DE1281571B

DE1281571B - Arrangement for measuring the duration of single pulses

Info

Publication number: DE1281571B
Application number: DE1964V0025726
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr-Ing Wolfga Peuser; Dr Phil Habil Oskar Vierling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-04-03
Filing date: 1964-04-03
Publication date: 1968-10-31

Description

Anordnung zum Messen der Dauer von Einzelimpulsen -Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der Dauer von Einzelimpulsen und in Form von Impulsdauern darstellbarer Größen, wie Schaltzeiten, Prellzeiten von Kontakten u: ä._ Impulsdauermessungen und Schaltzeitmessungen spielen insbesondere in der-Steuer- und Regeltechnik und in der Vermittlungstechnik eine hervorragende Rolle. Es sind deshalb schon verschiedene Einrichtungen entworfen worden, , um_ diese Aufgabe zu lösen. Einige bekannte Meßgerte wandeln die zu messenden Zeiten mit Hilfe von Kondensatoraufladungen in proportionale Spannungen um, die entweder die Zeitablenkung von Kathodenstrahl-Oszillographen steuern oder das Gleichgewicht von Brükkenschaltungen stören, wobei dann aus der Größe der Widerstände, mit denen die, Brücken wieder abgestimmt werden können, auf die Länge der Meßimpulse zu schließen ist. Ferner sind zur Messung der Dauer von Impulsen ballistische Galvanometer bekannt, also Strommesser großer Trägheit, deren Anzeige durch geeignete Dämpfungswiderstände zeitabhängig gemacht werden kann.Arrangement for measuring the duration of single pulses -The invention relates an arrangement for measuring the duration of individual pulses and in the form of pulse durations values that can be represented, such as switching times, bounce times of contacts, etc. and switching time measurements play a particular role in control and regulation technology plays an outstanding role in switching technology. Therefore they are different Facilities designed to accomplish this task. Some known measuring devices convert the times to be measured into proportional ones with the help of capacitor charges Voltages around either the time base of cathode ray oscilloscopes control or upset the balance of bridge circuits, then out of the Size of the resistors with which the bridges can be tuned again the length of the measuring pulses is to be closed. Furthermore, to measure the duration of Impulse ballistic galvanometer known, so ammeters of great inertia, whose Display can be made time-dependent by means of suitable damping resistors.

Die beschriebenen Meßeinrichtungen sind sehr aufwendig, wenn das erzielte, Ergebnis hinreichend genau sein soll. Bei der' Zeitmessung mittels Konden-,iatoraufladung, wird das Ergebnis dadurch verfälscht, daß die Aufladung von Kondensatoren in Abhängigkeit von der Zeit nicht linear, sondern nach einer Exponentialfunktion erfolgt. Das ballistische Galvanometer kann nur die Zeiten von Impulsen gleicher Höhe vergleichbar messen, es sei denn, die Dämpfungswiderstände werden von Mal zu Mal geändert. Außerdem sind die Ungenauigkeiten bei der dort stattfindenden Umwandlung des Meßwertes in eine mechanische Größe besonders groß.The measuring devices described are very expensive if the achieved The result should be sufficiently precise. When 'time measurement by means of condenser, iator charging, the result is falsified by the fact that the charging of capacitors is dependent does not take place linearly with time, but according to an exponential function. The ballistic Galvanometer can only measure the times of pulses of the same height in a comparable manner, unless the damping resistances are changed from time to time. Also are the inaccuracies in the conversion of the measured value into a mechanical size particularly large.

Neben den erläuterten Analog-Meßverfahren gibt es Verfahren und Geräte zur digitalen Messung von Impulsdauern und darin uniformbarer Größen, die mit Zählern, wie Zählröhren, Untersetzerketten usw., arbeiten und denen gemeinsam ist, daß sie die zu messenden Zeiten durch Taktgeber hoher Frequenz in eine Vielzahl von Impulsen auflösen und die Anzahl dieser Impulse Jeweils als Maß für die Dauer des Meßimpulses werten. Die Genauigkeit dieser Geräte hängt sowohl von, der Frequenz der Takt-oder Rasterimpulse ab, als auch von den Meßwerten selbst, und zwar ist das Ergebnis jeweils um so genauer, je mehr Rasterimpulse in die zu ermittelnde Zeit fallen. Längere Zeiten werden demnach mit höherer Genauigkeit erfaßt als kürzere, und bei sehr. kurzen Impulsen ergibt sich eine erhebliche Meßunsicherheit, wenn nicht der Aufwand von vornher-' ein hoch angesetzt wird.In addition to the analog measuring methods explained, there are methods and devices for the digital measurement of pulse durations and sizes that can be uniform therein, which can be measured with counters, such as counters, coasters, etc., work and what they have in common is that they the times to be measured by high-frequency clock generators in a large number of pulses and the number of these pulses each as a measure of the duration of the measuring pulse evaluate. The accuracy of these devices depends on both, the frequency of the clock or Raster pulses from, as well as from the measured values themselves, and that is the result in each case the more accurate the more raster pulses fall in the time to be determined. Longer Times are accordingly recorded with higher accuracy than shorter ones, and with very. short pulses result in a considerable measurement uncertainty, if not the effort from the outset a high is set.

Die Erfindung bietet eine gegenüber den' bekannten Meßeinrichtungen genauere und einfachere Lösung an, die gekennzeichnet ist durch zwei Wechselspannungsgeneratoren der gleichen Frequenz, von denen der eine über Schaltmittel-durch die Anstiegsflanke des zu messenden Impulses, der andere über Schaltmittel durch die Abfallflanke des gleichen Impulses einschaltbar ist und @ deren Ausgänge mit den Eingängen einer bistabilen Kippstufe verbunden sind, die in _an- sich bekannter Weise bei einer definierten Phasenlage der Wechselspannung des einen Generators von der Ruhelage in die Arbeitslage und bei der gleichen Phasenlage der Wechselspannung des anderen Generators von der Arbeitslage in die Ruhelage geschaltet wird und die dadurch ausgangsseitig eine Impulsfolge abgibt, deren Einzelimpulse eine Dauer aufweisen, die der- Dauer des zu messenden Impulses entspricht, welche Impulsfolge einem Meßinstrument zugeführt wird,, das - eventuell über einen Verstärker - am Ausgang'der bistabilen Kipp-, stufe angeschlossen ist und des§en Skala in Zeiteinheiten geeicht ist.The invention offers a compared to the 'known measuring devices more precise and simpler solution, which is characterized by two alternating voltage generators the same frequency, one of which is via switching means-by the rising edge of the pulse to be measured, the other via switching means through the falling edge of the same pulse can be switched on and @ its outputs with the inputs of a bistable flip-flop are connected in a known manner in a defined phase position of the alternating voltage of a generator from the rest position in the working position and with the same phase position of the alternating voltage of the other Generator is switched from the working position to the rest position and the output side emits a pulse train whose individual pulses have a duration that is the duration of the pulse to be measured corresponds to which pulse sequence is fed to a measuring instrument becomes ,, that - possibly via an amplifier - at the output of the bistable multivibrator, level is connected and the scale is calibrated in time units.

Die von den in dieser Anordnung enthaltenen Wechselspannungsgeneratoren ei-zeugten Schwingungen können von beliebiger Art sein, sinusförmig, sägezahnförmig oder rechteckig. Da aber bei der Messung von Impulsdauern im ,allgemeinen weder die Impulsform noch die Phasenlage der Impulse zu berücksichtigen ist, sondern lediglich zu unterscheiden ist, ob der Impuls vorhanden ist oder nicht, ist eine in bezug auf diese Bedingung besonders wirtschaftliche Ausführung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselspannungsgeneratoren Relaxationsschwinger vorgesehen* sind. Relaxations- Schwinger enthalten als zeitbestimmende Glieder RC- und/oder RL-Glieder und erzeugen nicht sitiusförnlige Schwingungen. Für den beschriebenen Anwendungs- zweck sind beispielsweise astabile Multivibratoren technisch günstig, da sie einfach zu dimensionieren sind und einen geringen Lei"gtüngsverbfaüch heben. Als Schaltmittel für die Wechselspannungsgenera- toteii kommen sämtliche bekannten Schaltungen in Betracht, die zwei Ziisfändö eifnehmdü kön'üen, von denen mindestens einer stabil ist. Dazu gehöfen etwa monostabile und bistabile Multivibratoren. Wenn bistabile Schaltmittel vorgesehen sind, wird die erfin- dungsgemäße Anordnung durch jeden Meßimpuls in die Arbeitslage gebracht und behält -diese Lage stabil bei. in diesem Fall ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die die Generatoren einschaltenden Schaitmiftel von einem Rückstellglied in die Ausgangslage umschaltbar sind, Wobei das Rückstellglied entweder von Hand betätigt werden kann, oder eine wählbare Zeitspanne nach Eintreffen des Meßimpulses selbsttätig die Rückstdllüfg bewirkt. Sind dagegen monostabile Sdliälii-iitfbl värgeesehen, geschieht die Rückstellung der Anordnüüg iii die Ruhelage nach einer einstellbaren Zeit selbsttätig, und es ist kein Rückstellglied erforderlich r Von den die Generatordii eiiischäifeüden Stufen muß die eine dürdh die den Äüfäiig des Mdßiirip@ilses markierende Impulsfläfkd. dddr 0iüeii Punkt dieser Flanke in die Arbeitslage gebracht werden; Wähiend die andere durch die das Ende des Impulses kenn- zeichnende Flanke bzw. einen Punkt dieser Flanke in die Arbeitslage geschaltet werden muß. Die beiden Impulsflanken;- ,die Anfang - und Ende des Meß- impulses markieren, weisen -allgemein entgegen-. gesetzte Polarität auf. Eine Ausführungsäft der erAn- dungsgemäßenördnung _ ist dbshaib dadurch gekennzeichnet, daß die denjeweils nachgesehaltetan Generator auslösenden Schaltmittel von _auf Irsipuls- fianken entgegengesetites Polarität änsgprecheiider Aii oder von auf 4p-#Manken tgleicher Polarität änspreehender Art sind; wobei im letzteren Fall einem von ihnen eine Phasenumkehrstufe vorgesehal- ten ist: Andererseits kommen Mdßwerte -vatr' die durch je einen lingqls am A.nfai@g und ain i?nde ge- kennzeichnet sind: In diesem Fall erübrigt sieh eine Phäseüumkehtstufe, wenn die beiden Schaltstufen aüf_ Lin_pulsflänken gleicher Polarität-ansprechen: In manchen Anwendungsfällen sind die Iinpulsd; deren Däüer zu messen: ist; zunächst in eine für die ridhfge Wirkungsweise der erfinduhgsgeniääbn Än- ordnüng geeignete Form zu briiggeni ,beispiels*eise dann,- wenn die Meßwerte von Kontakten stammen und mit Preitungen behaftet sind-, oder wenn es sieh nicht um rechteckige Impulse handelt und dann die Zeit- zwischen bestimmten Punkten der Flanken ermittelt werden soll. Eine Weiterbildung der. Erfin- dung ist in Hinblick darauf dadurch gekennzeichnet, da.ß im @ignalivveg zwischen dein E-ngangs@mpuls und den' von dieseln Impuls betät@gbären Sehältmitteln eihe Impulsformerstufe vorgesehen ist: Als Impulsformeersfufen sind insbesondere Integfa= tionsglieder bekannter Bauart _ggeiänet; £s -kommen aber auch Schmitt-Trigger und bistabile Multivibra- toren in Frage, je nach Art und Form der zu messen- den Impulse: Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin zur Anpassung an verschiedene Meßgrößen eine bereiefs- umschaltunä dadurch vorgesehen, daß die Weehsei= spätiüungsgelidiätdten gemtiügäm iwisöheil Vet'schid= denen Frequenzen un-is`ehältbäi sind. Das eventuel: nachgeschaltete Meßinsiruiheüt ist in diesem Fall mil verschiedenen Skalen ausgerüstet, von denen je eine für jede einsehältbäre Ffequenz der- Generatbren maßgeblich ist: Bei überschrditen des eingeschalteten Meßbereich; zeigt das Instrument, wie später ausgeführt wird; jewdils derl Weit ah, um den der Meßwert den Anzeigebereich oder ein ganzzahliges Vielfaches des Anzeigebereichs übersteigt. Um Mehrdeutigkeiten der Anzeige von vornherein auszuschließen, sind in einer Ausführung der Anordnung nach der Erfindung an sich bekannte logische.Schaltungen eingesetzt; die die Länge des ersten Impulses der Impulsfolge am Ausgang der bistabilen Kippstufe mit der Perioden- dauer der Generätorsehwinguggen, vetgWehen find in: den Aälleii, in denen die Perioäƒndaüet über= sehritteh wird; ein Anzegesial dir die Übdrsöhrei- iung des eingescheiteten MeßbereiGhs abgeben: In F i g. l# ist ein Piznzipschältbild einer Aus#üh- ruiigsförm er drfiigdungsgdinäßen Anerdnunä dar- gestellt; 2ä urid 2b zeig#ii; A ,Wirkungsweise ddr Anornung an- zwei ,Impuläbeispielene Ein ein Eingang. derlnordnitiig enihtreffeiiddr Impuls beliebiger Förni, wird zunächst in der hnpüis= formerstufe 1Ö; . bdispidlsweise. bin Sehmitt-Triggeri in einen IZechtegkimpuiä umgeformt: Die- Ängtiegs- flanke dieses Impülses.gglanä# an: den: Eingang ä der Schälfstufe i, im Beispiel ein: bistabiler 1VIi-ltivibratori und an den Elniang der'Iähäsenumkehfstüfeg: Die Umkehrstufe 5' gibt daraufhin einen l-ipuls mit kam Eingangsimpuls enfgpgeiiääsetzter Polarität abdei zum Umgang von B1143 gelang: Bll und B1143 sprechen nur auf Spannungssprünge einet Polarität an; z.,4. :auf positive ä j@rünge: Der am Ausgang der Impulsformerstufe IÖ änstßhbnde Impuls- sei positiv, dann wirkt seine Anstiegsflanke .nur auf B1U1i und schaltet diesen von' der Ruhelage in die Arbeitälage: Dadurch ändert sieh dä"s i'öfential äm Aüsgang.von By I:; des in der Ruhäap den astabilen Multivi- brator ges p. erri hielt; d: h. am gchwif- en `hindertd, unä der AM'2,erzeugt nun symmefischb Rechteek- schwingungen-.wgl. P' i g.. 2 ä): Die Abfallflanke -des Eipulses ein fluggang der Impuls9förmerstufe; 1ö entspricht bei der- bben genommenen pöiärtät einem hegativen pannung= sprungi der äMl nicht beeingußt, dafür aber af Aüsgänä der tTn-kehrätuie 9 einen positiven Span-, iiungsspriing hervorruft, der an: den: Eingang a dei BM-Stufe 3 gelangt. A13 kippt dadurch in die Ar- beitsstellung. und schaltet. AM4 eine der jetzt sym- metrische Rechteeks`ehwingun@en der, gleichen Fre- quenä vvie AM2 erzeugt (vgh lf f g. 2 a. ßr Ausgang von ;11Ü2 ist mit dem Eingang a einer bistabile Kippetufä bekannter Art- beispiels- weise eines bistabilen Multivibrätors 5, verbundeng deren zweiter Eingang b an den Ausgang des anderen Generators; AAi4? angeschlossen ist. Ein positiver Spannungssprung am Üingeng a schältet BM5 in die' Arbeitslage, ein pqsitivdr Spannungssprung. am Ein= gang; b dagegen: schaltet BM 5 in die; üühelage zu- rück: Die astabilen iVIultivibratoren 2 und 4 besitzen in-. bekannter Weise je zwei Ausgänge; an denen Sbwingungen entgegengesetzter Phasenlege äuftreteii: Schließt man an BM5 die Ausgänge ani an denen beim gehwinzünaseinsatz positiven Svännunt-sst)rün-e eintreten, wird BM5 zu Beginn des zu messenden Impulses über A1112 in die Arbeitslage gekippt und mit dem Abfall des zu messenden Impulses über AM 4 in die Ruhelage gebracht. AM2 und AM4 erzeugen ihre Rechteckschwingungen nach Abklingen des Eingangsimpulses weiter. und zwar so lange, wie sich BM1 und BM3 in der Arbeitsstellung befinden. Da die Schwingungen von AM4 gegenüber denen von AM2 um die Dauer des Eingangsimpulses phasenverschoben sind, wird BM5 fortlaufend im Takt der beiden astabilen Multivibratoren umgeschaltet und befindet sich dabei jeweils für die Dauer des Eingangsimpulses in der Arbeitslage: Am Ausgang von BM 5 tritt auf diese Weise eine Impulsfolge auf, deren Einzelimpulse in einem von der Periodendauer der astabllen Multivibratoren bestimmten Abstand aufeinander folgen und eine mit der zu messenden Zeit übereinstimmende Dauet aufweisen (vgl. F i g. 2 a).The oscillations generated by the alternating voltage generators contained in this arrangement can be of any type, sinusoidal, sawtooth or rectangular. However, since when measuring pulse durations, in general, neither the pulse shape nor the phase position of the pulses has to be taken into account, but only a distinction must be made as to whether the pulse is present or not, a particularly economical embodiment of the invention with regard to this condition is characterized that relaxation oscillators are provided as alternating voltage generators *. Relaxation Oscillators contain RC- and / or RL members and do not produce sitiusförnlige Vibrations. For the described application the purpose is, for example, astable multivibrators technically favorable because they are easy to dimension and raise a low level of benefit. As a switching device for the alternating voltage generators toteii all known circuits come in Consider that the two Ziisfändö can be taken from at least one of which is stable. That includes, for example monostable and bistable multivibrators. if bistable switching means are provided, the inven- proper arrangement by each measuring pulse brought into the working position and maintains this position stable at. in this case it is after further training the invention provided that the the generators switching switching device from a return element can be switched to the starting position, whereby that Reset member can be operated either by hand can, or a selectable period of time after arrival of the measuring pulse automatically causes the reset. If, on the other hand, monostable Sdliälii-iitfbl are seen, the provision of the arrangement occurs iii the Rest position automatically after an adjustable time, and no reset member is required From the the Generatordii eiiischäifeüden stages must the one by the the Äüfäiig des Mdßiirip @ ilses marking pulse area dddr 0iüeii point this Flank be brought into the working position; While the other by which the end of the impulse drawing flank or a point on this flank must be switched to the working position. The two Pulse edges; -, the beginning - and end of the measuring mark impulses, point out -generally-. set polarity. An execution of the dung s ACCORDING enördnung ß _ is characterized dbshaib characterized in that they followed each other Generator triggering switching means from _to Irsipuls- fianken opposite polarity inconsistent Aii or of the same polarity on 4p- # Manken are of an appropriate nature; being in the latter case one of them is provided with a phase reversal stage The following is: On the other hand, measured values come from -vatr 'die by one lingqls each at A.nfai@g and ain i? nde are marked: In this case see one Phäseüumkehtstufe, if the two switching stages aüf_ Address Lin_pulsflänken of the same polarity: In some applications the Iinpulsd; whose length is to be measured: is; first in one for the ridhfge mode of action of the inventionsgeniääbn Än- Appropriate form to briiggeni, for example then, - if the measured values come from contacts and are praised - or when see it it is not about rectangular impulses and then the Time between certain points of the flanks should be determined. A further training of the. Invention manure is characterized by da.ß in the @ignalivveg between your input @ mpuls and the 'von dieseln impulse actuates @ gbären visual holding means A series of pulse shaping stages is provided: In particular, Integfa = structural members of known type _ggeiänet; £ s-come but also Schmitt triggers and bistable multivibra- in question, depending on the type and form of the the impulses: In the context of the invention is also for Adaptation to various measured variables a comprehensive Umschaltunä provided that the Weehsei = Late-night money-giving gemtiügäm iwisöheil Vet'schid = which frequencies are un-is`hältbäi. The eventual: downstream Messinsiruiheüt is in this case mil equipped with different scales, one of which each for every accessible frequency of the generator decisive is: If the activated measuring range is exceeded; shows the instrument as carried out later; in each case the distance by which the measured value is Display range or an integer multiple of the Display range. About ambiguity to exclude the ad from the outset are in an embodiment of the arrangement according to the invention Logical circuits known per se are used; the the length of the first pulse of the pulse train am Output of the bistable multivibrator with the period duration of the generator in: the Aälleii, in which the Perioäƒndaüet over = will be veryitteh; an advertisement for you Submit the entry of the measuring range: In Fig. l # is a Piznzip peeled image of an Aus # üh- in the form of a final report. posed; 2ä urid 2b show # ii; A , mode of action ddr Anomaly an- two, impulse examples One one entrance. derlnordnitiig enihtreffeiiddr Impulse of any Förni, is first in the hnpüis = former level 1Ö; . bdispidl wise. am Sehmitt-Triggeri transformed into an IZechtegkimpuiä: Die- Ängtiegs- flank of this Impülses.gglanä # to: the: input ä der Peeling stage i, in the example a: bistable 1VIi-ltivibratori and to the Elniang der'Iähäsenumkehfstüfeg: The Inverse 5 'then gives an I-pulse with came The input pulse has the same polarity as possible how to deal with B1143 succeeded: Bll and B1143 speak only to voltage jumps of one polarity at; z., 4. : on positive ä j @ rünge: The one at the exit of the Pulse shaping stage IÖ changing pulse- be positive, then its rising edge acts only on B1U1i and switches it from the rest position to the working position: This changes the opening of the exit By I :; of the astable multivariate in Ruhäap brator ges p. erri held; d: h. preventing you from chatting, and similar the AM'2, now generates symmetrical rectangle vibrations-.wgl. P 'i g .. 2 ä): The falling flank of the egg pulse is a flight path of the Impulse forming stage; 1ö corresponds to derbben taken pöiärtät a negative tension = sprungi of the ÄMl not influenced, but af Out of the tTn-kehrätuie 9 a positive chip, iiungsspriing causes to: the: entrance a dei BM level 3 reached. As a result, A13 tips over into employment. and switches. AM4 one of the now sym- metric rights eks`ehwingun @ s of, same friends quenä vvie AM2 generated (vgh lf f g. 2 a. ßr output of; 11Ü2 is connected to input a a bistable Kippetufä known type - for example way of a bistable Multivibrätors 5, connected whose second input b to the output of the other Generator; AAi4? connected. A positive one Voltage jump at Üingeng a switches BM5 into the ' Working position, a positive voltage jump. at a = corridor; b on the other hand: switches BM 5 to; üühelage zu- back: The astable iVIultivibrators 2 and 4 have in-. as is known, two outputs each; on those Oscillations of opposite phasing occur: If you connect the outputs ani to those on BM5 positive Svännunt-sst) rün-e when using walking miniature occur, BM5 is tilted into the working position at the beginning of the pulse to be measured via A1112 and, when the pulse to be measured falls, it is brought to the rest position via AM 4. AM2 and AM4 continue to generate their square waves after the input pulse has decayed. as long as BM1 and BM3 are in the working position. Since the oscillations of AM4 are out of phase with those of AM2 by the duration of the input pulse, BM5 is continuously switched to the cycle of the two astable multivibrators and is in the working position for the duration of the input pulse: At the output of BM 5 occurs in this way a pulse sequence, the individual pulses of which follow one another at a distance determined by the period of the astable multivibrators and have a duration that corresponds to the time to be measured (see FIG. 2 a).

Diese Impulsfolge wird nun über einen Verstärker 6 einem Strommesser 7 zugeleitet. Verstärker 6 und Instrument 7 sind so aufeinander abgestimmt; daß Dauerspannung am Ausgang von BM9 auf dem Instrument Vollausschlag hervorruft. Eine Impulsfolge am Ausgang von BM5 ergibt bei hinreichender Dämpfung des Instruments einen Ausschlag, der sich tum Vollausschlag verhält wie die Dauer der Einzelimpulse zur Periodendauer der Generatorschwingungen: Da die Periodendauer bekannt ist, läßt sich die Skala des Instruments unmittelbar in Zeiteinheiten eichen. Wenn das Instrument eine lineare Stromempfindlichkeit aufweist; ist seine Skalenteilung linear.This pulse sequence is now an ammeter via an amplifier 6 7 forwarded. Amplifier 6 and instrument 7 are matched to one another; that Continuous voltage at the output of BM9 on the instrument causes full deflection. One Pulse sequence at the output of BM5 results with sufficient damping of the instrument a rash that behaves like the duration of the individual impulses Regarding the period of the generator oscillations: Since the period is known, lets the scale of the instrument can be calibrated directly in time units. When the instrument has a linear current sensitivity; its scale division is linear.

Mit bistabilen Multivibratören als Schaltmittel l und 3 wirkt die Gesamtanordnung als Dauerspeicher; ein einmal eingelaufener Impuls wird beliebig lange angezeigt. Zur Lösung der Anzeige und Vorbereitung des Geräts füt einen neuer; Meßvorgang ist ein Rückstellglied 8 vorgesehen, das beispielsweise von Hand betätigt wird und dann einfach durch eine Taste gebildet wird, bei derem Niederdrücken ein positiver Impuls an die b-Eingänge von BM1 und BM3 gelangt. Die beiden Kippstufen werden dadurch in die Ruhestellung umgeschaltet und sperren in dieser Lage die astabilen Multivibratoren 2 und 4. An Stelle einer Taste kann als Rückstellglied 8 auch ein die Anzeigezeit bestimmendes Zeitglied eingesetzt werden, das eine wählbare Zeitspanne nach Eintreffen des Eingangsimpulses den Kippstufen 1 und 3 einen Rückstellimpuls zuführt. Als Zeitglied kommt ein monostabiler Multivibrator in Betracht, aber auch ein thermisch oder mechanisch verzögerter Schalter bekannter Bauart. Ein Rückstellglied 8 erübrigt sich, wenn als Schaltmittel 1 und 3 unmittelbar Zeitglieder eingesetzt werden.With bistable multivibrators as switching means 1 and 3, the overall arrangement acts as a permanent memory; once an impulse has been received, it is displayed for as long as required. To solve the display and preparation of the device for a new one; In the measurement process, a reset element 8 is provided, which is operated by hand, for example, and is then simply formed by a key, when depressed, a positive pulse arrives at the b inputs of BM1 and BM3. The two flip-flops are thereby switched to the rest position and in this position block the astable multivibrators 2 and 4. Instead of a button, a timer can also be used as a reset element 8 , which determines the display time and sets flip-flop levels 1 and 4 for a selectable period of time after the input pulse has arrived 3 supplies a reset pulse. A monostable multivibrator can be used as the timing element, but also a thermally or mechanically delayed switch of a known type. A reset element 8 is not necessary if timing elements are used directly as switching means 1 and 3.

In der Anordnung nach F i g. 1 ist eine Bereichsumschaltung der Anzeige einfach dadurch möglich, daß die astabilen Multivibratoren 2 und 4 mit umschaltbaren zeitbestimmenden Gliedern ausgerüstet werden. Die gleiche Wirkung läßt sich durch Untersetzung erreichen, z. B. mittels zwischen AM2 und BM5 und zwischen AM4 und BM5 einschaltbarer Untersetzerstufen. Aus der Stellung des für die Bereichseinstellung maßgeblichen Schalters ist bei entsprechender Beschriftung unmittelbar zu ersehen, auf welche Periodendauer die beiden Generatoren eingestellt sind und welche Zeit somit dem Vollausschlag des Instruments entspricht. Wenn die einstellbaren Zeiten in leicht umrechenbaren Verhältnissen zueinander stehen, wie 1..- 10: l00, genügt eine Skala auf dem Instrument. Andernfalls wird das Instrument mit mehreren Skalen ausgerüstet; von denen je eine jeder Schaltetstellung des Bereichsumschalters zugeordnet ist.In the arrangement according to FIG. 1 is a range switching of the display simply possible that the astable multivibrators 2 and 4 with switchable time-determining members are equipped. The same effect can be passed through Achieve reduction, e.g. B. means between AM2 and BM5 and between AM4 and BM5 switchable reduction stages. From the position of the for the range setting The relevant switch can be seen immediately if it is labeled accordingly, to which period the two generators are set and which time thus corresponds to the full scale of the instrument. When the adjustable times are in easily convertible ratios, such as 1 ..- 10: l00, is sufficient a scale on the instrument. Otherwise the instrument will have multiple scales equipped; one of which is assigned to each switching position of the range switch is.

In F i g: 2b ist dargestellt; wie sieh die Anordnung nach F i g. 1 gegenüber einem die eingestellte Periodendauer der Multivibratoren überschreitenden Impuls verhält. Der Eingangsimpuls habe die in der ersten Zeile dargestellte Form. Es interessiert die Dauer, in der er den gestrichelt gezeichneten Schwellwert übersteigt: Am Ausgang der Impulsförrnerstufe 10 erscheint dann der in der zweiten Zeile dargestellte Rechteckimpuls, dessen positive Vorderflanke BM1 kippt und AM2 zum Anschwingen bringt. Die negative Rückflanke erzeugt einen positiven Spannungssprung am Ausgang der Umkehrstufe 9 (dritte Zeile), der BM3 kippt und AM4 einschaltet. Am Ausgang von BM9 erscheint eine Impulsfolge, deren erster Impuls die Länge des Eingangsimpulses besitzt, während alle nachfolgenden Impulse die Dauer der Differenz zwischen der Länge des Eingangsimpulses und der Periodendauer der astabilen Multivibretördn 2 und 4 aufweisen. Angezeigt wird nur der Differenzwert. Damit die Anzeige eindeutig bleibt, kann man aus einem Vergleich der Länge des ersten Impulses der Impulsfolge mit. der jeweiligen Periodendauer der Generätorschwingungen in den Fällen, in dendti die Periodendauer überschritten wird, ein Anzeigesignal gewinnen, das beispielsweise mit einem Lämpchen sichtbar gemacht wird. Ein solcher Vergleich läßt sich ohne weiteres mit Hilfe bekannter logischer Schaltungen durchführen. Es ist danach sogar möglich, verschiedene Anzeigesignale für einfaches; doppeltes öder mehrfaches übersdhreiten des Anzeigebereichs (Periodendauer) auszulösen, so daß die Dauer" langer Impulse ohne Meßbereichsumschaltung durch Addition des Anzeigewertes zu einem ablesbaren ganzzähligen Vielfachen der denn Vollausschlag entsprechenden Zeit ermittelt werden kann.In Fig: 2b is shown; as see the arrangement according to FIG. 1 behaves in relation to a pulse that exceeds the set period of the multivibrators. The input pulse has the form shown in the first line. What is of interest is the duration in which it exceeds the threshold value shown in dashed lines: The square pulse shown in the second line then appears at the output of the pulse feeder stage 10 , the positive leading edge of which BM1 tilts and makes AM2 oscillate. The negative trailing edge generates a positive voltage jump at the output of the inverter 9 (third line), the BM3 toggles and AM4 switches on. A pulse train appears at the output of BM9, the first pulse of which has the length of the input pulse, while all subsequent pulses have the duration of the difference between the length of the input pulse and the period of the astable multivibretordn 2 and 4. Only the difference value is displayed. So that the display remains unambiguous, one can compare the length of the first pulse of the pulse train with. of the respective period duration of the generator oscillations in those cases in which the period duration is exceeded, a display signal can be obtained that is made visible, for example, with a lamp. Such a comparison can easily be carried out with the aid of known logic circuits. It is even possible afterwards to use different display signals for simple; double or multiple overshooting of the display range (period duration) so that the duration of long pulses without switching the measuring range can be determined by adding the display value to a readable integer multiple of the time corresponding to the full scale.

Für die Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 1. ist es wesentlich, daß die Generatoren 2 und 4 symmetrische Schwingungen der gleichen Frequenz erzeugen. Zur Sicherstellung dieser Bedingung ist es vorteilhaft, daß die Anordnung mit einfachen Mitteln geeicht werden kann. Wenn man die a-Eingänge von BM1 und BM3 - z. B. über eine Taste - zusammenführt und sie mit einem positiven Impuls beaufschlagt, zeigt das Instrument 7 keinen Ausschlag, wenn beide astabile Multivibratoren mit der gleichen Frequenz schwingen. Ob die Periodendauer mit dem Anzeigebereich übereinstimmt, läßt sich leicht dadurch prüfen, daß der Ausgang eines der beiden AM kurzzeitig mit dem Eingang 11 verbunden wird. In diesem Fall maß das Instrument Vollausschlag zeigen.For the mode of operation of the arrangement according to FIG. 1. It is essential that the generators 2 and 4 generate symmetrical oscillations of the same frequency. To ensure this condition, it is advantageous that the arrangement can be calibrated with simple means. If you have the a inputs of BM1 and BM3 - z. B. via a button - merges and applied a positive pulse, the instrument 7 shows no deflection when both astable multivibrators vibrate at the same frequency. Whether the period corresponds to the display range can easily be checked by briefly connecting the output of one of the two AM to input 11 . In this case the instrument measured full deflection.

Selbstverständlich können die astabilen Multivibratoren mit an sich bekannten Mitteln gegen Temperatureinflüsse, Spannungsschwankungen usw. unempfindlich gemacht werden. Da es dabei weniger auf die Frequenzstabilität als auf den Gleichlauf der beiden Multivibratoren ankommt, lassen sich mit verhältnismäßig einfachen Maßnahmen gute Ergebnisse erzielen. Dazu gehört, daß die Multivibratoren mit gleichartigen Bauelementen (gleiche Typen, gleiche Temperaturkoeffizienten usw.) aufgebaut und räumlich benachbart derart angeordnet werden, daß elektrische Einflüsse, wie kapazitive oder induktive Kopplungen, ausgeschaltet sind. Um Störungen des Gleichlaufs durch einseitige Temperaturschwankungen zu verhindern, können die Multivibratoren außerdem mit einer Abschirmung von wärmeleitendem und wärmedämmendem Material, schichtweise übereinander angeordnet, umgeben werden.Of course, the astable multivibrators can also be used known agents to temperature influences, voltage fluctuations, etc. insensitive be made. Since it is less about frequency stability than about synchronization of the two multivibrators arrives can be done with relatively simple measures get good results. This includes that the multivibrators with similar Components (same types, same temperature coefficients, etc.) and be arranged spatially adjacent in such a way that electrical influences, such as capacitive or inductive Couplings are switched off. To avoid disruptions of the The multivibrators can prevent synchronism caused by one-sided temperature fluctuations also with a shield of thermally conductive and thermally insulating material, in layers arranged one above the other, surrounded.

Claims

Claims: 1.- Arrangement for measuring the duration of individual pulses, characterized by two alternating voltage generators (2 and 4) of the same frequency, one of which (2) via switching means (1) by the rising edge of the pulse to be measured, the other (4 ) can be switched on via switching means (3) by the falling edge of the same pulse and the outputs of which are connected to the inputs of a bistable multivibrator (5) which, in a manner known per se, move from the rest position at a defined phase position of the alternating voltage of one generator (2) in the working position and with the same phase position of the alternating voltage of the other generator (4) is switched from the working position to the rest position and which thereby emits a pulse train on the output side, the individual pulses of which have a duration that corresponds to the duration of the pulse to be measured, which Pulse sequence is fed to a measuring instrument (7) which - possibly via an amplifier (6) - at the output of the bistable Kippst ufe (5) is connected and its scale is calibrated in time units.

2. Arrangement according spoke 1, characterized in that the alternating voltage generators (2 and 4) relay oscillators are provided, which contain as time-determining members (RC and / or RL members) and do not generate sinusoidal alternating voltages.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Generators (2 and 4) switching means (1 and 3) from one. Return element (8) can be switched to the starting position, the resetting member either from Can be operated manually, or a selectable period of time after arrival of the measuring pulse automatically causes the reset.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the switching means triggering the respective downstream generator (1 and 3) of a kind responsive to pulse edges of opposite polarity, or are responsive to pulse edges of the same polarity, the latter being If one of them (3) is preceded by a phase reversal stage (9).

5. Arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that in the signal path between the input pulse and the switching means (1 and 3) which can be actuated by this pulse, a pulse shaping stage (10) is provided.

6. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the alternating voltage generators (2 and 4) can be switched together between different frequencies.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the measuring instrument (7) contains different scales, one of which is decisive for each switchable frequency of the generators (2 and 4). B. Arrangement according to claim 1 to 7, characterized in that known logic circuits are used which compare the length of the first pulse of the pulse train at the output of the bistable multivibrator (5) with the period of the generator oscillations and in those cases the period is exceeded, emit a display signal that the activated measuring range has been exceeded. Considered publications: German Patent No. 964 427: