DE2855819A1

DE2855819A1 - Zeitintervall-messeinrichtung

Info

Publication number: DE2855819A1
Application number: DE19782855819
Authority: DE
Inventors: Mishio Hayashi
Original assignee: Takeda Riken Industries Co Ltd
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1977-12-26
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1979-06-28
Also published as: US4267436A; DE2855819B2; DE2855819C3

Description

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Zeitintervall-Meßeinrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Zeitinvervall-Meßeinrichtung zum Messen eines Zeitintervalls, insbesondere eines sehr kurzen Zeitintervalls, mit hoher Genauigkeit durch das Abzählen von Taktimpulsen.

Ein bisher verwendetes Verfahren für das Messen eines Zeitintervalls besteht darin, daß die Zahl der Taktimpulse während des zu messenden Zeitintervalls gezählt wird. In diesem Falle ist die Meßgenauigkeit umso höher, je höher die Frequenz der Taktimpulse ist. Es ist jedoch nicht möglich, einen Taktimpuls zu verwenden, dessen Frequenz höher ist als das Auflösungsvermögen eines Zählers für das Zählen dieser Taktimpulse und ein Zähler, der in der Lage ist, Taktimpulse hoher Frequenz zu zählen, ist sehr aufwendig.

Um den oben genannten Nachteil zu vermeiden, wurde ein Verfahren verwendet, bei welchem das zu messende Zeitintervall in eine Spannung umgesetzt wird und diese Spannung wiederum in ein Zeitintervall umgewandelt wird, welches länger als das

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ursprüngliche ist.Dann werden die Taktimpulse gezählt, die während des gedehnten Zeitintervalls auftreten. Verglichen mit dem Fall ohne eine solche Umsetzung ist es mit dieser Methode möglich, die Meßgenauigkeit um das Verhältnis des gedehnten Zeitintervalls zu dem ursprünglichen zu erhöhen, vorausgesetzt die verwendete Taktfrequenz ist die gleiche. Umgekehrt kann, wenn die erforderliche Meßgenauigkeit die gleiche ist, die Taktfrequenz reduziert werden und demzufolge ist es möglich, einen weniger aufwendigen Zähler zu verwenden.

Wenn eine Mehrzahl von zu messenden Zeitintervallen relativ dicht aufeinander folgt, beginnt bei Zeitintervallmessungen, die eine solche Zeitdehnung verwenden, jedoch bereits das nächste zu messende Zeitintervall,bevor noch die Messung des ersten ZeitintervalIs durch Umsetzung beendet ist. Folglich können derartige mehrfache Zeitintervalle nicht unter Verwendung desselben Umsetzers gemessen werden. Ferner ist es möglich, das zu messende Zeitintervall dadurch zu messen, daß es in eine Spannung umgesetzt wird, worauf diese durch ein anderes Verfahren als das der Zählung von Taktimpulsen in ein Digitalsignal umgewandelt wird. In diesem Falle kann eine Vielzahl von Zeitintervallen,selbst wenn sie relativ eng beieinander liegen, unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeits A-D-Umsetzers gemessen werden. Solch ein A-D-Umsetzer ist jedoch sehr aufwendig.

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Für die Messung einer Vielzahl von relativ eng beieinander liegenden Zeitintervallen mit Hilfe des Verfahrens der Zählung von Taktimpulsen wird erwogen, eine Vielzahl von Spannung-Zeit-Umsetzern und Zählern vorzusehen, die in eine Spannung umgesetzten Zeitintervalle an die einzelnen Spannung-Zeit-Umsetzer anzulegen und die Zahl der Taktimpulse für die gedehnten Zeitintervalle mit Hilfe der einzelnen Zähler zu zählen. Jedoch erfordert die Meßeinrichtung bei diesem Verfahren die Parallelschaltung einer Vielzahl von Spannung-Zeit-Umsetzern und Zählern und ist daher aufwendig. Hinzu kommt, daß die Umsetzungscharakteristik der Spannung-Zeit-Umsetzer Alterungsvorgängen und Veränderungen abhängig von der Umgebungstemperatur unterworfen ist und deshalb müssen die Umsetzer beispielsweise in einem Thermostat untergebracht werden, was dazu führt, daß die Meßeinrichtung merklich unhandlich und aufwendig wird. Darüberhinaus ist es schwierig, die Umsetzungscharakteristik der Spannung-Zeit-Umsetzer über die Zeit konstant zu halten, so daß ihre gemessenen Ausgangswerte variieren.

Ein Zählgerät für das Abzählen hochfrequenter Taktimpulse während eines relativ langen zu messenden Zeitintervalles muß eine sehr große Anzahl von Stufen haben und ist daher teuer. Wenn dagegen die Taktfrequenz reduziert wird, kann die Stufenzahl des Zählgerätes klein sein, jedoch sinkt dabei die Meßgenauigkeit. In Anbetracht dessen wurde zur Erhöhung

der Meßgeenauigkeit ein Verfahren angewandt, bei welchem während der zu messenden Zeit die Zahl von relativ niederfrequenten Taktimpulsen gezählt wird und bei dem die Zeitintervalle zwischen dem Beginn der zu messenden Zeit und dem nächstfolgenden Taktimpuls bzw. dem Ende der zu messenden Zeit und dem nächsten darauffolgenden Taktimpuls unter Verwendung von Taktimpulsen höherer Frequenz gemessen werden oder diese Zeitintervalle gedehnt werden und die Zahl von relativ niederfrequenten Taktimpulsen während dieser Zeitintervalle ermittelt wird. Ein derartiges Meßverfahren ist beispielsweise durch die US-PS 3 133 189 am 12. Mai 1964 bekannt geworden. Bei diesem Verfahren ist es jedoch zum Schutz der Messung vor den Einflüssen von Umgebungstemperaturänderungen erforderlich, einen Zeit-Spannung-Umsetzer und einen Spannung-Zeit-Umsetzer in einem Thermostaten unterzubringen.

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine Zeitintervall-Meßeinrichtung zu schaffen, die nicht nur in der Lage ist, ein sehr kurzes Zeitintervall, sondern auch eine Vielzahleng benachbarter Zeitintervalle mit hoher Genauigkeit zu messen.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist ein Zeitintervall-Meßgerät, welches die hochgenaue Messung sehr kurzer

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und eng benachbarter Zeitintervalle ermöglicht und welches mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist ein Zeitintervall-Meßgerät, welches keinen Thermostat erfordert und trotzdem hochgenaue Zeitintervallmessungen ermöglicht, die von Änderungen der Umgebungstemperatur unabhängig sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Zeitintervall-Meßgerät, welches genaue Zeitintervallmessungen ermöglicht, die von Nichtlinearitäten der Umwandlungscharakteristik eines Zeit-Spannung-Umsetzers und eines Spannung-Zeit-Umsetzers unbeeinflußt sind.

Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist ein Zeitintervall-Meßgerät, welches in der Lage ist, ein relativ langes Zeitintervall mit hoher Genauigkeit bei niedrigen Kosten zu messen.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Gemäß dieser Erfindung wird jedes zu messende Zeitintervall durch einen Zeit-Spannung-Umsetzer in eine entsprechende Spannung umgewandelt. Jede dieser Spannungen wird über einen ersten Umschalter zum Zwecke der Speicherung an eine zugehörige Spannungs-Haiteschaltung angelegt. Die in den Spannungshalteschaltungen gespeicherten Spannungen werden über einen

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zweiten Umschalter an einen Spannung-Zeit-Umsetzer gelegt, der eine derartige Umsetzungscharakteristik hat, daß er die Eingangsspannung in eine Zeit umwandelt, die langer als das ursprüngliche Zeitintervall ist. Das ursprüngliche Zeitintervall wird nun dadurch gemessen, daß die Anzahl derjenigen Taktimpulse gezählt wird, die in die durch den Spannung Zeit-Umsetzer gebildete gedehnte Zeitspanne fallen. Dies bedeutet,' das zu messende Zeitintervall wird gedehnt, die gedehnte Zeit gemessen und der Meßwert dann mit dem Verhältnis der Dehnung multipliziert, wodurch das ursprüngliche Zeitintervall gemessen werden kann. In diesem Fall wird die Meßgenauigkeit, selbst wenn die Taktimpulsfrequenz relativ niedrig ist, entsprechend dem Dehnungsverhältnis erhöht.

Weiterhin werden, wenn eine Vielzahl von zu messenden Zeitintervallen relativ dicht aufeinanderfolgen, diese Zeitintervalle in Form von Spannungen in verschiedenen Spannungs-Halteschaltungen gespeichert. Eine dieser Spannungen wird durch einen Spannung-Zeit-Umsetzer umgewandelt und die Zahl der Taktimpulse während der Umsetzung wird gezählt. Anschließend wird die nächste Spannung an den gleichen Umsetzer angelegt. Auf diese Weise kann die Vielzahl von relativ eng benachbarten Zeitintervallen individuell gemessen werden. Da der Zeit-Spannung-Umsetzer und der Spannung-Zeit-Umsetzer gemeinsam für alle zu messenden Zeitintervalle verwendet wer-

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den, kann weiterhin die Umwandlungscharakteristik der Umsetzer für alle zu messenden Zeitintervalle gleich ausgeglichen werden, wodurch die gleiche Meßgenauigkeit erreicht wird. Selbst wenn ein Thermostat benutzt wird, werden die Kosten für die Meßeinrichtung niedriger als in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Umsetzern verwendet wird.

Abgesehen davon, daß solch relativ eng benachbarte Zeitintervalle gemessen werden können, kann selbst wenn die Umsetzungscharakteristik des Zeit-Spannung-Umsetzer und/oder des Spannung-Zeit-Umsetzers mit der Temperatur schwankt, dieser Einfluß dadurch beseitigt werden, daß jedes Zeitintervall und eine unmittelbar vor oder hinter ihm liegende vorgegebene konstante Zeit gemessen werden, woraus sich das Verhältnis des ersteren zum letzteren ergibt, weil die Messung der beiden gleichermaßen den Veränderungen der Umsetzungscharakteristik der Umsetzer unterworfen ist. Dementsprechend wird kein Thermostat benötigt. Darüberhinaus kann jedes dieser eng benachbarten Zeitintervalle dadurch innerhalb kurzer Zeit gemessen werden, daß die umgesetzten Spannungen des Zeitintervalls und der vorerwähnten konstanten Zeit in getrennten Spannungshalteschaltungen gespeichert werden.

Beispielsweise kann bei Verwendung eines Integrators als

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Zeit-Spannung-Umsetzer die Umsetzungscharakteristik in dem Bereich,der sehr kurzen Zeiten entspricht, nicht^linear sein. In einem solchen Falle liegen sehr kurze zu messende Zeitintervalle in dem nichtlinearen Bereich der Umsetzungscharakteristik und es ergibt sich eine ungenaue Messung, da keine lineare Umsetzung erfolgt. Um dies zu vermeiden, wird, nachdem eine vorgegebene konstante Zeit zu dem zu messenden Zeitintervall hinzugefügt wurde, das kombinierte Zeitintervall durch Zeit-Spannungs- und Spannungs-Zeit-Umsetzung gemessen. Ebenso wird die konstante Zeit durch Zeit-Spannung- und Spannung-Zeit-Umsetzung gemessen und anschließend die Differenz zwischen den beiden gemessenen Werten gebildet. Dadurch ist es möglich, genaue Messungen zu erhalten, die frei sind vom Einfluß der Nichtlinearität der Umwandlungscharakteristik. Auch in diesem Falle kann eine genaue Messung dadurch durchgeführt werden, daß das zu messende Zeitintervall und die konstante Zeit relativ eng benachbart und ihre umgesetzten Spannungen in getrennten Spannungshalteschaltungen gespeichert werden. Die Messung kann mit einem wenig aufwendigen Meßgerät von der Art,die Taktimpulse zählen, durchgeführt werden.

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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das die

Grundidee eines Ausführungsbeispiels der Zeitintervall-Meßeinrichtung gemäß der Erfindung erläutert;

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Ablauf der Arbeits

weise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt den zeitlichen Ablauf einer hoch

genauen Messung eines relativ langen Zeitintervalls;

Fig. 4 . zeigt Beispiele von Umwandlungskennlinien

eines Zeit-Spannung-Umsetzers, wie er in der Erfindung verwendet wird;

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung

des Grundgedankens einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zeitintervall-Meßeinrichtung, die von Einflüssen einer nichtlinearen Kennlinie des Umsetzers und von Schwankungen von dessen Kennlinie unabhängig ist;

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Fig. 6 zeigt ein Schaltbild einer speziellen

Ausführungsform der Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Fig. 5;

Fig. 7 zeigt den zeitlichen Ablauf der Arbeits

weise des in Fig. 6 dargestellten Beispiels;

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild für ein Aus

führungsbeispiel zur Messung eines relativ langen Zeitintervalls mit hoher Genauigkeit; und

Fig. 9 zeigt den zeitlichen Ablauf von dessen

Arbeitsweise.

Betrachtet werden zunächst die Fig. 1 und 2. Die beispielsweise in Fig. 2A gezeigten relativ eng benachbarten Impulse P.. und P₂ mit den zu messenden Zeitdauern t₁ und t„ werden
gemäß Fig. 1 über einen Eingang 11 an einen Zeit-Spannung-Umsetzer 12 angelegt. Der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 besteht beispielsweise aus einem Integrator und integriert, während das zu messende Zeitintervall an ihm anliegt, eine konstante Spannung aus der Konstant-Spannungsquelle 13. Am Ende jedes zu messenden Zeitintervalles wird der Integratorausgang ge-

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löscht. Dementsprechend bildet, wie in Fig. 2B gezeigt, der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 an seinem Ausgang eine Spannung V₁, die der Zeitdauer t₁ des Impulses P₁ proportional ist. Über einen ersten Umschalter 14 wird diese Ausgangsspannung an eine erste Spannungs-Haiteschaltung 15 angelegt und hierin gespeichert, wie in Fig. 2C gezeigt. Der Impuls P_ wird ebenfalls durch den Zeit-Spannung-Umsetzer 12 in eine Spannung v„ umgesetzt, die der Zeitdauer t~ proportional ist, siehe Fig. 2B. Wie in Fig. 2D gezeigt, wird, wenn der Impuls P» in eine Spannung umgesetzt wird, der erste Umschalter 14 auf eine zweite Spannungs-Haitesehaltung 16 geschaltet und die Spannung v₉ hierin gespeichert.

Nach Abschluß der Spannungsvorgabe an die erste Spannungs-Hai teschaltung 15 wird deren Ausgang V₁ mittels eines zweiten Umschalters 17 an einen Spannung-Zeit-Umsetzer 18 geschaltet, durch den die Spannung V₁ in ein Zeitintervall umgewandelt wird, welches z. B. 100 oder 1 000 mal langer als die Zeitdauer t₁ des ursprünglichen Impulses P₁ ist. Diese Spannung-Zeit-Umsetzung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß ein Integrator eine konstante Spannung vom Beginn der Umwandlung an integriert und diesen Vorgang abbricht, wenn die integrierte Spannung den Wert der umzusetzenden Spannung, d. h. die Spannung, die in der Spannungs-Halteschaltung gespeichert ist, erreicht. Das Zeitintervall zwischen dem Be-

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ginn und dem Ende der Integration wird dann als Ausgang verwendet. Auf diese Weise wird der Impuls P.., wie in Fig. 2E gezeigt, in einen Impuls P., der Zeitdauer kt.. umgesetzt. Nach dieser Umsetzung wird der zweite Umschalter 17 auf die zweite Spannungs-Halteschaltung 16 umgeschaltet und dann wird die Spannung ν auf ähnliche Weise wie in Fig. 2E gezeigt, in ein Zeitintervall mit der Form eines Impulses P₄, der eine Dauer kt„ hat, umgewandelt.

Die Zahl der Taktimpulse innerhalb der Impulsbreite jedes der Impulse P_ und P₄ wird gezählt. Durch den Impuls P^ wird ein Gatter 19 geöffnet und schaltet die Taktimpulse von einem Taktgeber 21 zu dem Zähler 22 durch. Das Zählergebnis des Zählers 22 für den Impuls P-, wird über den dritten Umschalter 23 an ein Register 24 gegeben und dort gespeichert. Anschließend wird, nachdem der Zähler 22 gelöscht ist, das Gatter 19 durch den Impuls P. geöffnet und das Zählen der Taktimpulse wiederholt sich und das Zählergebnis wird über den entsprechend umgeschalteten dritten Schalter 23 in das Register 25 eingespeichert. Fig. 2F zeigt diejenigen Taktimpulse, die durch das Gatter 19 durchgelassen werden.

Als Ergebnis stehen numerische Werte, die dem k-fachen der Zeitdauer t- und t» der Impulse P₁ und P„ entsprechen, in

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den Registern 24 bzw. 25. Wie beschrieben werden die Zeitintervalle t₁ und t„ für die Messung mit dem Faktor k vervielfacht. Verglichen mit einem Fall, in dem keine Zeitdehnung durchgeführt wird, kann, sofern die gleichen Taktimpulse verwendet werden, die Genauigkeit der Messung um den Faktor k erhöht werden. Umgekehrt kann, wenn die Meßgenauigkeit in beiden Fällen gleich sein darf, die Taktfrequenz um den Faktor 1/k reduziert werden und ein wenig aufwendiger Zähler 22 kann verwendet werden.

Selbst wenn die Impulse P₁ und P„,die die zu messenden Zeitintervalle darstellen, relativ eng benachbart sind, können sie zum Zwecke der Messung gedehnt werden. Außerdem bleiben, da der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 und der Spannung-Zeit-Umsetzer 18 für die beiden zu messenden Zeitintervalle gemeinsam sind, die Verhältnisse der gemessenen Werte zueinander selbst dann, wenn die Umwandlungskennlinien durch Änderungen der Umgebungstemperatur o. ä. Einflüsse verändert werden, von solchen Abweichungen unberührt.

Als nächstes wird die Messung eines relativ langen Zeitintervalls mit hoher Genauigkeit gemäß der Erfindung beschrieben. Bei einem konventionellen Verfahren für Messungen dieser Art werden die in Fig. 3B gezeigten Taktimpulse mit der Periodendauer t_ während des zu messenden Zeitintervalles

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Tx vom Gatter durchgelassen, wodurch ein Gatter-Ausgang entsprechend Fig. 3C entsteht und dann wird die Gesamtzahl N dieser durchgeschalteten Taktimpulse gezählt. Gleichzeitig wird ein Zeitintervall Λτ* zwischen dem Beginn der zu messenden Zeit Tx und dem nächsten folgenden Taktimpuls, dargestellt in Fig. 3D, und ein Zeitintervall -<3-T₂ zwischen dem Ende der Zeit Tx und dem nächst folgenden Taktimpuls, dargestellt in Fig 3E, ermittelt. Diese Zeitintervalle /^ T. und *4Τ_ werden entweder unter Verwendung einer Taktfrequenz, die ausreichend höher ist als die Taktfrequenz nach Fig. 3B, oder nachdem sie gedehnt wurden, gemessen. Aus diesen Meßwerten wird Nt- +.4T.. - Δύ^ als Zeitintervall Tx mit hoher Genauigkeit gebildet.

Wenn die sehr kurzen Zeitintervalle ^T₁ und jdT₂, wie oben beschrieben, gedehnt werden, können sie mit einer wenig aufwendigen Einrichtung gemessen werden. Jedoch nehmen diese Zeitintervalle A T.. und <dT„ Werte im Bereich zwischen null und tg an, und wenn sie sehr kurz und nahe bei 0 sind, fallen sie in den nichtlinearen Bereich der Umwandlungscharakteristik des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 und können nicht mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Eine Lösung für dieses Problem ist es, eine konstante Zeit z. B. t_ zu jedem dieser Zeitintervalle Α τ. und ^T₂ zu addieren und nach der Messung vom gemessenen Wert die Zeit t_Q wieder abzuziehen. Die zu addieren-

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de Zeit t- wird so gewählt, daß sie größer ist als der nichtlineare Bereich der Umsetzungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12.

Wie Kurve 26 in Fig. 4 zeigt, hat die Umwandlungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 eine Nichtlinearität in Bezug auf Eingangsgrößen in der Nähe von null, ist jedoch bezüglich Eingangsgrößen, die größer sind als t_Q linear. In diesem Beispiel wird zur Messung des Zeitintervalles Δύ ₁ die Zeit t_Q zu A T₁ hinzugefügt, wie in Fig. 3F gezeigt. Dieses kombinierte Zeitintervall wird an den Zeit-Spannung-Umsetzer 12 angelegt, d. h. als Impuls P₁ gemäß Fig. 2A gemessen und dieser Meßwert wird im Register 24 gespeichert. Weiterhin wird, wie in Fig. 3F gezeigt, nach dem Impuls mit der Dauer £ T₁ + t-. ein Impuls mit der gleichen Dauer wie das addierte Zeitintervall t_n erzeugt und dann als Impuls P_? gemäß Fig. 2A an den Zeit-Spannung-Umsetzer 12 zur Messung angelegt, womit der gemessene Wert im Register 25 zur Verfügung steht. Von dem im Register 24 gespeicherten Meßwert Δ T₁ + t„ wird der im Register 25 stehende Meßwert von t„ abgezogen und damit das Zeitintervall Δ T-] mit hoher Genauigkeit gemessen. Zusätzlich können die zu messenden Zeitintervalle Jt. + t» und t„, selbst wenn sie dicht beieinander liegen, mit hoher Geschwindigkeit gemessen werden. In diesem Falle kann anstelle der Speicherung der Meßwerte in den Registern 24 und

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als Zähler 22 ein Vor-Rückwärtszähler verwendet werden, der bei der Messung des Zeitintervalles A. T.. + t_Q als Vorwärtszähler verwendet wird, während er für die Messung von t„ von dem aufgelaufenen Wert zurückzählt. Auf diese Weise bildet der Zähler 22 den Meßwert für das Zeitintervall A T

Selbst wenn die Umwandlungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 als Folge eines Wechsels in der Umgebungstemperatur einerÄnderung wie z. B. der von Kurve 26 nach Kurve 27 in Fig. 4 unterliegt, ist es möglich, den Einfluß dieser Änderung auszuschalten, sofern das zu messende Zeitintervall im linearen Bereich der Kurven 26 und 27 liegt. Zu diesem Zweck wird das zu messende Zeitintervall als Verhältniswert zu einer konstanten Zeit ermittelt.

In Fig. 4 bezeichnet V₁ die gemäß der Kennlinie 26 umgesetzte Spannung des Zeitintervalls A Ύ , v_n bezeichnet die umgesetzte Spannung der konstanten Zeit t und ν ' bzw. v_Q' bezeichnen die gemäß der Kennlinie 27 umgesetzten Werte der Zeitintervalle .Λ T₁ und t_n. Unter dieser Voraussetzung gilt

^V1 V 10

— = —, , sofern die Zeitintervalle ZlT₁ und t_Q im linearen Bereich der Kurven 26 und 27 liegen. Selbst wenn sich die Umwandlungskennlinie ändert, wird das Zeitintervall ^T.. als Verhältnis zu der konstanten Zeit t_Q gemessen, ohne durch die Kennlinienänderung beeinflußt zu werden.

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Beispielsweise werden, wie in Fig. 3G gezeigt, ein Impuls von der Dauer ^UT₁ und ein Impuls von der Dauer t» nacheinander an die Eingangsklemme 11 nach Fig. 1 angelegt, um ihre Meßwerte in den Registern 24 bzw. 25 zu erhalten. Diese Meßwerte werden durch eine Teilerstufe 28 zur Bildung des Wertes A T^/t_Q dividiert. Durch diese Methode wird die Notwendigkeit der Unterbringung der Umsetzer 12 und 18 in einem Thermostaten umgangen.

Wenn bei der Messung des Zeitintervalles Δ T₁ die Einflüsse der Nichtlinearitäten der Umsetzer 12 und 18 sowie die Änderungen ihrer Kennlinien kompensiert werden sollen, werden gemäß Fig. 3H ein Impuls der Länge J^ T₁ + t„, ein Impuls der konstanten Länge 2t_ und ein Impuls der konstanten Länge t„ verwendet. Diese drei Impulse werden an den Eingang 11 in Fig. 5 angelegt. In Fig. 5 sind die der Fig. 1 entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Eine weitere Spannungshalteschaltung 29 ist zusätzlich zu denen mit den Nummern 15 und 16 vorgesehen. Die umgesetzte Spannung des Zeitintervalls id T₁ + t_ wird in der Spannungshalteschaltung 15 gespeichert, während die umgesetzten Spannungen der Zeitintervalle 2t_ bzw. t„ in den Spannungshalteschaltungen 16 bzw. 29 gespeichert werden. Die Spannungswerte dieser Halteschaltungen werden über einen Umschalter an den Spannung-Zeit-Umsetzer 18 angelegt. Während die in der

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Spannungshalteschaltung 15 gespeicherte Spannung in ein entsprechendes Zeitintervall umgesetzt wird, liegt der Ausgang des Gatters 19 über den Umschalter 23 am Vor-Rückwärts-Zähler 22, wird dort hochgezählt und ergibt einen der Zeit

Λτ. + t_ entsprechenden Wert. Als nächstes liegt während 1 U

der Umsetzung der in der Spannungshalteschaltung 16 gespeicherten Spannung in ein entsprechendes Zeitintervall der Ausgang des Gatters 19 über den Umschalter 23 am Vor-Rückwärts-Zähler 31, wird ebenfalls hochgezählt und ergibt einen Wert entsprechend der Zeit 2t_Q. Anschließend schaltet der Umschalter 17 auf die Spannungshalteschaltung 29 um, damit deren Spannung in ein entsprechendes Zeitintervall umgesetzt wird. Während dieser Umsetzung liegt der Ausgang des Gatters 19 über den Schalter 23 an beiden Vor-Rückwärts-Zählern 22 bzw. 31 und wird rückgezählt. Als Ergebnis enthält der Zähler 22 einen Wert entsprechend A T₁ + t_n - t_, während der Zähler 31 einen Wert entsprechend 2t„ - t_n enthält. Diese Zählergebnisse werden in der Teilerstufe 28 dividiert und ergeben AT*/t_Q. Die Messung ist nicht nur frei von Einflüssen der nichtlinearen Kennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12, sondern auch frei vom Einfluß von Veränderungen der Umsetzungskennlinien des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 und des Spannung-Zeit-Umsetzers

Auf ähnliche Weise kann auch die Zeit ^T, in Fig. 3E gemessen werden, ohne daß sie von Nichtlinearitäten und/oder

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Änderungen der Umwandlungskennlinie beeinflußt wird. Folglich kann die Zeit Tx in Fig. 3A mit einer relativ einfachen und wenig aufwendigen Einrichtung exakt gemessen werden. Bei der Messung sowohl von normalen, sehr kurzen Zeitintervallen, als auch derjenigen Zeiten /It. und -^T«, welche kürzer als die Taktperiode t_ sind und am Anfang und Ende eines zu messenden Zeitintervalles Tx vorkommen, ist es möglich, den Einfluß der Nichtlinearität der Umsetzungskennlinie auszuschalten, indem das sehr kurze Zeitintervall nach Hinzufügung einer konstanten Zeit gemessen wird, die hinzugefügte konstante Zeit ebenfalls gemessen wird und der letztere Meßwert vom ersteren abgezogen wird, wie oben beschrieben. Auf ähnliche Weise kann der Einfluß von Änderungen der Umwandlungskennlinie ausgeschaltet werden durch Verwendung von Meßwerten für das sehr kurze Zeitintervall und die addierte konstante Zeit und die Darstellung des ersteren in Form eines Verhältnisses zum letzteren. Die konstante Zeit muß in diesen Fällen nicht immer t„ sein. Es ist ebenso möglich, das folgende Verfahren anzuwenden. Das sehr kurze Zeitintervall wird gemessen, nachdem zu ihm eine erste konstante Zeit addiert wurde. Diese erste konstante Zeit und eine zweite konstante Zeit, die langer ist als die erste, werden ebenfalls gemessen und dann wird die Differenz zwischen den gemessenen Werten der ersten konstanten Zeit und des zu messenden sehr kurzen Zeitintervalles dividiert durch die Differenz zwischen den Meß-

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werten der ersten und der zweiten konstanten Zeit.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 wird als nächstes ein spezielles praktisches Ausführungsbeispiel für die Messung eines sehr kurzen Zeitintervalles besprochen, welches für die Kompensation der Nichtlinearität des Zeit-Spannung-Umsetzers und der Veränderungen seiner Umwandlungskennlinie ausgelegt ist. In Fig. 6 wird ein Rücksetzimpuls gemäß Fig. 7A an den Eingang 41 gelegt. Dieser Impuls setzt ein D-Flipflop 4 2 zurück und bringt dessen Q-Ausgang auf den hohen Pegelwert (h-Pegel), wie in Fig. 7D gezeigt. Gleichzeitig wird der Rücksetzimpuls über ein ODER-Gatter 44 an ein D-Flipflop 4 5 gelegt und dessen Q-Ausgang auf Niedrigpegel (1-Pegel) zu bringen und das D-Flipflop 46 wird ebenfalls zurückgesetzt, um seinen Q-Ausgang auf 1-Pegel zu bringen. Weiterhin wird der Rücksetzimpuls über ein ODER-Gatter 4 7 an das D-Flipflop 48 gelegt, um dessen Q-Ausgang auf 1-Pegel zu bringen und die Schieberegister 4 9 und 51 werden zurückgesetzt und zeigen h-Pegelausgänge an ihren Anschlüssen der ersten Stufen 52a bzw. 53a, wie in den Fig. 7G und T gezeigt. Ein JK-Flipflop 56 wird, wie in Fig. 7E gezeigt, ebenfalls zurückgesetzt und damit der Q-Ausgang auf 1-Pegel gebracht.

Wenn in dem oben beschriebenen Zustand ein Impuls wie der in Fig. 7B gezeigte, der mit der Vorderflanke des Zeitinter-

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valles Tx von Fig. 3 zusammenfällt, an den Triggereingang T des Flipflop 4 2 gelegt wird, bekommt dessen Q-Ausgang, wie in Fig. 7D gezeigt, 1-Pegel, da am Datenanschluß des Flipflop 4 2 ein h-Pegel-Signal liegt. Der 1-Pegel-Ausgang wird über das ODER-Gatter 55 an den Triggereingang T des JK-Flipflop 56 gelegt und bringt dessen Q-Ausgang,wie in Fig. 7E gezeigt, auf h-Pegel, da sein Eingang J an h-Pegel H liegt.

Dieser h-Pegel-Ausgang wird über das ODER-Gatter 59 an den

qnaleingang D des D-Flipflop 4 5 gebracht. Ein erster Taktimpuls mit der Periodendauer t_n, gezeigt in Fig. 7C, der dem in Fig. 3B gezeigten Takt entspricht, wird über Anschluß 61 an den Triggereingang T des Flipflop 45 angelegt. Der Q-Ausgang des Flipflop 4 5 bleibt, selbst wenn ein Taktimpuls an seinen Triggereingang T gelegt wird, auf 1-Pegel, bis an seinen Dateneingang D ein h-Pegel angelegt wird. Wenn ein h-Pegel am Dateneingang D anliegt, erhält der Q-Ausgang des Flipflop 45 durch den ersten Taktimpuls,der unmittelbar nach dem Anlegen des h-Pegels eintrifft, h-Pegel. Dieser h-Pegel und der des ODER-Gatters 59 werden an das UND-Gatter 6 2 angelegt. Folglich gelangt der nächste Taktimpuls 1 vom Anschluß 61 über das UND-Gatter 62 und das ODER-Gatter zum Flipflop 56. In diesem Fall haben die Ausgänge der zweiten und der dritten Stufe 52b und 52c des Schieberegisters 49 1-Pegel, wie dies in den Fig. 7H bzw. 71 dargestellt ist, 16/17

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und diese 1-Pegel-Ausgänge werden an das ODER-Gatter 57 angelegt, die wiederum ihren 1-Ausgang an das UND-Gatter 20 geben. Demgemäß nimmt der Ausgang des UND-Gatters 20 den 1-Pegel ein und dieser Ausgang wird invertiert und dann dem Anschluß K des Flipflop 56 über ein ODER-Gatter 58 als h-Pegel zugeführt. Wenn demzufolge an das Flipflop 56 vom Gatter 62 der Taktimpuls angelegt wird, wird dessen Ausgang invertiert, wie dies in Fig. 7E dargestellt ist. So wird am Anschluß 11 der Impuls P₁ der Dauer AT* + t_Q , wie in Fig. 7E dargestellt, abgeleitet.

Der Anschluß 11 ist mit einem Eingangsanschluß des Zeitgliedes 63 verbunden,so daß beim Abfallen des Impulses P₁ das Zeitglied 63 betätigt wird, um einen h-Pegel-Ausgang zu liefern, wie dies in Fig. 7F veranschaulicht ist. Der Ausgang des Zeitgliedes 63 wird über das ODER-Gatter 44 dem RückStellanschluß R der Flipflop 45 und 30 zugeführt. Demgemäß bleiben diese Flipflops 45 und 30 unbetätigt, um an ihren Q-Ausgängen den 1-Pegel zu halten, während der Ausgang vom Zeitglied 63 h-Pegel aufweist. Bei Beendigung der Betätigungszeit T des Zeitgliedes 63 wechselt dessen Ausgang zu 1-Pegel, wie dies in Fig. 7F dargestellt ist und dieser wird den Zeitgliedern 40 und 50 und dem Schieberegister 49 zugeführt, wodurch die Ausgänge der Zeitglieder 40 und 50 h-Pegel einnehmen, wie dies in den Fig. 7d und 7e dargestellt ist, und das Schieberegister 49 so verschoben wird, daß es an dem Anschluß seiner ersten Stufe 52a einen 1-Pegel-Ausgang erzeugt, wie dies in Fig. 7G gezeigt ist und an dem Anschluß seiner zweiten Stufe 52b, einen h-Pegel-Ausgang, wie in Fig. 7H dargestellt. Demzufolge nimmt einer der Eingänge am UND-Gatter 20 h-Pegel ein.

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Wenn der Ausgang des Zeitgliedes 50 am Ende seine·« O Oo 19 Laufzeit T_c !-Pegel erhält, wird das Flipflop 30 durch den 1-Pegel-Ausgang veranläßt, einen h-Pegel-Ausgang zu erzeugen, welcher an den anderen Eingang des UND-Gatters 20 gelegt wird. Der h-Pegel-Ausgang des UND-Gatters 20 wird an die Rücksetz-Eingänge R der beiden in Reihe geschalteten Flipflops 64 und 65 gelegt, die damit aus ihrem Rücksetzzustand gebracht werden. Gleichzeitig gelangt der h-Pegel-Ausgang des UND-Gatters 20 über das ODER-Gatter 59 an den Dateneingang D des Flipflops 45. Da das Flipflop 45 aus seinem Rücksetz-Zustand entlassen wird, wenn der Ausgang des Zeitgliedes 63 1-Pegel erhält, nimmt der Q-Ausgang des Flipflop 45 beim nächsten Taktimpuls vom Eingang 61 h-Pegel an, wenn der Ausgang des UND-Gatters 20 h-Pegel erhält. Als Folge wird Gatter 62 geöffnet und Flipflop 56 wird durch den nächsten Taktimpuls von Eingang 61 umgeschaltet und ermöglicht den Anstieg des Impulses P_?, wie in Fig. 7E gezeigt. Der durch das Gatter 62 kommende Taktimpuls erreicht auch Flipflop 64, schaltet es um und leitet aus ihm einen h-Pegel-Ausgang ab. Der nächste Taktimpuls aus Takt 1 erreicht über das Gatter 62 das Flipflop 64, schältet es wieder um und setzt dessen Q-Ausgang auf 1-Pegel,durch den das Flipflop .65 umgeschaltet wird, wodurch sein Q-Ausgang h-Pegel bekommt. Dieser h-Pegel-Ausgang erreicht über die ODER-Gatter 66 und 58 den Anschluß K des Flipflop 56. Als Folge hiervon wird Flipflop 56 umgeschaltet, wenn der nächste Impuls von Takt 1 durch das Gatter 62 kommt und erzeugt einen 1-Pegel-Ausgang, wie in Fig.7E gezeigt. Auf diese Weise erhält der

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Impuls P₂ die Länge 2t_Q, das doppelte einer Periode des Impulses von Takt 1 und erzeugt einen zweiten Zeitimpuls, wie Fig. 3H zeigt.

Beim Abfall des Impulses P„ wird das Zeitglied 63 wieder gestartet und die Flipflops 45 und 30 werden, wie oben beschrieben, während seiner Laufzeit in ihrem Rücksetzzustand gehalten. Dementsprechend hat der Q-Ausgang des Flipflop 30 1-Pegel wie auch der Ausgang des UND-Gatters 20, so daß die Flipflops 64 und 65 durch den 1-Pegel-Ausgang des UND-Gatters 20 zurückgesetzt werden. Wenn, wie in Fig. 7F gezeigt, der Ausgang des Zeitgliedes 63 wieder 1-Pegel annimmt, werden die Zeitglieder 40 und 50 gestartet und gleichzeitig wird, wie Fig. 71 zeigt, -das Schieberegister 4 9 weitergeschoben und erzeugt an seinem Ausgang der dritten P^-1 afe 52c ein h-Pegel-Signal. Dieses h-Pegel-Ausgangssignal wird an das UND-Gatter 67 gelegt, welches auch mit dem Q-Ausgang des Flipflops 64 beaufschlagt wird. Wenn der Ausgang des Zeitgliedes 63 1-Pegel annimmt und damit die Flipflop 45 und aus ihrem Rücksetzzustand freigibt, sowie der Ausgang des Zeitgliedes 50, wie oben beschrieben, 1-Pegel annimmt, erhält der Q-Ausgang des Flipflop 30 h-Pegel und damit das UND-Gatter 20 ein h-Pegel-Ausgangssignal. Dementsprechend wird in der gleichen Weise wie oben beschrieben, Flipflop

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beim Anlegen eines zweiten der folgenden Impulse des Taktes 1 vom Eingang 61 umgeschaltet und sein Ausgang erhält h-Pegel und erzeugt, wie in Fig. 7E gezeigt, einen Impuls P₃. Zu dieser Zeit wird Flipflop 46 ebenfalls umgeschaltet und erhält h-Pegel-Ausgang, so daß das UND-Gatter 67 Übereinstimmung feststellt. Dessen h-Pegel-Ausgang wird über die ODER-Gatter 66 und 58 an den Eingang K des Flipflop 56 geschaltet. Als Folge wird, beim nächsten Auftreten eines Taktimpulses am Eingang 61, Flipflop 56 umgeschaltet, sein Ausgang erhält 1-Pegel und die Pulsbreite des Impulses P-. wird, wie in Fig. "⁷^ gezeigt, gleich t~ . Auf diese Weise wird der dritte Impuls yemäß Fig. 3H gewonnen.

Der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 enthält einen Operationsverstärker 71 und einen zwischen dessen Eingangs- und Ausgangs-Klemmen geschalteten Integrier-Kondensator 72. Ferner ist ein FET-Schalter 73 parallel zum Kondensator 72 angeschlossen. Ein FET-Schalter 75 liegt zwischen dem Eingangswiderstand 74 des Operationsverstärkers 71 und einer Konstantspannungsquelle 13. Im Ausgangszustand wird das Flipflop 46 in seinem Rücksetz-Zustand gehalten und sein Q-Ausgangssignal vom Pegel 1 wird mittels eines Pegel-Konverters 76 in ein h-Pegel-Signal umgesetzt, welches an das Gate des FET-Schalters 73 angelegt wird. Dementsprechend ist der FET-Schalter 73 in seinem EIN-Zustand und der Integrator,

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der den Zeit-Spannung-ümsetzer 12 darstellt, wird in seinem Rücksetz-Zustand gehalten. Der 1-Pegel-Ausgang Q des Flipflop 46 wird an den Rücksetz-Anschluß R des Flipflop 77 gelegt und hält dieses im Rücksetz-Zustand. Der Ausgang Q des Flipflop 77 behält 1-Pegel und dieser Ausgang wird über einen Pegelumsetzer 78 an das Gate des FET-Schalters 75 gelegt und macht diesen leitfähig. Weiterhin ist die Ausgangsseite des Zeit-Spannung-Umsetzers 12, d. h. die Ausgangsseite des Operationsverstärkers 71, über einen Stromverstärker 79 an eine Seite jedes der FET-Schalter 14a, 14b und 14c, welche den Umschalter 14 bilden, angeschlossen. Die anderen Seiten der FET-Schalter 14a, 14b und 14c sind jeweils mit einem Eingang einer der Spannungs-Halteschaltungen 15, 16 und 29 verbunden, d. h. mit jeweils einem Pol der Spannungs-Hai te-Kondensatoren 81a, 81b und 81c und mit einer der Pufferschaltungen 82a, 8 2b und 82c. Die anderen Pole der Kondensatoren 81a, 81b und 81c liegen an Masse. Im Ausgangszustand hat, wie vorher beschrieben, der Ausgang 52a der ersten Stufe des Schieberegisters 4 9 h-Pegel und dieses h-Pegel-Ausgangssignal wird über einen Pegelumsetzer 83a an den FET-Schalter 14a gelegt, um ihn in dem EIN-Zustand zu halten.

Der Ausgang des Flipflop 56, d. h. der zu messende Zeitimpuls, der vom Anschluß 11 geliefert wird, ist, wie be-

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schrieben, mit dem Zeitglied 63 verbunden und liegt gleichzeitig am Vorbereitungseingang P des Flipflop 46 bzw. am Trigger-Eingang T des Flipflop 77. Dementsprechend wird das Flipflop 46, wenn der erste Impuls P₁ h-Pegel annimmt (Fig. 7E) vorbereitet, seinen Ausgang Q auf h-Pegel zu legen, so daß der Ausgang des Pegelumsetzers 1-Pegel bekommt und den FET-Schalter 73 abschaltet. Als Folge hiervon beginnt der Integrator 12 seine integrierende Funktion und integriert eine konstante Spannung aus der Konstantspannungsquelle 13. Der Ausgang des Integrators sinkt, wie in Fig. 7K gezeigt, von Null-Potential aus langsam ab. Dieser Ausgang wird durch den Stromverstärker 79 verstärkt und dann an den Umschalter 14 gelegt. In dem Umschalter 14 ist, wie vorher erwähnt, nur der FET-Schalter 14a in dem EIN-Zustand, so daß der Ausgang des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 in den Kondensator 81a der Spannungshaiteschaltung 15 über den Stromverstärker 79 geladen wird.

Wenn der Ausgang Q des Flipflop 46 h-Pegel annimmt, wird für Flipflop 77 der Rücksetz-Zustand aufgehoben und folglich wird Flipflop 77, sobald der Impuls P₁ endet und 1-Pegel annimmt, den h-Pegel an seinem Signaleingang D einlesen und sein Q-Ausgang bekommt h-Pegel. Dieser h-Pegel-Ausgang gelangt über den Pegelumsetzer 78 an den FET-Schalter

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75 und schaltet ihn aus. Als Folge hiervon endet die Integration durch den Zeit-Spannung-Umsetzer 12, wie in Fig. 7K gezeigt, und die der Zeitdauer ^T.. + t_Q des Impulses P₁ entsprechend integrierte Spannung V₁ wird in den Kondensator 81a geladen. Die Spannung des Kondensators 81a, d. h. die Ausgangsspannung der Pufferschaltung 82a folgt, wie in Fig. 7L dargestellt, dem Ausgang des Zeit-Spannung-Umsetzers 12. Die Laufzeit Τ_Ά des Zeitgliedes 6 wird so gewählt, daß seine Funktion erst beendet ist, nachdem die in der Spannungshalteschaltung 15 gespeicherte Spannung gut mit der umgewandelten Spannung des Zeit-Spannung-Umsetzers übereinstimmt.

Auf diese Weise wird die Spannung v.. exakt in dem Kondensator großer Kapazität 81a der Spannungshalteschaltung 15 gespeichert und diese Spannung ändert sich auch nicht, selbst wenn sie für eine relativ lange Zeit gespeichert wird.

Beim Ende der Laufzeit T des Zeitgliedes 63 wird sein Ausgang an die Zeitglieder 40 und 50 sowie an das Schieberegister 49 gelegt und steuert diese, wie vorher beschrieben. Als Folge hiervon erhält, wie in Fig. 7G gezeigt, der Ausgang 52a der ersten Stufe des Schieberegisters 49 1-Pegel und der FET-Schalter 14a wird ausgeschaltet, wodurch

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er die Spannung V₁ in der Spannungshaiteschaltung 15 fixiert. Weiterhin erhält der Ausgang der zweiten Stufe des Schieberegisters 49, wie in Fig. 7H gezeigt, h-Pegel und dieses h-Pegel-Signal gelangt über einen Pegelumsetzer 83a an das Gate des FET-Schalters 14b und schaltet diesen ein. Anschließend wird, wenn die Laufzeit Τ_Ώ des Zeitgliedes 40 endet und sein Ausgang, wie in Fig. 7d gezeigt, 1-Pegel annimmt, das Flipflop 46 durch das 1-Pegel-Signal veranlaßt, den niedrigen Pegelwert L, der an seinem Signaleingang liegt, einzulesen, wodurch sein Q-Ausgang 1-Pegel annimmt. Dieser "l-Pegel-Ausgang schaltet den FET-Schalter 73 ein, wodurch der Integrator 12 zurückgesetzt wird und sein Ausgang, wie in Fig. 7K gezeigt, auf den Pegel null ansteigt. Zur gleichen Zeit wird Flipflop 77 zurückgesetzt, ändert seinen Q-Ausgang auf 1-Pegel und schaltet den FET-Schalter 75 ein. Nachdem die in dem Kondensator 81a gespeicherte Ladung über den FET-Schalter 14b nach Masse entladen wurde, endet die Laufzeit T des Zeitgliedes 50 und sein Ausgang erhält, wie in Fig. 7e gezeigt, 1-Pegel. Als Ergebnis hiervon wird das Flipflop 30 durch den Ausgang des Zeitgliedes 50 gesteuert und'der Ausgang Q des Flipflop 56 erhält, wie vorher beschrieben, h-Pegel, sobald ein zweiter der aufeinanderfolgenden Impulse des Taktes 1 eintrifft. Mit anderen Worten, es wird wie oben beschrieben, ein zweiter Impuls P„ erzeugt.

Wenn dieser zweite Impuls P„ an das Flipflop 46 angelegt

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wird, um es vorzubereiten, beginnt, wie das bei dem ersten Impuls P₁ der Fall war, die Integration durch den Zeit-Spannung-Umsetzer 12 und der Ausgang des Umsetzers verändert sich, wie in Fig. 7K gezeigt. Der Ausgang des Umsetzers gelangt über den Schalter 14b an den Kondensator 81b und wird, wie Fig. 7M zeigt, dort gespeichert. Auf diese Weise wird die der Impulsbreite 2t~ des zweiten Impulses P_? entsprechende Spannung v~ im Kondensator 81b, d. h. in der Spannungshalteschaltung 16, gespeichert.

Anschließend wird, nachdem die zweite Laufzeit T_a des Zeitgliedes 63 endet und der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 zurückgesetzt ist, der dritte Impuls P-. von Anschluß 11 auf ähnliche Weise an das Flipflop 46 angelegt mit dem Ergebnis, daß die der Impulsbreite des Impulses P-. entsprechende Span nung v., im Kondensator 81c der Spannungshalteschaltung 29 gespeichert wird. Zu dieser Zeit hat der Ausgang 52c der dritten Stufe des Schieberegisters 49 h-Pegel, der über den Pegelumsetzer 83c an den FET-Schalter 14c gelangt und diesen leitfähig macht. Die Laufzeiten T_ und T_, der Zeitglieder sind in den Fig. 7d und 7e als sehr kurz dargestellt, aber sie sind generell so gewählt, daß sie ausreichend länger sind als die Periodendauer t_ der Taktimpulse 1. In der oben beschriebenen Weise werden die Spannungen V₁, v_ und v_, die aus der Umsetzung der Impulsbreiten der drei Impulse P₁, P₂

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und P., entstanden sind, in den Spannungshaiteschaltungen 15, 16 bzw. 29 gespeichert. Anschließend erhält am Ende der dritten Laufzeit des Zeitgliedes 63 dessen Ausgang 1-Pegel, wodurch das Schieberegister 49 weitergeschaltet wird und in seiner vierten Stufe 52d ein h-Pegel-Ausgangssignal bekommt, wie Fig. 7 J zeigt. In diesem Zustand haben die Ausgangssignale an den Klemmen 52b und 52c 1-Pegel, der Ausgang des UND-Gatters 20 hat 1-Pegel und auch der Eingang am Anschluß 11 zeigt 1-Pegel, so daß der Ausgang des ODER-Gatters 59 1-Pegel erhält. Selbst wenn Taktimpuls 1 vom Anschluß 61 an das Flipflop 45 angelegt wird, bleibt dessen Q-Ausgang auf 1-Pegel und, wie in Fig. 7E gezeigt, geht der Ausgang des Flipflop 56 nicht auf h-Pegel.

Der h-Pegel-Ausgang vom vierten Anschluß 52d des Schieberegisters 4 9 wird invertiert und über ein ODER-Gatter 84 an den Triggereingang T des Flipflop 48 gelegt. Dementsprechend geht der Ausgang Q des Flipflop 48 auf h-Pegel, wenn der Ausgang am Anschluß 52d h-Pegel annimmt, vergleiche Fig. 7P. Das h-Pegel-Ausgangssignal des Flipflop 48 gelangt an einen Umsetzer für Pegel und Polarität 85. Über einen Kondensator 87 eines Integrators 86, der einen Teil des Spannung-Zeit-Umsetzers 18 darstellt, ist ein FET-Schalter 88 geschaltet und der Ausgang des Umsetzers für Pegel und Polarität 85 liegt am Gate des FET-Schalters 88, schaltet ihn ab

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und erlaubt damit dem Integrator 86, den Integriervorgang zu beginnen. Der Integrator 86 integriert die konstante Spannung aus der Konstantspannungsquelle 13 und der integrierte Ausgang sinkt, wie Fig. 7Q zeigt, von null aus ab. In Fig. 7 ist gezeigt, daß die Integrationsgeschwindigkeit des Integrators 86 nur etwas kleiner ist als die Integriergeschwindigkeit des Zeit-Spannung-Umsetzers 12, in der Praxis ist jedoch die Integrationsgeschwindigkeit des ersteren beispielsweise 100 oder 1 000 mal niedriger als die Geschwindigkeit des letzteren. D. h., der Integrator 86 führt die Integration sehr langsam durch.

Der Integral-Ausgang des Integrators 86 ist mit einer Eingangsseite einer Vergleichsstufe 89 verbunden, deren anderer Eingang vom Ausgang des Umschalters 17 beaufschlagt wird. Der Umschalter 17 besteht beispielsweise aus FET-Schaltern 91a, 91b und 91c, deren Eingangsseiten mit den Ausgängen der Spannungshalteschaltungen 15, 16 bzw. 29 verbunden sin· und deren Ausgangsseiten gemeinsam am Eingang der Vergleichsstufe 89 liegen. An die Gates der FET-Schalter 91a, 91b und 91c sind über die Pegelumsetzer 9 2a, 92b und 92c die Ausgangssignale der ersten, zweiten und dritten Ausgänge 53a, 53b und 53c des Schieberegisters 51 angeschaltet. Das Schieberegister 51 erhält das Ausgangssignal Q des Flipflop 48 und wird immer weitergeschaltet, wenn dieser Ausgang Q 1-Pegel

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annimmt. Im Ausgangszustand hat nur das Ausgangssignal am ersten Anschluß 53a h-Pegel, wie in Fig. 7T gezeigt, so daß nur der FET-Schalter 91a des Umschalters 17 im EIN-Zustand ist. D. h., die Spannung V₁ der Spannungshai teschaltung 15 liegt an der Vergleichsstufe 89.

Vor dem Beginn der Integration durch den Integrator 86 ist das vom Umschalter 17 kommende Eingangssignal an der Vergleichsstufe 8 9 im Absolutwert größer als das andere Eingangssignal, so daß die Vergleichsstufe 89 ein 1-Pegel- \usgangssignal abgibt. Wenn jedoch der integrierte Wert des Integrators 86 die Spannung V₁ erreicht, wird das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 8 9 in ein h-Pegel-Signal umgedreht, welches über den Pegelumsetzer 93 und das ODER-Gatter 47 an den Rücksetzeingang des Flipflop 48 gelangt. Dementsprechend wird das Flipflop 48 zurückgesetzt, sein Ausgang Q erhält, wie Fig. 7P zeigt, 1-Pegel und ein h-Pegel-Signal erreicht das Gate des FET-Schalters 88 und schaltet diesen ein, wodurch der Integrator 86 zurückgesetzt und sein Ausgangssignal auf den Pegel null gebracht wird, wie in Fig. 7Q dargestellt. Demgemäß verursacht, wie in Fig. 7R gezeigt, der Ausgang des Pegelumsetzers 93 einen Impuls, wenn der Ausgang des Integrators 86 die Spannung V₁ erreicht.

Weiterhin geht, wie beschrieben, der Ausgang Q des Flipflop 26

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48 auf den h-Pegel und öffnet ein Gatter 19, wenn das Ausgangssignal am Anschluß 52d des Schieberegisters 49 h-Pegel annimmt. Die in Fig. 7X gezeigten .Impulse des Taktes 2 aus dem Taktgenerator 21 passieren das Gatter 19 solange der Ausgang Q des Flipflop 48 h-Pegel behält. Die zweite Taktgeberfrequenz ist gleich oder höher als die erste Taktgeberfrequenz. Wenn der Ausgang des Integrators die Spannung v. erreicht, kehrt der Ausgang Q des Flipflop 48 zu dem 1-Pegel zurück und schließt Gatter 19, so daß der Ausgang des Gatters den in Fig. 7Y gezeigten Verlauf annimmt. Dieser Gatter-Ausgang ist mit jedem der Gatter 94a, 94b und 94c verbunden, die außerdem die Ausgangssignale der Anschlüsse 53a, 53b und 53c des Schieberegisters 51 erhalten. Demzufolge erreichen die zweiten Taktimpulse während der Dauer eines Impulses q₁, welcher am Ausgang des Flipflop 48 entsteht, über das Gatter 94a den Anschluß 95a in einer Anzahl, die dem Zeitintervall JiT* t„ entspricht, vergleiche Fig. 7a.

Wenn, wie in Fig. 7P gezeigt, der Ausgang Q des Flipflop zu dem 1-Pegel zurückkehrt, d. h. am Ende des Impulses q.. , wird ein Zeitglied 96 gestartet und erzeugt ein Ausgangssignal von h-Pegel, wie in Fig. 7S dargestellt. Bei Beendigung seiner Laufzeit T nimmt das Zeitglied 96 sein Ausgangssignal zurück auf 1-Pegel, der über das ODER-Gatter

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an den Triggereingang T des Flipflop 48 gelangt und dessen Ausgang Q wieder auf h-Pegel bringt. Wenn vorher der Ausgang Q des Flipflop 48 1-Pegel annimmt, wird das Schieberegister 51 weitergeschaltet und erzeugt an seinem Anschluß 53b ein h-Pegel-Ausgangssignal wie in Fig. 7V dargestellt, durch welches der FET-Schalter 91b des Umschalters 17 eingeschaltet wird, wodurch die in der Spannungshalteschaltung 16 gespeicherte Spannung v„ an die Vergleichsstufe 89 gelangt. Wenn der Ausgang Q des Flipflop 48 zum zweiten Male den h-Pegel erreicht, wirkt der Integrator 86 in der gleichen Weise wie oben beschrieben, d. h. der Integrator 86 beginnt seine Integration beim Eintreffen eines zweiten Impulses q„ von Flipflop 48. Gleichzeitig werden die Gatter 19 und 94b geöffnet, so daß die in Fig. 7X gezeigten zweiten Taktimpulse aus dem Taktgeber 21 für die Dauer des Impulses q„, wie dies Fig. 7b zeigt, über die Gatter 19 und 94b an den Anschluß 95b gelangen. Wenn der integrierte Wert des Integrators 86 gleich der Spannung v„ der Spannungshalteschaltung 16 wird, wird das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 89 invertiert und setzt Flipflop 48 zurück. Dementsprechend wird Gatter 19 geschlossen und am Anschluß 95b erscheinen die zweiten Taktimpulse in einer Anzahl, die der Dauer 2t- des zweiten Impulses P„ in Fig. 7E entspricht.

Auf ähnliche Weise erhält der Ausgang Q des Flipflop 48 1-Pegel 27/28

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und das Schieberegister 51 erzeugt an seinem dritten Anschluß 53c ein h-Pegel-Signal, wie dies in Fig. 7V gezeigt ist, und schaltet damit den FET-Schalter 91c ein. Weiterhin wird das Zeitglied 96 gestartet und nach dessen Laufzeit T_n geht der Ausgang Q des Flipflop 48 wieder auf den h-Pegel und erzeugt einen dritten Impuls q.,. Beim Auftreten des Impulses q₃ beginnt der Integrator 86 seine Integration und wenn die integrierte Spannung gleich der in der Spannungshalteschaltung 29 gespeicherten Spannung V₃ wird, wird der Ausgang der Vergleichsstufe 89 invertiert und setzt Flipflop 48 zurück. Als Folge erscheint am Anschluß 95c eineder Dauer t_Q des dritten Impulses q^ entsprechende Anzahl von zweiten Taktimpulsen, wie in Fig. Ic gezeigt. Als nächstes erzeugt, wenn das Flipflop 48 wieder zurückgesetzt wird, das Schieberegister 51, wie in Fig. 7W, gezeigt, an seinem vierten \nschluß 53d ein h-Pegel-Signal, welches über das ODER-Gatter 4 an den Rücksetzeingang R des Flipflop 48 gelangt und dieses zurücksetzt, so daß, selbst wenn der Ausgang des Zeitgliedes 96 1-Pegel annimmt, das Flipflop 48 nicht umgesteuert wird.

Auf diese Weise werden an den Ausgängen 95a, 95b bzw. 95c die den in Fig. 3H gezeigten ersten, zweiten bzw. dritten Zeitintervallen entsprechenden Zahlen von Taktimpulsen erzeugt. Anschließend werden diese Taktimpulse, wie vorher unter Bezug auf Fig. 5 erläutert wurde, durch die Vor-Rückwärtszähler

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22 und 31 gezählt, d. h. die Taktimpulse an den Anschlüssen 95a bzw. 95b werden durch die Zähler 22 und 31 hochgezählt und anschließend werden die Taktimpulse am Anschluß 95c von den Zählern 22 und 31 zurückgezählt. Anschließend werden diese Zählergebnisse in der Dividierstufe 28 dividiert. Auf diese Weise können hochgenaue Zeitintervall-Messungen durchgeführt werden, welche frei sind von der nichtlinearen Kennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 und von Änderungen der Umwandlungskennlinie der Umsetzer 12 und 18, die durch die Umgebungstemperatur o. ä. verursacht sind.

Anh. ad der Fig. 8 und 9 wird die Messung des Zeitintervalles Tx nach Fig. 3A erläutert, wobei das oben beschriebene Verfahren zur Messung sehr kurzer Zeitintervalle angewendet wird. In Fig. 8 wird ein Rücksetzimpuls, wie er in Fig. 9A gezeigt ist, von Anschluß 41 her angelegt, um das Meßgerät in seinen Ausgangszustand zu bringen. In diesem Zustand wird ein Impuls mit dem zu messenden Zeitintervall Tx, dargestellt in Fig. 9B, von einem Eingang 101 an eine Differenzierstufe 102 gelegt, deren differenzierte Ausgänge die dem Ansteigen bzw. dem Abfallen des Eingangsimpulses entsprechen, wie in Fig. 9C und 9D gezeigt, an eine erste bzw. zweite Teil-Meßeinrichtung bzw. 104 angelegt werden. Jede der Teil-Meßeinrichtungen und 104 ist in ihrer Ausführung identisch mit der in Fig. 6 gezeigten Meßschaltung. Dementsprechend werden sie über An-

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Schluß 41 mit Rücksetzimpulsen, über Anschluß 61 mit ersten Taktimpulsen und vom Taktgenerator 21 mit zweiten Taktimpulsen gespeist.

In der Teil-Meßeinrichtung 103 werden die in der Fig. 7E gezeigten Impulse P₁, P„ und P₃ in der vorher beschriebenen Weise erzeugt und die der Dauer der Impulse P₁, P_ bzw. P₃ entsprechende Anzahl von Impulsen des zweiten Taktes erscheinen an den Ausgängen 95a, 95b bzw. 95c. Die Taktimpulse an den Ausgängen 95a bzw. 95b werden durch die Vor-Rückwärts-Zähler 22 und 31 aufaddiert, während die Taktimpulse vom Ausgang 95c von den Zählern 22 und 31 rückgezählt werden. Das Ausgangssignal am Anschluß 56 der Fig. 6 wird in der Teil-Meßeinrichtung 103 an den Triggeranschluß T des Flipflop 105 gelegt, um es im voraus zurückzusetzen und an seinen Signaleingang D wird ein h-Pegel-Signal gelegt. Entsprechend wird der Ausgang Q des Flipflop 105, wie in Fig. 9H gezeigt, beim Abfall des ersten Impulses P₁ (Fig. 9F) von Anschluß 11 auf h-Pegel gelegt und dieses Ausgangssignal erscheint am Gatter 106. Der Ausgang Q eines Flipflop 107, welches im voraus durch den Rücksetzimpuls vom Anschluß 41 zurückgesetzt wird, erreicht ebenfalls als h-Pegel (Fig. 91) das Gatter 106. Gleichzeitig wird das Gatter 106 auch durch die in Fig. 9E gezeigten ersten Taktimpulse vom Anschluß 61 her gesteuert. Dementsprechend passieren die ersten Takimpulse das Gatter 106 von dem

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Moment des Abfalls des ersten Impulses P₁ an und werden im Zähler 108 addiert.

In der zweiten Teil-Meßeinrichtung 104, die mit dem in Fig. 9D gezeigten Impuls am Ende des Zeitintervalles Tx gespeist wird, werden Impulse erzeugt, ähnlich dem ersten, zweiten und dritten Impuls P₁, P„ und P... Impulse des zweiten Taktes, die in ihrer Anzahl der Dauer dieser Impulse entsprechen, erscheinen an den Klemmen 95a', 95b¹ bzw. 95c¹, die den Anschlüssen 95a, 95b und 95c in Fig. 6 entsprechen. Mit anderen Worten, am Anschluß 95a¹ erscheinen Impulse des zweiten Taktes in einer Anzahl, die der Dauer des in Fig. 9G gezeigten Impulses entspricht, welche die Summe aus dem zwischen dem Ende des Zeitintervalles Tx und dem nächsten folgenden Impuls des ersten Taktes liegenden Zeitintervall A T„ und der Periodendauer t_ ist. An den Anschlüssen 95b¹ und 95c¹ erscheinen zweite Taktimpulse, deren Anzahl den Impulsbreiten 2t» und P_ entspricht. Dann werden, wie es in Fig. 6 der Fall ist, die Impulse des zweiten Taktes, die an den Anschlüssen 95a¹ bzw. 95b¹ erscheinen, von den Vor-Rückwärts-Zählern 22' bzw. 31' addiert und diese Zählergebnisse werden dann um die Impulse des zweiten Taktes am Anschluß 95c' vermindert. Von der zweiten Teil-Meßeinrichtung 104 werden über den Anschluß 11', der dem Anschluß 11 in Fig. 6 entspricht, Impulse an den Triggereingang des Flipflop 107 gegeben ..und mit dem Abfallen des Impulses (Fig. 9G) entsprechend dem ersten 31

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der Impulse P₁ wird h-Pegel in das Flipflop 107 eingelesen
und damit sein Q-Ausgang auf 1-Pegel gelegt, wie in Fig. 91 gezeigt. Als Folge wird das Zählen der Impulse des ersten
Taktes durch den Zähler 108 beendet.

Die Zählergebnisse n.. und n_ der Zähler 22 und 31, die Zählergebnisse n-, und n. der Zähler 22' und 31' sowie das Zählergebnis N des Zählers 108 werden an einen Rechner 109
gegeben. Nachdem am Anschluß 95c die Impulse des zweiten
Taktes in einer der Dauer des dritten Impulses P₃ (Fig. 7E) entsprechenden Zahl angekommen sind, erzeugt in der ersten
Teil-Meßeinrichtung 103 das Schieberegister 51 ein h-Pegel-Signal am vierten Anschluß 53d, welches, wie in Fig. 9K gezeigt, an das UND-Gatter 111 in Fig. 8 angelegt wird. Dieses UND-Gatter 111 wird ebenfalls von dem in Fig. 9L gezeigter.
Ausgang am entsprechenden Anschluß 53d' der zweiten Teil-Meßeinrichtung 104 angesteuert. Dementsprechend bekommt, wenn beide Eingänge des UND-Gatters 111 an h-Pegel liegen, se.
Ausgang ebenfalls h-Pegel und gibt damit den Start der Rechenoperation im Rechner 109 frei. Im Rechner 109 wird

ⁿ1 ⁿ3 k
(N+—-—) + 10 berechnet, wobei k eine positive ganze Zahl ist, die durch einen Genauigkeitsfaktor bestimmt wird. Das errechnete Ergebnis ist das gewünschte Zeitintervall Tx, das in einem Register des Rechners 109 gespeichert und von einer

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-EO-

Anzeige des Rechners 109 angezeigt wird.

Auch in dem Falle, daß das zu messende Zeitintervall relativ
lang ist, kann der Zähler 108 ein solcherjmit einer relativ
kleinen Anzahl von Stufen sein, d. h. die Frequenz der Impulse des Taktes 1 kann relativ niedrig liegen und demzufolge kann als Zähler 108 ein nicht aufwendiger Typ verwendet werden.
Zusätzlich können die Bruchteile Λτ und Λ T_, die zu Beginn und Ende des zu messenden Zeitintervalles auftreten und kürzer sind als eine Periode der ersten Taktimpulse, durch die Teil-Meßeinrichtungen 103 und 104 mit hoher Geschwindigkeit gemessen werden. Diese Messung kann, wie oben beschrieben, durch
das Dehnen der sehr schmalen Zeitbereiche und durch die Anwendung der zweiten Taktimpulse von relativ hoher Frequenz
mit großer Genauigkeit durchgeführt werden. Weiterhin ist es
zur Vermeidung der Einflüsse der Nichtlinearität der Umsetzer und der Änderungen ihrer Umwandlungskennlinien notwendig,
für jedes sehr kurze zu messende Zeitintervall zwei Impulse
konstanter Dauer zu messen, doch selbst wenn die Impulse
relativ dicht beieinander erzeugt werden, können sie mittels
gemeinsamer Umsetzer unter Verwendung von Spannungshalteschaltungen genau gemessen werden. Außerdem ist es nicht notwendig, die Konverter zur Vermeidung von Temperatureinflüssen in einem Thermostaten unterzubringen, so daß die Meßeinrichtung insgesamt bemerkenswert wenig aufwendig wird.

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In Fig. 6 ist es möglich, den FET-Schalter 75 wegzulassen, indem z. B. eine Diode in Reihe mit dem Ausgang des Zeit-Spannung-Umsetzers gelegt, die Konstantspannung 13 direkt an den Umsetzer 12 geschaltet und der FET-Schalter 73 direkt durch den in Fig. 7E gezeigten Impuls gesteuert wird. Jedoch werden in diesem Falle, wenn der FET-Schalter 73 eingeschaltet wird, um den Kondensator 72 zu entleeren, die bis dahin im Kondensator 72 gespeicherten Ladungen über den Schalter 73 entladen, so daß eine, wenn auch sehr kurze Zeit für das Entladen des Kondensators 72 gebraucht wird. Während dieser Zeit findet, wenn auch in geringem Umfang, eine Integration statt, wodurch die Möglichkeit entsteht, daß die Zeit-Spannung-Umsetzung ungenau wird. Wenn aber die Integration durch das Abschalten des FET-Schalters 75 beendet wird, endet die Integration augenblicklich, was Messungen mit sehr hoher Genauigkeit ermöglicht.

Ferner wird, wie es im speziellen Ausführungsbeispiel des Spannung-Zeit-Umsetzers 18 in Fig. 6 realisiert ist, in dem Fall, wo zu Beginn der Umsetzung ein Signal, das den Beginn anzeigt, an das Flipflop 48 gelegt wird, um die Integration durch den Integrator 86 zu starten, und das Flipflop 48, wenn der integrierte Ausgang mit der umzusetzenden Spannung übereinstimmt, rückgesetzt wird, nur eine Vergleichsstufe verwendet und der ganze Aufbau läßt sich dadurch vereinfachen.

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Zusätzlich wird, auch bei der nächsten Messung, beim Feststellen der Koinzidenz durch die Vergleichsstufe das Flipflop 48 rückgesetzt und setzt hierbei ebenfalls den Integrator 86 zurück; daher kann die nächste Umsetzung sofort durchgeführt werden und folglich kann die gesamte Meßzeit verkürzt werden.

In dem Vorhergegangenen werden die Zeit-Spannung-Umsetzung, das Schalten der Spannungshalteschaltungen und die Spannung-Zeit-Umsetzung durch eine Schaltung gesteuert, aber da sie durch einander folgende Abläufe gesteuert werden, kann die Steuerung auch mit Hilfe eines Programms und Einsatz eines sog. Mikrocomputers erfolgen.

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Claims

BLUMBACH · WESER . BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH · BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Z Q 9 O P 1

Patentconsult RadeckestraCe 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

TAKEDA RIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA 78/8774

32-1, 1-chome, Asahi-cho, Nerima-ku,
Tokyo, Japan

PATENTANSPRÜCHE

n} Zeitintervall-Meßeinrichtung, in der jedes zu messende Zeitintervall durch einen Zeit-Spannung-Umsetzer in eine Spannung umgesetzt wird, diese durch Umwandlung gewonnene Spannung durch einen Spannung-Zeit-Umsetzer wiederum in ein Zeitintervall umgewandelt wird, welches länger ist als das ursprüngliche und bei der die Zahl der innerhalb der umgesetzten Zeit auftretenden Taktimpulse durch Zähleinrichtungen gezählt wird, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Spannungs-Halteschaltungen, einen ersten Umschalter zur Verbindung des Zeit-Spannung-Umsetzefs mit einer der mehreren Spannungs-Halteschaltungen, um an diese die vom Zeit-Spannung-Umsetzer

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. - P. Hirsch Dipl.-Ing. . RP. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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für jedes zu messende Zeitintervall umgesetzte Spannung zu legen und einen zweiten Umschalter zur Verbindung des Eingangs des Spannung-Zeit-Umsetzers mit dem Ausgang einer der Spannungshaiteschaltungen, um deren Spannung zum Zwecke der Umsetzung in das längere Zeitintervall an den Spannung-Zeit-Umsetzer zu legen und zur anschließenden Verbindung des Eingangs des Spannung-Zeit-Umsetzers mit dem Ausgang der nächsten Spannungs-Halteschaltung.
2. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichet dadurch, daß eines von mehreren zu messenden Zeitintervallen als eine erste vorherbestimmte konstante Zeit T₁ festgelegt wird, daß diese erste konstante Zeit größer gewählt wird als der nicht_JLineare Teil der Umsetzungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers, daß das andere zu messende Zeitintervall T„ mit der ersten konstanten Zeit im voraus kombiniert wird und daß eine Subtrahiereinrichtung vorgesehen ist, die das Zählergebnis der Zähleinrichtung für die erste konstante Zeit T₁ vom Zählergebnis der Zähleinrichtung für das kombinierte Zeitintervall subtrahiert.
3. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der mehreren zu messenden

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Zeitintervalle als eine zweite vorherbestimmte konstante Zeit T, festgelegt wird, daß eine Dividierstufe vorgesehen ist zum Dividieren des Zählergebnisses der Zähleinrichtung für das andere Zeitintervall T~ durch das Zählergebnis der Zähleinrichtung für die zweite konstante Zeit T₃.
4. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines von mehreren zu messenden Zeitintervallen als eine erste vorherbestimmte konstante Zeit T₁ festgelegt wird, daß diese erste konstante Zeit größer gewählt wird als der nichtlineare Teil der Umsetzungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers, daß ein weiteres· zu messendes Zeitintervall T₃ mit der ersten, konstanten Zeit.T₁ zu einem Zeitintervall T₃ + T₁ kombiniert wird, daß ein weiteres zu messendes Zeitintervall als zweite konstante Zeit T₃ festgelegt wird, welche länger ist als die erste konstante Zeit T₁,und daß eine Recheneinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung des Meßwertes des Zeitinter-

n - n..

valles T_ durch die Errechnung des Wertes — aus

2 ⁿ3 ~ ⁿ1

den Zählergebnissen n. n„ und n, der Zähleinrichtungen für die erste konstante Zeit T₁, die kombinierte Zeit T_ + T₁ und die zweite konstante Zeit T^.

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5. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung erste und zweite Vor-Rückwärts-Zähler für das Hochzählen von n₂ und n_ sowie das Rückzählen von n. aus den entsprechenden Zählergebnissen umfaßt sowie eine Dividierstufe für das Dividieren der Zählergebnisse der Vor-Rückwärts-Zähler.
6. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeit-Spannung-ümsetzer aus einem ersten Integrator besteht, der für jedes zu messende Zeitintervall eine konstante Spannung aus einer Konstant-Spannungsquelle integriert.
7. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schalter zwischen die Konstant-Spannungsquelle und den ersten Integrator geschaltet ist, daß ein zweiter Schalter parallel zum Integrierkondensator des ersten Integrators geschaltet ist und daß eine Steuerschaltung zum Steuern des ersten und zweiten Schalters vorgesehen ist derart, daß während die Ausgangsseite des ersten Integrators mit einer der Spannungs-Hai te schaltungen verbunden ist, der zweite Schalter ausgeschaltet ist und damit die Integrierfunktion des ersten Integrators, die mit demBeginn jedes der zu messenden Impulse

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startet ,erlaubt; daß am Ende des zu messenden Zeitintervalles der erste Schalter ausgeschaltet und die Integration beendet wird, daß ferner, wenn die Ausgangsseite des ersten Integrators auf eine andere Spannungs-Halteschaltung umgeschaltet wird, sowohl der erste als auch der zweite Schalter eingeschaltet werden.
8. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgangsseite des ersten Integrators und den ersten Umschalter ein Stromverstärker geschaltet ist zum Verstärken des Stromes des Ausgangs des ersten Integrators.
9. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannung-Zeit-ümsetzer ein Flipflop, dessen Ausgangssignal durch ein Umsetzungs-Befehlssignal invertiert wird, enthält, sowie einen zweiten Integrator, der durch den nicht invertierten Ausgang des Flipflop rückgesetzt und durch den invertierten Ausgang des Flipflop gestartet wird und eine konstante Spannung integriert, und eine Vergleichsstufe zum Vergleichen des Ausgangs des zweiten Integrators mit dem Ausgang des zweiten Umschalters und die das Flipflop durch ihren invertierten Ausgang rücksetzt.

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Ϊ855813
10. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinrichtung enthält, die den Zeit-Spannung-Umsetzer und den ersten Umschalter so steuert, daß nachdem eines der zu messenden Zeitintervalle durch den mit einer der Spannungs-Halteschaltungen verbundenen Zeit-Spannung-Umsetzer umgesetzt ist, der erste Umschalter betätigt wird und den Zeit-Spannung-Umsetzer mit einer anderen Spannungs-Halteschaltung verbindet, worauf der Zeit-Spannung-Umsetzer

ferner
rückgesetzt wird;/wenn die in der neuerlich angeschalteten Spannungs-Haiteschaltung gespeicherte Spannung auf einen Bezugsspannungswert zurückgeht, das nächste zu messende Zeitintervall durch den Zeit-Spannung-Umsetzer umgesetzt wird.
11. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall zwischen dem Beginn eines relativ langen zu messenden Zeitintervalles Tx und dem Auftreten des unmittelbar folgenden Impulses eines zweiten Taktes als die Zeit T₂ verwendet wird, daß eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahliges (1 ingegriffen) Vielfaches der Periodendauer des zweiten Taktes ist, als Zeit T₁ verwendet wird, daß das Zeitintervall zwischen dem Ende des Zeitintervalls Tx und dem Auftreten des unmittelbar folgenden Impulses des zweiten Taktes

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als eine weitere Zeit T₂ verwendet wird, daß eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahliges Vielfaches (1 inbegriffen) der Periodendauer des 2. Taktes ist, als weitere Zeit T₁ verwendet wird, daß Einrichtungen zur Bildung von ersten und zweiten Gruppen von zu messenden Zeitintervallen T₁ + T~ und T₁ vorgesehen sind, ferner ein dritter Zähler zum Zählen der Impulszahl des 2. Taktes zwischen dem Ende des Zeitintervalls T- + T„ der ersten Gruppe und dem Ende des Intervalls T₁ + T₃ der zweiten Gruppe sowie Einrichtungen zur Berechnung des Zeitintervalls Tx aus dem Zählergebnis des dritten Zählers und dem Ergebnis der Subtraktion der Subtrahiereinrichtungen für die beiden Gruppen der Zeitintervalle T₁ + T₂ und T₁.
12.Zeit-Intervall-Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeit-Intervall zwischen dem Beginn eines relativ langen, zu messenden Zeit-Intervalls Tx und dem Eintreffen des unmittelbar darauf folgenden Impulses des 2. Taktes als Zeit T₂ verwendet wird, daß eine zweite konstante Zeit von der Dauer einer Periode des 2. Taktes als Zeit T₃ verwendet wird, daß das Zeit-Intervall zwischen dem Ende des Zeit-Intervalls Ttf und dem Eintreffen des unmittelbar darauf folgenden Impulses des 2» Taktes als weitere Zeit T₂ verwendet wird, daß eine zweite konstante Zeit von der Dauer einer Periode des 2. Taktes als weitere Zeit T₃ verwendet wird, und daß Einrichtungen zur Bildung von ersten und zweiten Gruppen

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von zu messenden Zeit-Intervallen T₂ und T₃ vorgesehen sind, ferner ein dritter Zähler zum Zählen der Anzahl von Impulsen des 2. Taktes zwischen dem Ende des Zeit-Intervalls T₃ der ersten Gruppe und dem Ende des Zeit-Intervalls T_ der zweiten Gruppe sowie Einrichtungen zum Errechnen des Zeit-Intervalls Tx an dem Zählergebnis des dritten Zählers und dem Divisionsergebnis der Dividierstufe für die beiden Gruppen der Zeitintervalle T„ und T₃.
13. Zeit-Intervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 4 gekennzeichnet dadurch, daß das Zeit-Intervall zwischen dem Beginn eines relativ langen, zu messenden Zeit-Intervalls Tx und dem Eintreffen eines unmittelbar darauf folgenden Impulses des 2. Taktes als Zeit T« verwendet wird,

daß eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahliges Vielfaches (1 inbegriffen) der Periodendauer des 2. Taktes ist, als Zeit T₁ verwendet wird, daß eine zweite konstante Zeit, die um eine Periodendauer des 2. Taktes langer ist als T₁, als Zeit T₃ verwendet wird,

daß das Zeit-Intervall zwischen dem Ende des Zeit-Intervalls Tx . und dem Eintreffen des unmittelbar folgenden Impulses des Taktes 2 als eine weitere Zeit T₂ verwendet wird, daß eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahliges Vielfaches (1 inbegriffen) der Periodendauer des 2. Taktes ist, als weitere Zeit T₁ verwendet wird, daß eine zweite konstante Zeit, die um eine Periodendauer des 2. Taktes länger ist als die weitere Zeit T₁ als weitere Zeit T₃ verwendet wird, und daß Einrichtungen zur Bildung von zwei Gruppen von zu messenden

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Zeit-Intervallen T₁ + T-, T₁ und T^, vorgesehen sind, ferner ein dritter Zähler zum Zählen der Anzahl von Impulsen des 2. Taktes zwischen dem Ende des Zeit-Intervalls T₁ + T₂ der ersten Gruppe und dem Ende des Zeit-Intervalls T₁ + T„ der zweiten Gruppe, sowie Einrichtungen zum Errechnen des Zeit-

ⁿ2 " ⁿ1 Intervalls Tx aus den Rechenergebnissen für die beiden

Gruppen von Zeit-Intervallen T₁ + T~, T₁ und T₃ und aus dem Zählergebnis des dritten Zählers.
14. Zeit-Intervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 12 gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche dann, wenn sie mit einem zu messenden Zeit-Intervall gespeist werden, diesem die erste konstante Zeit hinzufügen, dann die zweite konstante Zeit bilden und anschließend automatisch die erste konstante Zeit erzeugen.

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