EP0182834A1 - Optoelektrisches entfernungsmessgerät mit einem zeitdiskriminator zur genauen ermittlung der zeitfolge elektrischer impulse - Google Patents

Optoelektrisches entfernungsmessgerät mit einem zeitdiskriminator zur genauen ermittlung der zeitfolge elektrischer impulse

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EP0182834A1
EP0182834A1 EP85902530A EP85902530A EP0182834A1 EP 0182834 A1 EP0182834 A1 EP 0182834A1 EP 85902530 A EP85902530 A EP 85902530A EP 85902530 A EP85902530 A EP 85902530A EP 0182834 A1 EP0182834 A1 EP 0182834A1
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EP
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comparator
time
voltage
distance measuring
pulses
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Withdrawn
Application number
EP85902530A
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Inventor
Rudolf Schwarte
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Individual
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G01S17/14—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein a voltage or current pulse is initiated and terminated in accordance with the pulse transmission and echo reception respectively, e.g. using counters
    • G—PHYSICS
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    • G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection

Definitions

  • Optoelectric distance measuring device with a time discriminator for precise determination of the time sequence of electrical impulses
  • the invention relates to an optoelectrical distance measuring device, in which short light pulses emitted by a laser diode and reflected by a target object are received by a photodiode, a light switch arranged to form a short path for reference signals in an optical transmission and reception conductor and the electrical pulse signals formed by the photodiode are given to a time discriminator which controls the gate time of a quartz oscillator, the clock pulses of which are gated on a counter, which is connected to an offset voltage and whose negative pulse input is a differentiating element and its positive one Pulse input is connected upstream of a delay line.
  • the runtime is determined on the one hand the light pulses (target pulses) emitted by the laser diode, reflected by a target object and received by the photodiode and, on the other hand, the transit time of the reference pulses emitted by the laser diode, but via the light switches and the short path to the photodiode, are determined and for determining the distance evaluated.
  • the reference pulse that arrives first triggers a gate time signal in a time discriminator, which is switched off by the target pulse that arrives later and passes over the target object.
  • the clock pulses (150 MHz) continuously generated by a quartz oscillator are sampled on a counter.
  • the counted pulses are fed in groups to a processor, which determines the distance to be determined by sorting and averaging.
  • a processor determines the distance to be determined by sorting and averaging.
  • an addition value is formed for the time discriminator using auxiliary pulses. This measuring method only allows the counting of entire meter steps in different threshold value ranges and allows measurement in the order of centimeters and millimeters only with the aid of a disadvantageous averaging from a large number of individual measurements.
  • time discrimina- tion in distance measuring devices of this type for processing the electrical pulse signals.
  • nator is used, there is the disadvantage that an exact determination of its time sequence is severely impaired by different amplitudes, ie a change in the amplitude causes a corresponding time shift in the triggering of the derived signal.
  • the problem with time discriminators is to identify signals of different amplitudes based on their exact time position. The rising edge should be as short as possible in order to determine this time determination very precisely.
  • the errors of the known circuits are based primarily on the fact that, due to the finite rise time, the time discriminators used respond with different delays.
  • a so-called constant fraction trigger is used in the conventional circuits, which uses a signal derived from the signal itself, primarily a differentiated signal, to identify the point in time.
  • a differentiated pulse is given to the negative input of a voltage comparator and the pulse itself to the positive input.
  • the negative voltage at the input of the voltage comparator can e.g. B. be created by an RC element.
  • the circuits of a conventional type work with a constant offset voltage, and the voltage comparator only responds when this offset voltage is exceeded. This offset voltage is practically of the order of a few milli-volts and cannot be reduced further, because otherwise the voltage comparator would switch independently due to interference signals, noise, etc.
  • the object of the invention is to provide, in a distance measuring device of the generic type, an improved signal processing by means of a time discriminator, which is also generally used to precisely determine the time sequence of electrical pulses different amplitudes is suitable.
  • This object is achieved according to the invention by means of a minimum comparator which is directly connected to the electrical pulse source and controls the offset voltage of a voltage comparator and in each case a delay line connected upstream of the positive and negative input of the voltage comparator.
  • This circuit arrangement has the advantage that a suitable offset voltage is applied to the input of the voltage comparator at the right moment.
  • the new circuit also works with an offset voltage, but this changes at the moment when the relevant point in time is derived from the differentiated pulse signal and the original pulse signal in such a way that a minimum of time shift deviates from one another. results in the amplitudes. While previously a positive offset voltage which was desirable per se was unsuitable because of the unstable switching behavior, according to the invention the changeover to a positive offset voltage takes place at the right moment.
  • the pulse signal to be determined is first applied to the minimum comparator, which causes the offset switchover.
  • a delay line is assigned to the positive and negative input of the voltage comparator.
  • the delay provided in the positive input is designed to be larger in order to obtain the fastest possible voltage change at the input of the voltage comparator by overlapping the rapid rise in the direct pulse and the rapid fall in the differentiated pulse. To delay such.
  • novel circuit for a time discriminator is particularly suitable for an optoelectrical distance measuring device, it can be used, as it were, for a time discriminator for precisely determining the time sequence of electrical pulses of different amplitudes.
  • a maximum comparator can be connected in parallel to the minimum comparator, so that the amplitude values which fall below or exceed the lower or upper limit value can be determined and, for example, can be fed to a control and evaluation unit for the purpose of elimination.
  • the extremely precise square-wave pulses leaving the time discriminator allow a time expansion in that the output of the voltage comparator is connected to the counter via a time expansion switch.
  • the gate time can be extended by a factor of 500 or 1000 and counting in a counting cycle of z. B. 50 MHz; the error of the time quantization would be a maximum of 20 ps with a clock period of 20 ns and a time expansion factor 1000. Accurate distance measurements down to the millimeter range are therefore possible.
  • FIG. 1 shows the block diagram of an optoelectric distance measuring device
  • Fig. 2 shows the circuit diagram of a time discriminator and - -
  • Fig. 3 shows the input voltage of the time discriminator in a voltage-time diagram.
  • the optoelectrical distance measuring device continuously generates short light pulses by means of a transmitter 1 and a laser diode 2, which are directed onto a target object 6 via a light guide 3 and a transmission optics 5.
  • the reflected light pulses pass through a receiving optic 7 and a light guide 9 into a photodiode 10, which converts the received light signals into electrical pulses.
  • a light switch 4 or 8 is arranged, both of which are connected by a light guide 24.
  • a portion of the light energy, approximately 1%, is branched off from the optical transmission channel into the light guide 24 by the transmission-side light switch 4 and conducted through the receiver-side light switch 8 into the optical reception channel.
  • This derived light signal which is supplied to the receiving channel over the short path, forms a reference signal which is received by the photodiode in time before the light signal (target signal) reflected by the target object, specifically by the time that the light pulse takes to travel back and forth between the Device and the target object needed.
  • the transit time of the target pulse and thus the distance between transmitting and receiving optics 5, 7 and target object 6 can be determined from the target signal and reference signal.
  • the light signals received are converted by means of the photodiode 10 into electrical pulses or signals which are fed to a voltage comparator 25 via a receiver 11.
  • the voltage comparator 25 forms gate pulses (square-wave pulses) for a counter 14, onto which the clock pulses of a clock generator 15 (crystal oscillator) are gated during the gate time.
  • the gate pulses are conducted via a time expansion switch 13, to which, for example, a time expansion factor of 500, 1000 or the like can be assigned. This time stretch allows an exact counting of clock pulses, the frequency of which, for. B. may be on the order of 50 MHz.
  • the counted clock pulses corresponding to the gate time are fed to a control and evaluation unit 16 for evaluation.
  • the clock generator 15 also controls the transmitter 1 and the receiver 11.
  • the voltage comparator 25 is controlled by a time window which selects the processing of the reference signal or the target signal, it being possible, for example, to process only reference signals or only target signals in succession to form from these groups, which enable an evaluation by sorting and averaging or the like.
  • the electrical pulse source formed by the receiver 11 is designated 17.
  • the negative input of the voltage comparator 25 is connected to the electrical pulse source 17 via a delay line 18 and a differentiating element, which here consists for example of a capacitor 19 and a resistor 20, while the positive input is connected via a delay line 21.
  • the two delay lines 18, 21 are initially both designed for a signal delay, within which an offset voltage is applied to the positive input of the voltage comparator 25.
  • the delay in the delay line 21 is designed such that the steepest regions of the rising edge of the direct pulse and the fall of the differentiated pulse overlap in time at the input of the voltage comparator 25. This offset voltage is controlled by a minimum comparator 22, which is directly connected to the electrical pulse source 17.
  • the Minimum comparator 22 controls an offset circuit (not shown) which applies the offset voltage.
  • FIG. 3 shows that the offset voltage at the moment in which the relevant point in time is derived from the differentiated signal and the unchanged signal is changed in terms of pulses so that a minimum changes with changing amplitudes in time shift.
  • the minimum comparator 22 has a maximum comparator 23 connected in parallel.
  • the amplitude values detected by the minimum comparator 22 and maximum comparator 23, which fall below or exceed the lower or upper limit value, can be supplied, for example, for the purpose of eliminating the correspondingly configured control and evaluation unit 16.

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Description

Optoelektrisches Entfernungsmeßgerät mit einem Zeit- diskriminator zur genauen Ermittlung der Zeitfolge elektrischer Impulse
Die Erfindung betrifft ein optoelektrisches Entfernungs¬ meßgerät, bei dem von einer Laserdiode emittierte und von einem Zielobjekt reflektierte kurze Lichtimpulse von einer Photodiode empfangen werden, in einem opti- sehen Sende- sowie Empfangsleiter je eine Lichtweiche zur Bildung eines kurzen Weges für Referenzsignale an¬ geordnet ist und die von der Photodiode gebildeten elektrischen Impulssignale einem Zeitdiskriminator auf¬ gegeben werden, der die Torzeit eines Quarzoszillators, dessen Taktimpulse einem Zähler aufgetastet werden, steuert, der an eine Offset-Spannung angeschlossen ist und dessen negativem Impulseingang ein Differenzier¬ glied und dessen positivem Impulseingang eine Verzöge¬ rungsleitung vorgeschaltet ist.
Bei einem bekannten optoelektrischen Entfernungsme߬ gerät, wie es beispielsweise in der EP-Veröffentlichung 0076232 beschrieben ist, wird einerseits die Laufzeit der von der Laserdiode emittierten, von einem Zielobjekt reflektierten und der Photodiode empfangenen Lichtim¬ pulse (Zielimpulse) und anderseits die Laufzeit der von der Laserdiode emittierten, jedoch über die Lichtweichen und den kurzen Weg zur Photodiode gelangenden Referenz¬ impulse bestimmt und zur Ermittlung der Entfernung ausge¬ wertet. Dabei löst der zuerst eintreffende Referenzimpuls nach einer optoelektrischen Umsetzung in einem Zeitdiskri- minator ein Torzeitsignal aus, das durch den später ein- treffenden, über das Zielobjekt laufenden Zielimpuls ab¬ geschaltet wird. Während der gesteuerten Torzeit werden die von einem Quarzoszillator fortlaufend erzeugten Takt¬ impulse (150 MHz) einem Zähler aufgetastet. Die gezählten Impulse werden gruppenweise einem Prozessor zugeführt, welcher durch Sortierung und Mittelwertbildung die zu bestimmende Entfernung ermittelt. Um durch Schwankungen der Speisespannung und der Temperatur verursachte Fehler zu eliminieren, wird für den Zeitdiskriminator unter Ver¬ wendung von Hil-fsi pulsen ein Additionswert gebildet. Dieses Meßverfahren erlaubt nur die Auszählung ganzer Meterschritte in verschiedenen Schwellwertbereichen und läßt das Messen in der Größenordnung von Zentime¬ tern und Millimetern nur mit Hilfe einer nachteiligen Mittelwertbildung aus einer Vielzahl von Einzelmessun- gen zu. Aus der DE-OS 29 08 854 ist zwar auch ein Gerät mit einer im Millimeterbereich liegenden Genauigkeit be¬ kannt, allerdings nur mittels der zur Umsetzung der Im¬ pulse in den NF-Bereich verwendeten Samplingmethode, bei der die Kurvenform aus vielen abgetasteten Amplituden- proben rekonstruiert wird, in einer sehr aufwendigen Weise und auch nur in einem sehr engen Meßbereich, da sich die Zeittransformation nur während der sogenannten schnellen Sägezahnspannung durchführen läßt.
Soweit bei Entfernungsmeßgeräten dieser Art zur Verar¬ beitung der elektrischen Impulssignale ein Zeitdiskrimi- nator Verwendung findet, besteht der Nachteil, daß eine exakte Ermittlung ihrer Zeitfolge durch unterschiedliche Amplituden stark beeinträchtigt wird, d. h. durch eine Amplitudenänderung wird eine entsprechende Zeitverschie- bung der Auslösung des abgeleiteten Signals verursacht. Das Problem bei Zeitdiskriminatoren besteht darin, Signale unterschiedlicher Amplituden auf ihre genaue Zeitlage zu identifizieren. Die Anstiegsflanke soll möglichst kurz sein, um diese Zeitbestimmung sehr exakt festzulegen. Die Fehler der bekannten Schaltungen beru¬ hen vor allem darauf, daß wegen der endlichen Anstiegs¬ zeit die eingesetzten Zeitdiskriminatoren mit unter¬ schiedlichen Verzögerungen antworten. Um diesen Effekt auszugleichen, wird in den herkömmlichen Schaltungen ein sogenannter Constant-Fraction-Trigger verwendet, der zur Indentifizierung des Zeitpunktes ein aus dem Signal selbst abgeleitetes Signal, vornehmlich ein diffe¬ renziertes Signal, verwendet. Hierfür wird beispiels¬ weise ein differenzierter Impuls auf den negativen Ein- gang eines Spannungskomparators und der Impuls selbst auf den positiven Eingang gegeben. Die negative Spannung am Eingang des Spannungskomparators kann z . B. durch ein RC-Glied geschaffen werden. Die Schaltungen konventio¬ neller Art arbeiten mit einer konstanten Offset-Spannung, und der Spannungskomparator spricht erst beim Überschrei¬ ten dieser Offset-Spannung an. Diese Offset-Spannung liegt praktisch in der Größenordnung von einigen Milli¬ volt und läßt sich nicht weiter vermindern, weil sonst der Spannungskomparator durch Störsignale, Rauschen usw. selbständig schalten würde.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Entfernungsmeßgerät der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Signalverarbeitung mittels eines Zeit- diskriminators zu schaffen, der auch allgemein zur ge¬ nauen Ermittlung der Zeitfolge elektrischer Impulse unterschiedlicher Amplituden geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen unmittelbar an die elektrische Impulsquelle angeschlos- senen, die Offset-Spannung eines Spannungskomparators steuernden Minimumkomparator und jeweils einer dem posi¬ tiven und negativen Eingang des Spannungskomparators vor¬ geschalteten Verzögerungsleitung.
Durch diese Schaltungsanordnung wird der Vorteil erzielt, daß an den Eingang des Spannungskomparators eine geeig¬ nete Offset-Spannung im richtigen Augenblick angelegt wird. Die neue Schaltung arbeitet ebenfalls mit einer Offset-Spannung, wobei diese jedoch in dem Moment, in dem der maßgebliche Zeitpunkt aus dem differenzierten Impulssignal und dem ursprünglichen Impulssignal abge¬ leitet wird, impulsmäßig so verändert, daß sich ein Minimum an Zeitverschiebung bei voneinander abweichen- -den Amplituden ergibt. Während bisher eine an sich wünschenswerte positive Offset-Spannung wegen des in¬ stabilen Schaltverhaltens ungeeignet war, erfolgt er¬ findungsgemäß im richtigen Augenblick die Umschaltung auf eine positive Offset-Spannung. Herfür wird das zu bestimmende Impulssignal zunächst auf den Minimumkompa- rator gegeben, der die Offset-Umschaltung veranlaßt.
Damit beim Eintreffen des differenzierten Impulssignals und des ursprünglichen I pulssignals bereits eine ver¬ änderte Offset-Spannung am Spannungskomparator anliegt, ist dem positiven und negativen Eingang des Spannungs- komparators jeweils eine Verzögerungsleitung zugeordnet. Dabei ist die im positiven Eingang vorgesehene Verzöge¬ rung größer ausgelegt, um durch Überschneidung des schnel¬ len Anstiegs des direkten Impulses und des schnellen Ab¬ falls des differenzierten Impulses eine möglichst schnelle Spannungsänderung am Eingang des Spannungskomparators zu erhalten. Zur Verzögerung können z. B. Koaxialleiter Ver- wendung finden.
Wenngleich die neuartige Schaltung für einen Zeitdiskri¬ minator für ein optoelektrisches Entfernungsmeßgerät besonders geeignet ist, läßt sie sich gleichsam allge¬ mein für einen Zeitdiskriminator zur genauen Ermittlung der Zeitfolge elektrischer Impulse unterschiedlicher Amplituden verwenden.
Dem Minimumkomparator kann ein Maximumkomparator par¬ allel geschaltet sein, so daß die den unteren bzw. obe¬ ren Grenzwert unter- bzw. überschreitenden Amplituden¬ werte ermittelt und beispielsweise zum Zwecke einer Eli¬ minierung einer Steuer- und Auswertungseinheit zugeführt werden können.
Die den Zeitdiskriminator verlassenden, äußerst zeitge¬ nauen Rechteckimpulse erlauben eine Zeitdehnung, indem der Ausgang des Spannungskomparators über einen Zeit- dehnschalter an den Zähler angeschlossen ist. So kann die Torzeit beispielsweise um einen Faktor 500 oder 1000 gedehnt werden und ein Auszählen in einem Zähltakt von z. B. 50 MHz erfolgen; der Fehler der Zeitquantisierung würde bei einer Taktperiode von 20 ns und einem Zeit- dehnfaktor 1000 maximal 20 ps betragen. Mithin sind ge¬ naue Entfernungsmessungen bis in den Millimeterbereich möglich.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise darge- stellt; es zeigt:
Fig. 1 das Blockschaltbild eines optoelektrischen Entfernungsmeßgeräts,
Fig. 2 den Schaltplan eines Zeitdiskriminators und - -
Fig. 3 die Eingangsspannung des Zeitdiskriminators in einem Spannungszeitdiagramm.
Das optoelektrische Entfernungsmeßgerät erzeugt mittels eines Senders 1 und einer Laserdiode 2 fortlaufend kurze Lichtimpulse, die über einen Lichtleiter 3 und eine Sendeoptik 5 auf ein Zielobjekt 6 gerichtet werden. Die reflektierten Lichtimpulse gelangen über eine Empfangs¬ optik 7 und einen Lichtleiter 9 in eine Photodiode 10, welche die empfangenen Lichtsignale in elektrische Im¬ pulse umwandelt. In dem sendeseitigen Lichtleiter 9 ist jeweils eine Lichtweiche 4 bzw. 8 angeordnet, die beide durch einen Lichtleiter 24 verbunden sind. Durch die sendeseitige Lichtweiche 4 wird ein Teil der Lichtener- gie, etwa 1 %, aus dem optischen Sendekanal in den Licht¬ leiter 24 abgezweigt und durch die e pfangsseitige Licht¬ weiche 8 in den optischen Empfangskanal geleitet. Dieses abgeleitete und über den kurzen Weg dem Empfangskanal zugeführte Lichtsignal bildet ein Referenzsignal, das von der Photodiode zeitlich vor dem vom Zielobjekt re¬ flektierten Lichtsignal (Zielsignal) empfangen wird, und zwar um die Zeit, die der Lichtimpuls zum Hin- und Rücklauf zwischen dem Gerät und dem Zielobjekt benötigt. Aus Zielsignal und Referenzsignal läßt sich die Laufzeit des Zielimpulses und damit die Entfernung zwischen Sende¬ bzw. Empfangsoptiken 5,7 und dem Zielobjekt 6 bestimmen.
Die empfangenen Lichtsignale, nämlich die Referenz- und Zielsignale, werden mittels der Photodiode 10 in elek- trische Impulse bzw. Signale umgewandelt, die über einen Empfänger 11 einem Spannungskαnparator 25 zugeführt werden. Der Spannungskomparator 25 bildet Torimpulse (Rechteckimpulse) für einen Zähler 14, auf den innerhalb der Torzeit die Taktimpulse eines Taktgebers 15 (Quarzoszillator) auf- getastet werden. Zur Erhöhung der Zeitauflösung werden die Torimpulse über einen Zeitdehnschalter 13 geführt, dem beispielsweise ein Zeitdehnfaktor von 500, 1000 o. dgl. zugeordnet sein kann. Diese Zeitdehnung erlaubt eine exakte Auszählung von Taktimpulsen, deren Frequenz z. B. in der Größenordnung von 50 MHz liegen kann.
Die gezählten, der Torzeit entsprechenden Taktimpulse werden zur Auswertung einer Steuer- und Auswertungs¬ einheit 16 zugeführt. Der Taktgeber 15 steuert außerdem den Sender 1 und den Empfänger 11. Weiterhin wird der Spannungskomparator 25 durch ein Zeitfenster angesteu¬ ert, welches die Verarbeitung des Referenzsignals oder des Zielsignals auswählt, wobei beispielsweise aufein¬ anderfolgend nur Referenzsignale oder nur Zielsignale verarbeitet werden können, um aus diesen Gruppen zu bilden, welche eine Auswertung durch Sortierung und Mittelwertbildung o. dgl. ermöglichen.
Die vom Empfänger 11 gebildete elektrische Impulsquelle ist mit 17 bezeichnet. Wie Fig. 2 zeigt, ist der nega- tive Eingang des Spannungskomparators 25 über eine Verzöge¬ rungsleitung 18 und einem Differenzierglied, das hier beispielsweise aus einem Kondensator 19 und einem Wider¬ stand 20 besteht, an die elektrische Impulsquelle 17 an¬ geschlossen, während der positive Eingang über eine Ver- zögerungsleitung 21 angeschlossen ist. Die beiden Verzö¬ gerungsleitungen 18,21 sind zunächst beide für eine Signalverzögerung ausgelegt, innerhalb der auf den po¬ sitiven Eingang des Spannungskomparators 25 eine Offset- Spannung angelegt wird. Zusätzlich ist bei der Verzö- gerungsleitung 21 die Verzögerung so ausgelegt, daß die steilsten Bereiche der Anstiegsflanke des direkten Impulses und des Abfalls des differenzierten Impulses sich am Eingang des Spannungskomparators 25 zeitlich überschneiden. Diese Offset-Spannung wird von einem Minimumkomparator 22 gesteuert, der ummittelbar an die elektrische Impulsquelle 17 angeschlossen ist. Der Minimumkomparator 22 steuert dabei eine Offset-Schaltung (nicht dargestellt) an, welche die Offset-Spannung an¬ legt. In Fig. 3 ist verdeutlicht, daß die Offset-Span¬ nung in dem Augenblick, in dem der maßgebliche Zeit- punkt aus dem differenzierten Signal und dem unveränder¬ ten Signal abgeleitet wird, impulsmäßig so verändert wird, daß sich bei veränderten Amplituden ein Minimum an Zeitverschiebung ergibt.
Fig. 2 zeigt außerdem, daß dem Minimumkomparator 22 ein Maximumkomparator 23 parallelgeschaltet ist. Die vom Minimumkomparator 22 und Maximumkomparator 23 erfaßten Amplitudenwerte, welche den unteren bzw. oberen Grenz¬ wert unter- bzw. überschreiten, können beispielsweise zum Zwecke der Eliminierung der entsprechend eingerich¬ teten Steuer- und Auswertungseinheit 16 zugeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektrisches Entfernungsmeßgerät, bei dem von einer Laserdiode emittierte und von einem Zielobjekt reflektierte kurze Lichtimpulse von einer Photodiode empfangen werden, in einem optischen Sende- sowie Empfangsleiter je eine Lichtquelle zur Bildung eines kurzen Weges für Referenzsignale angeordnet ist und die von der Photodiode gebildeten elektrischen Impuls¬ signale einem Zeitdiskriminator aufgegeben werden, der die Torzeit eines Quarzoszillators, dessen Takt- impulse einem Zähler aufgetastet werden, steuert, der an eine Offset-Spannung angeschlossen ist und dessen negativem Impulseingang ein Differenzierglied und dessen positivem Impulseingang eine Verzöge¬ rungsleitung vorgeschaltet ist, gekennzeichnet durch einen unmittelbar an die elektrische Impulsquelle (17) angeschlossenen, die Offset-Spannung eines Spannungs¬ komparators (25) steuernden Minimumkomparator (22) und jeweils einer dem positiven und negativen Ein¬ gang des Spannungskomparators (25) vorgeschalteten Verzögerungsleitung (18,21).
2. Optoelektrisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Minimumkomparator (22) ein Maximumkomparator (23) parallelgeschaltet ist.
3. Optoelektrisches Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Spannungskomparators (25) über einen Zeitdehnschal¬ ter (13) an den Zähler (14) angeschlossen ist.
4. Zeitdiskriminator zur genauen Ermittlung der Zeitfolge elektrischer Impulse unterschiedlicher Amplituden, der an eine Offset-Spannung angeschlossen ist und dessen negativem Impulseingang ein Differenzierglied und dessen positivem Impulseingang eine Verzögerungs¬ leitung vorgeschaltet ist, gekennzeichnet durch einen unmittelbar an die elektrische Impulsquelle (17) an¬ geschlossenen, die Offset-Spannung eines Spannungs¬ komparators (25) steuernden Minimumkomparator (22) und jeweils einer dem positiven und negativen Ein¬ gang des Spannungskomparators (25) vorgeschalteten Verzögerungsleitung (18,21).
EP85902530A 1984-05-23 1985-05-18 Optoelektrisches entfernungsmessgerät mit einem zeitdiskriminator zur genauen ermittlung der zeitfolge elektrischer impulse Withdrawn EP0182834A1 (de)

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