DE677798C

DE677798C - Method for measuring the time interval between two pulses that determine the beginning and end of a time segment

Info

Publication number: DE677798C
Application number: DET47882D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Herz
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-12-06
Filing date: 1936-12-06
Publication date: 1939-07-03

Description

Verfahren zur Messung des Zeitabstandes zweier Anfang und Ende eines Zeitabschnittes bestimmender Impulse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Zeitabstandes zweier Anfang und Ende eines Zeitabschnittes bestimmender Impulse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der den Anfang des Zeitabschnittes angebende Impuls entweder in einen Impuls von Sägezalinform umgeformt wird oder aber zur Steuerung einer zur Erzeugung eines sägezalinförmigen Impulses dienenden Einrichtung verwendet wird und daß die Höh'c dieses Sägezahnes im Augenblick des Eintreffens des zweiten Impulses gemessen wird.Procedure for measuring the time interval between two beginning and end of one Pulses determining the time segment The invention relates to a method for measurement the time interval between two impulses that determine the beginning and end of a period of time, which is characterized in that the indicating the beginning of the time segment Pulse is either converted into a saw-tooth pulse or for control purposes a device used to generate a sawtooth-shaped pulse becomes and that the height of this saw tooth at the moment of arrival of the second Impulse is measured.

In der Technik gibt es die verschiedensten Anwendungsgebiete, in denen eine derartige 1lessttng vorzunehmen ist. In den meisten Fällen wird es sich darum handeln, den Zeitabstand zwischen den -zugehörigen Impulsen zweier Impulsreihen gleicher Frequenz zu bestimmen. Derartige Impulsreihen sind in Abb. i der Zeichnung dargestellt. Cber der Zeit t sind die Spannungsamplituden U von elektrischen Impulsen aufgetragen.In technology there are the most varied areas of application in which such a reading is to be carried out. In most cases it will be a matter of determining the time interval between the corresponding pulses of two pulse trains of the same frequency. Such pulse series are shown in Fig. I of the drawing. The voltage amplitudes U of electrical pulses are plotted over the time t.

Es soll angenommen werden, daß der Zeitabstand zwischen dem Impuls A der Impulsreihe I und dem Impuls B der Impulsreihe II zu bestimmen ist.It is assumed that the time interval between the pulse A of pulse series I and pulse B of pulse series II is to be determined.

Bisher ging man zur Lösung einer derartigen Aufgabe so vor, daß man die beiden Impulse beispielsweise nebeneinander oder übereinander auf dem Schirm eines Braunschen Rohres aufschrieb und nun mit Hilfe eines Längenmaßstabes den Abstand C zwischen diesen beiden aufgezeichneten Impulsen ausmaß. Es ist klar, daß die Genauigkeit einer derartigen Methode beispielsweise von der Form der einzelnen Impulse abhängig ist, da offensichtlich eine sehr genaue Messung nur dann zu erreichen ist, wenn die beiden Impulse sehr spitz ausgebildet sind.So far, the approach to solving such a problem is that one the two pulses, for example, side by side or one above the other on the screen of a Braun tube and now the distance with the help of a length ruler C between these two recorded pulses. It is clear that the accuracy such a method depends, for example, on the shape of the individual pulses is because obviously a very accurate measurement can only be achieved if the two impulses are very pointed.

Da diese Nachteile bei (lein erfindungsgemäßen Verfahren nicht in dem Maße bestehen, kann damit eine größere Genauigkeit bei der Bestimmung des zeitlichen Abstandes der beiden Impulse erreicht werden.Since these disadvantages are not included in the method according to the invention the measure exist, so a greater accuracy in the determination of the temporal Distance between the two pulses can be achieved.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird an Hand der Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.The device according to the invention is based on the drawings at some Embodiments explained in more detail.

Abb. 2 zeigt zunächst in einem Diagranun die Umwandlung der in Abb. z dargestellten Impulse A der Impulsreihe I in sägezahnförmige Impulse, wobei diese neue Impulsreihe mit I" bezeichnet ist. Gemäß der Erfindung soll die Spannungsamplitude eines solchen Sägezahnes im Augenblick des Eintreffens des zweiten, den zu messenden Zeitabschnitt begrenzenden Impulses ein Maß sein für die Länge dieses Zeitabschnittes.Fig. 2 shows initially in a Diagranun the transformation the impulses A of the impulse series I shown in Fig.z into sawtooth-shaped impulses, this new series of pulses being denoted by I ". According to the invention, the Voltage amplitude of such a sawtooth at the moment of arrival of the second, the pulse limiting the time segment to be measured can be a measure of the length this time period.

" Die Umformung der in Abb. i dargestellten Impulse A in sägezahnförmige Impulse nach Abb. z kann auf die verschiedenste Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, die Impulse zur schnellen Aufladung eines Zeitkonstantengliedes zu verwenden, das infolge seiner großen Entladezeitkonstante eine sägezahnförmige Spannung entsprechend Abb.2 abgibt.. Es kann aber auch eine in umgekehrter Richtung verlaufende sägezahnförinige Spannungskurve erzeugt werden, indem ein Zeitkonstantenglied verwendet wird, das eine große Ladezeitkonstante und eine geringe Entladezeitkonstante besitzt. Die Entladung wird dann durch die in Abb. z dargestellten Spannungsimpulse A gesteuert. ."The transformation of the impulses A shown in Fig. I into sawtooth-shaped The impulses shown in Fig. Z can take place in the most varied of ways. This is how it is, for example possible to use the impulses for fast charging of a time constant element, which, as a result of its large discharge time constant, corresponds to a sawtooth-shaped voltage Fig.2 gives off .. But it can also be a sawtooth running in the opposite direction Voltage curve can be generated by using a time constant term that has a large charge time constant and a low discharge time constant. the Discharge is then controlled by the voltage pulses A shown in Fig. .

In Abb: 3 ist eine solche Einrichtung zur Erzeugung einer sägezahnförmigen Spannungskurve dargestellt. Ein Kondensator a wird - über einen Widerstand b von einer Batterie c aufgeladen. Infolge des Widerstandes b erfolgt diese Aufladung verhältnismäßig langsam. Der Kondensator a liegt parallel zur Anoden-Katlioden-Strecke eines gas- oder dampfgefüllten Entladungsrohres d, an dessen Gitter die in Abb. i dargestellten Impulse A der Impulsreihe I angelegt werden. Trifft ein solcher Impuls A ein, so wird das Entladungsrohr zum Zünden gebracht, und der Kondensator a entlädt sich sehr schnell über die Anoden-Kathoden-Strecke. Nach dieser Entladung erlischt das Entladungsrohr, da der das Gitter vorspannende Impuls A nur eine sehr kurze Zeit andauert. Der Kondensator d wird von neuem von der Batterie c über den Widerstand b aufgeladen, und zwar so lange, bis der nächste Impuls A der Impulsreihe I auf dem Gitter des Entladungsrohres d eintrifft. Aus den periodisch auftreffenden Impulsen A erhält man also periodisch sägezahnförmige Spannungskurven IQ, die allerdings bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb.3 in umgekehrter Richtung verlaufen, als sie in Abb. z dargestellt sind.In Fig: 3 is such a device for generating a sawtooth-shaped Voltage curve shown. A capacitor a is - through a resistor b of a battery c charged. This charging takes place as a result of the resistance b relatively slow. The capacitor a is parallel to the anode-Katliode-section a gas- or vapor-filled discharge tube d, on whose grille the shown in Fig. i pulses A of the pulse series I shown are applied. Meets such a Pulse A on, the discharge tube is ignited and the capacitor a discharges very quickly via the anode-cathode path. After this discharge the discharge tube goes out, since the impulse A which biases the grid is only a very lasts for a short time. The capacitor d is again from the battery c via the Resistor b is charged until the next pulse A in the series of pulses I arrives on the grid of the discharge tube d. From the periodically occurring Pulses A are thus periodically obtained with sawtooth-shaped voltage curves IQ, which however in your embodiment according to Fig.3 run in the opposite direction than they are shown in Fig.

Handelt es sich wie in dein in Abb. i angenommenen Fall darum, den Zeitabstand zweier Impulse zu messen, die zu einer Reihe von periodisch wiederkehrenden Impulsen gehören, so ist es wünschenswert, daß die Iinpulseeiner je<IenIinpulsreilie untereinander gleiche Amplituden besitzen. Ist dies nicht der Fall, so können die einzelnen Impulse gleichförmig gemacht werden.As in the case assumed in Fig. I, is the To measure the time interval between two pulses leading to a series of periodically recurring If pulses belong to one another, it is desirable that the pulses of each <Iinpulsreilie have the same amplitudes among each other. If this is not the case, the individual pulses can be made uniform.

Unter Amvendung der in Abb. 3 dargestellten Schaltung zur Umwandlung der ImpulseA in sägezahnförmige Impulse kann die Anordnung derart getroffen werden, daß ein kleiner Kondensator e vorgesehen wird. Die plötzliche Spannungsänderung am Kondensator a, die infolge der Entladung dieses Kondensators über die Anoden-Kathoden-Strecke des Entladungsrohres d erfolgt, wird in diesem Fall über den Kondensator e übertragen, so daß sich in diesem Fall sägezahnförmige Impulse von stets kongruenter Form ergeben.Using the conversion circuit shown in Fig. 3 The impulses A in sawtooth-shaped impulses can be arranged in such a way that that a small capacitor e is provided. The sudden change in tension at the capacitor a, which occurs as a result of the discharge of this capacitor via the anode-cathode path of the discharge tube d, in this case it is transmitted via the capacitor e, so that in this case sawtooth-shaped pulses of always congruent shape result.

Bei dem in Abb.4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieselbe Wirkung, wie sie oben beschrieben wurde, ausgenutzt. An Stelle des Kondensators e ist hier ein Transformator f vorgesehen, über den die plötzliche Spannungsänderung des Kondensators a. übertragen wird. Die sägezahnförmigen Impulse werden bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 3 und 4 an den Klemmen IQ abgenommen.In the embodiment shown in Fig. 4, the same effect is achieved, as described above, exploited. Instead of the capacitor e is here a transformer f is provided through which the sudden change in voltage of the capacitor a. is transmitted. The sawtooth-shaped pulses are in the exemplary embodiments removed from terminals IQ as shown in Figs. 3 and 4.

Es gibt aber auch noch andere Möglichkeiten, um die Unregelmäßigkeiten der einzelnen Impulse einer Impulsreihe zu beseitigen. So kann man beispielsweise eine Kippschaltung anwenden, und zwar kann eine Elektronenröhre vorgesehen sein, die die vom Gitter erzeugte Anodenspannungsänderung über einen Transformator oder eine zweite Röhre auf das Gitter der ersten Röhre zurückgibt, so daß sich die neue Gitterspannungsänderung zur alten addiert. Die Röhre wird nun auch bei unregelmäßig großen Impulsen verhältnismäßig schnell bis zum-Gitterstromeinsatz geöffnet, während sie sich dann durch Gitteraufladung selbsttätig und regelmäßig verriegelt.But there are also other ways to deal with the irregularities to eliminate the individual impulses of a series of impulses. So you can, for example use a flip-flop circuit, namely an electron tube can be provided, the anode voltage change generated by the grid via a transformer or a second tube returns to the grid of the first tube, so that the new one Grid voltage change added to the old one. The tube will now be irregular even at large pulses opened relatively quickly to the grid current use, while it then automatically and regularly locks itself through grid charging.

Auch durch ein Audionglied, das vor eine Röhre mit starkem Gitterstromeinsatz geschaltet ist, lassen sich die Amplituden der Einzelimpulse korrigieren. Die Spannungen müssen dabei größer sein als der Öffnungsbereich der Röhre. Die Gittervorspannung stellt sich dann automatisch so ein, daß die Spannungsspitzen bei etwa o Volt Gittervorspannung liegen. Nach unten werden die Impulse durch den Offnungsbereich der Röhre begrenzt.Also through an audio element that is placed in front of a tube with a strong use of grid current is switched, the amplitudes of the individual pulses can be corrected. The tension must be larger than the opening area of the tube. The grid prestress then automatically adjusts itself so that the voltage peaks at about 0 volts grid bias lie. The downward direction of the impulses is limited by the opening area of the tube.

Während im vorangegangenen die Erzeugung von sägezahnförmigen Schwingungen g "1.3 Abb. 2 in Abhängigkeit von den Ilnema L, pulsenA der Abb. i beschrieben wurde, sollen nunAusführungsbeispiele für den eigentlichen Erfindungsgedanken, nämlich die \lessunri der Höhe einer solchen sägezalinförinigen Spannungskurve ini Augenblick des lintreffens des den zu messenden Zeitabschnitt begrenzenden zweiten Impulses, angegeben werden. Die ini Ausgang der Schaltungen :' 'den den Abb. 3 und d. erhaltenen sägezahn- fiirnii;;eLiSpaiinungslcurvenI" werden bei deni Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 auf das Gitter einer Elektronenröhreg gegeben. Die Rühre g stellt infolge der periodisch aer-, ibi(lcrten Gittervorspannung einen veränder- lichen Gleichstromwiderstand dar, dessen aii-enhlicklicherWert t'o'i deni Anodenstrom- instrument le im Augenblick des .Eintreffens des Impulses B der Impulsreihe II gemessen wird. Voraussetzung hierfür ist, daß die Iniptilse B auf ein zweites Gitter dieser Elek- tronenröhre g gegeben werden, so (laß diese Impulse jeweils als Üffnungsimpulse für den :1no@lcnstrorn dienen. )n Abb.6 ist ein weiteres Ausführung's- 1)cisl)ici dargestellt. Diese Anordnung be- steht aus zwei hintereinander-' eschalteten Elektronenröhren in und k. Die Röhre in. atellt wiederum den verünclerlichen Gleich- stroini#;ielerstand dar, da an ihr Gitter die siigczahnförniigen Spannungsimpulse I" an- gelegt lverden. Auf das Gitter der Röhre h gelangen die Impulse B der Impulsreihe II. I)er ini Anzeigeinstrument lt im Augenblick (les Hintreffens der Impulse B angezeigte :11loclcnstrom ist dann ein '-Maß für den ge- wünschten zu anessenden Zeitabstand. Dieses :ltirci""eiizstrtiment wird zlvecl~niiißig in Ein- liehen. die dein Anwendungszweck ent- sprochen, geeicht. 'n:11)1).2 sind siigezahnförinigeSl)aniitiligs- inipulsc dargestellt, wie sie praktisch finit ein- f;icilcti Mitteln nur sehr schwer zu erreichen sind. Bekanntlich besitzt die Kennlinie einer I@on:lcusatorauflaclung oder -entladung eine. starke Krümmung, so daß dadurch die Linearität der Anzeige leidet. Diese Kriim- 111ung der Kondensatorentladung bzw. -auf- ladung kann dadurch kompensiert werden, dali den in Abb. 5 und 6 dargestellten N()liren - und trt Kennlinien von zur Charak- teristik der Kondensatoraufladung bzw. -ent- la(@ung spiegelbildlicher Form gegeben wer- den. Man kann beispielsweise diese Röhren in dein unteren Knick der Kennlinie arbeiten lasen. Dann wird die all' Schluß der Auf- la(htllg eines zur Erzeugun- @a@rezahllt()rnll- "cr Inipulsc dienenden Kondensators auf- tretende langsamepannungscrhiihung in das Gehiet der gröl.icrcii Steilheit der l-Zelitilinie tallcu. Ilier könnte auch die bekannte I3csc@mci- (Iting der Kennlinien noch \ crbcsscrungen sehalten. While the generation of sawtooth-shaped vibrations g "1.3 Fig. 2 was described in relation to the Ilnema L, pulsesA of Fig. I, exemplary embodiments for the actual idea of the invention, namely the level of such a sawtooth-shaped voltage curve at the moment of impact, will now be described of the second pulse delimiting the time segment to be measured will. The ini output of the circuits : '' den A bb. 3 and d. received sawtooth fiirnii ;; eLiSpaiinungslcurvenI "are used in deni Embodiment according to Fig. 5 on the Given the grid of an electron tube. the Due to the periodic aer-, ibi (lcr pretensioning a variable lichen DC resistance, whose aii-final value t'o'i deni anode current- instrument le at the moment of arrival of pulse B of pulse series II measured will. The prerequisite for this is that the Iniptilse B on a second grid of this elec- tube g are given, so (let this Impulse each as opening impulse for the : 1no @ lcnstrorn serve. ) n Fig.6 is another embodiment's- 1) cisl) ici shown. This arrangement consists of two one behind the other Electron tubes in and k. The tube in. in turn represents the denial of equality stroini #; ielerstand, since the sigc-tooth-shaped voltage pulses I " laid lverden. On the grid of the tube h the impulses B of the impulse series II arrive. I) He is ini gauge at the moment (les trailing of the impulses B indicated : Then 11loclcnstrom a '-Mass for the overall wanted time interval to be appropriate. This : ltirci "" eiizstrtiment is zlvecl ~ niiiig in one borrowed. which your intended purpose spoke, calibrated. 'n: 11) 1) .2 are siigezahnförinigeSl) anti-volatile inipulsc as they are practically finite f; icilcti means very difficult to achieve are. As is well known, the characteristic has a I @ on: lcusator charging or discharging one. strong curvature, so that thereby the The linearity of the display suffers. This crime 111deposition of the capacitor discharge or charge charge can be compensated by dali those shown in Figs. 5 and 6 N () liren - and trt characteristics of the character the characteristics of the capacitor charge or discharge la (@ung can be given in mirror image form the. For example, you can use these tubes work in your lower bend of the curve read. Then the all 'conclusion of the la (generally one to produce @ a @ rezahllt () rnll- "cr Inipulsc serving capacitor on- increasing slow tension in the Belongs to the steepness of the l-cell line tallcu. Ilier could also use the well-known I3csc @ mci- (Iting of the characteristics is still reduced see.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Procedure for 'measuring the time distance between two beginning and end of one Impulse determining the period of time " characterized in that the deal the start of the period of time pulse either into a pulse of saw Tooth shape is unformed or to Control a to generate a serve as a sawtooth pulse (len Facility is used and that the This Siigezalilies height at the moment the arrival of the second impulse will measure. 2. Device for generating sawing Toothed impulses to carry out of a method according to claim i, characterized by a capacitor arrangement whose slow periodic Charge or discharge exploited will. 3. Device according to claim -, gc- characterized by a capacitor arrangement whose charging by a your parallel gas or steam filled discharge tube in the way is controlled that the beginning of the determining the time period to be measured Impulse on the control grid of the charge tube acts and (lousy for Bring ignition. Facility for the implementation of the Method according to claim i under application of facilities according to application Spruch i and 2, characterized by the Arrangement of an electron tube whose @@, iderstancl according to your tension course of the generated sawtooth-shaped Impulse is changed and on the also on a second grid or alloclen- side of the end of the to sneeze Impulse determining the period of time as Opening pulse acts so that the setting mean anode current a llal @ for the time interval to be measured. 5. Einrichtmag according to claim -2 to thereby marked. (Measure of 'light rectilinear course of the upwards or downwards. I: rzeuun @ s; i @ czahnfiir_ iniger @ml) ul # c provided @on (let? sator_ arranging by choosing eileer N "() Il (1e11 Wt; C'z @ 11111t () 1'll? 1 @ C11 Ii1? 1) lllsell @ Wtetle'I'tC'tl I @ () hreilail () I '(ltitlll is compensated whose I \ C'I11111I11e111 <1'1111111i1tll @ r elltgegl'llge # ett @ 'el'_ runs.