DE2855819B2 - Zeitintervall-Meßeinrichtung - Google Patents
Zeitintervall-MeßeinrichtungInfo
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Description
daB das Zeitintervall zwischen dem Ende des
Zeitintervalls Tx und dem Eintreffen des unmittelbar
folgenden Impulses des Taktes 2 als eine weitere Zeit Ti verwendet wird,
daß eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahliges
Vielfaches, 1 inbegriffen, der Periodendauer des Z Taktes ist, als weitere Zeit T\ verwendet wird, dzß
eine zweite konstante Zeit, die um eine Periodendatter des 2. Taktes langer ist als die weitere Zeit Γι als
weitere Zeit T3 verwendet wird, und
daß Einrichtungen zur Bildung von zwei Gruppen von zu messenden Zeitintervallen 71 + T2, Ti und 7i
vorgesehen sind, ferner ein dritter Zähler zum Zählen der Anzahl von Impulsen des 2. Taktes
zwischen dem Ende des Zeitintervalls T\+ T2 der
ersten Gruppe und dem Ende des Zeitintervalls Ti + T2 der zweiten Gruppe sowie Einrichtungen
zum Errechnen des Zeitintervalls Tx aus den Rechenergebnissen
n2 -It1
"j - «1
für die beiden Gruppen von Zeitintervallen Ti +T2,
Ti und T3 und aus dem Zählergebnis des dritten
Zählers.
14. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche
dann, wenn sie mit einem zu messenden Zeitintervall gespeist werden, diesem die erste konstante Zeit
hinzufügen, dann die zweite konstante Zeit bilden und anschließend automatisch die erste konstante
Zeit erzeugen.
Die Erfindung betrifft eine Zeitintervall-Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein bisher verwendetes Verfahren für das Messen eines Zeitintervalls besteht darin, daß die Zahl der
Ttktimpulse während des zu messenden Zeitintervalls gezählt wird. In diesem Falle ist die Meßgenauigkeit um
so höher, je höher die Frequenz der Taktimpulse ist. Es ist jedoch nicht möglich, einen Taktimpuls zu verwenden, dessen Frequenz höher ist als d:« 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 obengenannten 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 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 f s möglich, eine·?
weniger aufwendigen Zähler zu verwenden.
Wenn eine Mehrzahl von zu messenden Zeitintervallen relativ άκ'.Λ aufeinander folgt, beginnt bei
Zeitintervallmessungen, die eine solche Zeitdehnung verwenden, jedoch bereits das nächste zu messende
Zeitintervall, bevor noch die Messung des ersten
Zeitintervalls 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 ZAhlung von Taktimpulsen in ein Digitalsignal umgewandelt wird. In diesem Falle kann eine Vielzahl
von Zeitintervallen, selbst wenn sie relativ eng
beeinanderliegen, unter Verwendung eines Hochge- in schwindigkeits-A-D-Umsetzers gemessen werden.
Solch ein A-D-Umsetzer ist jedoch sehr aufwendig.
FOr die Messung einer Vielzahl von relativ eng beieinanderliegenden Zeitintervallen mit Hilfe des
Verfahrens der Zahlung von Taktimpulsen könnte man ι -. erwägen, 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-Umsetzem und Zählern
und ist daher aufwendig. Hinzu kommt, daß die Umsetzungscharakteristik der Spannung-Zeit-Umset- r>
zer 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 w wird. Darüber hinaus ist es schwierig, die Umsetzungscharakteristik der Spannung-Zeit-Umseuer 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
Zeitintervalls 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 Meßge- ■ <o
nauigkdt In Anbetracht dessen wurde zur Erhöhung der Meßgenauigkeit 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
wahend dieser Zeitintervalle ermittelt wird. Ein derartiges Meßverfahren ist beispielsweise durch die
US-PS 31 33 189 am IZ Mai 1964 bekanntgeworden. 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 Zeitinter- w
vaD-MeBeinrichtung zu schaffen, die nicht nur in der
Lage ist, ein sehr kurzes Zeitintervall, sondern auch eine
Vielzahl eng benachbarter Zeitintervalle mit hoher Genauigkeit zu messen.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die im b5
Patentanspruch 1 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-Halteschaltung angelegt Die in den Spannungs-Hai tesch titungen gespeicherten Spannungen werden
über einen zweiten Umschalter an einen Spannung-Zeit-Umsetzer gelegt der eine derartige Umsetzungscharakteristik hat daß er die Eingangsspannung in eine
Zeit umwandelt die länger 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
meSwcri liänn mii ucfTi VcftiSiuriS uCr 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
verschiede 3t η Spannungs-Halteschaltungen gespeichert Eine dieser Spannungen wird durch einen
Spannung-Zeit-Umsetzer umgewandelt und die Zahl der Takthnpulse 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 werden,
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 weden 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 Darüber hinaus kann jedes dieser eng benachbarten Zeitintervalle dadurch innerhalb kurzer
Zeh gemessen weden, daß die umgesetzten Spannungen
des Zeitintervalls und der vorerwähnten konstanten Zeh in getrennten Spanmingshalteschaltungen gespeichertwerden.
Beispielsweise kann bei Verwendung eines Integrators als Zeit-Spannung-Umsetzer die Umsetzungscharakteristik in dem Bereich, der sehr kurzen Zeiten
entspricht nichtlinear 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 Umset-
zung erfolgt. Um dies zu vermeiden, wird, nachdem eine vorgegebene konstante Zeit zu dem zu messenden
Zeitintervall hinzugefügt wurde, das kombinierte Zeitintervall durch Zeit-Spannung- und Spannung-Zeit-Umsetzung
gemessen. Ebenso wird die konstante Zeit > durch Zeit-Spannung- und Spannung-Zeit-Umsetzung
genügen 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 Umwandlungscha- κι rakteristik. 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 π
werden. Die Messung kann mit einem wenig aufwendigen Meßgerät von der Art, die Taktimpulse zählen,
durchgeführt werden.
Pig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das die Grundidee eines Ausführungsbeispiels der Zeitintervall-Meßein- .'i>
richtung gemäß der Erfindung erläutert;
Fig.2 zeigt den zeitlichen Ablauf der Arbeitsweise
des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;
Fi g. 3 zeigt den zeitlichen Ablauf einer hochgenauen
Messung eines relativ langen Zeitintervalls; >>
Fig.4 zeigt Beispiele von Umwandlungskennlinien
eines Zeit-Spannung-Umsetzers, wie er in der Erfindung verwendet wird;
F i g. 5 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Grundgedankens einer Ausführungsform der erfin- w
dungsgemäßen Zeitintervall-Meßeinrichtung, die von Einflüssen einer nichtlinearen Kennlinie des Umsetzers
und von Schwankungen von dessen Kennlinie unabhängig ist;
Fig.6 zeigt ein Schaltbild einer speziellen Ausfüh- r,
rungsform der Zeitintervall-Meßeinrichtung nac'i Fig. 5;
Fig.7 zeigt den zeitlichen Ablauf der Arbeitsweise
des in F i g. 6 dargestellten Beispiels;
Fig.8 zeigt ein Blockschaltbild für ein Ausführungs- 4<i
beispiel zur Messung eines relativ langen Zeitintervalls mit hoher Genauigkeit, und
F i g. 9 zeigt den zeitlichen Ablauf von dessen Arbeitsweise.
Betrachtet werden zunächst die Fig. 1 und 2. Die ·»>
beispielsweise in F i g. 2A gezeigten relativ eng benachbarten Impulse P1 und P2 mit den zu messenden
Zeitdauern fi und t2 werden gemäß F i g. 1 über einen
Eingang 11 an einen Zeit-Spannung-Umsetzer 12 angelegt Der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 besteht ~>o
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 Zeitintervalls
wird der Integratorausgang gelöscht. Dementsprechend bildet, wie in Fig.2B gezeigt, der Zeit-Spannung-Umsetzer
12 an seinem Ausgang eine Spannung v,, die der Zeitdauer ij des Impulses P\ proportional ist. Über einen
ersten Umschalter 14 wird diese Ausgangsspannung an eine erste Spannungs-Halteschaltung 15 angelegt und m>
hierin gespeichert, wie in F i g. 2C gezeigt Der Impuls Pi
wird ebenfalls durch den Zeit-Spannung-Umsetzer 12 in eine Spannung v^ umgesetzt, die der Zeitdauer ti
proportional ist (siehe F i g. 2Bl Wie in F i g. 2D gezeigt, wird, wenn der Impuls Pi in eine Spannung umgesetzt
wird, der erste Umschalter 14 auf eine zweite Spannungs-Halteschaltung 16 geschaltet und die Spannung
V2 hierin gespeichert.
Nach Abschluß der Spannungsvorgabe an die erste Spannungs-Halteschaltung 15 wird deren Ausgang V|
mittels eines zweiten Umschalters 17 an einen Spannung-Zeit-Umsetzer 18 geschaltet, durch den die
Spannung v\ in ein Zeitintervall umgewandelt wird,
welches z. B. 100- oder lOOOmal länger als die Zeitdauer
(ι des ursprünglichen Impulses P\ 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 Beginn und dem Ende der Integration wird dann als Ausgang
verwendet. Auf diese Weise wird der Impuls Pi, wie in Fig. 2E gezeigt, in einen Impuls P3 der Zeitdauer Ar1
umgesetzt. Nach dieser Umsetzung wird der zweite Umschalter 17 auf die zweite Spannungs-Halteschaltung
16 umgeschaltet und dann wird die Spannung v2 auf ähnliche Weise wie in Fig.2E gezeigt, in ein
Zeitintervall mit der Form eines Impulses Pa, der eine Dauer kt2 hat, umgewandelt.
Die Zahl der Taktimpulse innerhalb der Impulsbreite jedes der Impulse Pi und Pa wird gezählt. Durch den
Impuls Pi 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
Pi 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 Pa 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 ^-fachen der Zeitdauer ii, und t2 der Impulse /Ί und f>
entsprechen, in den Registern 24 bzw. 25. Wie beschrieben werden die Zeitintervalle u und t2 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 l/Ar reduziert werden und ein wenig aufwendiger Zähler 22 kann verwendet werden.
Selbst wenn die Impulse P\ und P2, 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 konventioneller Verfahren für Messungen dieser Art werden die in
Fig.3B gezeigten Taktimpulse mit der Periodendauer b>
während des zu messenden Zeitintervalls Tx vom Gatter durchgelassen, wodurch ein Gatter-Ausgang
entsprechend Fig.3C entsteht und dann wird die
ίο
Gesamtzahl N dieser durchgeschaltctcn Taktimpulsc
gezählt. Gleichzeitig wird ein Zeitintervall Δ 7Ϊ zwischen
dem Beginn der zu messenden Zeit Tx und dem nächsten folgenden Taktimpuls, dargestellt in Fig. 3D,
und ein Zeilintervall Δ T2 zwischen dem Ende der Zeit Tx
und dem nächstfolgenden Taktimpuls, dargestellt in Fig.3E, ermittelt. Diese Zeitintervalle ΔΤ\ und ΔΤ2
werden entwetjr unter Verwendung einer Taktfrequenz, die ausreichend höher ist als die Taktfrequenz
nach Fig.3B, oder nachdem sie gedehnt wurden, gemessen. Aus diesen Meßwerten wird Λ/ίο + ΔTi -ΔΤ2
als Zeitintervall Tx mit hoher Genauigkeit gebildet.
Wenn die sehr kurzen Zeitintervalle Δ Ti und Δ Ti, wie
oben beschrieben, gedehnt werden, können sie mit einer wenig aufwendigen Einrichtung gemessen werden.
Jedoch nehmen diese Zeitintervalle Δ T\ und Δ T2 Werte
im Bereich zwischen null und ίο an, und wenn sie sehr kurz und nahe bei 0 sind, fallen sie in den nichtlinearen
Rereich Her I Jmwandlungscharakteristik 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. te zu jedem
dieser Zeitintervalle ΔΤ\ und ΔT2 zu addieren und nach
der Messung vom gemessenen Wert die Zeit fo wieder abzuziehen. Die zu addierende Zeit C0 wird so gewählt,
daß sie größer ist als der nichtlineare Bereich der Umsetzungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12.
Wie Kurve 26 in F i g. 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 te, linear. In diesem Beispiel wird zur Messung
des Zeitintervalls Δ Ti die Zeit ίο zu Δ Τ, hinzugefügt, wie
in Fig.3F gezeigt. Dieses kombinierte Zeitintervall wird an den Zeit-Spannung-Umsetzer 12 angelegt, d. h.
als Impuls P\ 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 Λ Ti-Mo ein Impuls mit der gleichen Dauer wie
das addierte Zeitintervall te erzeugt und dann als Impuls P2 gemäß Fig. 2A an den Zeit-Spannung-Umsetzer 12
zur Messung angelegt, womit der gemessene Wert im Register 25 zur Verfugung steht. Von dem im Register
24 gespeicherten Meßwert Δ Ti + te wird der im Register
25 stehende Meßwert von ίο abgezogen und damit das
Zeitintervall ΔΤ\ mit hoher Genauigkeit gemessen. Zusätzlich können die zu messenden Zeitintervalle
Δ T\ + te und te, selbst wenn sie dicht beieinanderliegen,
mit hoher Geschwindigkeit gemessen werden. In diesem Falle kann anstelle der Speicherung der Meßwerte in
den Registern 24 und 25 als Zähler 22 ein Vor-Rückwärtszähler verwendet werden, der bei der Messung des
Zeitintervalls Δ Ti + te als Vorwärtszähler verwendet
wird, während er für die Messung von te von dem aufgelaufenen Wert zurückzählt. Auf diese Weise bildet
der Zähler 22 den Meßwert für das Zeitintervall Δ Tx.
Selbst wenn die Umwandlungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 als Folge eines Wechsels in der
Umgebungstemperatur einer Änderung wie z. B. der von Kurve 26 nach Kurve 27 in F i g. 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 F i g. 4 bezeichnet vi die gemäß der Kennlinie 26
umgesetzte Spannung des Zeitintervalls ΔΤ\, ιό
bezeichnet die umgesetzte Spannung der konstanten
Zeit ίο und vi' bzw. tv>' bezeichnen die gemäß der
Kennlinie 27 umgesetzten Werte der Zeitintervalle JTi
und fo. Unter dieser Voraussetzung gilt
I1I
sofern die Zeitintervalle zlTi und fo im linearen Bereich
der Kurven 26 und 27 liegen. Selbst wenn sich die Umwandlungskennlinie ändert, wird das Zeitintervall
zlTi als Verhältnis zu der konstanten Zeit te gemessen,
ohne durch die Kennlimenänderung beeinflußt zu werden.
Beispielsweise werden, wie in Fig.3G gezeigt, ein
Impuls von der Dauer 471 und ein Impuls von der Dauer
te nacheinander an die Eingangsklemme 11 nach Fig.!
angelegt, um ihre Meßwerte in den Registern 24 bzw. 25 zu erhalten. Diese Meßwerte werden durch eine
Teilerstufe 28 zur Bildung des Wertes zlTi/fo dividiert.
Durch diese Methode wird die Notwendigkeit der Unterbringung der Umsetzer 12 und 18 in einem
Thermostaten umgangen.
Wenn bei der Messung des Zeitintervalls Δ Ti 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 Δ Ti + ίο, ein Impuls der konstanten Länge 2te und
ein Impuls der konstanten Länge fo 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 4 Ti+ te wird in der Spannungshalteschaltung 15
gespeichert, während die umgesetzten Spannungen der Zeitintervalle 2fo bzw. i0 in den Spannungshalteschaltungen 16 bzw. 29 gespeichert werden. Die Spannungswerte dieser Halteschaltungen werden über einen Umschalter 17 an den Spannung-Zeit-Umsetzer 18 angelegt
Während die in der 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 Δ Ti + te
entsprechenden Wert. Als nächstes liegt während 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 hochgezähli und ergibt einen Wert entsprechend der
Zeit 2to- 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-Zählem 22 bzw. 31 und wird rückgezählt Als
Ergebnis enthält der Zähler 22 einen Wert entsprechend ΔT] + fo- fo, während der Zähler 31 einen Wert
entsprechend 2fo-fo enthält Diese Zählergebnisse werden in der Teilerstufe 28 dividiert und ergeben
Δ Τί/fo. Die Messung ist nicht nur frei von Einflüssen der
nichtlinearen Kennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers 12, sondern auch frei vom Einfluß von Veränderungen
Her Umsetzungskennlinien des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 und des Spannung-Zeit-Umsetzers 18.
Auf ähnliche Weise kann auch die Zeit Δ T2 in F i g. 3E
gemessen werden, ohne daß sie von Nichtlintaritäten
It
und/oder Änderungen der Um»vand!ungskennlinie 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, fls auch derjenigen Zeiten ΔΤ\ und ATj, welche kürzer als die
Taktperiode fo sind und am Anfang eines zu messenden Zeitintervalls 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 νο.·> 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 fo sein.
Es ist ebf -so 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 länger 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 Zeitintervalls dividiert durch die Differenz zwischen den
Meßwerten 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 Zeitintervalls besprochen, welches für die Kompensation der Nichtlinearität
des Zeit-Spannung-Umsetzers und der Veränderungen seiner Umwandlungskenniinie ausgelegt ist.
In F i g. 6 wird ein Rücksetzimpuls gemäß F i g. 7A an den Eingang 41 gelegt Dieser Impuls setzt ein
D-Flip-Flop 42 zurück und bringt dessen (^-Ausgang auf
den hohen Pegel wert (h-Pegel), wie in F i g. 7 D gezeigt
Gleichzeitig wird der Rücksetzimpuls über ein ODER-Gatter 44 an ein D-Flipflop 45 gelegt um dessen
(^-Ausgang auf Niedrigpegel (I-Pegel) zu bringen und
das D-Flipflop 46 wird ebenfalls zurückgesetzt um seinen Q-Ausgang auf I-Pegel zu bringen. Weiterhin
wird der Rücksetzimpuls über ein ODER-Gatter 47 an das D-Flipflop 48 gelegt, um dessen <?-Ausgang auf
I-Pegel zu bringen und die Schieberegister 49 und 51 werden zurückgesetzt und zeigen h-Pegelausgänge an
ihren Anschlüssen der ersten Stufen 52a bzw. 53a, wie in den Fig.7G und 7T gezeigt Ein JK-Flipflop 56 wird,
wie in Fig.7E gezeigt, ebenfalls zurückgesetzt und
damit der Q-Ausgang auf I-Pegel gebracht
Wenn in dem oben beschriebenen Zustand ein Impuls wie der in Fig.7B gezeigte, der mit der Vorderflanke
des Zeitintervalls Tx von F i g. 3 zusammenfällt an den Triggereingang Tdes Flipflops 42 gelegt wird, bekommt
dessen (^-Ausgang, wie in F i g. 7D gezeigt I-Pegel, da
am Datenanschluß des Flipflops 42 ein h-Pege! -Signal liegt Der 1-Pegel-Ausgang wird über das ODER-Gatter
55 an den Triggereingang Tdes JK-Flipflops 56 gelegt
und bringt dessen Q-Ausgang, wie in Fig.7E gezeigt
auf h-Pegel, da sein Eingang /an h-Pegel //liegt
Dieser h-Pegel-Ausgang wird über das ODER-Gatter
59 an den Signaleingang D des D-Flipflops 45 gebracht Ein erster Taktimpuls mit der Periodendauer to, gezeigt
in Fig.7C der dem in Fig.3B gezeigten Takt
entspricht, wird über Anschluß 61 an den Triggereingang
Γ des Flipflops 45 angelegt. Der (T-Ausgang des
Flipflops 45 bleibt, selbst wenn ein Taktimpuls an seinen
Triggereingang Tgelegt wird, auf I-Pegel, bis an seinen
Dateneingang D ein h-Pegel angelegt wird. Wenn ein r<
h-Pegfl am Dateneingang D anliegt, erhält der
Q-Ausgang des Flipflops 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 62 angelegt.
κι Folglich gelangt der nächste Taktimpuls 1 vom Anschluß 61 über das UND-Gatter 62 und das
ODER-Gatter 55 zum Flipflop 56. In diesem Fall haben die Ausgänge der zweiten und der dritten Stufe 526 und
52c des Schieberegisters 49 I-Pegel, wie dies in den
i) Kig. 7H bzw. 71 dargestellt ist, und diese I-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 !-Pegel ein und dieser Ausgang wird
invertiert und dann dem Anschluß K des Flipflops 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 F i g. 7E dargestellt ist So wird am
2r> Anschluß 11 der Impuls P\ der Dauer idTi + fo, wie in
F i g. 7E dargestellt, abgeleitet.
Der Anschluß U ist mit einem Eingangsanschluß des Zeitgliedes 63 verbunden, so daß beim Abfallen des
Impulses P\ das Zeitglied 63 betätigt wird, um einen
«i 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
Flipflops 45 und 30 zugeführt. Demgemäß bleiben diese Flipflops 45 und 30 unbetätigt, um an ihren
<?-Ausgän-
r> gen den I-Pegel zu halten, während der Ausgang vom
Zeitglied 63 h-Pegel aufweist Bei Beendigung der Betätigungszeit Ta des Zeitgliedes 63 wechselt dessen
Ausgang zu i-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 F i g. 7d und 7e dargestellt ist, und das Schieberegister
49 so verschoben wird, daß es an dem Anschluß seiner ersten Stufe 52a einen I-Pegel-Ausgang ..;.1zeugt
wie dies in F i g. 7 'zeigt ist und an dem Anschluß seiner zweiten Stufe ^Jo, einen h-Pegel-Ausgang, wie in
Fig.7H dargestellt. Demzufolge nimmt einer der Eingänge am UND-Gatter 20 h-Pegel ein.
Wenn der Ausgang des Zeitgliedes 50 am Ende seiner
V) Laufzeit 7"C1-Pegel erhält, wird das Flipflop 30 durch den
1-Pegel-Ausgang veranlaßt, 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
μ seinem Rücksetz-Zustand entlassen wird, wenn der
Ausgang des Zeitgliedes 63 I-Pegel erhält, nimmt der (^-Ausgang des Flipflops 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 Pi, 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,
schaltet es wieder um und setzt dessen (^-Ausgang auf
!-Pegel, durch den das Flipflop 63 umgeschaltet wird,
wodurch sein Q-Ausgang h-Pegel bekommt Dieser
h-Pegel-Ausgang erreicht Ober die ODER-Gatter 66 und 58 den Anschluß K des Flipflops 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 Impuls P2 die Länge
2ts das doppelte einer Periode des Impulses von Takt 1
und erzeugt einen zweiten Zeitimpuls, wie Fig.3H zeigt
Beim Abfall des Impulses P2 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-nusgttig des Flipflops 30 !-Pegel wie auch der
Ausgang des UND-Gatters 20, so daß die Flipflops 64 und 65 durch den I-Pegel-Ausgang des UND-Gatters 20
zurückgesetzt werden. Wenn, wie in Fig.7F gezeigt,
der Ausgang des Zeitgliedes 63 wieder I-Pegel annimmt,
werden die Zeitglieder 40 und 50 gestartet und gleichzeitig wird, wie F i g. 71 zeigt, das Schieberegister
49 weitergeschoben und erzeugt an seinem Ausgang der dritten Stufe 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
I-Pegel annimmt und damit die Flipflops 45 und 30 aus ihrem Rücksetzzustand freigibt sowie der Ausgang des
Zeitgliedes 50, wie oben beschrieben, I-Pegel annimmt erhäK der Q-Ausgang des Flipflops 30 h-Pegel und
damit das UND-Gatter 20 ein h-Pegel-Ausgangssignal. Dementsprechend wird in der gleichen Weise wie oben
beschrieben, Flipflop 56 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 Py. Zu
dieser Zeit wird Flipflop 46 ebenfalls umgeschaltet und
erhält h-Pegel-Ausgang, so daß das UND-Gatter 67 Obereinstimmung feststellt Dessen h-Pegel-Ausgang
wird Ober die ODER-Gatter 66 und 58 an den Eingang K des Flipflops 56 geschaltet Als Folge wird, beim
nächsten Auftreten eines Taktimpulses am Eingang 61, Flipflop 56 umgeschaltet, sein Ausgang erhält l·Pegel
und die Pulsbreite des Impulses P3 wird, wie in F i g. 7E
gezeigt, gleich to- Auf diese Weise wird der dritte Impuls
gemäß F i g. 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 I wird mittels
eines Pegel-Konverters 76 in ein h-Pegel-Signal
umgesetzt welches an das Gate des FET-Schalters 73 angelegt wird. Dementsprechend ist tier FET-Schalter
73 in seinem EIN-Zustand und der Integrator, der den Zeit-Spannung-Umsetzcr 12 darstellt, wird in seinem
Rücksetz-Zustand gehalten. Der I-Pegel-Ausgang <?des
Flipflops 46 wird an den Rücksetz-AnschluB R des
ίο
>υ
Flipflops 77 gelegt und hält dieses im Rücksetz-Zustand,
Der Ausgang Q des Flipflops 77 behält I-Pegel und dieser Ausgang wird Ober 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, 146 und 14c
welche den Umschalter 14 bilden, angeschlossen. Die anderen Seiten der FET-Schalter 14a, 146 und 14c sind
jeweils mit einem Eingang einer der Spannungs-Halteschaltungen 15, 16 und 29 verbunden, d. h. mit jeweils
einem Pol der Spannungs-Halte-Kondensatoren 81a, 816 und 81c und mit einer der Pufferschaltungen 82a,
826 und 82c Die anderen Pole der Kondensatoren 81« 816 und 81c liegen an Masse. Im Ausgangszustand hat,
wie vorher beschrieben, der Ausgang 52a der ersten Stufe des Schieberegisters 49 h-Pegel und dieses
h-Pegel-Ausgangssignal wird über einen Pegelumsetzer 83a an den FET-Schalter i4s gelegt, um ihn in dem
EIN-Zustand zu halten.
Der Ausgang des Flipflops 56, d. h. der zu messende
Zeitimpuls, der vom Anschluß 11 geliefert wird, ist wie
beschrieben, mit dem Zeitglied 63 verbunden und liegt gleichzeitig am Vorbereitungseingang P des Flipflops 46
bzw. am Trigger-Eingang T des Flipflops 77. Dementsprechend wird das Flipflop 46, wenn der erste Impuls
Px h-Pegel annimmt (Fig.7E) vorbereitet seiner
Ausgang <?auf h-Pegel zu legen, so daß der Ausgang de:
Pegelumsetzers I-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 dei
FET-Schalter 14a in dem EIN-Zustand, so daß dei Ausgang des Zeit-Spannung-Umsetzers 12 in der
Kondensator 81a der Spannungshalteschaltung 15 flbei
den Stromverstärker 79 geladen wird.
Wenn der Ausgang Q des Flipflops 46 h-Pegel annimmt wird für Flipflop 77 der Rucksetz-Zustand
aufgehoben und folglich wird Flipflop 77, sobald dei
Impuls P\ endet und I-Pegel annimmt, den h-Pegel ar
seinem SignaJeingang D einlesen und sein Q-Ausgang
bekommt h-Pegel. Dieser h-Pegel-Ausgang gelangi Ober den Pegelumsetxer 78 an den FET-Schalter 75 unc
schaltet ihn aus. Als Folge hiervon endet die Integratior durch den Zeit-Spannung-Umsetzer 12, wie in F i g. 7K
gezeigt und die der Zeitdauer ΔΤ\ + fa des Impulses P
entsprechend integrierte Spannung v, wird in der Kondensator 81a geladen. Die Spannung des Kondensa
tors 81a, d. h. die Ausgangsspannung der Pufferschal
tung 82a folgt, wie in F i g. 7L dargestellt dem Ausgang
des Zeit-Spannung-Umsetzers 12. Die Laufzeit TA de;
Zeitgliedes 63 wird so gewählt, daß seine Funktion erst beendet ist nachdem die in der Spannungshalteschal
tung 15 gespeicherte Spannung gut mit der umgewan delten Spannung des Zeit-Spannung-Umsetzers über
einstimmt.
Auf diese Weise wird die Spannung ft exakt in derr
Kondensator großer Kapazität 81a der Spannungshai teschaltung 15 gespeichert und diese Spannung ander
sich auch nicht, selbst wenn sie für eine relativ lange Zci gespeichert 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 I-Pegel und der FET-Schalter 14a
wird ausgeschaltet, wodurch er die Spannung Ki in der
Spannungshalteschaltung 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 Ober einen Pegelumsetzer 83a an das Gate
des FET-Schalters 146 und schaltet diesen ein.
Anschließend wird, wenn die Laufzeit Tb des Zeitgliedes
40 endet und sein Ausgang, wie in Fig.7d gezeigt,
I-Pegel annimmt, das Flipflop 46 durch das 1-PegeI-Signal veranlaßt, den niedrigen Pegelwert L, der an
seinem Signaleingang liegt, einzulesen, wodurch sein
(^-Ausgang I-Pegel annimmt Dieser I-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 (^-Ausgang auf I-Pegel und schaltet den
FET-Schalter 75 ein. Nachdem die in dem Kondensator 81a gespeicherte Ladung aber den FET-Schalter 146
nach Masse entladen wurde, endet die Laufzeit Tc des Zeitgliedes 50 und sein Ausgang erhält, wie in Fig.7e
gezeigt I-Pegel. Als Ergebnis hiervon wird das Flipflop 30 durch den Ausgang des Zeitgliedes 50 gesteuert und
der Ausgang Q des Flipflops 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 Pj erzeugt.
Wenn dieser zweite Impuls Pi an das Flipflop 46
angelegt wird, um es vorzubereiten, beginnt, wie das bei dem ersten Impuls P\ 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 146 an den Kondensator 816 und wird, wie Fig.7M zeigt,
dort gespeichert Auf diese Weise wird die der Impulsbreite 2fo des zweiten Impulses P2 entsprechende
Spannung v2 im Kondensator 816, d.h. in der
Spannungshalteschaltung 16, gespeichert
Anschließend wird, nachdem die zweite Laufzeit T*
des Zeitgliedes 63 endet und der Zeit-Spannung-Umsetzer 12 zurückgesetzt ist, der dritte Impuls Pi von
Anschluß 11 auf ähnliche Weise an das Flipflop 46 angelegt mit dem Ergebnis, daß die der Impulsbreite des
Impulses ft entsprechende Spannung V1 im Kondensator 81c der Spannungshaiteschallung 29 gespeichert
wird. Zu dieser Zeit hat der Ausgang 52c der dritten Stufe des Schieberegisters 49 h-Pegel, der Ober den
Pegelumsetzer 83c an den FET-Schalter 14c gelangt und diesen leitfähig macht. Die Laufzeiten Tb und Tc der
Zeitglieder sind in den F i g. 7d und 7e als sehr kurz dargestellt, aber sie sind generell so gewählt daß sie
ausreichend länger sind als die Periodendauer Io der Taktimpulse 1. In der oben beschriebenen Weise
werden die Spannungen vi, v2 und Vj, die aus der
Umsetzung der Impulsbreiten der drei Impulse P1. P2
und Pi entstanden sind, in den Spannungshalteschaltungen 15,16 bzw. 29 gespeichert. Anschließend erhält am
Ende der dritten Laufzeit des Zeilgliedes 63 dessen Ausgang I-Pegel, wodurch das Schieberegister 49
weitergeschaltet wird und in seiner vierten Stufe 52c/ein
h-Pegel-Ausgangssignal bekommt, wie Fi g. 7) zeigt. In
diesem Zustand haben die Ausgangssignale an den
Klemmen 526 und 52c I-Pegel, der Ausgang des
UND-Gatters 20 hat I-Pegel und auch der Eingang am Anschluß U zeigt I-Pegel, so daß der Ausgang des
ODER-Gatters 59 I-Pegel erhält Selbst wenn Taktim
puls 1 vom Anschluß 61 an das Flipflop 45 angelegt wird,
bleibt dessen Q-Ausgang auf I-Pegel und, wie in Fi g. 7E
gezeigt, geht der Ausgang des Flipflops 56 nicht auf
h-PegeU
ίο Schieberegisters 49 wird invertiert und über ein
ODER-Gatter84 an den Triggereingang Tdes Flipflops
48 gelegt Dementsprechend geht der Ausgang Q des Flipflops 48 auf h-Pegel, wenn der Ausgang am
Anschluß 52c/h-Pegel annimmt vergleiche F i g. 7P. Das
is h-Pegel-Ausgangssignal des Flipflops 48 gelangt an
einen Umsetzer für Pegel und Polarität 85. Über einen Kondensator 87 eines Integrators 86, der einen ι eil des
Spannung-Zeit-Umsetzers 18 darstellt ist ein FET-Schalter 88 geschaltet und der Ausgang des Umsetzers
für Pegel and Polarität 85 liegt am Gate des FET-Schalters 88, schaltet ihn ab und erlaubt damit dem
Integrator 86, den Integriervorgang zu beginnen. Der Integrator 86 integriert die konstante Spannung aus der
Konstantspannungsquelie 13 und der integrierte Aus
gang sinkt, wie F i g. 7Q zeigt, von null aus ab. In F i g. 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 lOOOmal niedriger als
die Geschwindigkeit des letzteren. Das heißt, 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 wir ^. Der Umschalter 17 besteht
beispielsweise aus FET-Schaltern 91a, 916 und 91c, deren Eingangsseiten mit den Ausgängen der Spannungshalteschaltungen 15, 16 bzw. 29 verbunden sind
und deren Ausgangsseiten gemeinsam am Eingang der Vergleichsstufe 89 liegen. An die Gates der FET-Schalter 91a, 916 und 91c sind über die Pegelumsetzer 92a,
926 und 92cdie Ausgangssignale der ersten, zweiten und
dritten Ausgänge 53a, 536 und 53c des Schieberegisters
51 angeschaltet. Das Schieberegister 51 erhält das
Ausgangssignal Q des Flipflops 48 und wird immer weitergeschaltet, wenn dieser Ausgang Q I-Pegel
annimmt Im Ausgangszustand hat nur des Ausgangssignal am ersten Anschluß 53Λ h-Pegel, wie in Fig.7T
3d gezeigt, so daß nur der FET-Schalter 91a des
der Vergleichsstufe 89.
si 86 ist das vom Umschalter 17 kommende Eingangssignal an der Vergleichsstufe 89 im Absolutwert größer
als das andere Eingangssignal, so daß die Vergleichsstufe 89 ein I-Pegel-Auigangssignal abgibt. Wenn jedoch
der integrierte Wert des Integrators 86 die Spannung v,
mi erreicht, wird das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 89
in ein h-Pegel-Signal umgedreht, welches über den
Pegelumsetzer 93 und das ODER-Gatter 47 an den Rücksetzeingang des Flipflops 48 gelangt. Dementsprechend wird das Flipflop 48 zurückgesetzt, sein Ausgang
bj Qerhält, wie Fig. 7P zeigt, I-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 vi erreicht.
Weiterhin geht, wie beschrieben, der Ausgang Q des
Flipflops 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
Flipflops 48 h-Pegel behält Die zweite Taktgeberfrequenz ist gleich oder höher als die erste Taktgeberfrequenz. Wenn der Ausgang des Integrators die Spannung
Vi erreicht kehrt der Ausgang Q des Flipflops 48 zu dem
I-Pegel zurück und schließt Gatter 19, so daß der Ausgang des Gatters den in F i g. 7Y gezeigten Verlauf
annimmt Dieser Gatter-Ausgang ist mit jedem der Gatter 94a, 946 und 94c verbunden, die außerdem die
Ausgangssignale der Anschlüsse 53a, 536 und 53c des
Schieberegister? 51 erhalten. Demzufolge erreichen die
zweiten Taktitnpalse während der Dauer eines Impulses
q,, welcher am Ausgang des Flipflops 48 entsteht über das Gatter 94a den Anschluß 95a in einer Anzahl, die
dem Zeitintervall Δ T, + fo entspricht (vgl. F i g. 7a).
Wenn, wie in Fig.7P gezeigt der Ausgang Q des
Flipflops 48 zu dem 1-Pegel zurückkehrt d. h. am Ende des Impulses q\, wird ein Zeitglkd 96 gestartet und
erzeugt ein Ausgangssignal von h-Pegel, wie in Fig. 7S
dargestellt Bei Beendigung seiner Laufzeit Td nimmt das Zeitglied 96 sein Ausgangssignal zurück auf 1-Pegel,
der über das ODFB-Gatter 84 an den Triggereingang T des Flipflops 48 gelangt und dessen Ausgang Q wieder
auf h-Pegel bringt Wenn vorher der Ausgang Q des Flipflops 48 I-Pegel annimm., wird das Schieberegister
51 weitergeschaltet und erzeugt a·. seinem Anschluß 536 ein h-Pegel-Ausgangssignal wie in Fig. 7V dargestellt, durch welches der FET-Schalter 916 des
Umschalters 17 eingeschaltet wird, wodurch die in der Spannungshalteschaltung 16 gespeicherte Spannung v2
an die Vergleichsstufe 89 gelangt Wenn der Ausgang Q des Flipflops 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 q2
von Flipflop 48. Gleichzeitig werden die Gatter 19 und 946geöffnet, so daß die in Fig.7X gezeigten zweiten
Taktimpulse aus dem Taktgeber 21 für die Dauer des Impulses q2, wie dies Fig. 7b zeigt, über die Gatter 19
und 946 an den Anschluß 956 gelangen. Wenn der integrierte Wert des Integrators 86 gleich der Spannung
V2 der Spannungshalteschaltung 16 wird, wird das
Ausgangssignal der Vergleichsstufe 89 invertiert und setzt Flipflop 48 zurück. Dementsprechend wird Gatter
19 geschlossen und am Anschluß 956 erscheinen die zweiten Taktimpulse in einer Anzahl, die der Dauer 2fo
des zweiten Impulses P2 in F i g. 7 E entspricht
Auf ähnliche Weise erhält der Ausgang Q des Flipflops 48 I-Pegel 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 däS Zeitglied 96
gestartet und nach dessen Laufzeit 7>jgeht der Ausgang
(?des Flipflops 48 wieder auf den h-Pegel und erzeugt
einen dritten Impuls φ. Beim Auftreten des Impulses q,
beginnt der Integrator 86 seine Integration und wenn
die integrierte Spannung gleich der in der Spannungshalteschaltung 29 gespeicherten Spannung V1 wird, wird
der Ausgang der Vergleichsstufe 8C* invertiert und setzt
Flipflop 48 zurück. Als Folge erscheint am Anschluß 95c
eine der Dauer ίο des dritten Impulses 93 entsprechende
Anzahl von zweiten Taktimpulsen, wie in Fig.7c
gezeigt Als nächsets erzeugt wenn das Flipflop 48 wieder zurückgesetzt wird, das Schieberegister 51, wie
in F i g. 7 W gezeigt an seinem vierten Anschluß 53f/ein
h-Pegel-Signal, welches über das ODER-Gatter 47 an den Rücksetzeingang R des Flipflops 48 gelangt und
dieses zurücksetzt so daß, selbst wenn der Ausgrr.g des Zeitgliedes 96 I-Pegel annimmt, das Flipflop 48 nicht
umgesteuert wird.
Auf diese Weise werden an den Ausgängen 95a, 956 bzw. 95cdie den in Fig.3H gezeigten ersten, zweiten
bzw. dritten Zeitintervailcn entsprechenden Zahlen von Taktimpulsen erzeugt Anschließend werden diese
Taktimpulse, wie vorher unter Bezug auf Fig.5 erläutert wurde, durch die Vor-Rückwärts-Zähler 22
und 31 gezählt d. h. die Taktimpulse an den Anschlüssen 95a bzw. 956 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 Unj'vandlungskennlinifc der Umsetzer
12 und 18, die durch die Umgebungstemperatur o.a. verursacht sind.
Anhand der Fig.8 und 9 wird die Messung des
Zeitintervalles Tx »ach F i g. 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. dtm Abfallen des
Eingangsimpulses entsprechen, wie in Fig.9C und 9D
gezeigt, an eine erste bzw. zweite Teil-Meßeinrichtung 103 bzw. 104 angelegt werden. Jede der Teil-Meßeinrichtungen 103 und 104 ist in ihrer Ausführung identisch
mit der in F i g. 6 gezeigten Meßschaltung. Dementsprechend werden sie über Anschluß 41 mit Rückse'zimpulsen, 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 P\, P2 und Pj in der vorher
beschriebenen Weise erzeugt und die der Dauer der Impulse P1, P2 bzw. P3 entsprechende Anzahl von
Impulsen des zweiten Taktes erscheinen an den Ausgängen 95a, 956 bzw. 95c Die Taktimpulse an den
Ausgängen 95a bzw. 956 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 F i g. 6 wird in der Teil-Meßeinrichtung 103 an den Triggeranschluß 7" des Flipflops 105 gelegt,
um es im voraus zurückzusetzen und an seinen Signaleingang D wird ein h-Pegel-Signal gelegt.
Entsprechend wird der Ausgang Qdes Flipflops 105, wie
in Fig.9H gezeigt, beim Abfall des ersten Impulses Pt
(Fig. 9F) von Anschluß 11 auf h-Pegel gelegt und dieses
Ausgangssignal erscheint am Gatter 106. Der Ausgang Q eines Flipflops 107, welches im voraus durch den
Rücksetzimpuls vom Anschluß 41 zurückgesetzt wird,
erreicht ebenfalls als h-Pege| (Fig,91) das Gatter 106.
Gleichzeitig wird das Gatter 106 auch durch die in F i g. 9E gezeigten ersten Taktimpulse vom Anschluß 61
her gesteuert Dementsprechend passieren die ersten Taktimpulse das Gatter 106 von dem Moment des
Abfalls des ersten Impulses P\ an und werden im Zähler 108 addiert
In der zweiten Teil-Meßeinrichtung 104, die mit dem in F i g. 9D gezeigten Impuls am Ende des Zeitintervalls
Tx gespeist wird, werden Impulse erzeugt, ähnlich dem
ersten, zweiten und dritten Impuls P\, P2 und Pi. Impulse
des zweiten Taktes, die in ihrer Anzahl der Dauer dieser Impulse entsprechen, erscheinen an den Klemmen 95a',
956' bzw. 95c', die den Anschlössen 95a, 95Z>
und 95c in F i g. 6 entsprechen. Mit anderen Worten, am Anschluß 95a' 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 Zeitintervalls Tx und dem
nächsten folgenden Impuls des ersten Taktes liegenden Zeitintervall Δ T2 und der Periodendauer ta ist An den
Anschlüssen 95Z>'"und SSr'erscheinen zweite Taktimpulse,
deren Anzahl den Impulsbreiten 2<b und P0 entspricht
Dann werden, wie es in F i g. 6 der Fall ist die Impulse des zweiten Taktes, die an den Anschlüssen 95a' bzw.
956' erscheinen, von den Vor-Rückwärts-Zählern 22' bzw. 3Γ 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
Flipflops 107 gegeben und mit dem Abfallen des Impulses (Fig.9G) entsprechend dem ersten der
Impulse P\ wird Ji-Pegel in das Flipflop 107 eingelesen
und damit sein (^-Ausgang auf I-Pegel gelegt, wie in
F i g. 91 gezeigt Als Folge wird das Zahlen der Impulse
des ersten Taktes durch den Zähler 108 beendet
Die Zählergebnisse n\ und m der Zähler 22 und 31, die
Zählergebnisse /J3 und ru der Zähler 22' und 3V 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 Pj (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 F i g. 8 angelegt wird.
Dieses UND-Gatter 111 wird ebenfalls von dem in Fig.9L gezeigten Ausgang am entsprechenden Anschluß
53t/' der zweiten Teil-Meßeinrichtung 104 angesteuert Dementsprechend bekommt wenn beide
Eingänge des UND-Gatters 111 an h-Pegel liegen, sein
Ausgang ebenfalls h-Pegel und gibt damit den Start der
Rechenoperation im Rechner 109 frei. Im Rechner 109 wird
N + -Hl- JLA
«2 «4 /
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 Anzeige des Rechners 109 angezeigt wird.
Auch in dem Falle, daß das zu messende Zeitintervall relativ lang ist, kann der Zähler 108 ein solcher mit einer relativ kleinen Anzahl von Stufen sein, d. h. dje 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 ΔΤ\ und ΔΤ2, die zu Beginn und Ende des zu messenden Zeitintervalls 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 Spa-.nungshalteschaliungen 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.
Auch in dem Falle, daß das zu messende Zeitintervall relativ lang ist, kann der Zähler 108 ein solcher mit einer relativ kleinen Anzahl von Stufen sein, d. h. dje 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 ΔΤ\ und ΔΤ2, die zu Beginn und Ende des zu messenden Zeitintervalls 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 Spa-.nungshalteschaliungen 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.
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
jo 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 F i g. b 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 Jas 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.
Zusätzlich wird, auch bei der nächsten Messung, beim
Feststellen der Koinzidenz durch die Vergleichsstufe das Flipflop 48 rückjesetzt und setzt hierbei ebenfalls
den Integrator 86 zurück; daher kann die nächste Umsetzung sofort durchgeführt werden und folglich
kann die gesamte Meßzeit verkürzt werden.
w) 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.
Ilier/u 7HIiUt /xi
Claims (13)
- Patentansprüche:t. 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 langer 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-Umsetzers mit einer der mehreren Spannungs-Halteschaltungen, um an diese die vom Zeit-Spannung-Umsetzer 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 Spannungshalteschaltungen, 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, dadurch gekennzeichnet, daß eines von mehreren zu messenden Zeitintervallen als eine erste vorherbestimmte k>. -istante Zeit 7* festgelegt wird, daß diese erste konstante Zeit größer gewählt wird als der nichtlinearc Teil der Umsetzungskennlinie des Zeit-Spannung-Umsetzers, f*ali das andere zu messende Zeitintervall Ti 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 71 vom Zählergebnis der Zähleinrichtung für das kombinierte Zeitintervall subtrahiert
- 3. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der mehreren zu messenden Zeitintervalle als eine zweite vorherbestimmte konstante Zeit Ts festgelegt wird, daß eine Dividierstufe vorgesehen ist zum Dividieren des Zählergebnisses der Zähleinrichtung für das andere Zeitintervall T2 durch das Zählergebnis der Zähleinrichtung für die zweite konstante Zeit 7Ί.
- 4. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines von mehreren zu messenden Zeitintervallen als eine erste vorherbestimmte konstante Zeit T, 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 T1 mit der ersten, konstanten Zeit 7Ί zu einem Zeitintervall 7*2+ 71 kombiniert wird, daß ein weiteres zu messendes Zeitintervall als zweite konstante Zeit T, festgelegt wird, welche länger ist als die erste konstante Zeit Ti, und daß eine Recheneinrichtung vorgesehen ist zur Ermittlung des Meßwertes des Zeitintervalle* T2 durch die Errechnung des Wertes"3 ~ n\aus den Zählergebnissen nu n2 und /Ji der Zähleinrichtungen für die erste konstante Zeit 7Ί, die kombinierte Zeit T2+ 7" und die zweite konstante Zeit Ti
- 5. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, s dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtungerste und zweite Vor-Rückwärts-Zähler for das Hochzählen von Οι und m sowie das Rückzählen von /ri aus den entsprechenden Zählergebnissen umfaßt sowie eine Dividierstufe für das Dividieren der ι ο Zählergebnisse der Vor-Rückwärts-Zähler.
- 6. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeit-Spannung-Umsetzer aus einem ersten Integrator besteht, der für jedes zu messende Zeitintervall eine konstanteι · Spannung aus einer Konstant-Spannungsquelle integriert
- 7. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ersUr Schalter zwischen die Konstant-Spannungsquelle und den ersten Integrator geschaltet ist, daß ein zweiter Schalter parallel zum Ir.tegrierkondsnsatcr 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-Halteschaltungen verbunden ist, der zweite Schaher ausgeschaltet ist und damit die Integrierfunktion des ersten Integrators, die mit dem Beginn jedes der zu messenden Impulse 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 umgeschaltet3> 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 tntegcitors 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-4) Umsetzer ein Flip-Flop, dessen Au&gangssignal durch ein Umsetzungs- Befehlssignal invertiert wird, enthält, sowie einen zweiten Integrator, der durch den nichtinvertierten Ausgang des Flipflops rückgesetzt und durch den invertierten Ausgang desVi Flipflops 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 Ausgangη rücksetzt
- 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 nachdemM> 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-Halteschal-ί"> tung verbindet, worauf der Zeit-Spannung-Umsetzer rückgesetzt wird; ferner wenn die in der neuerlich angeschalteten Spannungs-Halteschaltung gespeicherte Spannung au! einen Bezugsspannungs-wert 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 TSrund dem Auftreten des unmittelbar folgenden Impulses eines zweiten Taktes als die Zeit T2 verwendet wird, daB eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahliges Vielfaches, 1 ι ο inbegriffen der Periodendauer des zweiten Taktes ist, als Zeit 7Ί verwendet wird, daB das Zeitintervall zwischen dem Ende des Zeitintervalls Tx und dem Auftreten des unmittelbar folgenden Impulses des zweiten Taktes 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 7Ί verwendet wird, daB Einrichtungen zur Bildung von ersten und zweiten Gruppen von zu messenden Zeitintervallen Λ + T2 und T\ vorgesehen and, ferner ein dritter Zähler zum Zählen der Impulszahl riss 2. Taktes zwischen dem Ende des Zeitintervalls Ti+ 72 der ersten Gruppe und dem Ende des Intervalls Tj+ Tz 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 Ti +Tt und 7].
- 12. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall zwischen dem Beginn eines relativ langen, zu messenden Zeitintervalls Tx und dem Eintreffen des unmittelbar darauffolgenden Impulses des 2. Taktes als Zeit Ti verwendet wird, daß eine zweite konstante Zeit von der Dauer einer Periode des 2. Taktes als Zeit T1 verwendet wird,daß das Zeitintervall zwischen dem Ende des Zeitintervalls 7Jrund dem Eintreffen des unmittelbar darauffolgenden Impulses des 2. Taktes als weitere ■"> Zeit Ti verwendet wird,daß eine zweite konstante Zeit von der Dauer einer Periode des 2. Taktes als weiter«; Zeit T1 verwendet wird, unddaß Einrichtungen zur Bildung von ersten und zweiten Gruppen von zu messenden Zeitintervallen Ti und T3 vorgesehen sind, ferner ein dritter Zähler zum Zählen der Anzahl von Impulsen des 2. Taktes zwischen dem Ende des Zeitintervalls T2 der ersten Gruppe und dem Ende des Zeitintervalls T2 der r>o zweiten Gruppe sowie Einrichtungen zum Errechnen des Zeitintervalis Tx an dem Zählergebnis des dritten Zählers und dem Divisionsergebnis der Dividierstufe für die beiden Gruppen der Zeitintervalle T2 und T3. μ
- 13. Zeitintervall-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall zwischen dem Beginn eines relativ langen, zu niessenden Zeitintervalls Tx und dem Eintreffen eines unmittelbar darauffolgenden Impulses des 2. w) Taktes als Zeit Ti verwendet wird,daß eine erste konstante Zeit, die ein ganzzahligesVielfaches, 1 inbegriffen, der Periodendauer des 2.Taktes ist, als Zeit 71 verwendet wird, daß einezweite konstante Zeit, die um eine Periodendauer *>> des 2. Taktes länger ist als T1, als Zeit T3 verwendet
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15568877A JPS5815076B2 (ja) | 1977-12-26 | 1977-12-26 | 時間測定装置 |
JP15569077A JPS5488165A (en) | 1977-12-26 | 1977-12-26 | Time measuring device |
Publications (3)
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Family
ID=26483614
Family Applications (1)
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WO1982002485A1 (en) * | 1981-01-23 | 1982-08-05 | Inc Accutome | Apparatus and method for performing corneal surgery |
JPS57151888A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-20 | Advantest Corp | Time measuring device |
DE3215847C2 (de) * | 1982-04-28 | 1985-10-31 | MTC, Meßtechnik und Optoelektronik AG, Neuenburg/Neuchâtel | Zeitmeßverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
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US4598375A (en) * | 1983-04-22 | 1986-07-01 | Hagiwara Denki Kabushiki Kaisha | Time measuring circuit |
DE3332485A1 (de) * | 1983-09-08 | 1985-03-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur messung von zeiten |
DE3439812A1 (de) * | 1984-10-31 | 1986-04-30 | Takeda Riken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Zeitintervall-messeinrichtung |
DE4332244C2 (de) * | 1993-09-23 | 1999-01-28 | Heraeus Noblelight Gmbh | Strahlungsanordnung mit einer thermischen Strahlenquelle und deren Verwendung |
FR2730830B1 (fr) * | 1995-02-22 | 1997-06-06 | Dassault Electronique | Chronometrie electronique tres precise d'un evenement |
DE69623683T2 (de) * | 1995-04-27 | 2003-08-07 | Fluke Corp | Delta-T-Messschaltung |
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-
1978
- 1978-12-22 DE DE2855819A patent/DE2855819C3/de not_active Expired
- 1978-12-22 US US05/972,355 patent/US4267436A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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