DE2210977A1

DE2210977A1 - Verfahren zum abtasten von signalen auf verzoegerungsleitungen

Info

Publication number: DE2210977A1
Application number: DE19722210977
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1972-03-07
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE2210977C3; DE2210977B2

Description

Verfahren zum Abtasten von Signalen auf Verzögerungsleitungen Die vorliegende -Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten von Signalen, insbesondere einmaligen Vorgängen im Subnanosekundenbereich, auf Verzögerungsleitungen unter Verwendung mehrerer im Abstand voneinander auf jeder Verzögerungsleitunv angeordneter Abtaster, die durch Torimpulse gesteuert werden.
Es ist bekannt, für einmalige Vorgänge, die für konventionelle Breitbandoszillographen zu schnell veränderlich und für Wanderwellenoszillographen zu energieschwach sind, ein Abtastsystem zu verwenden (s.Helv.Phys.Acta 32 (1959), S. 328 - 331, The Review of Scientific Instruments, Vol. 28, Nr. 11, Nov. 57, S. 933 - 938). Das hier verwendete Meßprinzip beruht auf der Grundvorstelluiig, daß eine Wellenleitung, die bezüglich des zu messenden Signals eine Verzögerungsfunktion ausübt an vielen verschiedenen Stellen durch Abtaster ngezapft wird. Jeder Abtaster nimmt dabei nur einmal eine Spannungsprobe vom Signal auf.
Es müssen demgemäß ebensoviele Abtaster verwendet werden, wie Proben vom einmaligen Vorgang gewünscht werden. Die einzelnen Abtaster werden durch kurze Torimpulse gesteuert..
In solchen Abtastsystemen treten Störungen insbesondere durch die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Abtaster auf.
Diese Störungen bestehen in erster Linie in den Torimpulsen der benachbarten Abtaster, die vor allem beim Eindiodenabtaster fast ungeschwächt auf die abgetasteten Verzögerungsleitungen gelangen und Nebensprechen über die Sperrkapazitäten der Abtastdioden verursachen. Die sehr viel schwätheren Nachimpulse wirken sich dezgegenüber mehr in Signalverfälsehungen aus. Zusätzlich können bei engen Aufbauten Störmimpulse durch elektromagnetische Verdopplung der Äbtaststufen hinzutreten. Diese Störbeeinflussung ist im Subnanosekundenbereich so groß, daß hierdurch die Meßgenauigkeit und Meßempfindlichkeit wesentlich beeinträchtigt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Abtastverfahren, insbesondere für einmalige Vorgänge im Subnanosekundenbereich anzugeben, das diese Störeinflüsse beseitigt oder doch wesentlich vermindert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem erfindungsgemäß die Verzögerungsleitung sowohl bei Vorliegen eines Signals als auch bei Abwesenheit eines Signals abgetastet wird und durch Subtraktion der bei beiden Abtastvorgängen gewonnenen Ausgangssignale ein kompensiertes Ausgangssignal erzeugt wird.
Die beiden Abtastvoggänge werden vorzugsweise nacheinander durchgeführt, wobei beispielsweise die Abtastung mit dem zu messenden Nutzsignal zuerst durchgeführt wird und darauf die Messung ohne Signal auf der Verzögerungsleitung. Auch die umgekehrte Reihenfolge ist möglich.
Die Subtraktion der beiden Meßergebnisse erfolgt vorzugsweise derart, daß die bei der Abtastung gewonnenen Abtastsignale in digitale Signale umgeformt werden, die sodann einem Zähler zugeführt werden, der sowohl vorwärts als auch rückwärts zählen kann und wobei zwischen den beiden Abtastvorgängen eine Umschaltung der Zählrichtung erfolgt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich insbesondere eine Vorrichtung mit mindestens einer Verzögerungsleitung, die mit dem abzutastenden Signal beaufschlagt ist, einer Anzahl von im Abstand voneinander auf jeder Verzögerungsleitung angeordneten Abtastern, einer Steuervorrichtung die den einzelnen Abtastern Torimpulse zuleitet, jedem Abtaster zugeordneten Analog-Digital-Wandler, die die Abtastsignale in digitale Impuls signale umwandeln,sowie jedem Abtaster zugeordneten Impulszähler, die sowohl vorwärts als auch rückwärts zählen können und denen die Ausgangssignale der Analog-Digital-Wandler zugeführt werden sowie einer Steuerstufe, die mit dem Impulszähler verbunden ist und zwischen zwei Abtastvorgängen die Zählrichtung umkehrt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur erläutert.
Die Signalquelle 1 liefert ein Signales, das über einen Triggervierpol V einer Verzögerungsleitung 2 zugeführt wird.
Die Verzögerungsleitung 2 ist mit ihrem Wellenwiderstand Z0 abgeschlossen. An der Verzögerungsleitung sind eine Reihe von Abtastern, z.B. Eindiodenabtaster angeordnet, von denen in der Figur die nebeneinander 'angeordneten Abtaster Ati-1, Anti, Ati+1 dargestellt sind. Die Abtaster werden durch Impulsgeneratoren 3 angesteuert, die Torimpulse an die einzelnen Abtaster abgeben. Die Ausgangssignale der Abtaster 4ti is Ati+i werden über Verstärker 4 Analog-Digital-Uiqandlern 5 zugeleitet. An die Analog-Digital-Wandler 5 ist je ein Binärzähler 6 angeschlossen, der in der Lage ist sowohl vorwärts als auch rückwärts zu zählen. Die Zählrichtung der Zähler 6 wird gesteuert durch die Steuerstufe 7, die ferner ein Ausgangssignal bei 8 zur Steuerung des Sägezahngenerators 9 liefert, der die Impulsgeneratoren nacheinander zur Abgabe von Torimpulsen veranlaßt und die ihrerseits von dem Triggervierpol V angesteuert wird.
Der Abtastvorgang wird vom abzutastenden Signal U5 beim Passieren des Triggervierpols V gestartet. Durch Schwellwerttriggerung wird dort ein Muttertriggerimpuls erzeugt, der über die Steuerstufe 7 und den Sägezahngenerator 9 die Impulsgenerato:-ren 3 ansteuert und die Abtaster zur Abtastung der auf der Verzögerungsleitung 2 vorhandenen Spannungen veranlaßt. Nachdem sich das System wieder beruhigt hat, werden die Zähler 6 von der Steuerstufe 7 auf Rückwärtsbetrieb umgeschaltet. Anschließend erhalten die Impulsgeneratoren 3 den zweiten Befehl für die Hilfsabtastung in Abwesenheit eines Signals.
Die hierbei auftretenden Abtastsignale werden in den Zählern 6 von dem vorher ermittelten Abtastsignal subtrahiert. Anschließend stellt die Steuerstufe 7 die Zähler 6 wieder auf Vorwärtsbetrieb zurück.
1 Figur 4 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Abtasten von Signalen, insbesondere einmaligen Vorgängen im Subnanosekundenbereich, auf Verzögerungsleitungen unter Verwendung mehrerer im Abstand voneinander auf jeder Verzögerungsleitung angeordneter Abtaster, die durch Torimpulse gesteuert werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verzögerungsleitung sowohl bei Vorliegen eines Signals als auch bei Abwesenheit eines Signals abgetastet wird und daß durch Subtraktion der bei beiden Abtastvorgängen gewonnenen Ausgangssignale ein kompensiertes Ausgangssignal erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die beiden Abtastvorgänge nacheinander durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die bei der Abtastung gewonnenen Abtastsignale in digitale Signale umgeformt werden, die sodann einem Zähler zugeführt werden, der sowohl vorwärts als auch rückwärts zählen kann und daß zwischen den beiden Abtaster gängen eine Umschaltung der Zählrichtung erfolgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c- h n e t durch mindestens eine Verzögerungsleitung, die mit dem abzutastenden Signal beaufschlagt ist, eine Anzahl von im Abstand voneinander auf jeder Verzögerungsleitung angeordneten Abtastern, eine Steuervorrichtung, die den einzelnen Abtastern Torimpulse zuleitet, jedem Abtaster zugeordnete Analog-Digital-Wandler, die die Abtastsignale in digitale Impuls-Signale umwandeln, sowie jedem Abtaster zugeordnete Impulszähler, die sowohl vorwärts als auch rückwärts zählen können und denen die Ausgangssignale der Analog-Digital-Wandler zugeführt werden, sowie eine Steuerstufe, die mit den Impulszählern verbunden ist und zwischenzzwei Abtastvorgängen die Zählrichtung umkehrt.