DE767938C - Anordnung zur Herstellung zweier Impulsreihen mit einstellbarer gegenseitiger Phasenverschiebung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Herstellung zweier Impulsreihen mit einstellbarer gegenseitiger Phasenverschiebung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Herstellung zweier aus Impulsen gleicher Folgeperiode bestehender Impulsreihen, die eine einstellbare Phasenverschiebung gegeneinander besitzten. Es ist bekannt, derartige Impulsreihen beispielsweise zur Entfernungsbestimmung nach diem Reflexionsprinzip zu benutzen. Bei diesem Verfahren werden in regelmäßiger Reihenfolge Impulse beispielsweise elektrischer Energie ausgestrahlt, und die von dem einen reflektierenden Gegenstand zurückkehrenden Impulse werden mit anderen Vergleichsimpulsen, welche aus der Quelle für die auszustrahlenden Impulse über einen Phasenschieber bezogen werden, zur Koinzidenz gebracht. Die Phasenverschiebung, auf welche dieser Phasensichieber einlgestellt werden muß, um die Koinzidenz zu erzielen, ergibt dann ein Maß für die ge suchte Entfernung des reflektierenden Gegenstandes.
• Bei Anordnungen solcher Art besteht ein Nachteil darin, daß Ungenauigkeiten des Phasenschiebers in voller Größe als Fehler in das Meßergebnis eingehen.
• Zur Vermeidung dieses Nachteils soll gemäß der Erfindung die Anordnung zur Herstellung zweier solcher Impuls reihen darin bestehen, daß zwei Frequenzteiler vorgesehen sind, welche die gewünschten Impulsreihen mit einem der Erhöhung der Phaseneinstellgenauigkeit entsprechenden Teilungsverhältnis aus gleichartigen höherfrequenten Impulsreilhen erzeugen, und daß ein Phaseneinstellorgan benutzt ist, das die Phase der einen der höherfrequenten Impulsreihen gegenüber der anderen bis zum Vielfachen der höherfrequenten Impulsfolgeperiode zu verschieben erlaubt.
• Bei einer derartigen Anordnung sind die Genauigkeitsanforderungen an den Phasenschieber außerordentlich viel geringer als bei der eingangs erwähnten bekannten Anordnung. Wenn nämlich die Frequenz der höherfrequenten Impulsreibe n-mal höher ist als diejenige der niederfrequenten Impulsreihe, so gehen Ungenauigkeiten des Phasenschiebers nicht mehr in voller Größe, sondern nur mit als Fehler in das Meßergebnis ein.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 1 der Zeichnung veranschaulicht. Dort bedeutet 10 einen Generator für sinusförmige Spannungen, welcher zwei zueinander parallel liegende Synchronmotoren ii und 12 antreibt. Der Ständer des einen Synchronmotors 11 ist drehbar angeordnet, wie in Abb. 1 durch einen Pfeil 13 abgedeutet ist.
• Auf der Achse der beiden Motoren sitzt je eine Lochscheibe 14 und I5, welche eine jeweils kreisförmig angeordnete Reihe von Löchern besitzt. Mit jeder der beiden Lochscheiben 14 und 15 arbeitet eine Lichtquelle I6 bzw. I7 und eine Photozelle 18 bzw. 19 zusammen. Die Photozellen 18 und 19 liefern somit je eine Impuslreihe, welche oben als höherfrequente Imp ul sreihe bezeichnet worden ist. Die von den Photozellen stammenden Impulse werden nach geeigneter Verstärkung. die in der Abb. I nicht mit dargestellt ist, den beiden Frequenzteilern 20 und 21 zugeleitet, welche eine Teilung im gleichen Verhältnis bewerkstelligen, so daß auf den Leitungen 22 und 23 die gewünschten Impuls reihen auftreten. Die aus der Leitung 23 gewonnenen Impulse werden beispielsweise ausgestrahlt und von dem Gegenstand, dessen Entfernung gemessen werden soll, reflektiert, und mittels des drehbaren Ständers am Synchronmotor 11 wird die Phase der von der Photozelle 18 gelieferten Impulse bis zum Vielfachen von 360 elelitrischen Grad verschoben, bis die auf der Leitung 22 auftretenden Impulse mit den vom erwähnten Gegenstand reflektierten Impulsen koinzidieren. Der WInkel, um welchen der Ständer des Synchronmotors II gegenüber seiner Anfangslage, in welcher die Impulse auf den Leitungen 22 und 23 koinzidieren, verstellt werden muß, gibt dann ein Maß für die gesuchte Entfernung des reflektieren den Gegenstandes.
• Bei einer weiteren in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform wird davon Gebrauch gemacht, daß bei sinusförmigen Schwingungen die Phase besonders leicht geändert werden kann. In Abb. 2 bedeutet 24 einen Generator für sinusförmioge Spannung und 25 einen Phasenschieber. Mit 26 und 27 sind zwei Stufen bezeichnet, in denen aus den sinusförmigen Spannungen Impulse abgeleitet werden. Die beiden Frequenzteiler sind bei dieser Ausführungsform wieder mit 20 und 2I bezeichnet. Die auszustrahlenden Impulse treten dann an der IslemmeP, und die sogenannten Suchimpulse, welche mit den reflekderten Impulsen zur Koinzidenz gebracht werden müssen, an der Klemme auf.
• Die Frequenzteiler, welche gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden. sollen gemäß der weiteren Erfindung bei Nullstellung des Phasenschieber so miteinander synchronisiert werden, daß sämtliche Frequenzteilerstufen gleichphasig schwingen, und es soll bei einer Entfernung des Phasenschiebers aus der Nullage die synchronisierende Verbindung unterbrochen werden. Eine derartige Anordnung ist zur Festlegung der Phasenverschiebung Sull, die ja für die Einstellung der gewünschten Phasen-erschiebung zwischen den beiden niederfrequenten Impulsreihen bekannt sein muß, von besonderem Vorteil.
• In Abb. 3 ist eine besonders einfache Ausführungsmöglochkeit zur Synchronisierung der Frequenzteilerstufen, falls diese aus Sperrschwingern (selbstperrende Schwingungserzeuger) bestehen, dargestellt. In Abb. 3 sind mit 28 und 29 je eine Röhre in Sperrschwingerschaltung bezeichnet, welche verschiedenen Frequenzteilern angehören. Die Röhre 28 möge zum Frequenzteiler 20 und die Röhre 29 zum Frequenzteiler 21 gehören.
• Die Wicklungen zur Kopplung des Anodenkreises mit dem Gitterkreis sind bei beiden Röhren mit 30 und 3I bezeichnet, die Widerstandskondensatorglieder im Gitterkreis selbst mit 32 und die Ohmschen ÄÄ'iderstände sowie Kondensatoren, über welche die betreffenden Teilerstufen von der nächsthöheren Teilerstufe ihre Steuerimpulse erhalten. mit 33 bzw. 34. Die Anoden der beiden Sperrschwingerröhren 28 und 29 werden über einen Kondensator 35 miteinander gekoppelt, wobei in der Verbindungsleitung noch ein Schalter 36 liegt, der geschlossen ist. solange der Phasenschieber sich in seiner Nullstellung befindet, und geöffnet wird, sobald er sich aus ihr entfernt. An Stelle des Kondensators können auch Ohmsche Widerstände benutzt werden.
• Es - sei nun noch eine Schaltungsanordnung besprochen, welche mit Vorteil dazu benutzt werden kann, unkontrollierbare Phasenverschiebungen in dem Frequenz teiler uns chädlich zu machen. Derartige unkontrollierbare Phasenvers ohiebungen werden bei Slperrschwingern als Zündverzögerung bezeichnet.
• Um sie auszuschalten, sollen gemäß der weiteren Erfindung die von den FlrequeIlzteilern gelieferten Impulse lediglich dazu benutzt werden, um jeden n-ten Impuls (n = Erequenz teflungsverhälmis) der betreffenden höherfrequenten Impulsreihe ausz,uwä'hlen, derart, daß die hierdurch gewonnenen niederfrequenten Impulsreihen ans einzelnen, aus den höherfrequenzenten Impulsreihen selbst stammenden Einzelimpulsen bestehen. In der Abb. 4 ist eine Schaltung dargestellt, welche dies ermöglicht. Dem ersten Gitter 37 einer Sechspolröhre 38 werden die an Klemme P2 in Abb. 2 abgenommenen Impulse zugeführt. Dieses Gitter 37 ist, bevor ein derartiger Impuls von Klemme P2 eintrifft, so stark negativ vorgespannt, daß kein Anodenstrom fließen kann. Dem dritten Gitter 39 werden die höherfrequenten Impulse, welche an Klemme P3 entstehen, zugeführt, und die Vorspannung dieses Steuergitters 39 ist ebenso bemessen wie diejenige des Gitters 37. Somit entstehen im Anodenkreis, d. h. am linken Ende des Widerstandes 40, Einzelimpulse, welche aus der höherfrequenten Impulsreihe mit Hilfe der niederfrequenten Impulse ausgewählt werden. Der Potentialverlauf am linken Ende des Widerstandes 40 kann also dazu verwendet werden, den Hochfrequenzsender, welcher die auszustrahlenden Impulse liefert, zu modulieren. In Abb. 4 ist der Einfachheit halber an die Leitung-41 »ausgestrahlte Impulse angeschrieben worden.
• Eine gleiche Schaltungsanordnung, wie sie zur Gewinnung der ausgestrahlten Impulse benutzt wird, kann auch zur Gewinnung der Suchimpulse, d. h. derjenigen Impulse, die zur Herbeiführung der Koinzidenz mit den reflektierten Impulsen durch den Phasenschieber 25 oder 11 verschoben werden, benutzt werden. In Abb. 4 ist dies dadurch angedeutet, daß dem Steuergitter 37 die an der Klemme P1 abgenommenen niederfrequenten Impulse und dem Steuergitter 39 die an der Klemme P4 abgenommenen höherfrequenten Impulse zugeführt werden. Dann entstehen also aus denselben Gründen, wie für die ausgestrahlten Impulse erläutert, auf der Leitung 41 die Suchimpulse. Somit sind zwei Sechspol röhren im Sinne der Abb. 4 erforderlich, von denen die eine mit den Impulsen von P2 und P3 gespeist wird und die ausgestrahlten Impulse liefert, während die zweite von der ersten unabhängige Sechspolröhre mit den Impulsen von P1 und P4 gespeist wird und in ihrem Anodenkreis die Suchimpulse enthält.

Claims (6)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Anordnung zur Herstellung zweier aus Impulsen gleicher Folgeperiodebestehender Impulsreihen, die eine einstellbare Phasenverschiebung gegeneinander besitzen, insbesondere für die Entfernungsmessung reflektierender Gegenstände durch Herstellung der Phasenübereinstimmung zwischen reflektierten elektrischen Impulsen und vom Sender unmittelbar abgeleiteten Vergleichs impulsen, gekennzeichnet durch zwei Erequenzteiler, welche die gewünschten Impuls reihen mit einem der Erhöhung der Phaseneinstellgenauigkeit entsprechenden Teilungsverhältnis aufs gleichartigen höherfrequenten Impulsereihen erezeugen, sowie durch ein Phaseneinstellorgan, das die Phase der einen der höherfrequenten Impulsreihen gegenüber der anderen Ns zum Vielfachen der höherfrequenten Impulsfolgeperiode zu verschieben erlaubt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gelienuzeichniet, daß die beiden höherfrequenten Impuls reihen aus zwei auf einen gemeinasamen Generator zurückgehenden sinusförmigen Steuerschwingungen abgeleitet sind, von denen eine das Phaseneinstellorgan durchlaufen hat.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um bei Nullage des Phaseneinstellorgans die beiden Frequenzteiler so miteinander zu synchronisieren, daß sämtliche Frequenz teiler stufen gleichphasig schwingen, und um bei einer Abweichung aus der Nullage die asynrchlronisierende Verbindung zu unterbrechen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, diadurch gelienuzeichnet, daß die -einzelnen Frequenzteilerstufen aus Sperrschwingern bestehen und die Anoden je zweier Stufen gleicher Frequenz in der Nullage des Phaseneinstellorgans über Widerstände oder über Kondensatoren miteinander verbunden sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Frequenzteilern gelieferten Impulse lediglich dazu benutzt sind, um jeden n-ten (n = Frequenzteilungsverhältnis) Impuls der betreffenden höherfrequenten Impulsreihe auszuwählen, derart, daß die hierdurch gewonnenen gewünschten Impulse reihen aus einzelnen ans den höherfrequenten Reihen selbst stammenden Einzelimpulsen bestehen.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sechspolröhre vorgesehen ist, an deren beide Steuergitter die Eingangs- bzw. die Ausgangsspannung des betreffenden Frequenzteilers angeschlossen ist und an deren Anode die gewünschte Impulsreihe abnehmbar ist.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 842 418.