Einrichtung zur Messung der Zeitdifferenz zwischen zwei Impulsen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung des Zeitintervalles zwischen zwei Impulsen.
Für die Messung der Zeitdifferenz zwischen zwei Impulsen sind Schaltungen bekannt, bei welchen die beiden Impulse je eine Gastriode zur Zündung brimjgen. In den Anodenzuleitungen der beiden Gastrioden liegen zwei gleiche Widerstände, so daB die Spannung zwischen den beiden Anoden gleich Null ist, wenn entweder beide Gastrioden nicht geziindet sind oder wenn beide Gastrioden gez ndet sind. Ist dagegen eine der beiden Gastrioden gezündet und die andere nicht, so besteht zwischen den beiden Anoden eine konstante Spannung U, welche zeitlich so lange besteht, bis auch die andere Triode zündet, das heisst ihre zeitliche Dauer entspricht der Zeitdifferenz zwischen den beiden Impulsen.
Die Spannung U wird einem ballistischen Galvanometer mit dem Widerstand R zugeführt, das den vom Zündzeitpunkt der einen R¯hre bis zum Zündzeitpunkt der andern Rohre dauernden Stromsto¯ mi¯t, welcher ein Mass f r die gesuchte Zeitdifferenz darstellt.
Die Messungen mit dem ballistischen Gal vanometer weisen nun jedoch die folgenden bekannten Nachteile auf : Der Ausschlag kann nur kurzzeitig abgelesen werden, was oft zu Fehlablesungen f hrt. Da die Schwingungsdauer des Galvanomebers wesentlich grösser sein soll als die längste zu messende Zeitdifferenz, werden ausserdem die Messun- gen für grössere Zeitdifferenzen sehr zeitrau- bend und umständlich.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung dieser Art zur Messung der Zeitdifferenz zwischen zwei Impulsen, mittels welcher die genannten Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäss liegt zwischen den Anoden der beiden gasgefüllten Entladungsröhren wenigstens ein mit einem Gleichrich- ter in Serie geschalteter Kondensator, zu welchem ein Stromanzeigeinstrument mit Vor schaltwiderstand parallel geschaltet ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. l sind T1 und T2 zwei Gastrioden, welche ihre Anodenspannung über die gleich gro¯en Anodenwiderstände RA1, RA2 aus der gemeinsamen Spannungsquelle EA, und ihre Gittervorspannung über die beiden GitterwiderstÏnde RG von der Gittervorspannungsquelle -. beziehen. Die beiden Impulse, deren gegenseitige zeitliche Verschiebung gemessen werden soll, werden auf die Gitter der Gastrioden Ti und T2 gegeben.
Die Speisespannungen EA und EG sind so gewählt, da. die Gastrioden mit einer kleinen Impulsspannung Mi bezw. Mg auf dem Gitter zur Zündung gebracht werden. Als Impulsspannungen til, u2 k¯nnen positive Gleichspannungen oder Wechselspannungen verwendet werden.
Zwischen die beiden Anoden Al, A2 ist der Widerstand R,, der Gleichrichter G und die Kapazität C in Serie geschaltet. Parallel zur Kapazität C ist ausserdem das Amperemeter A mit dem hochohmigen Vorschalt- widerstand 7 geschaltet.
Zu Beginn des MeBvorganges sind beide Gastrioden T,, T2 im ungezündeten Zustand das heisst die Anodenströme IAX und IA2 sind gleich Null, und somit ist aueh die Spannung U zwischen den Punkten Pl und Pz gleich Null.
Tritt nun z. B. zuerst am Gitter der Röhre T2 die Impulsspannung u2 auf, so z ndet diese R¯hre, und im Anodenstromkreis flie¯t der Strom IA2=EA-EB/RA2, wobei EB die Brenn Spannung der Gastriode bedeutet. Ist RA1 < R1, so ist die Spannung zwischen den Punkten Pi und P2 : U = EA-EB. Der Punkt P, hat gegenüber dem Punkt P positives Potential, und es fliesst der Ladestrom iL durch den Gleiehrichter G und den Widerstand Ri. Die Spannung !7amKondensatorCwächst proportional mit der Ladung und betrÏgt
EMI2.1
worin t die Zeit bedeutet.
Ist der Quotient t/R1C klein, so ist die Spannung Uc @ U @ t/R1C, das heisst sie ist proportional der Zeit t. Das Amperemeter A mi¯t den Strom Ue/R2, welcher der Zeit @ gleichfalls proportional ist.
Tritt nun die Impulsspannung u1 am Gitter der Gastriode T1 auf. so ziindet auch diese. un, die Spannung'M zwischen den Punkten Pi und P2 wird gleich Null, da die Brennspannungen Ep beider Röhren einander gleich sind. Der Ladestrom iL wird somit ebenfalls gleich Null und der Kondensator C hat die maximale Ladung und somit die maximale Spannung U cmax erreicht, welche das MaB für die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der beiden Impulsspannungen u1, u2 ist. Es ist U cmax =Ut2-t1, wenn t2 die Zeit des
R1C Auftretens der Impulsspannung M und tl die Zeit des Auftretens der Impulsspannung Mi bedeutet.
Der Zeitdifferenz t2-t1 entspricht ein bestimmter Stromaussehlag am Amperemeter A. Damit sieh nun der Kondensator C nicht über die Widerstände R1, RA1, RA2, bezw. über die Gastrioden T1, T2 entladen kann, ist der Gleichrichter G eingesehaltet.
Der Kondensator C kann sich nur noch ber den hochohmigen Widerstand R2 entladen.
Der Kondensator C und der Vorschaltwiderstand R2 sind so bemessen, dass die Zeitkon stante W.. C ein Mehrfaches der zu messenden Zeitdifferenz beträgt. Beträgt t z. B. der Widerstand R2 2 MegOhm und die Kapazität t des Kondensators C 30 @F, so betrÏgt die Zeitkonstante R 60 Sekunden und der Aussehlag am Amperemeter A sinkt in 3 Sekunden um nur 5% und kann somit bequem abgelesen werden.
Von jeder neuen Messung werden der Kondensator C kurzgeschlossen und die Gas. trioden T1, T2 gel¯scht.
Die Anordnung gemϯ Fig. 1 ermöglicht nun allerdings die Messung des gewünschten Zeitintervalles nur dann, wenn stets der der Triode T2 zugef hrte Impuls zuerst eintrifft.
An Hand der Fig. 2 wird nunein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei welcher das gesuchte Zeitintervall sowohl bei Voreilung des einen Impulses als auch bei Voreilung des andern Impulses gemessen werden kann.
Bei dieser Anordnung hat der Zeiger des Amperemeters A seine Ruhelage in der Mittelstellung und macht bei Voreilung des einen Impulses einen Ausschlag nach der einen Seite und bei Voreilung des andern Impulses einen Ausschlag nach der andern Seite. Die Schaltung hat somit den weiteren Vorteil, da¯ stets feststellbar ist, welcher der beiden Impulse zuerst eintrifft. Hat der Punkt Pi gegen ber dem Punkt P2 ein positives Potential, so fliesst ein Ladestrom iL'durch den Gleichrichter G'zum Kondensator C' (Gleichrichter G"sperrt). Durch das Amperemeter A fliesst der Messstrom ig', welcher proportional zur Eondensatorspannung Cc'ist, in der eingezeichneten Richtung.
Hat dagegen derPunktPigegenüberdemPunktPaein negatives Potential, so fliesst ein Ladestrom iLtt durch den Gleichrichter G" zum Konden- sator C(Gleichrichter6sperrt).Durchd'as Amperemeter A flieBt der zur Kondensator- spannung !7c"proportionaleMessstromg", und zwar in umgekehrter Richtung wie der Strom ig'.
Nachjedie'rMesssmngwerden'dieGastri- oden Ti, T : ; durch kurzzeitiges Offnen eines Schalters S1 gel¯scht. Ebenso werden die Kon densatoren C'und C"nach jeder Messung durch Schliessen der Schalter S2 und S3 über die kleinen WiderstÏnde RK', RK" entladen.
Die Messgrosse kann gleichzeitig als Regelgrösse verwendet werden, z. B. so, dass zur Synchronisierung von Maschinen, beispiels weiseAnttriebstmtorenbeiSende-und Emp- fa.ngeräten,dereine'derbeidenImpulse im Sender periodisch erzeugt wird, wÏhrend der periodische Vergleichsimpuls im Emp fa. ngssgerat entsteht. Mit der beim Vergleich der Impulse gewonnenen Spannung wird die Frequenz und Phase des im Empfänger vor handenen Motors automatisch geregelt, bis die Impulse sich zeitlich genau decken. Es ist zweckmässig, die Schalter S1, S2, S, mittels der zu synchronisierenden Machine derart zu steuern, da¯ sie jeweils in den Impulspausen kurzzeitig geöffnet bezw. geschlossen werden.
Durch Verwendung verschieden be messener Widerstände Rl kann die Zeitkon- stante R1C'bezw. R1C"verändert werden, so da¯ verschieden grosse Zeitbereiche, z. B. von einigen Hundertstelsekunden bis zu einigenSekunden,gemessenwerdenkönnen.
An Stelle von gasgefüllten Trioden können selbstverständlich auch Glimmröhren oder Glimmrelais verwendet werden.