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Schaltung zur Sichtbarmachung von schnellen Impulsen mit nichtkonstantem
zeitlichen Abstand Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sichtbarmachung
eines Impulses, der in einem aus einer Impulsserie mit nichtkonstanten zeitlichen
Abständen bestehendem Meßsignal an vorbestimmter Stelle liegt, auf einem Oszillographenbildschirm.
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Erhält ein Riesenimpulslaser einen Pumpimpuls, dann entstehen Laserimpulse
mit zeitlich nichtkonstanten Abständen. Die einzelnen Laserimpulse besitzen eine
Länge von einigen Nanosekunden und haben zeitliche Abstände zwischen 1 und 400Nanosekunden.
Diese einzelnen Laserimpulse unterscheiden sich sowohl durch ihre Amplitude als
auch durch ihre Form.
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Werden solche Riesenimpulse beispielsweise zur Untersuchung von Luftverunreinigulngen
in der Atmosphäre eingesetzt, bei denen die Ramanrückstreuimpulse quantitativ analysiert
werden müssen, dann ist es wichtig, die genaue Impulsform der Einzelimpulse der
ausgesandten Laserstrahlung zu kennen.
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Bisher war man genötigt, das gesamte zeitliche Spektrum aller Laserimpulse,
die durch einen Pumpimpuls erzeugt wurden, auf einem Oszillographenbildschirm darzustellen.
Da es sich aber hier um eine große Anzahl von Laserimpulsen handelt, welche sehr
eng benachbart auf dem Oszillographenbildschirm erscheinen, ließ sich eine genaue
Impulsform der einzelnen Impulse lediglich abschätzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben,
welche es ermöglicht, aus einer Vielzahl von schnellen
Impulsen
mit nichtkonstanie.l zeitlichen Abständen einen vorgegebenen Impuls herauszugreifenund
ihn auf einem Oszillographenbildschirm darzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen angepaßten Hochirequenzteiler,
der von dem aSkommenden Meßsignal ein Triggeisignal mit geringerer Amplitude abzweigt,
einen Impulse zähler, dem das Triggersignal zugeführt wird und der bei Eingang des
sichtbar zu machenden Impulses die Triggerung des Oszillographen bewirkt.
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Vorteilhafterweise wird zusätzlich ein erstes UND-Gatter verwendet,
dessen Ausgang mit dem Triggerev gang des Oszillographen verbunden ist, dessen einer
Eingang mit dem Hochfrequenzteiler verbunden ist und dessen zweiter Eingang mit
dem Ausgang des Impulszählers verbunden ist.
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Der Impulszähler verlängert den vor dem anzuzeigenden Impuls ankommenden
Impuls bis zum Eintreffen des anzuzeigenden Impulses und führt diese beiden Impulse
den Eingängen des ersten UND-Gatters zu; dieses ist mit dem Triggereingang des Oszillographen
verbunden und gibt einen Triggerimpuls beim gleichzeitigen Vorliegen der beiden
obengenannten Impulse am UND-Gatter an den Oszillographen ab.
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Als Impulszähler kann vorteilhafterweise ein solcher verwendet werden,
in dem eine beliebige Zahl voreinstellbar ist. Gemäß einer zweiten Ausführungsform
kann der Impulszähler auch mit einem einstellbaren Vergleichsregister verbunden
werden, wobei dann die Ausgänge des Vergleichsregisters und des Impulszählers mit
dem Eingang eines zweiten UtS-Gatters verbunden sind, dessen Ausgang mit dem ersten
UND-Gatter verbunden ist.
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Damit der Impulszähler in der gewünschten Weise arbeitet, wird ihm
ein erster monostabiler Multivibrator vorgeschaltet, der
das Triggersignal
auf eine solche Länge bringt, daß sich zwei aufeinanderfolgende Impulse gerade noch
nicht überlappen, daß die Länge aber so groß ist, daß der Impulszähler noch sicher
angesteuert wird.
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Zur automatischen Nullstellung wird der Impulszähler außerdem mit
einem zweiten monostabilen Multivibrator verbunden, dessen Zeit im astabilen Betrieb
größer ist als die Gesamtzeit des Meßsignals. In diesem Falle läßt sich nämlich
im Impulszähler bsw. im Vergleichsregister sofort nach der Anzeige eines ersten
Impulses ein weiterer Impuls der Impuls serie zur Anzeige vorgeben.
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Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele in den Figuren
näher erläutert.
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Die Figur 1 zeigt ein Diagramm, die Figur 2 und 3 je ein Schaltbild
zweier erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen.
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In der Figur 1 sind in einem Spannungs-Zeitdiagramm die Form und die
zeitlichen Abstände mehrerer Impulse dargestellt.
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Die Impulse unterscheiden sich sowohl durch ihre Amplitude als auch
durch ihre Halbwertsbreite. Der kleinste zeitliche Abstand zwischen zwei Impulsen
beträgt 1 ns.
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Eine Impuls serie gelangt über die Leitung 1 der Figur 2 auf den HF-Deiler
2 und von dort praktisch unverändert über die Meßsignalleitung 3 zu einem Signaleingang
eines Oszillographen.
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Ein wesentlich schwächeres Triggersignal wird im H?-Teiler 2 abgezweigt
und über zwei parallel geschaltete Leitungen 5 und 4 einem UND-Gatter- 6 zugeführt.
Die durch die Leitung 5 laufenden Impulse werden durch einen monostabilen Multivibrator
7 in eine Rechteckform vorgegebener Länge gebracht. Diese Rechteckimpulse werden
einem. Impulszähler 8 zugeführt, welcher mit
einem Vergleichsregister
9 und einem UND-Gatter 10 verbunden ist. Soll der n-te Impuls der Impulsserie auf
dem Oszillographenbildschirm angezeigt werden, dann wird im Vergleichsregister die
Zahl (n-1) eingestellt. Gelangt nun der (n-1)-te Impuls über die Leitung 5 und den
Impulszähler 8 mit dem Vergleichsregister 9 auf das UND-Gatter 10, so gibt dieses
einen Impuls an das UND-Gatter 6 ab. Dieser Impuls ist im Impulszähler 8 soweit
verlängert worden, daß er das UND-Gatter 6 noch ansteuert, wenn der n-te vom Hi-Deiler
über die Leitung 4 kommende Impuls am UND-Gatter 6 eintrifft. Da dessen Ausgang
mit dem Triggereingang des Oszillographen verbunden ist, triggert von diesem Augenblick
an der Oszillograph und zeigt das über die Leitung 3 kommende praktisch unveränderte
n-te Signal auf dem Bildschirm an. Da dieser n-te Impuls eine Länge von einigen
Naosekunden hat, muß der Impuls zum Zeitpunkt des Sichtbarwerdens auf dem Oszillographenbildschirm
photographiert werden.
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Nach Durchlaufen der Impuls serie wird der Impulszähler automatisch
auf Null gestellt.
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In der Figur 3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, welche kein
Vergleichsregister enthält, bei dem aber der Impulszähler 11 auf eine beliebige
Zahl voreinstellbar ist. Diese Zahl ist gleich der Maximalzahl des Zählers minus
(n-i). Gelangen nun (n-1) Impulse auf den Eingang des Impulszählers 11, so wird
das UND-Gatter 6 geöffnet und der n-te Impuls liefert den gewünschten Triggerimpuls
am Oszillographen. Diese Schaltung hat den Vorteil der geringen Anzahl von Bauelementen;
außerdem wird die Zeit des Durchlaufs durch diese Zählanordnung kleiner, so daß
kleinere Impulszeitabstände zugelassen werden können.
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Liegen die zeitlichen Abstände der aufeinanderfolgenden Impulse einer
Serie unter einer Nanosekunde, so kann die erfindungsgemäße Schaltung dennoch zur
Anzeige der Impulse herangezogen werden; es erscheinen dann auf dem Oszillographenbildschirm
allerdings statt einem Impuls einige wenige, welche ebenfalls genau analysiert werden
können.
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3 Figuren 6 Patentansprüche