DE893059C - Anordnung zur zeitlichen Verzoegerung von sehr kurzen elektrischen Impulsen - Google Patents

Anordnung zur zeitlichen Verzoegerung von sehr kurzen elektrischen Impulsen

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DE893059C
DE893059C DET869D DET0000869D DE893059C DE 893059 C DE893059 C DE 893059C DE T869 D DET869 D DE T869D DE T0000869 D DET0000869 D DE T0000869D DE 893059 C DE893059 C DE 893059C
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DE
Germany
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rod
impulses
mechanical
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delay
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Expired
Application number
DET869D
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English (en)
Inventor
Fritz Dr-Ing Kruse
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Telefunken AG
Original Assignee
Telefunken AG
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/30Time-delay networks
    • H03H9/36Time-delay networks with non-adjustable delay time

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Anordnung zur zeitlichen Verzögerung von sehr kurzen elektrischen Impulsen Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, sehr kurze elektrische Impulse zeitlich zu verzögern, tritt bei verschiedenen hochfrequenten Sende- und Empfangsanlagen auf. Eine solche Verzögerung von Schwingungen ist dann beispielsweise erforderlich, wenn hochfrequente Signale zwei getrennte Kanäle zu durchlaufen halen, an deren aus gängen sie wieder koml>iniert werden. Um in diesem Fall die unter Umständen verschiedene Laufzeit wieder gleich zu machen, wird in den einen Kanal, der die kürzere Laufzeit besitzt, ein Ze i tverzögerungsglied eingeschaltet.
  • Auch bei den bekannten drahtlosen Abstandsmeßverfahren, z. B. dem Verfahren. wie es in der Patentanschrift 623 005 beschrieben ist, werden Verzögerungsketten gebraucht die in diesem Fal.l zur Verzögerung von hochfrequenten Impulsen erforderlich sind. Bei, dem aus der Patentschrift Nr. 623 005 bekannten Abstandsmeßverfahren, das nach der Impulsrückstrahlmethode arbeitet, werden dem Empfänger sowohl die von einem reflektierenden Gegenstand zurückkommenden als auch die zeitverzögerten Impulse, die direkt vom Sender zum Empfänger gelangen, zugeführt. Die auf direktem Weg einer Empfangsstufe zugeführten Impulse werden zeitlich derart verzögert, daß sie gleichzeitig mit den reflektierten Impulsen einfallen und damit die negative Vorspannung eines Empfangsrohres kompensieren. Die Einstellung der zur Verzögerung der Impulse vorgesehenen Verzögerungs- kette ist bei maximaler Empfäng*rausfgangsspannung ein Maß für die gesuchte Entfernung.
  • Es ist auch bereits eine Kontrolleinrichtung für ein die Laufzeit elektrischer Schwingungen zur Entfernungsmessung nach dem Rückstrahlprinzip ausnutzendes Sende-Empfangs-Gerät vorgeschlagen worden. Diese Kontrolleinrichtung ist gekennzeichnet durch ein an die Stelle des drahtlosen Strahlungsweges tretendes Hochfrequenzkabel oder eine diesem äquivalente Kabelnachbildung, das als Glied bekannter Laufzeit direkt oder über eine Strahlungskopplung an das Rückstrahlgerät anschaltbar ist. Auch für den letztgenannten Zweck benötigt man also eine Verzögerungseinrichung, die nach Möglichkeit nur einen geringen Ilaumbedarf besitzt.
  • Die Erfindung macht von einem bereits bekannten Vorschlag Gebrauch, der darin besteht, daß die zu verzögernden elektromagnetischen Schwingungen zunächst in mechanische, insbesondere Ultraschall schwingungen, umgeformt werden, daß dann diese mechanischen Schwingungen - iei,tlich verzögert werden und daß anschließend die mechanischen Schwingungen in elektromagnetische Schwingungen zurückverwandelt werden. Die Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein stabförmiger Verzögerungskörper aus Glas, insbesondere Kronglas, vorgesehen ist, auf den die Impulse als ultrahochfrequente mechanische Schwingungsstöße (io' bis 30 MHz) einwirken.
  • Bisher wurde zur 5 chwingungsverzögerung auf mechanischem Weg ein gasförmiges oder flüssiges Medium benutzt. Wegen der vergleichsweise sehr großen Schallhärte des die elektrischen Schwingungen in mechanische umsetzenden bzw. umgekehrt die mechanischen Schwingungen in elektische rückwandelnden Quarzes gegenüber der Schallhärte des gasförmigen oder flüssigen Mediums ergibt sich hierbei eine starke Unteranpassung des Quarzes, die eine frequenzabhängige Dämpfung der übertragenen Schwingungen und damit eine Impulsverzerrung zur Folge hat. Diese linearen Verzerrungen sind um so kritischer, je breiter das Spektrum der zu verzögernden Impulse ist, d. h. je kürzer die Impulse sind.
  • Diese der Verzögerung sehr kurzer Impulse entgegenstehenden Schwierigkeiten werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch behoben, daß erstens das erforderliche Frequenzband durch Anwendung einer Trägermodulation in an slich bekannter Weise stark eingeengt wird und daß zweitens durch Anwendung eines Verzögerungsstabes aus festem Werkstoff die Anpassung derart verbessert wird, daß sich eine breitere Frequenzcharakteristik ergibt. Dariiber hinaus wird von denfesten Werkstoffen, die wegen der mit dem Schwingquarz vergleichbaren Sch,allhärte eine Stoß dämpfungen vermeidende Anpassung ergeben, speziell Glas als verzögerungskörper ausgewählt, weil Glas außerdem noch eine sehr geringe Streckendämpfung aufweist. Andere, z. B. aus Metall hergestellte Körper hahen wegen nicht birir reichender Homogenität im Aufbau verglichen mit -der sehr kurzen Wellenlänge, die im Verzögerungsstab wirksam ist, zu große Streckdendämpfung, d. h. die Impulse würden sich im Verzögerunggstab totlaufen. Die Glasstäbe haben sich hingegen als sehr geeignet für die Verzögerung von Impulsen erwi,esen.
  • Es ist bekannt, d,en die Ultraschallschwingungen erzeugenden Quarz durch Kittung mit einem Schallmedium zu verbinden. Zur Gewährleistung eines guten akustischen Kontakts zwischen Idem Schwingquarz und dem Glasstab ist jedoch eine Auflötung d.iesles Quarzes auf den Stab zweckmäßig. Man wird zur Durchführung einer solchen Lötung sowohl das Ende des Glasstabes als auch die an diesem Gl'asstab anliegende Seite des Quarzes vorerst metallisieren und dann nach an sich bekannten Lötverfahren befestigen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt. In Abb. I ist ein solcher Stab gezeichnet, der ein kreisförmiges oder ein vieleckförmiges Profil besitzen mag. Wesentlich ist, daß die Gesamtlänge L dieses Stabes b sehr groß ist im Vergleich zur Querausdehnung D. Dadurch wird niämlich erzielt, daß die Wegdifferenzen der von den verschiedenen Punkten der Oberfläche des Ultraschallgebers a ausgehenden Ultraschallschwingungen zur Vermeidun'g von gegenphasigen Interferenzen kleiner sind als die Hälfte der Wellenlänge der verwendeten Ultraschallschwingungen.
  • Bei so geringen Wegdifferenzen tritt auch noch keine merkliche Verlängerung der einzelnen verzögerten Impulse auf.
  • Durch die stabförmige Ausbildung des Verzögerungskörpers, bei dem die Querausldehnung klein ist im Verhältnis zur Längenausdehnung, wird außerdem erreicht, daß die Wegdifferenzen, die durch Reflexion der von dem Ultraschallgeber a erzeugten Impulse an den Seitenwänden des Stabes b entstehen, ebenfalls klein gehalten werden.
  • In Abb 2 ist der Weg dargestellt, den eine nicht in Längsrichtung des Stabes ausgestrahlte Ultraschalischwingung durch die verschiedenen Reflexionen an den Seitenwänden des V,erzögerungsstabes nimmt. Um auch diese störenden Reflexionen noch herabzusetzen, wird gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, den stabförmigen Körper an der Oberfläche seiner Längs ausdehnung aufzurauhen, um damit eine diffuse Schallverteilung zu erzielen. Eine solche Aufrauhung kann entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 dadurch erfolgen, daß in den Körper nebeneinanderliegende, vorzugsweise spiralförmige Rillen eingearbeitet werden, deren Tiefe kleiner ist als etwa die Hälfte der Wellenlänge der den Körper durchlaufenden Ultraschallschwingungen. Da der stabförmige Körper in Abb. 3 im Schnitt dargestellt ist, sind nur die durch die Rillen hervorgerufenen Vertiefungen zu sehen.
  • Selbstverständlich ist es nicht nötig, die ganze Verzögerungseinrichtung derart aufzubauen, daß die von dem Ultraschalllgeber a erzeugten Ultraschallschwingungen bis an das Ende des stabförmigen Verzögerungskörpers laufen und an diesem En;de wieder reflektiert werden, um nach a zurückzugelangen. In Abb. 4 ist der Fall dargestellt, daß der stabförmige Körper von Ultraschallschwingungen nur einmal durchlaufen wird, indem am Ende dieses Körpers ein Ultraschallempfänger c angeordnet ist.
  • Um vom Ende des stábförmigen Körpers tatsächlich nur eine Welle reflektiert zu bekommen, ist es zweckmäßig, das oder die Enden dieses stabförmigen Körpers entsprechend den Au&führungsbeispielen nach Abb. 5 und 6 in Kegelspitzen aus laufen zu lassen. Diese Kegelspitzen sind in den Ausführungsbeispielen nach Abb. 5 und 6 mit d und e bezeichnet. Die Schwingungen, die in diese Kegelspitzen eintreten, werden von jedem Punkt des Kegelmantels reflektiert, so daß man einen sehr langen Impuls erhält. Dieser Impuls läßt sich dann von dem verzögerten Impuls, der diseV,erzögerungseinrichtung auf kürzestem Weg durchlaufen hat, einwandfrei trennen. An Stelle der in Abb. 5 und 6 dargestellten Abschlußkegel wäre es auch möglich, ein kugelförmiges Schallmedium gleichen Materials anzubringen, wodurch ein akustisch schwarzer Körper erzeugt wird, analog dem optischen schwarzen Körper.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur zeitlichen Verzögerung von sehr kurzen elektrischen Impulsen durch Umwandlung der Impulse in mechanische Form und Rückwandlung der verzögerten mechanischen Impulse in elektrische Form, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Verzögerun,gskörper aus Glas, insbesondere Kronglas, vorgesehen ist, auf den die Impulse als ultrahochfrequente mechanische Schwingungsstöße (10 bis 30 MHz) einwirken.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung dermechanischen Schwingungen vorgesehene Schwingquarz mit dem stabförmigen Verzögerungskörper durch~Lotuntg verbunden ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Verzöggerungskörper an der Oberfläche seiner Längsaus dehnung aufgerauht ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verzögerungskörper vorzugsweise spiralförmig nebeneinander verlaufende Rillen eingearbeitet sind, deren Tiefe kleiner ist als es etwa der Hälfte der Wellenlänge der den Körper durchlaufenden mechanischen Schwin,gungen entspricht.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß entweder nur das eine oder beide Enden des stabförmigen Verzögerungskörpers in Kugelspitzen oder kugelförmig ausgebildeten Körpern auslaufen.
DET869D 1940-11-27 1940-11-27 Anordnung zur zeitlichen Verzoegerung von sehr kurzen elektrischen Impulsen Expired DE893059C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1139218B (de) * 1953-11-30 1962-11-08 Marconi Wireless Telegraph Co Ultraschall-Verzoegerungseinrichtung
US3464033A (en) * 1966-03-17 1969-08-26 Csf Acoustical dispersive delay line having stratified waveguide of at least two solid media coupling input and output transducers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1139218B (de) * 1953-11-30 1962-11-08 Marconi Wireless Telegraph Co Ultraschall-Verzoegerungseinrichtung
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