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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.
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Bei Anordnungen solcher Art besteht ein Nachteil darin, daß Ungenauigkeiten
des Phasenschiebers in voller Größe als Fehler in das Meßergebnis eingehen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.