ist die erste Signalkurve, die ausgegeben werden kann, um die erste Signalspur zu erzeugen, eine erste doppelt exponentielle Kurve. Die zweite Signalkurve, die ausgegeben wird, um die zweite Signalspur zu erzeugen, ist vorzugsweise eine zweite doppelt exponentielle Kurve. Dabei kann die zweite doppelt exponentielle Kurve mit der ersten doppelt exponentiellen Kurve identisch sein. Wenn direkt die Ableitung der zweiten stetigen Signalspur ausgegeben wird, ist diese bei dieser Ausführungsform die Ableitung einer zweiten doppelt exponentiellen Kurve.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die erste stetige Signalspur und die zweite stetige Signalspur, egal ob sie das erste und das zweite Signal sind oder daraus erzeugt sind, einander gleichen, also insbesondere gleiche frühe und späte Signalteilzeiträume und gleiche Amplituden aufweisen. Für die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies aber nicht entscheidend. Das erfindungsgemäß erhaltene Signalintegral zeigt den zeitlichen Versatz des ersten Signals zu dem zweiten Signal auch dann an, wenn die frühen Signalteilzeiträume und/oder die späten Signalteilzeiträume und/oder die Amplituden der Signalspuren unterschiedlich sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die erste Signalspur oder die zeitliche Ableitung der zweiten Signalspur um einen vorbestimmten Zeitraum verzögert werden, bevor der erste Momentanwert der ersten stetigen Signalspur mit dem zweiten Momentanwert der zeitlichen Ableitung der zweiten stetigen Signalspur multipliziert wird. Auf diese Weise kann ein gewünschter zeitlicher Versatz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal vorgegeben werden, bei dem das Signalintegral zu null wird. Dabei ist es unerheblich, ob direkt das erste oder erst die daraus erzeugte erste oder zweite Signalspur oder erst die Ableitung der zweiten Signalspur selbst verzögert wird. Wenn ein positiver zeitlicher Versatz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal gewünscht ist, ist die erste Signalspur zu verzögern; wenn ein negativer zeitlicher Versatz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal gewünscht ist, ist die zeitliche Ableitung der zweiten Signalspur zu verzögern.
Zur gezielten Einstellung des gewünschten zeitlichen Versatzes zwischen dem ersten Signals an dem ersten Signaleingang mit dem zweiten Signal an dem zweiten Signaleingang kann das Signalintegral durch Einwirken auf eine erste Signalübertragungsstrecke zu dem ersten Signaleingang und/oder auf einen das erste Signal erzeugenden ersten Signalgenerator zu null gemacht werden. Bei dieser Vorgehensweise wird das zweite Signal als Referenz verwendet, an das das erste Signal zeitlich angepasst wird. Es versteht sich, dass ein Einwirken auf die erste Signalübertragungsstrecke zu dem ersten Signaleingang zur gezielten Einstellung des gewünschten zeitlichen Versatzes der Signale insbesondere dann wirksam ist, wenn die erste Signalübertragungsstrecke nur das erste Signal und nicht auch das zweite Signal überträgt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den gewünschten zeitlichen Versatz durch Einwirken auf eine gemeinsame Signalübertragungsstrecke herzustellen, die auch das zweite Signal überträgt, wenn sich die Einwirkung auf die gemeinsame Signalübertragungsstrecke auf Signallaufzeiten der beiden Signale über die gemeinsame Signalübertragungsstrecke unterschiedlich auswirkt.
Konkret kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erste Signallaufzeit über die erste Signalübertragungsstrecke variiert werden, indem eine erste Länge der ersten Signalübertragungsstrecke mit Hilfe eines schaltbaren Delays variiert wird. Mit dem schaltbaren Delay kann die erste Signalübertragungsstrecke um unterschiedliche Signalübertragungsteilstrecken verlängert werden. Auf die Signallaufzeit über die erste Signalübertragungsstrecke kann auch durch eine mechanische oder thermische Dehnung der ersten Signalübertragungsstrecke und/oder ein Verändern der Temperatur einer leitungsgebundenen ersten Signalübertragungsstrecke Einfluss genommen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl auf optische als auch auf elektrische Signale angewandt werden. In beiden Fällen kann es sich bei den Signalen um digitale Datensignale handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur dazu verwendet werden, um den zeitlichen Versatz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal zu ermitteln und gegebenenfalls auszugleichen. Es kann auch mindestens ein weiterer zeitlicher Versatz zwischen einem weiteren Signal an einem weiteren Signaleingang und dem zweiten Signal an dem zweiten Signaleingang auf grundsätzlich die gleiche Weise wie der zeitliche Versatz zwischen dem ersten Signal an dem ersten Signaleingang und dem zweiten Signal an dem zweiten Signaleingang ermittelt und gegebenenfalls ausgeglichen werden. Auf dieser Basis können gleiche oder verschiedene gewünschte zeitliche Versätze zu dem zweiten Signal für eine Vielzahl von Signalen eingestellt werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, jeden weiteren zeitlichen Versatz zwischen dem weiteren Signal und einem anderen Signal als dem zweiten Signal zu ermitteln und gegebenenfalls zu beseitigen. Auch auf diese Weise können gewünschte zeitliche Versätze zwischen allen Signalen eingestellt werden, und insbesondere kann eine Synchronizität aller Signale hergestellt werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist den ersten Signaleingang, den zweiten Signaleingang, einen an den ersten Signaleingang angeschlossenen ersten Pulssignalgenerator, einen an den zweiten Signaleingang angeschlossenen zweiten Pulssignalgenerator, einen an den ersten Pulssignalgenerator und den zweiten Pulssignalgenerator angeschlossenen Integrationszeitraumgenerator und einen Signalintegralgenerator auf, der den ersten Momentanwert der ersten stetigen Signalspur mit dem zweiten Momentanwert der zeitlichen Ableitung der zweiten stetigen Signalspur multipliziert, wobei das Signalprodukt erhalten wird, und der das Signalprodukt über der Zeit integriert, wobei das Signalintegral erhalten wird.
Der erste Pulssignalgenerator vergleicht den ersten Signalpegel an dem ersten Signaleingang mit dem ersten Schwellwert und erkennt den Beginn des ersten Signals dadurch, dass der erste Signalpegel den ersten Schwellwert überschreitet. Entsprechend vergleicht der zweite Pulssignalgenerator den zweiten Signalpegel an dem zweiten Signaleingang mit dem zweiten Schwellwert und erkennt den zweiten Beginn des zweiten Signals dadurch, dass der zweite Signalpegel den zweiten Schwellwert überschreitet. Der Integrationsintervallgenerator generiert den Integrationszeitraum nach dem Beginn des früheren der beiden Signale, wobei der Integrationszeitraum mindestens so lang ist wie das frühere der beiden Signale. Das von dem Signalintegralgenerator erhaltene Signalintegral zeigt den zeitlichen Versatz des ersten Signals zu dem zweiten Signal nach Betrag und Richtung an.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin einen ersten Signalspurgenerator, der die erste Signalspur erzeugt, indem er ab dem ersten Beginn die erste Signalkurve ausgibt, und einen zweiten Signalspurgenerator aufweisen, der die zweite Signalspur erzeugt, indem er ab dem zweiten Beginn die zweite Signalkurve oder direkt deren zeitliche Ableitung ausgibt.
Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung einen einstellbaren Verzögerer für die erste Signalspur und/oder für die zeitliche Ableitung der zweiten Signalspur aufweist, kann damit ein gewünschter zeitlicher Versatz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal vorgegeben werden, bei dem das Signalintegral zu null wird.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Zeitversatzeinstelleinrichtung aufweisen, die das Signalintegral zur gezielten Einstellung des gewünschten zeitlichen Versatzes zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal durch Einwirken auf die erste Signalübertragungsstrecke zu dem ersten Signaleingang und/oder auf den das erste Signal erzeugenden ersten Signalgenerator zu null macht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einer ersten Signalübertragungsstrecke die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine erste Signalübertragungsstrecke, zwei erste Signalübertragungsstrecken oder mehr erste Signalübertragungsstrecken vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch weitere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die der Gegenstand des jeweiligen Patentanspruchs aufweist.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2 zeigt eine Signalspur wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden kann.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Signalspurgenerator der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der die Signalspur gemäß 2 erzeugt.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Integrationszeitraumgenerator der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
5 illustriert die Erzeugung eines Integrationszeitraums durch den Integrationszeitraumgenerator gemäß 4.
6 illustriert den Aufbau eines Signalintegralgenerators der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
7 ist eine Auftragung des von dem Signalintegralgenerator gemäß 6 erhaltene Signalintegral über dem zeitlichen Versatz eines ersten Signals gegenüber einem zweiten Signal.
8 illustriert die gleichzeitige Einkopplung eines Laserpulses als synchrone Eingangssignale in mehrere Lichtleiterfasern eines Lichtleiters als Signalübertragungsstrecken mit unterschiedlichen Signallaufzeiten.
9 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der zeitlichen Versätze zwischen Ausgangssignalen am Ende der Signalübertragungsstrecken gemäß 8.
10 illustriert eine Synchronisation der Ausgangssignale an den Ausgängen der Signalüberwachungsstrecken gemäß 8 basierend auf den von dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 9 erhaltenen Signalintegrale; und
11 zeigt die Synchronisierung von zehn ursprünglich asynchronen Signalen (links). Rechts unten wird der zeitliche Verlauf der Synchronisierung dargestellt. Signale sind synchron, wenn der zeitliche Versatz null geworden ist. Rechts oben sind die Kontrollsignale gezeigt, die die Verschiebung der Eingangssignale zur Erreichung des zeitlichen Versatzes von null erzeugen.

FIGURENBESCHREIBUNG
Die in 1 illustrierte Vorrichtung 1 weist einen ersten Signaleingang 2 und einen zweiten Signaleingang 3 auf. An den ersten Signaleingang 2 ist ein erster Pulsgenerator 4 angeschlossen, und an den zweiten Signaleingang 3 ist ein zweiter Pulsgenerator 5 angeschlossen. Die Pulsgeneratoren 4 und 5 vergleichen einen an dem jeweiligen Signaleingang 2 bzw. 3 anliegenden Signalpegel mit einem ersten bzw. zweiten Schwellwert und erkennen den Beginn eines an dem ersten Signaleingang 2 eintreffenden ersten Signals s₁ und den Beginn eines an dem zweiten Signaleingang eintreffenden zweiten Signals s₀ dadurch, dass der jeweilige Signalpegel den Schwellwert überschreitet. Mit dem Beginn des jeweiligen Signals s₁ bzw. so geben die Pulsgeneratoren 4 und 5 an dem Signaleingang 2 bzw. 3 ein Pulssignal 6 bzw. 7 aus, das daher mit seiner ansteigenden Flanke den Zeitpunkt des Beginns anzeigt. Beide Pulsgeneratoren 4 und 5 sind hier zum einen an einen Integrationszeitraumgenerator 8 und zum anderen jeweils an einen ersten bzw. zweiten Signalspurgenerator 10, 11 angeschlossen. Der Integrationszeitraumgenerator8 erzeugt einen Integrationszeitraum 9. Die Signalspurgeneratoren 10 und 11 erzeugen eine erste Signalspur 12 und eine zweite Signalspur 13, indem sie ab dem Beginn des Signals s₁ bzw. so eine erste bzw. zweite Signalkurve ausgeben. Der Integrationszeitraumgenerator 8 und die Signalspurgeneratoren 10 und 11 sind an einen Signalintegralgenerator 14 angeschlossen. Dieser erzeugt aus den Signalspuren 12 und 13 unter Verwendung des Integrationszeitraums 9 ein Signalintegral 15, das einen zeitlichen Versatz des ersten Signals s₁ zu dem zweiten Signal s₀ nach Betrag und Richtung anzeigt.
Die von den Signalspurgeneratoren 10 und 11 erzeugten Signalspuren 12 und 13 sind vorzugsweise doppelt exponentielle Kurven 16, von denen eine exemplarische in 2 dargestellt ist. Von ihrem Beginn zum Zeitpunkt t = 0 ist die Amplitude A(t) der doppelt exponentiellen Kurven 16 durch A(t) = exp (-at) - exp (-bt) gegeben, wobei a kleiner als b ist. Bei der doppelt exponentiellen Kurven 16 handelt es sich um einen bevorzugten Spezialfall einer in einem frühen Signalteilzeitraum von null streng monoton ansteigenden und in einem späten Signalteilzeitraum streng monoton wieder nach null abfallenden stetigen Signalspur.
3 illustriert eine praktische Implementierung eines eine Signalspur 12 in Form einer doppelt exponentiellen Kurve 16 gemäß 2 ausgebenden Signalspurgenerators 2. Dieser filtert das von dem Impulsgenerator 4 als Rechteckpuls kommende Pulssignal 6 mit zwei unterschiedlichen Hochpassfiltern 17 und 18. Dann subtrahiert der Signalspurgenerator 2 von dem mit dem einen Hochpassfilter 17 hochpassgefilterten Pulssignal 6 das mit dem anderen Hochpassfilter 18 gefilterte Pulssignal 6, um die Signalspur 12 zu erzeugen. Der eine Hochpassfilter 17 erzeugt dabei den Summanden exp(-at) und der andere Hochpassfilter 18 den Summanden - exp(-bt) der doppelt exponentiellen Funktion A(t) = exp(-at) - exp(-bt).
4 illustriert eine Ausführungsform des Integrationszeitraumgenerators 8. Ein ODER-Gatter 19 lässt das frühere der Pulssignale 6 und 7 durch, das dann eine retriggerbare monostabile Kippstufe 20 mit der Dauer D triggert. Von dem späteren Pulssignal 6 bzw. 7 wird die monostabile Kippstufe 20 mit der Dauer D erneut getriggert.
5 zeigt für ein früheres Pulssignal po und ein späteres Pulssignal p₁ der beiden Pulssignale 6, 7 den resultierenden Integrationszeitraum 9 von seinem Startzeitpunkt t_s mit der ansteigenden Flanke des früheren Pulssignals po bis zu seinem Endzeitpunkt t_e, der um die Dauer D hinter der ansteigenden Flanke des späteren Pulssignals p₁ liegt. Die linke gestrichelte Linie deutet dabei den Zeitpunkt an, zu dem die monostabile Kippstufe durch die ansteigende Flanke des späteren Pulssignal p₁ erneut getriggert wird und dann für die Dauer D hochgesetzt bleibt und so den Integrationszeitraum 9 fortsetzt. Die monostabile Kippstufe kann auch einfach, das heißt nur durch das frühere Pulssignal p₀ getriggert werden, muss also nicht retriggerbar sein. In jedem Fall ist durch die Wahl der Dauer D dafür Sorge zu tragen, dass der Integrationszeitraum 9 mindestens so lang ist wie die Signalspur 12 bzw. 13, die zu dem früheren Pulssignal p₀ der beiden Pulssignale 6, 7 erzeugt wird. Entsprechend muss die Dauer D mindestens so lang sein wie die längere der beiden Signalspuren 12 und 13.
6 zeigt eine Ausführungsform des Signalintegralgenerators 14. Ein Differentiator 21 erzeugt eine zeitliche Ableitung 22 der Signalspur 13 zu dem zweiten Signal so. Ein Multiplikator 23 multipliziert die Signalspur 12 zu dem ersten Signal s₁ an dem ersten Signaleingang 2 mit der Ableitung 22, woraus ein Signalprodukt 24 resultiert. Ein Integrator 25 integriert das Signalprodukt über den Integrationszeitraum 9, das heißt von t_s bis t_e. Dadurch wird das Signalintegral 15 erhalten, das den Versatz der Signalspur 12 gegenüber der Signalspur 13 und damit des ersten Signals s₁ an dem ersten Signaleingang 2 gegenüber dem zweiten Signal s₀ an dem zweiten Signaleingang 3 anzeigt.
7 ist eine Auftragung des Signalintegrals 15 über dem zeitlichen Versatz Δt der Signalspur 12 bzw. des ersten Signals s₁ gegenüber der Signalspur 13 bzw. dem zweiten Signal s₀. Wenn die Signalspur 12 der Signalspur 13 voreilt, ist das Signalintegral 15 positiv, weil weniger von der Signalspur 12 in den Zeitraum fällt, in dem die Ableitung 22 der Signalspur 13 negativ ist. Umgekehrt ist das Signalintegral 15 bei voreilender Signalspur 12 negativ, weil dann weniger von der Signalspur 12 in den zeitlichen Bereich fällt, in dem die Ableitung 22 positiv ist. Dazwischen weist das Signalintegral 15 einen Nulldurchgang auf. An diesem Nulldurchgang herrscht Synchronizität der Signalspuren 12 und 13 und damit auch der Signale s₁ und s₀ an den Signaleingängen 2 und 3. Um den Nulldurchgang herum ist der Verlauf des Signalintegrals 15 linear von dem zeitlichen Versatz Δt abhängig. Dieser Bereich der linearen Abhängigkeit kann durch die Dauern von Signalteilzeiträumen der Signalspuren 12 und 13, das heißt beispielsweise die Faktoren a und b der Summanden der doppelt exponentiellen Kurve A(t) = exp(-at) - exp(-bt) variiert werden. Wenn sehr kleine zeitliche Versätze aufgelöst werden sollen, sind höhere Faktoren zu wählen, die in kürzere frühe und späte Signalteilzeiträume resultieren. Dann führen jedoch größere zeitliche Versätze Δt aus dem Bereich der linearen Abhängigkeit des Signalintegrals 15 von dem Versatz Δt heraus oder resultieren gar in ein Signalintegral 15 außerhalb des in 7 gezeigten Bereichs, d. h. in ein Signalintegral von null. Mit kleineren Faktoren a und b wird der lineare Bereich der linearen Abhängigkeit des Signalintegrals 15 von dem Versatz Δt verbreitert, aber die Steigung in dem linearen Bereich nimmt ab, was eine geringere Auflösung des zeitlichen Versatzes Δt durch Änderungen des Signalintegrals 15 bedeutet.
Mit dem Signalintegral 15 ist eine Zeitversatzeinstelleinrichtung zur gezielten Einstellung eines gewünschten zeitlichen Versatzes zwischen dem an dem ersten Signaleingang 2 anliegenden ersten Signal s₁ und dem an dem zweiten Signaleingang 3 anliegenden zweiten Signal s₀ und insbesondere zum Synchronisieren des ersten Signals s₁ mit dem zweiten Signal s₀ ansteuerbar.
Bei positivem Signalintegral 15 verzögert die Zeitversatzeinstelleinrichtung das erste Signal s₁ an dem ersten Signaleingang 2, bei negativem Signalintegral 15 sorgt die Zeitversatzeinstelleinrichtung für eine zeitliche Vorverlagerung des ersten Signals s₁ an dem zweiten Signaleingang 2. Das notwendige Maß der Verzögerung bzw. Vorverlagerung des ersten Signals s₁ wird dabei durch den Betrag des Signalintegrals 15 angezeigt. Beim Synchronisieren der Signale s₁ und s₀ wird ein gewünschter zeitlicher Versatz der Signale von null eingestellt. Um einen anderen gewünschten zeitlichen Versatz der Signale einzustellen ist, ist die erste Signalspur 12 oder die zeitliche Ableitung 22 der zweiten Signalspur 13 um einen entsprechenden Zeitraum zu verzögern, bevor der erste Momentanwert der ersten stetigen Signalspur 12 mit dem zweiten Momentanwert der zeitlichen Ableitung 22 der zweiten Signalspur 13 multipliziert wird.
8 illustriert das Einkoppeln eines Laserpulses 26 als synchrone Eingangssignale 27 in zehn parallele Lichtleiterfasern 28 eines Lichtleiters 29. Am anderen Ende des Lichtleiters 29 treten Ausgangssignale 30 aus den Lichtleiterfasern 28 aus, die durch chromatische Dispersion zeitlich breiter als die Eingangssignale 27 geworden sind und die durch Fertigungsunterschiede, unterschiedliche räumliche Routings usw. der einzelnen Lichtleiterfasern 28 nicht mehr synchron sind, sondern zeitliche Versätze aufweisen. Die relevanten zeitlichen Versätze bewegen sich beispielsweise in der Größenordnung einiger Pikosekunden und können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt und dann ausgeglichen werden.
Da auch die weiterhin gaußförmigen Ausgangspulse 30 als Signalspuren qualifizieren, die in einem frühen Signalteilzeitraum streng monoton von null ansteigen und in einem späten Signalteilzeitraum streng monoton wieder nach null abfallen, müssen zur Ermittlung der Versätze der Ausgangssignale 30 keine Signalspuren erzeugt werden, sondern die Ausgangssignale 30 können selbst als Signalspuren 12 und 13 verwendet werden.
9 zeigt eine entsprechende Ausführungsform der Vorrichtung 1 ohne Signalspurgeneratoren 10 und 11. Die von den Pulsgeneratoren 4 und 5 erzeugten Pulssignale 6 und 7 werden hier von dem Integrationszeitraumgenerator 8 nur verwendet, um den Integrationszeitraum 9 zu erzeugen. Ansonsten werden die an die Signaleingängen 2 und 3 anliegenden ersten und zweiten Signale s₁ und so dem Signalintegralgenerator 14 direkt als Signalspuren 12 und 13 zugeführt. Dies schließt natürlich nicht aus, dass in den Signaleingängen 2 und 3 Filter angeordnet sind, die nur die relevanten Ausgangssignale 30 gemäß 8 durchlassen.
Abhängig von dem Signalintegral 15, das jeweils für ein Ausgangssignal 30, das aus einer der Lichtleiterfasern 28 austritt, und einem als Bezugssignal 31 dienenden Ausgangssignal 30, das aus einer als Bezugsleitung 32 dienenden Lichtleiterfaser 28 austritt, bestimmt wird, wirkt die in 10 schematisch angedeutete Zeitversatzeinstelleinrichtung 33 auf die von den anderen Lichtleiterfasern 28 ausgebildeten Signalübertragungsstrecken 34 ein, um die Signallaufzeiten über diese Signalübertragungsstrecken 34 so zu verändern, dass die in 10 dargestellten synchronisierten Ausgangspulse 30' aus den einzelnen Lichtleiterfasern 28 austreten. Das heißt, Ziel dieses Ausführungsbeispiels ist es, einen gewünschten zeitlichen Versatz der Signale von genau null einzustellen, was deren Synchronisierung entspricht.
Als Eingriffsmöglichkeit der Zeitversatzeinstelleinrichtung 33 in die Signallaufzeit der Signalübertragungsstrecken 34 ist in 10 angedeutet, dass mehrere 100 m Lichtleiterfaser zu einer Spule 35 aufgewickelt sind, deren Temperatur mit einem Thermoelement 36 veränderbar ist. Eine Temperaturänderung von 1 Grad resultiert dabei in eine Laufzeitänderung von etwa 40 Pikosekunden pro Kilometer Länge der aufgewickelten Lichtleiterfaser 28. Durch Einstellen der Temperaturen der Spulen 35 mit den Thermoelementen 36 können so Unterschiede zwischen den Signallaufzeiten der Signalübertragungsstrecken 34 von einigen Pikosekunden bis mehreren 100 Pikosekunden ausgeglichen werden. Dabei gibt das Signalintegral 15 die notwendige Temperaturänderung nach Betrag und Richtung vor. Der Erfolg der Synchronisierung durch die Zeitversatzeinstelleinrichtung 33 ist beim Eintreffen der nächsten Ausgangspulse 30 an der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 durch Ermitteln der dann noch verbliebenen zeitlichen Versätze gegenüber dem Bezugssignal 31 überprüfbar. Noch verbliebene zeitliche Versätze können anschließend ausgeglichen werden. Bei optimalem Verhältnis zwischen Betrag und Richtung des Signalintegrals 15 und der von der Zeitversatzeinstelleinrichtung 33 hervorgerufenen Temperaturänderung der Spulen 35 ist die Synchronizität der Ausgangspulse 30 in einem Schritt erreichbar. Wenn die Temperaturänderungen etwas zu klein eingestellt werden, konvergiert das Verfahren nach mehreren Schritten von einer Seite her zur Synchronizität der Ausgangspulse 30. Bei zu großer Änderung der Temperaturänderung kommt es zwar zu einem Überschießen, d.h. zu einem Richtungswechsel des zeitlichen Versatzes, aber bei nicht zu großer Verstärkung konvergiert das Verfahren dennoch zur Synchronizität der Ausgangspulse 30.
11 zeigt links zehn zeitlich versetzte gaußförmige Signale s_i wie sie in Lichtleitern z. B. durch chromatische Aberration entstehen können. Diese Signale s_i wurden als Eingangssignale in das erfindungsgemäße Verfahren eingespeist, wobei das Signal s₀, das als Referenz für die Synchronisierung verwendet wurde mit einer langen gestrichelten Linie markiert ist. Zwei weitere der Signale s_i, eines mit ca. -100 ps und ein anderes mit ca. +150 ps zeitlichem Versatz zu dem Signal s₀ sind beispielhaft mit kurzen gestrichelten Linien hervorgehoben. Diese zehn Signale s_i wurden mehrere 1.000 Male wiederholt und jeweils in das erfindungsgemäße Verfahren eingespeist, wobei sie sich bei jeder Wiederholung aufgrund der Wirkung der Zeitversatzeinstellung mit dem Ziel zeitlich zueinander verschoben, einen Versatz von null zu erreichen. Die zeitliche Verschiebung der Signale s_i ist rechts unten gezeigt, wobei die Null auf der y-Achse dem Zeitpunkt des Signals so entspricht. Man sieht hier also z. B. wie das ursprünglich mit +150 ps verschobene Signal nach und nach an Versatz verliert und nach ca. 3.500 Wiederholungen mit dem Signal s₀ synchron ist, d. h. ein zeitlicher Versatz von null erreicht ist. Bei einer Signalwiederholungsrate im Bereich von z. B. 1 GHz entspräche dies einer Zeit von ca. 3,5 µs bis zur vollständigen Synchronizität. Gleiches gilt für alle anderen Signale, die aufgrund ihres geringeren ursprünglichen Versatzes jedoch schon früher mit dem Signal s₀ synchron werden. Zu frühe Signale werden dabei verzögert, so dass sich die negativen y-Werte verringern, zu späte beschleunigt, so dass sich die positiven Werte verringern. Hierzu werden die von dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Signalintegrale 15 als Kontrollsignale verwendet, siehe 11 rechts oben. Diese Kontrollsignale zeigen die jeweilige anteilige Verringerung des Versatzes an. Für das Signal ganz rechts, dessen ursprünglicher Versatz +150 ps war, ergibt sich ein Signalintegral 15, das zunächst wegen der geringen zeitlichen Überschneidung mit dem Signal s₀ nur etwas unter null liegt, das dann zunehmend negativ wird, bevor es wieder zu null hin ansteigt. Man sieht, dass das Kontrollsignal genau dann zu null wird, wenn das zugehörige Signal synchron zu dem Signal s₀ geworden ist.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Vorrichtung
2: Erster Signaleingang
3: Zweiter Signaleingang
4: Erster Pulssignalgenerator
5: Zweiter Pulssignalgenerator
6: Erstes Pulssignal
7: Zweites Pulssignal
8: Integrationszeitraumgenerator
9: Integrationszeitraum
10: Erste Signalspurgenerator
11: Zweiter Signalspurgenerator
12: Erste Signalspur
13: Zweite Signalspur
14: Signalintegralgenerator
15: Signalintegral
16: Doppelt exponentielle Kurve
17: Hochpassfilter
18: Hochpassfilter
19: ODER-Gatter
20: Monostabile Kippstufe
21: Differentiator
22: Ableitung
23: Multiplikator
24: Signalprodukt
25: Integrator
26: Laserpuls
27: Eingangssignal
28: Lichtleiterfaser
29: Lichtleiter
30: Ausgangssignal
31: Bezugssignal
32: Bezugsleitung
33: Zeitversatzeinstelleinrichtung
34: Signalübertragungsstrecke
35: Spule
36: Thermoelement
s1: Erstes Signal
s0: Zweites Signal
p0: Früheres Pulssignal
p1: Späteres Pulssignal
D: Dauer
ts: Startzeitpunkt
te: Endzeitpunkt
Δt: Zeitlicher Versatz
A(t): Amplitude der doppelt exponentiellen Kurve 16

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines zeitlichen Versatzes (Δt) zwischen einem ersten Signal (s₁) an einem ersten Signaleingang (2) und einem zweiten Signal (s₀) an einem zweiten Signaleingang (3), - wobei ein erster Momentanwert einer ersten stetigen Signalspur (12), die in einem ersten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem ersten späten Signalteilzeitraum streng monoton nach null abfällt und die das erste Signal (s₁) oder daraus erzeugt ist, mit einem zweiten Momentanwert einer zeitlichen Ableitung (22) einer zweiten stetigen Signalspur (13), die in einem zweiten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem zweiten späten Signalteilzeitraum streng monoton nach null abfällt und die das zweite Signal (s₀) oder daraus erzeugt ist, multipliziert wird, wobei ein Signalprodukt (24) erhalten wird, und - wobei das Signalprodukt (24) über der Zeit integriert wird, wobei ein Signalintegral (15) erhalten wird, das den zeitlichen Versatz (Δt) des ersten Signals (s₁) zu dem zweiten Signal (so) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalprodukt (24) über einen Integrationszeitraum (9) nach dem früheren der beiden Signale (p₀) integriert wird, wobei der Integrationszeitraum (9) mindestens so lang ist wie die Signalspur (12 oder 13) zu dem früheren der beiden Signale (po).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Signalpegel an dem ersten Signaleingang (2) mit einem ersten Schwellwert verglichen wird und dass ein erster Beginn des ersten Signals (s₁) dadurch erkannt wird, dass der erste Signalpegel den ersten Schwellwert überschreitet, und/oder dass ein zweiter Signalpegel an dem zweiten Signaleingang (3) mit einem zweiten Schwellwert verglichen wird und ein zweiter Beginn des zweiten Signals (so) dadurch erkannt wird, dass der zweite Signalpegel den zweiten Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalspur (12) aus dem ersten Signal (s₁) erzeugt wird, indem ab dem ersten Beginn eine erste Signalkurve ausgegeben wird, und/oder dass die zweite Signalspur (13) aus dem zweiten Signal (s₀) erzeugt wird, indem ab dem zweiten Beginn eine zweite Signalkurve ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalkurve eine erste doppelt exponentielle Kurve (16) ist und/oder dass die zweite Signalkurve eine zweite doppelt exponentielle Kurve (16) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalspur (12) oder die zeitliche Ableitung (22) der zweiten Signalspur (13) um einen vorbestimmten Zeitraum verzögert wird, bevor der erste Momentanwert der ersten Signalspur (12) mit dem zweiten Momentanwert der zeitlichen Ableitung (22) der zweiten Signalspur (13) multipliziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalintegral (15) zur gezielten Einstellung eines gewünschten zeitlichen Versatzes zwischen dem ersten Signal (s₁) und dem zweiten Signal (so) durch Einwirken auf eine erste Signalübertragungsstrecke (34) zu dem ersten Signaleingang (2) und/oder auf einen das erste Signal (s₁) erzeugenden ersten Signalgenerator zu null gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Signallaufzeit über die erste Signalübertragungsstrecke (34) variiert wird, wobei optional eine erste Länge der ersten Signalübertragungsstrecke (34) mit Hilfe eines schaltbaren Delays variiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal (s₁) und das zweite Signal (so) optische oder elektrische Signale sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste Signal (s₁) und das zweite Signal (so) digitale Datensignale sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer zeitlicher Versatz zwischen einem dritten Signal an einem dritten Signaleingang und dem zweiten Signal (so) an dem zweiten Signaleingang (3) ermittelt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 soweit rückbezogen auf Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 4 bis 10 soweit rückbezogen auf Anspruch 2 und Anspruch 3, mit - dem ersten Signaleingang (2), - dem zweiten Signaleingang (3), - einem an den ersten Signaleingang (2) angeschlossenen ersten Pulssignalgenerator (4), der den ersten Signalpegel an dem ersten Signaleingang mit dem ersten Schwellwert vergleicht und den ersten Beginn des ersten Signals (s₁) dadurch erkennt, dass der erste Signalpegel den ersten Schwellwert überschreitet, - einem an den zweiten Signaleingang (3) angeschlossenen zweiten Pulssignalgenerator (5), der den zweiten Signalpegel an dem zweiten Signaleingang (3) mit dem zweiten Schwellwert vergleicht und den zweiten Beginn des zweiten Signals (so) dadurch erkennt, dass der zweite Signalpegel den zweiten Schwellwert überschreitet, - einem an den ersten Pulssignalgenerator (4) und den zweiten Pulssignalgenerator (5) angeschlossenen Integrationszeitraumgenerator (8), der den Integrationszeitraum (9) nach dem Beginn des früheren der beiden Signale (s₀ oder s₁) generiert, wobei der Integrationszeitraum (9) mindestens so lang ist wie die Signalspur (12 oder 13) zu dem früheren der beiden Signale (s₀ oder s₁), und - einem Signalintegralgenerator (14), der den ersten Momentanwert der ersten stetigen Signalspur (12), die in dem ersten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in dem ersten späten Signalteilzeitraum streng monoton abfällt und die das erste Signal (s₁) oder davon abgeleitet ist, mit dem zweiten Momentanwert der zeitlichen Ableitung (22) der zweiten stetigen Signalspur (13), die in einem zweiten frühen Signalteilzeitraum streng monoton ansteigt und in einem zweiten späten Signalteilzeitraum streng monoton abfällt und die das zweite Signal (s₀) oder davon abgeleitet ist, multipliziert, wobei ein Signalprodukt (24) erhalten wird, und das Signalprodukt (24) über der Zeit integriert, wobei ein Signalintegral (15) erhalten wird, das den zeitlichen Versatz (Δt) des ersten Signals (s₁) zu dem zweiten Signal (so) anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 12 soweit rückbezogen auf Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen ersten Signalspurgenerator (4), der die erste Signalspur (12) erzeugt, indem er ab dem ersten Beginn die erste Signalkurve ausgibt, und einen zweiten Signalspurgenerator (5), der die zweite Signalspur (13) erzeugt, indem er ab dem zweiten Beginn die zweite Signalkurve oder deren zeitliche Ableitung (22) ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13 soweit rückbezogen auf Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Verzögerer für die erste Signalspur (12) und/oder für die zeitliche Ableitung (22) der zweiten Signalspur (13).
Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14 soweit rückbezogen auf Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Zeitversatzeinstelleinrichtung (33), die das Signalintegral (15) zur gezielten Einstellung eines gewünschten zeitlichen Versatzes zwischen dem ersten Signal (s₁) und dem zweiten Signal (s₀) durch Einwirken auf die erste Signalübertragungsstrecke (34) zu dem ersten Signaleingang (2) und/oder auf den das erste Signal (s₁) erzeugenden ersten Signalgenerator zu null macht.