DE2135565B2 - Schaltungsanordnung zur zeitlich stabilisierten Verzögerung von Impulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur zeitlich stabilisierten Verzögerung von Impulsen, insbesondere zur Stabilisierung eines vorgegebenen Zeitabstandes zwischen auslösendem und ausgelöstem Signal eines Impulsgenerators. Auslösendes und ausgelöstes Signal können dabei beliebige Ereignisse sein, was bedeutet, daß auch der Impulsgenerator beliebiger Art sein kann.

Es ist bereits bekannt, daß Wirkungsweise und Brauchbarkeit von Schaltungen und Systemen weitgehend von einer stabilen zeitlichen Beziehung zwischen einem auslösenden Ereignis und der ausgelösten Reaktion abhängt. Getaktete Systeme, Impulsgeneratoren, Oszillographen usw. erfordern die bestmögliche Zeitstabilität zwischen Eingang und Ausgang. Gleichzeitig muß diese Zeitstabilität in einem möglichst stetigen und überschwingfreien Vorgang sichergestellt werden. Als Systeme, bei denen eine extrem stabile Wirkungsweise Voraussetzung ist, sind beispielsweise Prüfschaltungen, Radar- und Fernmeldungseinrichtungen zu nennen.

Um eine stabile Wirkungsweise zu gewährleisten, sind Vorkehrungen zu treffen und Mittel einzusetzen, mit denen der Zeitunterschied zwischen dem Auftreten zweier Signale abgefühlt und sofort ein diesen Zeitunterschied eliminierendes Korrektursignal erzeugt werden kann. Bekannte Schaltungen zum Feststellen sehr geringer Zeitunterschiede haben sich für viele, hohe Geschwindigkeiten erfordernde Anwendungen als ungeeignet erwiesen. Außerdem zeigen diese bekannten Schaltungen zu große Ausgleichsvorgänge im Stabilisierungsvorgang. Als Folge davon sind relativ ungenaue und instabile Zeitbeziehungen zwi-Echen den Signalen festzustellen. Ein zusätzliches Problem erwächst bei den bekannten Anordnungen aus der Temperaturabhängigkeit der Schaltungskomponenten. Um dieses Problem auszuschalten, mußten zeitkompensierende Schaltungen oder Schaltkomponenten, wie beispielsweise Thermistoren, zusammen mit den übrigen Steuerschaltungen eingesetzt werden.

Es ist die der Erfindungzugrundeliegende Aufgabe, bei den genannten Einrichtungen eine extreme Stabilität des Zeitunterschiedes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ereignissen, also beispielsweise den auslösenden und ausgelösten Signalen beliebiger Impulsgeneratoren, sicherzustellen, und zwar auch dann, wenn mit extrem hohen Geschwindigkeiten ablaufende Vorgänge betroffen sind.

Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung zur Stabilisierung eines vorgegebenen Zeitabstandes zwischen auslösendem und ausgelöstem Signal eines Impulsgenerators dadurch gelöst, daß das auslösende Signal über einen festen Verzögerungskreis auf den ersten Eingang eines Zeit-Analogwandlers und über einen variablen Verzögerungskreis auf den Eingang des Im-

pulsgeneraiors geführt ist und daß das ausgelöste Signal auf den zweiten Eingang des Zeit-Analogwandlurs geführt ist, dessen dem Zeitunterschied der seinen beiden Eingängen zugeführten Signale entsprechendes Korrektursignal über die Verzögerungszeit des variablen Verzögerungskreises den Zeitunterschied ausgleicht.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiei besteht darin, daß der Zeit-Anaiogwandler aus einem Impulsformer am ersten Eingang, dem das vom festen Verzögerungskreis verzögerte auslösende Signal zugeführt wird, einem Zeit-Koinzidenz-Detektor am zweiten Eingang, dem das ausgelöste Signal zugeführt wird und der die zeitliche Beziehung zwischen diesem Signal und dem Ausgangsimpuls des Impulsformers feststellt und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert und einen aus den Ausgangsimpulsen des Koinzidenz-Detektors und des Impulsformers das Korrektursignal bildenden Schaltkreis besteht. Als vortsilhaft erweist es sich, wenn der Schaltkreis ei' Verriegelungskreis ist.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, daß dem Verriegelungskreis eine Integrator und ein Verstärker zur Bildung des Korrektursignals nachgeschaltet ist. Hierbei ist es von Vorteil, daß der Verstärker einen zusätzlichen Eingang aufweist, an den eine die Ausgangssignale auf den Nullwert symmetrierende Referenzspannung angelegt ist.

Eine spezielle, vorteilhafte Ausführungsform aes Impulsformers besteht darin, daß er eine vom unteren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode enthält, daß der das beim Umschalten erzeugte Schaltsignal führende Anschluß der Tunneldiode an eine ausgangsseitig kurzgeschlossene Verzögerungsleitung angeschlossen ist, deren Verzögerungszeit so gewählt ist, daß als Schaltsignal ein kurzer Nadelimpuls entsteht. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Impulsformers besteht darin, daß mit der Tunneldiode ein automatischer, sie vom oberen in den unteren Betriebszustand zurückschaltender Rücksiellkreis verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Koinzidenz-Detektors besieht darin, daß er eine vom unteren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode und einen automatischen Rückstellkreis enthält und daß die Tunneldiode so voreingestellt ist, daß sie bei gleichzeitigem Auftrei?n des Ausgangsimpulses des Impulsformers und des auslösenden Signals umschaltet.

Schließlich besteht ein wesentlicher Vorteil darin, daß zur automatischen Tcmperaturstabilisation sowohl der Impulsformer als auch der Koinzidenz-Detektor als eigentliches Schaltelement jeweils eine Tunneldiode enthalten. Die Tcmperaturstabilisation wird damit ohne zusätzliche Mittel sichergestellt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstellenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Zeit-Analogwandlers,

Fig. .3 ein ausführliches Schaltbild des Zeit-Analogwandlers,

F i g. 4 A, 4 B, 4 C die den in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Impulsformer kennzeichnenden Signalverläufe,

Fig. 5 eine erläuternde Darstellungfür den Fall der Koinzidenz zweier Signale,

Fig. 6 A und 6 B die Wirkungsweise eines eine Tunneldiode aufweisenden Diskriminator und einer automatischen Temperaturkompensation,

Fig. 7 eine die automatische Rückstellung betreffende Darstellung und

Fig. 8 die Schaltung eines variablen, elektronischen Verzögerungskreises.

ίο Es sei zunächst der Aufbau der zeitstabilen, erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 1 beschrieben. Die Signalquellen, also die Taktquelle 2 und die Impulsgeneratoren 16 und 16', entsprechen den gebräuchlichen Schaltungen. Diese Schaltungen liefern zwischen den Punkten A und B bzw. A' und B' keine genau eingehaltenen Zeitbeziehungen. Außerdem besteht keine Gewißheit darüber, daß wenn die Signale bei A und A' gleichzeitig auftreten, daß dann auch die Signale bei B und B' gleichzeitig vorhanden sind.

so Aus diesem Grunde sind in der e.findungsgemäßen Einrichtung zusätzlich Zeit-Analogwand'er 10 und 10', feste Verzögerungskreise 12 und 12' und variable Veizögerungskreise 14 und 14' vorgesehen. Die variabien Verzögerungskreise 14 und 14' und die Im-

pulsgeneratoren 16 und 16' sind jeweils zwischen Taktquelle 2 und den Ausgangsknoten B und B' eingeschaltet. Parallel zu diesen Signalwegen liegt jeweils die Scrienschaltung des festen Verzögerungskreises 12 bzw. 12'und des Zeit-Analogwandlers 10 bzw. 10'.

Die Verzögerungszeit des festen Verzögerungskreises 12 entspricht etwa der Summe der vom variablen Verzögerungskreis und vom Impulsgenerator herrührenden Verzögerungszeiten. Das bedeutet, daß bezüglich der Signale an den Eingängen Jl und 72 des Zeit-

Analogwandlers 10 etwa zeitliche Koinzidenz der Signale vorhanden ist. Die Ausgänge 0 b?w. 0' der Zeit-Analogwandler 10 bzw. 10' sind mit den variablen Verzögerungskreisen 14 bzw. 14' verbunden. Die zeitlich stabilisierten bzw. synchronisierten Si-

gnale stehen an den Ausgangsknoten B und B' zur Verfügung.

F i g. 2 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild des Zeit-Analogwandlcrs 10. Ein- und Ausgänge sind entsprechend Fig. 1 bezeichnet. Der Zeit-Analog-

wandler 10 besteht aus einem Koinzidenz-Detektor 20, einem Impulsformer 40. einem Verriegelungskrcis 60, einem Integrator 70 und einem Operationsvcr stärker 80. Impulsformer 40 weist zwei Ausgänge auf, wovon der eine mit dem Verriegelungskreis 60 und

5J cior andere über einen Koppelwiderstand Rd mit dem Koinzidenz-Detektor 20 verbunden ist. Der Koinzidenz-Detektor 20 weist einen auf seine zwei Eingänge ansprechenden Ausgang auf, der mit dem Verriegelungskreis 60 verbunden ist. Der Ausgang des Verriegclungskreise-; 60 ist zu dem Integrator 70 geführt. Das integrierte Signal wird im Verstärker 80 verstärkt. Dieser Operationsverstärker 80 weist einen zusätzlichen Referenzeingang auf, über den eine Gleichspannung zugeführt wird, so daß der Ausgang symmetrisch zu etwa 0 Volt liegt. Der Verstärker 80 weist beispielsweise einen Verstärkungsfaktor in der Größenordnung von 120 auf.

Fig. 3 zeigt ein ausführliches Schaltbild des Zeit-Analogwandlers 10. Um die Beziehung zum Blockschaltbild gemäß Fig. 2 herzustellen, sind die einzelnen Schaltungskomplexe gestrichelt eingerahmt und entsprechend Fig. 2 bezeichnet. Das Eingangssignal des Impulsformers 40 wird über die Eingangsklemme

71 zugeführt. Die Amplitude des Signals wird durch Widerstände /?9 und RIO begrenzt. Widerstand RIO ist an eine Tunneldiode TDS angeschlossen, die einerseits an Masse und andererseits an den gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände Rl und RM und der Induktivität Ll angelegt ist. Der Widerstand Rl ist außerdem über eine Verzögerungsleitung Dl mit Masse verbunden. In entsprechender Weise ist der andere Anschluß des Widerstandes Λ13 über eine Verzögerungsleitung D2an Masse gelegt. Schließlich sind die Widerstände Rl und R13 zusätzlich mit Koppclwiderständen /?6bzw. Λ14 verbunden. Die Induktivität Ll steht mit einem variablen Widerstand RW und einer Diode BX in Verbindung, wobei die Diode Dl über eine Diode Bl mit parallelgeschalteter Kapazität Cl an Masse und über einen Widerstand RiI an ein negatives Potential gelegt ist. Der veränderliche Widerstand RIl ist über einen Widerstand Rl 5 mit positivem Potential und gleichzeitig über eine Kapazität Cl mit Masse verbunden.

Der Koinzidenz-Detektor 20 empfängt sein Eingangssignal am Eingang Jl, der über eine durch einen Widerstand R16 abgeschlossene Übertragungsleitung Tl und über zwei in Serie geschaltete, strombegrenzende Widerstände RIl und Ä18 weiter verbunden ist. Die Aufgabe der beiden strombegrenzenden Widerstände besteht darin, das gewünschte Frequenzverhalten bei hohen Frequenzen sicherzustellen. Bei hohen Frequenzen werden die gestrichelt angedeuteten Kapazitäten wirksam. Die Verwendung zweier in Serie geschalteter Widerstände hat den Vorteil, daß der gewünschte Widerstandswert erreicht und gleichzeitig der Einfluß der Kapazitäten vermindert werden kann, da auch die beiden Kapazitäten in Serie geschaltet sind. Diese Technik könnte natürlich auch beim Widerstand RIO im Impulsformer 40 angewandt werden. Der Widerstand Ä18 ist über eine Tunneldiode TDl mit Masse und außerdem jesveils mit dem einen Anschluß einer Induktivität Ll, eines Koppelwiderstandes R6 und eines Widerstandes R19 verbunden. Der andere Anschluß der Induktivität Ll ist über eine Rückwärts-Diode SDl an ein Potential V, beispielsweise Massepotential, und gleichzeitig über die Reihenschaltung eines veränderlichen Widerstandes RIO und eines Widerstandes RIl mit einem positiven Potential verbunden.

Der Verriegelungskreis 60 enthält den Widerstand R19, der über eine Rückwärts-Diode BDI mit dem einen Anschluß einer Tunneldiode TD4und über eine Induktivität L3 mit Masse verbunden ist. Der andere Anschluß der Tunneldiode TD4 ist jeweils mit einem Anschluß eines veränderlichen Widerstandes R12, eines Widerstandes R13 in der nachfolgenden Stufe und des Widerstandes Ä14 des Impulsformers 40 verbunden. Der andere Anschluß des veränderlichen Widerstandes R21 ist an eine positive Spannung und über eine Kapazität C3 an Masse gelegt.

Der Integrator 70 enthält in seiner einfachsten Ausführung den bereits erwähnten Widerstand R23, dessen anderer Anschluß zum Zwecke der Integration über eine Kapazität C4 mit Masse verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen Widerstand Λ23 und Kapazität CA ist an einen Eingang des Operationsverstärkers 80 gelegt. Um einen zu etwa 0 Volt symmetrischen Ausgang zu erhalten, ist an einem zweiten Eingang des Verstärkers 80 eine geeignete Gleichspannung angelegt. Diese Gleichspannung entspricht etwa der mittleren Ausgangsspannung des Integrators 70.

ELs sei nunmehr wieder auf das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 Bezug genommen, das zusätzlich zum Zeit-Analogwiindler 10 die Taktquclle 2, den festen Verzögerungskreis 12, den veränderlichen Vcrzögcriingskrcis 14 und den Impulsgenerator 16 enthält. Diese einzelnen Bestandteile der Einrichtung können in üblicher Ausführung verwendet werden und sind i.kht Gegenstand der Krfindung. Der veränderliche Verzögerungskreis 14 ist dabei so aufgebaut, daß Jas

ίο vom Knoten Λ zum Impulsgenerator 16 gelangende Signal in Abhängigkeit von der Amplitude und der Polarität der Spannung am Ausgang 0 des Zeit-Analogwandlers verzögert wird.

Der Ausgang OdesZcit-Analogwandlers 10 ist, wie

»5 aus dem Ausführungsbcispiel eines in Fig. 8 dargestellten variablen Verzögerungskreises 14 zu ersehen ist, über einen Widerstand 141 mit dem variablen Verzögerungskreis 14 verbunden. Die Hochfrequenzkomponenten des Signals werden durch eine In-

ao duktivität 142 aufgefiltert, bevor das Signal einer Schaltdiode 143 zugeführt wird. Die Kombination des Signals aus dem Zeit-Analogwandler 10 und der von der Spannungsquelle -V über einen Widerstand 144 gelief« tten Spannung bilden die Vorspannung für die

»5 Schaltdiode 143. Dem variablen Verzögerungskreis wird über eine Eingangsklemme, die über einen Widerstand 145 mit Masse verbunden ist, ein zweites, von der Taktquelle 2 geliefertes Signal zugeführt. Dieses Signal wird über eine Kapazität 146 ebenfalls an die Schaltdiode 143 gelegt. Der Anschluß A entspricht dem entsprechend bezeichneten Knoten A in Fig. 1. Der Ausgang zum Impulsgenerator 16 wird über eine Diode 147 hergestellt. Das am Eingang A zugeführte Signal wird demnach in Abhängigkeit von

der vom Zeit-Analogwandler 10 gelieferten Vorspannung verzögert.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung näher beschrieben. Das von der Taktquelle 2(Fig. l)odereiner anderen Signalquelle

4P gelieferte Signal wird den Knoten A und A' zugeführt. Dieses Signal kann ganz allgemein als das erste Ereignis betrachtet werden, auf das nachfolgende Ereignisse exakt zeitlich bezogen werden sollen. Es sei darauf hingewiesen, daß nur die aus den Blöcken 10, 12, 14 und 16 bestehende Einrichtung benötigt wird, um die angestrebte, exakte zeitliche Synchronisarion zwischen den Knoten A und B erfindungsgemäß herbeizuführen. Die entsprechende, zwischen den Punkten A' und B' eingefügte Einrichtung ist lediglich zusätzlieh vorgesehen, um zu zeigen, daß an eine Taktquelle 2 mehrere derartige Synchronisiereinrichtungen anschaltbar sind. Das am Knoten A zugeführte Signal wird über den variablen Verzögerungskreis 14 zum Impulsgenerator 16 weitergeleitet. Der Impuls-

generator 16 kann ein Impulsgenerator im eigentlichen Sinne sein oder aber auch eine andere Schaltung, die eine bestimmte Verzögerung des zugefiihrten Signals bewirkt und am Ausgang B ein entsprechendes Signal erzeugt. Es sei zunächst angenommen, der vanable Verzögerungskreis 14 weise eine Verzögerun| auf, die nahezu 0 Sekunden betrage, dann wird die Verzögerung, die das Signal vom Knoten A bis zum Knoten B erfährt, in erster Linie von der Verzögerung des' Impulsgenerators 16 und den von den Übertragungswegen herrührenden Verzögerungen bestimmt Die feste Verzögerung des Verzöger angskreises 12 wird so eingestellt, daS die beiden Signale an den Eingängen Jl und /2 des Zeit-Analogwandlers nahezt

gleichzeitig ankommen. Der Zcit-Analogwandlcr 10 erzeugt dann eine analoge Spannung am Ausgang 0, die die Verzögerung des veränderlichen Verzögerungskreises 14 so einstellt, daß die anzunehmenden Schwankungen in den Parametern sowohl durch Erhölning als auch durch Erniedrigung der Verzögerungszeit ausgeglichen werden können. Es ist also festzuhalten, daß die wesentlichste Funktion des Zcit-Analogwnndlcrs 10 darin besteht, die zeitliche Differenz der beiden, in den Eingängen Ji und Jl zugeführten Signale zu analysieren und dem veränderlichen Verzögerungskreis 14 eine entsprechende Korrekturspannung zuzuführen. Der variable Verzögerungskreis 14 verlangsamt oder beschleunigt damit die Abgabe des Ausgangssignals des Impulsgenerators 16, sobald der Zeit-Analogwandler 10 feststellt, daß seine beiden Eingangssignale nicht synchron eintreffen. Das bedeutet, daß das Signal im Ausgangsknoten B, das das zweite Ereignis darstellt, stets in exakt festgelegter zeitlicher Beziehung zum Signal am Knoten A steht. Da die Signale in den Knoten A und A' gleichzeitig erscheinen, treffen auch die Signale in den Knoten B und B' gleichzeitig ein, solange die festen Verzögerungskreise 12 und 12' eine identische Verzögerungszeit aufweisen und die Zeit-Analogwandler 10 »5 und 10' entsprechend aufgebaut sind.

E; erfolgt nunmehr an Hand der F i g. 2 und 3 eine genaue Beschreibung der Wirkungsweise des Zeit-Analogwandlers 10. Zunächst sei der Impulsformer 40 betrachtet. Zur Erzeugung eines Nadelimpulses ist eine einen Schwellwert aufweisende Tunneldiode TDS vorgesehen. Das aus dem veränderlichen Widerstand All, dem Widerstand R15, der Kapazität Cl und der Spannungsqucile +V bestehende Netzwerk liefert einen Strom durch die Tunneldiode TDS, so daß sie sich im unteren Betriebszustand befindet. Ein über die Leitung Tl zugeführtes und durch Widerstand Λ10 strombegrenztes Signal schaltet die Tunneldiode TDS. Dadurch wird über Widerstand Rl und Verzögerungsleitung Dl und ebenso über Widerstund /?13 und Verzögerungsleitung Dl eine steile Impulsflanke nach Masse übertragen. Die Widerstünde Rl und /?13 in Verbindung mit den Verzögerungsleitungen Dl und D2 bilden das einen Nadelimpuls bildende Impulsformer-Netzwerk. Die Nadelimpulse entsichen an den Knoten D und E auf Grund tier von den Verzögerungsleitungen Dl und D2 reflektierten Signale.

Die Wahl der geeigneten Länge der Verzögerungsleitungen Dl und D2 und damit die Erzeugung der gewünschten Impulsform ergibt sich aus Fig. 4. F i g. 4 A zeigt den gewünschten, an den Knoten D und E zu erzeugenden Impuls. Sind die Verzögerungsleitungen zu lang, so ergibt sich eine Impulsform, wie sie in F i g. 4 B durch die ausgezogene Linie dargestellt ist. Ein an den Knoten D und E ankommendes Signal wandert über die gesamte Länge der Verzögerungsleitung und wird auf Grund des Kurzschlusses nach Masse reflektiert. Somit wird nach einem der doppelten Länge IL der Verzögerungsleitung entsprechenden Zeitintervall der reflektierte Impuls das Signal an den Knoten D und E wieder absinken. Verkürzt man die Verzögerungsleitungen stufenweise, so ergeben sich die durch die gestrichelten Linien in F i g. 4 B angedeuteten Impulsformen, bis sich schließlich die gewünschte Impulsform gemäß Fig. 4 A einstellt. Es ist schwierig, die erforderliche genaue Länge der Verzögerungsleitung einzustellen.

Aus diesem Grunde wird während des Abgleichs der Verzögerungsleitung der Kurzschluß am Ende aufgehoben, mit dem Ergebnis, daß eine Impulsform einsprechend der ausgezogenen Linie in Fig. 4C erzeugt wird. Durch Verkürzung der Verzögerungsleitung ergeben sich Impiilsformcn entsprechend der gestrichelten Linien, bis eine nicht abgesetzte Impulsflanke erzeugt wird. Wird jetzt die Verzögerungsleitung am Ende kurzgeschlossen, so erhält man die gewünschte Impulsform gemäß Fig. 4Λ.

Die Aufgabe des Impulsformers 40 besteht demnach darin, auf Grund eines Eingangssignals einen Nadelimpuls zu erzeugen. Die Tunneldiode TDS wird, ausgehend von der Gleichstrom-Voreinstellung, durch ein über den Eingang Ji zugeführtes Signal vom unteren in den oberen Betriebszustand umgeschaltet. Dabei wird über die Widerstände Rl und Ä13 eine steile Impulsflanke zu dem Knoten D und E übertragen, auf Grund dessen an diesen Knoten durch die von den Verzögerungsleitungen Dl und D2 reflektierten Signale ein Nadelimpuls erzeugt wird. Die gebildeten Nadelimpulse werden über die Koppelwidcrstände A6und /?14zum Koinzidenz-Detektor 20 und zum Verriegelungskrcis 60 weitergelcitet. Nach der Bildung des Nadelirnpulses wird die Tunneldiode TDS durch den Rückstcllkreis automatisch in ihren anfänglichen, unteren Betriebszustand zurückgestellt. Dieser Rückstellkreis besteht aus der Induktivität Ll, den Dioden Bi und Bl, der Kapazität Cl und dem Widerstand RH.

Um den Zeitunterschied zwischen den an den Eingängen Jl und Jl des Zeit-Analogwandlers 10 ankommenden Signalen zu ermitteln, ist der Koinzidenz-Detektor 20 vorgesehen. Der dort eingesetzten Tunneldiode TD2 müssen drei Signale gleichzeitig zugeführt werden, um sie von ihrem unteren Betriebszustand in ihren oberen Betriebszustand umzuschalten. Das erste dieser Signale besteht aus einer Vorspannung, die von der positiven Potentialquelle +V und der Serienschaltung der Widerstände RIl und RIO gebildet wird. Über diesen Strompfad fließt ein Gleichstrom durch die Tunneldiode TD2, der den Pegel des der Klemme Jl zugeführten Eingangssignals bestimmt, bei dem der Nadelimpuls des Impulsformers 40die Tunneldiode TD2 umschaltet. In Fig. 5 sind die drei möglichen, auf die Tunneldiode TDl anwendbaren Bedingungen dargestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die erwähnte Gleichstrom-Vorbelastung über den veränderlichen Widerstand RIO aul den erforderlichen Wert eingestellt ist. Das Signal gelangt über die Leitung Tl, die durch Widerstand RH nach Masse abgeschlossen ist, und über die strombegrenzenden Widerstände Λ17 und R\% zur Tunneldiode TDl. Gelangt das Signal erst nach dem Nadelimpuls des Impulsformers an die Tunneldiode TD2 was dem Fall 1 in F i g. 5 entspricht, so wird die Diode nicht in ihren höheren Betriebszustand umgeschaltet Treffen das Signal und der Nadelimpuls gleichzeitig ein, so wird die Diode in ihren höheren Betriebszu stand umgeschaltet. Dies entspricht dem Fall 2 ir Fi g. 5. Im Fall 3 der Fi g. 5 gelangt der Nadelimpul; des Impulsformers erst nach dem Signal an die Tun neldiode, so daß diese wiederum nicht in ihren höhe ren Betriebszustand umgeschaltet wird. Das von dei Tunneldiode TDl gelieferte Signal wird ebenso wi< der Nadelimpuls des Impulsformers 40 zum Verriege lungskreis 60 weitergeleitet.

Bevor die Wirkung der beiden dem Verriegelungs

kreis 60 zugefülirten Signale beschrieben wird, sei zunächst die Funktion des Rückstellkreises im Koinzidenz-Detektor 20 kurz erläutert. Dieser Rückstcllkrcis besteht aus der Rückwärts-Diode BDI und der Induktivität Ll. Selbstverständlich könnte der Tunneldiode TDl ein kückstellimpuls auch direkt zugeführt werden. Ein dtrartiger Rückstellimpuls ist jedoch nicht erforderlich, da die Rückwärts-Diode BDX eine in Fig. 7 dargestellte Kennlinie aufweist. Durch Anlegen einer geeigneten Vorspannung V knapp unterhalb dem Minimum in der Kennlinie der Tunneldiode TDl kann diese Tunneldiode nicht länger in ihrem oberen Betriebszustand gehalten werden, als die Energie in der Induktivität Ll gespeichert bleibt. Wie aus der Fig. 7 zu ersehen ist, wird die Tunneldiode nach einer von der Größe der induktivität Ll bestimmten in ihren unteren Betriebszustand zurückgestellt.

Es sei nunmehr die Wirkungsweise des Verriegelungskreises 60 aus der F i g. 3 beschrieben. Es sei beispielsweise zunächst der Fall 1 von Fig. 5 angenommen, bei dem die Tunneldiode TDl in ihrem unteren Betriebszustand verharrt, so daß der Verriegelungskreis 60 lediglich vom Impulsformer 60 einen Nadelimpuls empfängt. Dieser Nadelimpuls schaltet zusammen mit dem über die Spannungsquelle +V, den Widerstand RIl und die Kapazität C3 gelieferten Strom die Tunneldiode TDA in ihren oberen Betriebszustand, so daß ein positiver Impuls zum Integrator 70 übertragen wird. In den Fällen 2 und 3 der F i g. 5 empfängt der Verriegelungskreis 60 zusätzlich einen Nadelimpuls vom Koinzidenz-Detektor 20. Dieser Nadelimpuls wird über den Widerstand R19 und die Rückwärts-Diode BDI übertragen. Der Tunneldiode TDA werden an Anode und Kathode deshalb gleichzeitig Nadelimpulse zugeführt, so daß sie nicht in den oberen Betriebszustand umgeschaltet wird. Das bedeutet, daß kein Impuls zum Integrator 70 übertragen wird. Die Rückwärts-Diode BDI verhindert, daß die durch das Schalten der Tunneldiode TDA hervorgerufene Spannung die Vorspannung an der Tunneldiode TDl beeinflußt. Der Integrator 70 zeigt die übliche Wirkungsweise. Der Grund für seine Verbindung ist darin zu sehen, daß die angestrebte Zeitkorrektur durch Phasenungleichheit zwischen Ausgangssignal des Verstärkers 80 und dem Eingangssignal des Verzögerungskreises verhindert werden könnte. Der Integrator 70 trägt zur Klettung des Ausgangssignals des Verriegelungskreises 60 bei. Der Integrator 70 empfängt beim Schalten der Tunneldiode TDA ein höheres Signal als beim Nichtschalten. Das Ausgangssignal des Integrators ist einem Eingang des Verstärkers 80 zugeleitet, an dessen weiteren Eingang eine Referenzspannung angelegt ist, die bewirkt, daß die Ausgangssignale des Verstärkers 80 symmetrisch zu 0 Volt verlaufen. Wird die Tunneldiode TDA nicht zurückgestellt und verbleibt während eines relativ langen Zeitraumes in ihrem oberen Betriebszustand, so nähert sich das Ausgangssignal des Verstärkers 80 seinem Sättigungswert von etwa —10 Volt (der Verstärkerausgang ist invertiert). In entsprechender Weise erreicht das Ausgangssignal des Verstärkers den Wert von +10 Volt, wenn die Tunneldiode TDA über einen längeren Zeitraum im unteren Betriebszustand verbleibt. In einem Normalzustand, bei dem die Anzahl der Zyklen, in denen die Tunneldiode geschaltet wird, gleich der Anzahl der Zyklen ist, in denen sie nicht geschaltet wird, liegt das Ausgangssignal des Verstärkers 80 etwa bei 0 Volt. Erscheint das Signal am Eingang Jl etwas vor dem Ausgangssignal des Impulsformers 40, was durch Fall 1 in Fig. 5 angedeutet ist, dann erscheint am Ausgang des Verstärkers eine negative Spannung, die eine größere Verzögerungszeit des variablen Verzögerungs-

»° kreises 14 bewirkt. Hinkt umgekehrt das Signal am Eingang Jl etwas nach, was durch Fall 3 in Fig. 5 angedeutet ist, dann schaltet die Tunneldiode TDl und die Tunneldiode TDA schaltet nicht, so daß arn Ausgang des Verstärkers eine negative Spannung her-

•5 vorgerufen v/ird. Diese negative Spannung bewirkt eine entsprechend größere Verzögerung des variablen Verzögerungskreises 14, so daß die Signale in den Eingängen 71 und Jl zeitlich synchronisiert werden.

An Hand der Fig. 6 A und 6B wird nunmehr die

a» Wirkungsweise der in die Einrichtung eingebauten Temperaturkompensation beschrieben. Fig. 6 A zeigt die Kennlinie einer der in der Einrichtung verwendeten Tunneldioden bei einer ersten Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur, und bei einer zweies ten, höheren Temperatur TZ. Es ist zu ersehen, daß die Tunneldioden bei einer höheren Temperatur bereits bei einem niedrigeren Stromwert in ihren höheren Betriebszustand umschalten. Das bedeutet, daß die Tunneldiode TD5 im Impulsformer 40 bei einer höheren Temperatur den Nadelimpuls in einer kiir/cren Zeit abgibt. In Fig. 6 B ist angedeutet, daß ι !er durch eine höhere Temperatur TZ bewirkte Zeilunterschied beispielsweise 25 Picosekunden betragen kann. Neben der zeitlichen Verschiebung des Nadd-

impulses ist auch bei einer höheren Temperatur 'ine Verkleinerung der Impulsamplitude festzustellen. Das bedeutet, daß der Tunneldiode TDl nur eine geringere Energie zugeführt wird. Um die Tunneldiode zum Schalten zu bringen, muß daher über den Eingang

Jl ein Signal höherer Energie zugeführt werden. Geschieht dies, so kann auch bei der höheren Temperatur Tl eine Schaltzeit entsprechend der niedrigeren Temperatur Π erreicht werden. Da selbstverständlich die Tunneldiode TDl ebenfalls bei der höheren Tempt·-

ratur betrieben wird und damit bei einem niedrigeren Strom schaltet, ist es möglich, daß die Temperatur kompensation nicht im Verhältnis 1:1 erfolgt. Eine Temperaturkompensation wird in jedem Falle zumindest teilweise dadurch erreicht, daß alle bei einer höheren Temperatur betriebenen Tunneldioden zu einem früheren Zeitpunkt schalten und daß damit die gleiche zeitliche Koinzidenz wie bei tieferen Temperaturen erreicht wird.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß

die beschriebene Einrichtung eine zeitliche Stabilisierung bei überschwingfreiem Betrieb bewirkt. Die Einrichtung ist unabhängig von der Folgefrequenz. Es werden keine Eingangsimpulse mit steilen Impulsflanken benötigt. Die erfindungsgemäße Einrichtung

hat gegenüber bekannten Schaltungen außerdem den Verteil, daß bei ihr keine ständigen Ausgleichsvorgänge erforderlich sind, um die Stabilisierung zu erwirken. Das heißt, zwischen einem zweiten und einem ersten Ereignis wird stets eine genaue zeitliche Bezie-

hung aufrechterhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur zeitlich stabilisierten Verzögerung von Impulsen eines Impulsgenerators, dadurch gekennzeichnet, daß das auslösende Signa! über einen festen Verzögerungskreis (12) auf den ersten Eingang (Jl) eines Zeit-Analogwandlers (10) und über einen variablen Verzögerungskreis (14) auf den Eingang des Impulsgenerators (16) geführt ist und daß das ausgelöste Signal auf den zweiten Eingang (J2) des Zeit-Analogwandlers (10) geführt ist, dessen dem Zeitunterschied der seinen beiden Eingängen zugeführten Signale entsprechendes Korrektursignal über die Y .'rzögerungszeit des variablen Verzögerungskreises (14) den Zeitunterschied ausgleicht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeit-Analogwand- *° lcr (10) besteht aus einem Impulsformer (40) am ersten Eingang (Jl), dem das vom festen Verzögerungskreis (12) verzögerle auslösende Signal zugeführt wird, einem Zeit-Koinzidenz-Detektor (20) am zweiten Eingang (J2), dem das ausgelöste *5 Signal zugeführt wird und der die zeitliche Beziehung zwischen diesem Signal und dem Ausgangsimpuls des Impulsformers (4(N feststellt und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert, und einem aus den Ausgangsimpulsen des jCoinzidenzdetektors (20) und des Impulsformers (40) das Korrektursignal bildenden Schaltkreis (60).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (60) ein Verriegelungskreis ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verriegelungskreis (60) ein Integrator (70) und ein Verstärker (80) zur Bildung des Korrektursignals nachgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (80) einen zusätzlichen Eingang aufweist, an den eine die Ausgangssignale auf den Nullwert symmetrierende Referenzspannung angelegt ist. 45,

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer (40) eine vom unteren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode (7Ό5) enthält, daß der das beim Umschalten erzeugte Schaltsignal führende Anschluß der Tunneldiode an eine ausgangsseitig kurzgeschlossene Verzögerungsleitung (D2) angeschlossen ist, deren Verzögerungszeit so gewählt ist, daß als Schaltsignal ein kurzer Nadelimpuls entsteht.

7._ Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Tunneldiode (TDS) ein automatischer, sie vom oberen in den unteren Betriebszustand zurückschaltender Rückstellkreis (Ll, Bl, Bl, Cl, Λ12) verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Koinzidenz-Detektor (20) eine vom unteren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode (TDl) und einen automatischen Rückstellkreis enthält und daß die Tunneldiode so voreingestellt ist, daß sie bei gleichzeitigem Auftreten des Ausgangsimpulses des Impulsformers (40) und des auslösenden Signals umschaltet.

9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Temperaturstabilisierung sowohl der Impulsformer (40) als auch der Koinzidenz-Detektor (20) als eigentliches Schaltelement jeweils eine Tunneldiode (TDl, TDS) enthalten.