DE1539897C - Schaltung für optischen Sender für kohärentes Licht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für einen optischen Sender für kohärentes Licht (Laser), der zum Zwecke der Entfernungsmessung aus der Laufzeit seiner Lichtimpulse pulsweise von einer Entladungslampe angeregt wird, deren Strom in einem koaxialen Kabel zugeführt wird.

Bei derartigen Laser-Geräten, die ein numerisches Anzeigewerk für die gemessene Entfernung besitzen, wird ein Impuls benötigt, der die angeschlossene Elektronik, insbesondere Torschaltungen und Zählwerke, in einen definierten Ausgangszustand versetzt.

Bei einem bekannten Laser-Entfernungsmeßgerät (s. »internationale elektronische Rundschau«, 1964, Nr. 8, S. 440) beruht die Entfernungsmessung auf der Laufzeitmessung eines Laser-Impulses zwischen den Zeitpunkten der Aussendung und des Empfanges . nach Reflexion an einem anzumessenden Ziel. Die Messung dieser Laufzeit erfolgt auf elektronischem Wege unter Verwendung eines Quarz-Oszillators. Unter Zugrundelegung der bekannten Ausbreitimgsgeschwindigkeit der Laser-Impulse wird aus der gemessenen Laufzeit die gesuchte Entfernung ermittelt.

Der Laser-Sende-Impuls wird in einem Rubin-Kristall erzeugt, der durch das Licht einer Entladungslampe angeregt wird. Zur Erzeugung eines sehr kurzen und leistungsstarken Laser-Impulses ist es bekannt, einen speziellen Auslösemechanismus zu verwenden, der insbesondere ein drehbares Prisma (den sogenannten (^-Schalter) enthält (s. USA.-Patctitschrift 3310 753, deutsche Auslcgeschrift 1212 636 sowie die deutsche Offenlegungssclirift I 5X9 737).

Kurz vor der Öffnungsstellung des rotierenden Prismas wird automatisch die Entladungslampe gezündet und dadurch die Erzeugung der Laser-Strahlung in Gang gesetzt. Hat dann das Prisma seine öffniingsstellung erreicht, so tritt der I.aser-Scnde-Impiils aus dem Laser-System aus, durchläuft diu Laser-Optik und wird schließlich durch das Strahlenfenster des Entfernungsmeßgerätes ausgestrahlt. Der ausgesendete Laser-Impuls wird nach Auftreffen auf das anzumessende Objekt von diesem diffus reflektiert, so daß ein Bruchteil der Laser-Energie wieder zum Entfernungsmeßgerät zurückgelangt und von einem im Gerät enthaltenen Fotovervielfacher aufgenommen wird.

Die zeitliche Differenz zwischen den Zeitpunkten der Aussendung und des Empfanges des Laser-Im--

ίο pulses wird mittels eines elektronischen Zählers bestimmt, welcher die während dieser Zeitdifferenz von einem Quarz-Oszillator erzeugten Schwingungen . zählt.

Das vom Fotovervielfacher auf Grund des Empfanges eines reflektierten Laser-Impulses abgegebene Ausgangssignal schließt dann eine Torschaltung, über die der elektronische Zähler von dem Quarz-Oszillator beaufschlagt wird. Die Zählerschaltung ihrerseits steuert entsprechend die Ziffernräder des Entfernungsanzeigewerkes, an dem das Meßergebnis z. B. in vierstelligen Ziffern abgelesen werden kann.

Wenn man nun im Anschluß an eine erste Messung gleich eine zweite Messung vornehmen will, so muß dafür gesorgt werden, daß das Ziffernwerk wieder auf die Anzeige z. B. »0000« zurückgestellt wird. Hier hat es sich gezeigt, daß eine solche Rückstellung am günstigsten auf elektronischem Wege durchgeführt wird, d. h., es wird im Prinzip aus dem Stromimpuls für die Zündung der Entladungslampe ein Rückstellimpuls in Form eines Rechteckimpulses abgeleitet, der zur automatischen Rückstellung des Ziffernwerkes der Entfernungsanzeige dient.

Eine dafür geeignete Schaltungsanordnung benützt beispielsweise einen Übertrager, dessen Primärwicklung vom Strom der Entladungslampe durchflossen wird und der sekundärseitig einen Puls abgibt, welcher nach einem Formungsvorgang als Rückstellimpuls verwendet wird.

Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß für die Erzeugung der Rückstellimpulse ein besonderer Impulstransformator benötigt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu über-

. winden und mit einfachsten Mitteln die benötigten Rückstellimpulse zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-" löst, daß der das Zählwerk auf Nullstellung schaltende Rückstellimpuls als ein Bruchteil des die Entladungslampe speisenden Anregungsiinpulses an der stromführenden Seite des einseitig geerdeten Außenleiters des Koaxialkabels, und zwar über einen Widerstand an einer ebenfalls einseitig an Erde liegenden Zenerdiode, abgegriffen wird.

Bei der erfiridiingsgemüßen Schaltung wird also davon ausgegangen, daß der Strom für die Entladungslampe über bin abgeschirmtes Koaxialkabel geführt wird. Der Grund dafür liegt darin, daß der außerordentlich hohe Stromimpuls für die Blitzlampe auf φα übrige Elektronik des Gerätes eine große Störwirkimg, ausübt. Nach der Zündung der Entladungslampe wird erfindungsgemäß am stromführenden Außenleiter eine Impulsspaninmg abgenommen, die sich aus dem Widerstand des Außenleitcrs und dem Stromimpuls der Entladungslampe ergibt. Die zum Zünden der Entladungslampe verwendete Stromquelle besteht normalerweise aus mehreren über Laiifzeitkctten miteinander verbundenen Kondensatoren. Amplitude und Form des abgenommenen Impulses werden durch den Widerstand und die Zener-

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diode, die als Amplitudenbegrenzungseinrichtung anderen Ende 8 mit Masse verbunden ist. Eine wei-

dient, eingestellt. tere Abschirmung des Kabels erfolgt durch einen

Wird ein doppelt abgeschirmtes Koaxialkabel ver- Mantel 9, der ebenfalls einseitig geerdet ist. Das

wendet, so werden vorteilhaft der Widerstand und Ende 7 des stromführenden Außenleiters ist über

die Zenerdiode zwischen den stromführenden und 5 einen Widerstand 10 und eine Zenerdiode 11 eben-

den äußersten geerdeten Mantel gelegt. falls mit Masse verbunden. Der Rückstellimpuls kann

Der Innenwiderstand, der durch den Stromimpuls über die Leitung 12 zwischen dem Widerstand 10

überwunden werden muß, ist äußerst gering. Die auf- und der Zenerdiode 11 abgegriffen werden,

tretende Spannung liegt in der Größenordnung von Beim Zünden der Entladungslampe 4 fließt ein

etwa 10 Volt. Der erflndungsgemäß erzeugte Impuls io Strom in der Größenordnung von etwa 1000 Ampere

kann direkt als Rückstellimpuls für das Entfernungs- von der Quelle 1 über den inneren Leiter 2 durch

anzeigewerk sowie als Schaltimpuls für Stromtore die Entladungslampe und über den Außenleiter nach

und andere elektronische Einrichtungen dienen. dessen Ende 8. Dabei tritt an dem Außenleiter ein

An Hand des in der Zeichnung schematisch dar- Spannungsabfall von etwa 10 Volt auf, von dem

gestellten Ausführungsbeispiels soll der Gegenstand 15 über den Widerstand 10 und die Zenerdiode 11 der

der Erfindung noch näher erläutert werden. Rückstellimpuls über die Leitung 12 abgegriffen

Der innere Leiter 2 eines doppelt abgeschirmten wird.

Koaxialkabels verbindet eine Hochspannungsquelle 1 Anstatt die Zenerdiode 11 direkt an Erde zu Ie-

mit dem einen Pol 3 einer Entladungslampe 4. Der gen, kann sie auch mit dem einseitig geerdeten Man-

andere Pol 5 der Entladungslampe ist über eine Lei- 20 tel 9 verbunden werden, so daß der Widerstand 10

tung 6 mit dem Ende 7 eines stromführenden Außen- und die Zenerdiode 11 sich zwischen dem Außenlei-

leiters des Koaxialkabels verbunden, der an seinem terende 7 und dem Mantel 9 befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltung für optischen Sender für kohärentes Licht (Laser), der zum Zwecke der Entfernungsmessung aus der Laufzeit seiner Lichtimpulse pulsweise von einer Entladungslampe angeregt wird, deren Strom in einem koaxialen Kabel zugeführt wird, dadurchgekennzeichnet, daß der das Zählwerk auf Nullstellung schaltende Rückstellimpuls als ein Bruchteil des die Entladungslampe (4) speisenden Anregungsimpulses an der stromführenden Seite des einseitig geerdeten Außenleiters (7, 8) des Koaxialkabels, und zwar über einen Widerstand (10) an einer ebenfalls einseitig an Erde liegenden Zenerdiode (11), abgegriffen wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (7, 8) zusätzlich durch einen einseitig geerdeten Mantel (9) abgeschirmt ist und der Widerstand (10) und die Zenerdiode(ll) zwischen dem Außenleiter (7,8) und dem einseitig geerdeten Mantel (9) angeordnet sind.