DE2210977B2

DE2210977B2 - Verfahren zum Abtasten von Signalen auf Verzögerungsleitungen

Info

Publication number: DE2210977B2
Application number: DE19722210977
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1972-03-07
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2210977C3; DE2210977A1

Description

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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 Verzögerungsleitung 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 (siehe HeIv. 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 Grundvorstellung, daß eine Wellenleitung, die ω bezüglich des zu messenden Signals eine Verzögerungsfunktion ausübt an vielen verschiedenen Stellen durch Abtaster angezapft wird. Jeder Abtaster nimmt dabei nur einmal eine Spannungsprobe vom Signal auf. Es müssen demgemäß ebensoviele Abtaster verwendet ¹^ werden, wie Proben vom einmaligen Vorgang gewünscht werden. Die einzelnen Abtaster werden durch kurze Torimpulse gesteuert.

Aus der DE-OS 19 03 354 ist es bekannt, zur Beseitigung von durch die Abtastung verursachten Störimpulsen auf der Verzögerungsleitung, soweit diese nicht im Abschlußnetzwerk dieser Leitung absorbiert werden, Dämpfungsglieder in der Verzögerungsleitung vorzusehen.

In solchen Abtastsystemen treten jedoch auch Störungen 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 schwächeren Nachimpulse wirken sich demgegenüber mehr in Signalverfäbchungen aus. Zusätzlich können bei engen Aufbauten Störimpulse durch elektromagnetische Verkopplung der Abtaststufen 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, daß 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 störkompensiertes Ausgangssignal erzeugt wird.

Die beiden Abtastvorgänge 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 Substration 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 Impulssignale 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 Signal U₅, das über einen Triggervierpol Veiner Verzögerungsleitung 2 zugeführt wird. Die Verzögerungsleitung 2 ist mit ihrem Wellenwiderstand Zo abgeschlossen. An der Verzögerungsleitung sind eine Reihe von Abtastern, z. B.

Eindiodenabtaster angeordnet, von denen in der Figur die nebeneinander angeordneten Abtaster Au—u Au, At,+ \ dargestellt sind. Die Abtaster wurden durch Impulsgeneratoren 3 angesteuert, die Torimpulse an die einzelnen Abtaster abgeben. Die Ausgangssignale der Abtaster Au—u At₁, At,+ι werden über Verstärker 4 Analog-Digital-Umwandlern 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 ^angesteuert wird. Der Abtastvorgang wird vom abzustehenden Signal Us beim Passieren des Triggervierpols V gestartet. Durch Schwellwerttriggerung wird dort ein Muttertriggerimpuls erzeugt, der über die Steuerstufe 7 und den Sägezahngenerator 9 die Impulsgeneratoren 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zum Abtasten von Signalen, insbesondere einmaligen Vorgängen im Subnanosekundenbereich, auf Verzögerungsleitungen unter Ver- ^r> wendung mehrerer im Abstand voneinander auf jeder Verzögerungsleitung angeordneter Abtaster, die durch Torimpulse gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung sowohl bei Vorliegen eines Signals als auch bei ι» Abwesenheit eines Signals abgetastet wird und daß durch Subtraktion der bei beiden Abtastvorgängen gewonnenen Ausgangssignale ein störkompensiertes Ausgangssignal erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- i^r> zeichnet, daß die beiden Abtastvorgänge nacheinander durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 Abtastvorgängen eine Umschaltung der Zählrichtung erfolgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens eine Verzögerungsleitung (2), die mit dem abzutastenden Signal (Us) beaufschlagt ist, eine Anzahl von im Abstand voneinander auf jeder Verzögerungsleitung an- JO geordneten Abtastern (A₁), eine Steuervorrichtung (3), die den einzelnen Abtastern Torimpulse zuleitet, jedem Abtaster zugeordnete Analog-Digital-Wandler (5), die die Abtastsignale in digitale Impulssignale umwandeln, sowie jedem Abtaster zugeordnete ^ Impulszähler (6), die sowohl vorwärts als auch rückwärts zählen können und denen die Ausgangssignale der Analog-Digital-Wandler zugeführt werden, sowie eine Steuerstufe (7), die mit den Impulszählern verbunden ist und zwischen zwei ■"-' Abtastvorgängen die Zählrichtung umkehrt.