JPS6030904B2 - 2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定する方法および装置 - Google Patents

2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定する方法および装置

Info

Publication number
JPS6030904B2
JPS6030904B2 JP55080070A JP8007080A JPS6030904B2 JP S6030904 B2 JPS6030904 B2 JP S6030904B2 JP 55080070 A JP55080070 A JP 55080070A JP 8007080 A JP8007080 A JP 8007080A JP S6030904 B2 JPS6030904 B2 JP S6030904B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
time
pulses
sampling
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55080070A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5639471A (en
Inventor
ヴイルフリ−ト・ザルトリウス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of JPS5639471A publication Critical patent/JPS5639471A/ja
Publication of JPS6030904B2 publication Critical patent/JPS6030904B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/02Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
    • G01R29/027Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values
    • G01R29/0273Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values the pulse characteristic being duration, i.e. width (indicating that frequency of pulses is above or below a certain limit)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483Details of pulse systems
    • G01S7/486Receivers
    • G01S7/487Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
    • G01S7/4873Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection by deriving and controlling a threshold value

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同じパルス線返周波数を有する2つの互いに
時間的にずれたパルス列のパルス間の時間間隔を測定す
る方法、およびこの方法を実施するための、信号入力側
にサンプリングすべきパルスを受信して出力側に時間変
換されたパルスを送出する少なくとも1つのサンプリン
グ回路と、該サンプリング回路の制御入力側にサンプリ
ングパルスを供給するサンプリングパルス発生器とを備
えていて、前記サンプリングパルスの操返周期がサンプ
リングすべきパルスの操返周期よりも所定の僅かな時間
差分小さい装置に関する。
順次繰返されるパルス組の2つのパルス間の時間間隔の
測定の際、パルスの振幅が変動する場合測定誤差を生じ
るおそれがある。
このことは殊に、周期的に送信される送信パルスのそれ
ぞれと、目標物にて反射されたェコ−に基づき得られた
受信パルスとの間の時間間隔を目標物の距離に対する尺
度として測定するようにしたパルス反射方式による距離
測定の場合該当する。すなわち、受信パルスの振幅は変
り易い反射及び伝播条件に基づき大き〈且急速な変動を
受け易い。その場合測定誤差は次のようなことから生じ
る即ちパルスが有限の立上り時間を有し、パルス距離な
いいま間隔測定に用いられる回路が零とは異なる応動闇
値を有することから生じるのである。時間測定のため、
固定的に調整されたトリガレベルとパルス立上り側緑と
の一致を用いる場合、一致時点はパルス振幅に依存して
ずれる、それは、殊に使用される回路の振幅幅に依存す
るパルス緑の立上り時間が、パルス振幅が無関係に一定
であるからである。変動するパルス振幅により生じる測
定誤差を次のようにして減少させることが公知である即
ちトリガレベルを一定にしないでパルス振幅に依存して
調整されるようにするのである。
しかしながらパルスの振幅が立上り縁の終りにならなけ
ればわからず、その立上り緑の経過において一致を確認
ないし捕捉しなければならないので、各パルスに対する
トリガレベルは1つ以上の先行するパルスの振幅に基づ
いてしか調整できない。要するに、このような手段を適
用する際でも、2つの順次連続するパルス間のパルス振
幅が著して変化するとなお測定誤差が生じるおそれがあ
る。1つのパルスの振幅が、先行するパルスの振幅に基
づき調整されたトリガレベルより小さい場合、測定が止
むことさえある。
所定の適用分理、例えば赤外線パルスレーダでの短い距
離の測定の場合、パルス間の測定すべき時間間隔および
所定の測定精度が、ナ/およびサブナノ秒範囲にある。
このような短い時間の測定には大きな帯城幅の著しく高
速な回路を必要とするので、周期的現象において測定を
実時間信号で行なわずに「“サンプリング方式”を用い
て時間変換された信号で行なうことが公知である。公知
のサンプリング方式によれば順次繰返されるパルス周期
のそれぞれから1つのサンプリング値を取出し、その際
各サンプリング値の、各パルス周期の女台点に対する時
間的位置が周期ごとにわずかずれているのである。この
サンプリング動作を制御するサンプリングパルスの周期
はサンプリングさるべきパルス周期より、所定の著しく
小さい時間差だけ大きい。各サンプリング値は次のサン
プリング動作まで蓄積される。したがって合わされた各
サンプリング値により、サンプリングされたパルス周期
の相似が得られる、それも、時間変換係数だけ伸長(拡
大)された時間縮尺度での相似が得られる。要するに、
或種の、電子的ストロボスコープ的サンプリングが行わ
れるのである。パルス距離ないし間隔測定はサンプリン
グ方式で得られた時間変換されたパルスで、実時間パル
スにおけると同じ形式で行なうことができる、換言すれ
ばトリガレベルとパルス立上り側緑との一致の捕捉によ
ってそのようなパルス距離間隔測定を行ない得るのであ
り、その場合そのトリガレベルは場合により、先行する
時間変換されたパルス振幅に基づき調整され得る。勿論
、被測定時間間隔は時間変換係数だけ伸長される。しか
し、先に述べたような、パルス振幅の変動の、測定精度
への影響の点で、サンプリング方式は不利な面がある。
測定に用いられる時間変換されるパルス間の時間間隔が
、実時間パルス間の時間間隔より何倍も大であるので、
2つの順次連続する測定サイクル間でパルス振幅が著し
く変化する確率が一層大である。本発明の課題とすると
ころは周期的パルス組のパルス間の時間間隔をサンプリ
ング方式を利用して測定でき、その際測定精度がパルス
振幅の変動により損なわれることのないようにした方法
および装置を提供することにある。
本発明は冒頭に述べた形式の方法において、第1のパル
ス列のパルスと第2のパルス列のパルスとをサンプリン
グ方式でサンプリングパルスを用いてサンプリングし、
該サンプリングパルスの操返周期は両パルス列の各々の
操返周期よりも所定の僅かな時間差分小さくし、その際
各パルス列の多数の連続するパルスからサンプリングに
より得られたサンプル値を、前記時間差に対する両パル
ス列の操返周期の比分時間伸長された、時間変換された
パルスに合成し、さらに各時間変換されたパルス列のサ
ンプリングにより得られた時間変換されたパルスの各々
に対してピーク値を測定し、このピーク値に対し所定の
関係を有するトリガレベルを設定し、さらに第2のパル
ス列の時間変換されたパルスの後緑が所属のトリガレベ
ルに一致した時点と、第1のパルス列の時間変換された
パルスの後緑が所属のトリガレベルに一致した時点との
間の時間間隔を測定したようにしたのである。
本発明の方法においては通常のサンプリング方式に改良
を加えて時間位置の反転されたサンプリングを行なわせ
るものである。
つまり、サンプリングにより得られる時間変換されたパ
ルス周期は実時間周期の精確な相似をなすが反転された
時間位置を有するものである。したがって、それぞれの
時間変換されたパルスが、実時間パルスと逆の時間的経
過を有し、その結果その前線は実時間パルスの後緑に相
応し、その後緑は実時間パルスの前縁に相応する。さら
に、パルス周期内における時間変換されたパルスの相互
の時間的位置もまた逆である。要するに、反射形位置測
定方式においては時間変換された受信パルスが、時間変
換された送信パルスの前に現われる。本発明の方法にお
いて実時間パルスの前緑に相応する時間変換されたパル
スの各後緑間の時間間隔が測定これるので、正しい時間
変換された測定時間が得られる。時間変換された領域に
おける時間位置の反転の重要な利点とするところはそれ
ぞれの時間変換されたパルスの振幅が、測定に用いられ
る後緑の前に位置することである。したがって、測定に
用いられるトリガレベルを同じパルスの振幅に基づき調
整することができる。従って順次繰返される時間変換さ
れたパルスの種々異なる(変化する)パルス振幅が、測
定精度に影響を与えないようになる。さらに本発明は殊
に簡単な構成という利点を有する本発明の方法を実施す
るための装置をも実現するものである。
次に本発明の実施例ならびに利点について、公知方式と
関連して図を用いて説明する。
本発明のより一層の理解のため先ずパルス距離ないし間
隔測定に用いられる測定方式について第1〜3図を用い
て説明する。
例として、仮定してあることはパルス反射距離測定(パ
ルスレーダ方式)における送,受信パルス間の時間間隔
測定が行なわれるものとしてある。
使用される信号波は任意の種類(高周波、光波、超音波
)であってよい。非常に小さい時間間隔および時間差の
問題(ナノおよびサブナノ秒範囲)は先ず光パルスを用
いての反射距離測定の場合生じる。したがって、本発明
を公知の赤外パルスレーダの例を用いて説明する。赤外
パルス源(例えば赤外固体レーザ)から、周期的に光パ
ルスが送信され、これらの光パルスは障害物(目標物)
に当たると一部吸収され、一都反射される。
送信パルスと反射された受信パルスとの間の走行時間か
ら、次の簡単化された式により送信機と目標物との距離
Dが計算される。D=享‐C‐TL ‘11式中
Cは光速度、TLは送信パルスの送信と反射受信パルス
の受信との間の走行時間である。
係数享は、光パルスが送信機と目標物との間の距離を2
倍走行しなければならないことから来ている。第1図に
、周期的に送信される2つの送信パルスSと、第1の送
信パルスに基づき得られる受信パルスEとを示す。
順次繰返される送信パルス相互間の送信周期Tsは次の
ような大きさでなければならない、即ち最大距離の現わ
れる場合次の送信パルスの送信前に受信パルスEが到来
するような大きさでなければならない。送信パルスSの
送信が時点ts′において開始され、受信パルスの受信
が、時点tEで始まる。
時点tsとtEとの間の時間間隔は本来のパルス走行時
間Tしであり、これは被測定距離に精確に相応する。実
際に測定した時間TMは実際の走行時間TLと一致しな
い、それは、時間測定に用いられる回路が零とは異なる
応動闇値を有し時間測定に用いられるパルスSおよびE
の立上り時間が同じく零と異なるからである。
時間測定が送信機の場所において行なわれるので、時間
測定の開始をトリガする送信パルスSが一定の振幅Us
を有することを基礎とすることができる。
送信パルスの立上り時間TRsを比較的短い長さ‘こす
ることができる。したがって時間測定のため一定のトリ
ガレベルUTrs例えば送信パルスの振幅Usの半分に
等しい一定トリガレベルが定められる場合時間測定の始
まる時点が、送信パルスの送信開始の時点Tsより既知
の常に一定の時間間隔だけ遅れたところにある。それに
反して、受信パルスEの振幅UEのほうは著しい変動を
受ける。
その場合その変動は目標物における吸収の散乱、パルス
走行媒体の特性の変動、および他の変動によって生ぜし
められる。さらに、受信パルスの振幅が著しく小さい、
従って、その振幅は評価のため先ず受信電子回路におい
て十分な値に増幅しなければならない。受信パルスEの
立上り時間TR8は受信電子回路の帯城幅に依存し、送
信パルスの立上り時間TRsより大である。帯城幅によ
り制限される立上り時間は近似的によって与えられる。
TRら響 ‘21 その場合TRは立上り時間(単位ナノ秒)、Bは帯城幅
(単位MHZ)である。
要するに、受信電子回路の所定の帯城幅100MHZの
場合式■によれば受信電子回路の固有立上り時間TR,
が得られる。これに加えて、実質的に送信パルスの立上
り時間TRsに等しくセットされ得る、受信パルスの固
有の立上り時間がある。受信パルスの全立上り時間TR
Eが次式により得られる。TRE=ノセR,十T2Rs
‘3’ したがって、送信パルスSの立上り時間TRsと、受信
電子回路の先に仮定した帯城幅100MH2のもとで、
式{3め)ら、受信パルス8の立上り時間TREほぼ3
.64nSが得られる。
測定時間TMの終了が、時点tB、即ち適当に増幅され
た受信パルスEの立上り縁がトリガレベルUTrBに達
する時点t8で行なわれる。
時間tBは時点tEより次のような時間間隔、だけ遅れ
る、即ち一般に測定時間の始めにおける時点tsとtA
との間の時間間隔とは異なる時間間隔だけ遅れる。この
相異は、時間間隔ts−tAとto−tBが一定に保持
される限り測定精度に影響を与えない。この場合表TM
−Tしも一定であり、距離の計算の場合考慮することが
できる。既述のように、測定の始めにおける間隔ts−
t^が一定であることを基礎とすることができる。
それに対して、時間測定の終りにおいては受信パルスE
の振幅変動に基づき時間間隔tE−tBの変化が生じる
(その場合一定のトリガレベルUTrEで動作するもの
とする)。このことを第2図を用いて説明する。第2図
には4つの異なる受信パルスE1,E2,E3,E4を
示してあり、これらの4つのパルスは異なる振幅UE,
,UE2, UE3,U84で受信されるが、すべて同
じ立上り時間TREを有する。
受信パルスEIは第1図の受信パルスEに相応する、但
し幾らかより大きい縮尺度で示す。パルスEIの立上り
側縁が、時点tB,において、トリガレベルUTr8と
交わる。例えば、トリガレベルUTrEは受信パルスE
の振幅U8,の半分の大きさである。トリガレベルUT
rBが保持され且受信パルスE2が比較的大きい振幅U
E2で受信される場合、トIJガレベルと立上り縁との
一致が時点tB2において行なわれ、この時点tB2は
時点t8,より前にある。
その場合測定時間TMは相応してより小さく、被測定距
離に誤差が生じる。その距離は過度に短いものとして測
定される。受信パルスEIの振幅より小さいがトリガレ
ベルより大の振幅U83を有する受信パルスE3の場合
は逆に一致時点tB3は時点tB,より遅れており、そ
の結果測定時間TMは相応して延長され、やはり距離測
定において誤差が生じる。その場合距離は大に測定され
る。さらにトリガレベルUTEより小さい振幅UE4を
有するパルスE4を受信する場合、測定時間の終了のト
リガが全く行なわれず、その結果有用な測定結果が得ら
れない。
受信パルスの振幅変動により生じる第2図を用いて説明
する測定誤差を次のようにして回避することが公知であ
る、即ち、トリガレベルUTrEを一定に保持せず、受
信パルスの振幅に依存して変化させるのである。
このことを第3図を用いて設明する。第3図に振幅U8
,,UE2,UB3,UB4と同じ立上り時間TRGと
を有する4つの受信パルスE1,E2,E3,E4を示
す。
さらに、図示のトリガレベルUT脚は受信パルスEIの
振幅UE・の季に等しく、従って第2図のトリガレベル
UTr8に相応する。よって、パルスEIの受信の際、
第2図の時点to,に相応する時点tBにおいて一致が
生じる。パルスE2の受信の際時間測定の終了のためト
リガレベルUTrE,を用いないで、受信パルスE2の
振幅U離の裏に等しいトリガレベルUTr蛇を用いる場
合、このトリガレベル時点tBにおいて再びパルスE2
の立上り縁と交わる。したがって異なる振幅にも拘らず
、パルスEIとE2の受信の際同じ測定時間TMが得ら
れる。同じことが受信パルスE3,B4に対して成立つ
、但し、その場合これらパルスの振幅U83, U酌の
芸に等しいトリガレベルUn離,UH酌をそれぞれ用い
るものとする。
いずれの場合においても、一致が同じ時点TBにおいて
生じる。
さらに、小さな振幅に対しても、パルスE4に対するよ
うに測定値が得られる。付言すべきは、そのような結果
は用いられるトリガレベルがパルス振幅の享に等しい場
合のみならず、トリガレベルとパルス振幅との比がそれ
とは異なる一定値に保持される場合にも得られるのであ
る。
簡単な理由から、以下の説明において、パルス振幅の享
に等しいトリガレベルで動作することを基礎とするもの
である。第3図に示す手段の適用上前提となるのはトリ
ガレベルが既に立上り縁の経過中に調整されている、つ
まり、受信パルスの振幅が知られる前に調整されている
ことである。
したがって、測定が周期的に行なわれるという事実が利
用され、次の受信パルスに対するトリガレベルがそれぞ
れ先行の受信パルスの振幅に依存して調整される。この
手段が有用であるのは、受信パルス振幅がたんに緩慢(
低速)に変化する場合のみである。これに対して、受信
パルスの大きく高速の振幅変動の場合はやはり測定誤差
が生じるか、又は測定が行なわれ得なくなり、これにつ
いては第4図を用いて説明する。第4図の上方部分には
6つの受信パルスS1,S2,S3,S4,S5,S6
が示してあり、その下方部分には同じ目標物にける反射
によって得られた相応の受信パルスEI〜E6を示す。
受信パルスの振幅は一定であり、時間測定のトリガが各
受信パルス周期において同じ一定のトliガレベルUT
rsを用いて行なわれる。これに対して、受信パルスの
振幅がパルスごとに著しく変化をし、各受信パルスに対
してトリガレベルが先行受信パルスの享に等しく調整さ
れているものと仮定してある。
第4図に示してない先行の受信パルスが同じ振幅を有し
ていたということを理由として第1受信パルスEIのト
リガレベルUTrE,がその受信パルスの振幅UE.の
芸に等しいことを基礎とする場合、測定時間TN,が得
られこれが正しい測定時間と仮定される。
パルスE2に対して、パルス振幅UB・の裏に等しいト
リガレベルが調整される。
図示のように、パルスE2の振幅UE2がパルスEIの
振幅U8,より遥かに小さい場合、同じ目標物距離のも
とで測定時間TM,より大きい測定時間TM2が得られ
、従って誤差を来たす。パルスE3に対するトリガレベ
ルUTr83は振幅UE2の裏に等しく調整されている
パルスE3の振幅UE3は振幅UE2より大であるので
、相応の測定時間TMが過度に短かし、ものとして測定
される。同じことが、パルスE4を用いて得られる測定
時間T船についても当隊まり、そのパルスE4の振幅は
振幅UE3より大である。パルスE5の振幅UE5はパ
ルスB4のパルスU母の季より小であり、従ってまたパ
ルスE4に基づいて調整されたトリガレベルU,rE5
より大である。
したがって、パルスE5は所属のトリガレベルに達しな
い。同じことがやはり、先行する受信パルスE5の振幅
U85の裏より小さい振幅を有する受信パルスE6につ
いても成立つしたがってパルスE5,E6の受信の際、
そのパルスを特別な手段によって抑圧しないならば、過
度に長い測定時間が結果とされ測定結果を全く誤らせる
。第5図に示す別の公知の測定方法は殊に、赤外線パル
スレーダ技術において存在するような著しく高速に経過
する周期的現象の測定の場合に用いられる。つまりサン
プリング方式が用いられる。周知の如く、サンプリング
方式によれば周期的に順次繰返される現象のそれぞれか
ら1つのサンプリング値を取出し、その際各サンプリン
グ値の時間的位置は周期の女台点が周期ごとにわずかに
ずれている。このサンプリングはサンプリングさるべき
現象の周期より所定の非常に小さい時間差だけ大の周期
を有するサンプリングパルスによって制御される。各サ
ンプリング値は次のサンプリングまで蓄積される。した
がって合わされる各サンプリング値が、サンプリングさ
れる各現象の相似を成す、それも、時間変換係数だけ伸
長(拡大)した縮尺度での相似を成す。要するに、周期
的現象の1種の電子的ストロボスコープ的サンプリング
なのである。
サンプリング方式の説明のため第5図のダイヤグラムC
に、周期Tsで規制的に繰返される同じ波形の信号を示
す。
これらの信号はダイヤグラムBに示すサンプリングパル
スAによってサンプリングされ、そのサンプリングパル
スの周期T^はサンプリングすべき信号の周期Tsとは
わずかな時間差△tだけ異なる。第5図の場合次式が成
り立つ、 T^=Ts+△t ダイヤグラムBのサンプリングパルスAを用いて、ダイ
ヤグラムCの順次繰返される信号波形のそれぞれから、
1つのサンプリングが取出され、その場合サンプリング
値の位置は、1つの周期からその次の周期まで値△tだ
け異なる。
したがって、第1のサンプリング値が信号周期の始まり
と一致する場合、第2のサンプリング値は信号周期の始
まりよに時間間隔△t遅れ、第3のサンプリング値は信
号周期の始まりより2△tだけ遅れる。なお、第5図に
おける時間差△tはわかりやすくするため誇張して大き
くしてある。
実際にはこの時間差は非常に4・さし、。この時間差は
例えば周 −期TSの1/400000であり、その結
果順次繰返される各点が、信号波形に相応し、相応に多
くの(上掲の例では40000の固の)サンプリングパ
ルスが1つの完全な信号周期に必要とされる。順次繰返
して得られるサンプリング値はそのつど次のサンプリン
グ値まで蓄積され、それによって第5図のダイヤグラム
Dに示す階段状波形が得られこの波形はダイヤグラムC
の信号波形のうちの1つを著しく伸長ないし拡大した縮
尺度で示す。
実際はダイヤグラムDの階段状波形の数が非常に大きい
ので、ダイヤグラムDの階段状波形は非常に細かい階段
分割で得られ、それにより良好な近似で忠実に、ダイヤ
グラムCの波形の相似が得られる。時間伸長は1つの信
号周期の完全な相似に用いられるサンプリング値に相応
し、先に挙げた個数の例では400000:1である。
時間変換される信号の周期をTs′で表すと次式が成り
立つ。Ts′=K・Ts 係数Kは時間変換係数と称する。
サンプリングにより得られる時間変換された信号(第5
図のダイヤグラムDに示す)は、時間変換係数を考慮す
れば、被サンプリング信号と同じように評価できる。
また、時間伸長に基づき、さらに一層低速で動作する回
路および機器で且殊に、一層わずかな帯域幅で動作させ
ることが可能である。第5図のダイヤグラムAはサンプ
リングパルスの生成用の公知方式を示してあり、その場
合そのサンプリングパルスの周期は所定の周期(本例で
は周期Ts)とは一定の時間差△tだけ異なる。
この目的のため2つの直線的な鋸歯状電圧SZ1,SZ
2が常に異なる勾配で生ぜせしめられる。鋸歯状電圧S
ZIは被サンプリング信号の周期Tsを存し、SZ2は
一層大きな周期を有する。両鋸歯状電圧はコンパレータ
の一方の入力側に加えられ、このコンパレータは立上り
緑の一致の捕捉の際そのつど1つのサンプリングパルス
発生をトリガする。ダイヤグラムAから直ちにわかるよ
うに、各一致時点は鋸歯状波電圧SZIの順次繰返され
る周期にて当該周期から時間間隔△t,△礼 △3t等
々をおいたところに位置する。このことは精確にダイヤ
グラムBのサンプリングパルスの所望の時間的位置に相
応する。前述のサンプリング方式は第6図に示すような
反射形距離測定方式における送信、受信パルス間のパル
ス間隔測定にも適用することができる。
第6図のダイヤグラムAとBは第5図のダイヤグラムA
とBに相応する。但し第6図のダイヤグラムCに示す被
サンプリング現象はもはや、周期の全期間に亘る信号波
形でなく、送信周期Tsで送信される送信パルスSと、
各周期内で受信される受信パルスE(第1図に1周期に
就いて示したような反射形距離測定方式による送受信パ
ルスSとE)である。順次繰返される、周期Tsの受信
周期のサンプリングが、前述の形式でダイヤグラムBの
サンプリングパルスを用いて行なわれる。
ダイヤグラムDにはサンプリングにより得られる時間信
長された信号を示す。それは送信パルスSの、時間変換
係数だけ伸長された相似波形S′と、受信パルスEの、
時間変換係数だけ伸長された相似波形E′を含む。送信
パルスと受信パルスとの間の走行時間TLはTL′のと
ころで示すように、同じく時間変換係数だけ伸長されて
いる。第1〜4図を用いて示す、送、受信パルス間の間
隔の測定を、時間伸長したパルスS′,E′で行なうこ
とができ、それにより、時間伸長された測定時間TM′
が得られる。例えば送信パルス周期Ts=5仏s(送信
線返周波fs=20皿HZに相応)で動作させ、先に例
として挙げた時間変換係数400000:1を仮定する
場合、送信パルス周期は時間変換された領域Ts′=$
にある。
距離D=30のを測定する場合それは実時間領域におい
てはパルス走行時間TL=2・10仇対こ相応する。時
間変換された領域においてはこれはTL′=2・4仇h
sとなる。したがって、サンプリングにより得られたパ
ルスS′とE′にて、パルス間隔を実時間領域における
より一層簡単な形式且比較的大きな精度で測定すること
ができる。しかしながら、第2〜4図を用いて説明した
受信パルスの振幅変動による、トリガレベル調整への影
響の点で、サンプリング方式は不都合な面を有する。
それというのはトリガレベルの調整が、次の時間変換さ
れた受信パルスE′に対して、時間変換された受信パル
スのピーク値に基づき行なわれるからである。先に挙げ
た個数例では時間伸長(拡大)に基づき、受信パルスが
、時間変換された送信パルスTs′の時間間隔をおいて
、即ち$の時間間隔をおいて得られる。その時間変換さ
れた時間間隔内で受信パルスの振幅が著しく変化する確
率は、実時間領域の送信周期内での振動変化におけるよ
り遥かに大である。サンプリング方式の適用が、まさに
赤外線パルスレーダにおいて短い走行時間と走行時間差
のため種々の理由から著しく好適で有利であるけれども
、そのような適用はトリガレベル最適化の問題が著しく
生じる。
次に、丁度サンプリング方式の利点を生かしてトリガレ
ベルの最適調整を可能にする方式に就いて説明する。
その場合、第7図には本発明におけるサンプリング方式
の適用実施例を示す。
第7図のダイヤグラムCには適用サンプリング方式をわ
かり易くするため第5図のダイヤグラムCにおけると同
じ被サンプリング信号を示す。
この信号はやはり同じ周期Tsを有する。この場合サン
プリングはサンプリングA(第7図のダイヤグラムB)
を用いて行なわれる。
その場合そのサンプリングパルスの操返周期は被サンプ
リング信号の周期Tsよりわずかな時間間隔△tだけ小
さい。よって、この場合次の関係式が成立つ。T^=T
s−△t したがって、被サンプリング信号の各周期Tsにおいて
サンプリング時点が、先行する周期におけるサンプリン
グ時点より時間差△tだけ早い。
そのサンプリングにより得られる時間変換される信号を
第7図のダイヤグラムDに示す。それから直ちに明らか
なようにその時間変換された信号は周期波形が被サンプ
リング信号と全く忠実に示しているが但し時間位置の点
で鏡対称的に反転している(このことをたんに“時間位
置の反転された”とも称する)。このような時間位置の
反転された時間変換された領域を示すため縮尺度を負(
一t′)で示す。第7図のダイヤグラムAにはダイヤグ
ラムBのサンプリングパルスをどのように得られるかを
示す。
このことはやはり次のようにして行なわれる、即ち非常
に異なる周期時間長(期間)の2つの鋸歯状波信号の一
致の時点でそのっど、1つのサンプリング信号が生成さ
れれるようにするのである。高速の鎖歯状信号SZIは
やはり被サンプリング信号と同じ周期Tsと、第5図及
び第6図におけると同じ、立上り緑の経道とを有する。
これに反し、低速の鋸歯状信号SZ2は第5及び6図に
おけると逆の勾配を有する。直ちに明かなように、一致
時点はSZI#頃次繰返される周期においてそれぞれ当
該周期より時間間隔△t,△2t,△3t等だけ前にあ
る。このようにして、被サンプリング信号の周期Tsよ
り△tだけ小さい操返周期T^を有するサンプリングパ
ルスが得られる。被サンプリング信号の周期よりわずか
な時間差△tだけ小さい周期を有するサンプリングパル
ス生成の別の実施例を第8図に示す。
第8図のダイヤグラムB,C,Dは第7図のダイヤグラ
ムB,C,Dと一致する。第8図のダイヤグラムAには
やはり、2つの鏡歯状信号SZ1,SZ2を示してあり
、これらの信号は第5図の場合におけるように、同じ方
向に立上る側縁を有する。但し、この場合高速鏡歯状信
号SZI周期は被サンプリング信号の周期Tsと同じで
なく、サンプリングパルスの周期T^に等しい。要する
に、各サンプリングパルスが高速鋸歯状信号SZIの立
上り緑の開始の時点で発生される。それに反し、高速信
号SZIと低速信号SZ2との一致の時点はそのつどダ
イヤグラムCの被サンプリングパルス信号の周期の始点
と一致する。したがって、この場合被サンプリングパル
スの周期Tsはサンプリングパルスの周期T^より△t
だけ大である。このことは精確に上述の時間関係式(T
^=Ts−△t)に相応する。第8図に示す方法は殊に
、被サンプリング信号の周期が外的条件によって定めら
れず、測定装置によって定められ得る場合に好適である
このことは例えば、送信パルスを任意に選択可能な時点
でトリガできる反射形距離測定の場合にも当隊まる。第
9図には第6図に示したのと類似して、反射形距離測定
の場合“時間位置の反転された”サンプリング方式がパ
ルス間隔測定にどのように影響を与えるかを示す。
第9図のダイヤグラムAとBは第7図のダイヤグラムA
とBに相応する。第9図のダイヤグラムCには第6図の
ダイヤグラムCにおけると同じ信号、即ち送信周期Ts
で送信される送信パルスSと、各周期間で受信される受
信パルスEとを示す。ダイヤグラムDは時間位置の反転
されたサンプリングによって得られる時間変換された信
号を示す。
明かなように、それぞれの時間変換されたパルスS′と
E′が時間位置の点でで鏡対称的に反転して示されてい
るのみならず、周期全体もそうなっており、その結果殊
に、パルスの相互の時間関係も逆である。したがって時
間変換された受信パルスE′は時間変換された送信パル
スS′の前に現われ、実時間領域のパルスの前縁が時間
変換されたパルスの後緑に相応する。したがって第6図
の場合におけると同じ関係を得るには、時間変換された
測定時間T′Mを時間変換されたパルスE′,S′の後
緑で測定しなければならない。もち論、サンプリングパ
ルスAを第8図に示すように生成する場合にも、同じ結
果が得られる。
第9図から直ちに明かなように、トリガレベル調整に必
要な、各パルスのピーク値についての情報が、実時間パ
ルスの立上り縁に相応する、時間測定に用いられる後縁
の前にある。従って、各パルスに対して、同じパルスの
先に捕捉されたピーク値に基づきトリガレベルを調整す
ることが可能である。このことは非常に簡単な回路で行
なうことができ、自動的に各パルスに対する最適トリガ
レベルを生じさせる。第10図に第9図を用いて説明し
た、赤外線パルスレーダにおける“時間位置の反転され
たサンプリング方式”を用いたパルス間隔測定を行なう
ための装置を示す。
わかり易くするため第10図の装置は鎖線により相互の
別個の2つの部分装置SEAとZMに分けられており、
その両部分装置は端子K1,K2において相互に接続さ
れている。
部分装置SEAとは送信、受信、サンプリング装置のこ
とであり、この装置は赤外線パルスを発生し送信し、目
標物にて反射したエコーパルスを受信し、送、受信パル
スを“時間位置の反転したサンプリング方式”でサンプ
リングし、その結果端子KIにおいて時間変換された送
信パルスS′が、また、端子K2においては第9図のダ
イヤグラムDの時間変換された受信パルスE′が得られ
る。部分装置aM‘ま時間変換されたパルスE′とS′
の各後緑間の時間間隔TM′を測定する時間測定装置で
ある。
送信、受信、サンプリング装置SEAは距離を測定すべ
き目標物へ周期的赤外パルスを送信する赤外パルス送信
機10と、目標物にて反射された赤外パルスを受信する
赤外受信機11とを有する。
パルスの送信が、クロックパルス発生器12により同期
化されこのクロックパルス発生器は送信機制御段13を
制御する所望の送信周期Tsを有するクロックパルスを
供給する。送信機制御段13は各クロックパルスに対し
て1つの電子的トリガパルスを発生し、このトリガパル
スによって、送信機10による赤外パルスの送信がトリ
ガされる。送信される赤外パルスと同期して、送信機1
0はサンプリング回路14の信号入力側14aと接続さ
れた出力側に電気送信パルスSを送信する。受信パルス
Eを送出する、赤外パルス受信機11の出力側が、サン
プリング回路15の信号入力側15aと接続されている
。サンプリング回路14.15の制御入力側14b,1
5bがサンプリングパルス発生器16の出力側と接続さ
れている。サンプリング回路14,15は同種のもので
あり、例えば所謂瞬時値メモリ(‘‘サンプル・ホ−ル
ド”)であり、これはその制御入力側1 4b,15〆
に短かいサンプリングパルスを加えられると、蓄積コン
デサの充電電圧を、信号入力側14a,15aに加わる
信号の瞬時値に等しくし、この充電電圧を次のサンプリ
ングパルスの生起まで固定保持する。
蓄積コンデンサの充電電圧が各サンプリング回路14,
15の出力側14c,15cにて得られる。クロック発
生器12から送出されるクロックパルスは送信機制御段
13に加えられるほかに、高速錠歯状波発生器17の同
期化入力側と、分周器18の入力側にも加えられる。
分周器18の出力側は低速錠歯状波発生器19の同期化
入力側に接続されており、分周器18の分周係数は所望
の時間変換係数に相応して次のような値に定められてい
る、即ち低速発生器19の周期が、高速発生器17の周
期より大であるように定められている。さらに、鋸歯状
波発生器17,19は次のように構成されている、即ち
それらの額斜した信号側緑が相互い逆に向いており、し
たがって、高速発生器の傾斜信号側縁が立上る際低速発
生器の傾斜信号側緑が下降するように構成されている。
したがって、鎖歯状波発生器17,19の出力信号が第
9図のダイヤグラムAに示す鋸歯状波信号SZ1,SZ
2に相応する。両発生器17,19の出力側はコンパレ
−夕20の両入力側に接続されている。
このコンパレータはその両入力側に加わる信号が相等し
い際ごとに出力信号を送出するように構成されている。
コンパレー夕20の出力側はサンプリングパルス発生器
16のトリガ入力側と接続されており、その結果この発
生器16はコンパレータ20の各出力信号と同期して1
つのサンプリングパルスAを送出する。直ちに明かなよ
うに、送、受信、サンプリング装置SEAは第9図を用
いて説明する動作をなし、その結果サンプリング回路1
4はその端子KIと鞍緩された出力側14cに、時間変
換ごた送宿パルスS′を送出し、またサンプリング回路
15はその、端子K2と接続された出力側15cに、時
間変換された受信パルスE′を送出する。
これらの時間変換されたパルスは第9図のダイヤグラム
Dに相応する、換言すれば各時間変換された受信パルス
E′が、時間的に所属のの時間変換された送信パルスS
′の前に現われる。時間測定装置ZM‘こおいては端子
KIにアンプ21の入力側が接続されており、このアン
プの出力側は一方では閥値トリガ回路22の信号入力側
22aに接続され、他方では蓄積作用を有するピーク値
検出器23の信号入力側23aと接続されている。
さらに、閥値トリガ回路22はトリガレベル入力側22
bを有し、この回路は、入力側に加わる信号がトリガレ
ベル入力側22bに加わるトリガレベルを下回る際ごと
に、出力側22cに所定の出力信号を生じる。出力側2
2cにおけるこの世力信号は例えば出力電圧の、値“0
”から“1”への移行に相応する。蓄積作用を有するピ
ーク値検出器はリセット入力側23bを有し、その結果
蓄積された鰭圧値が、リセツトパルスRの印加により初
期値(これは零であってよい)へIJセットされる。
このリセットは各サンプリングサイクルの始めに行なわ
れる。この目的のためリセットパルスRとして例え町ば
分周器18の出力パルスを使用できる。その場合その出
力パルスによって低速鏡歯状波発生器19の新たな周期
がトリガされる。蓄積作用をするピーク値検出器23は
次のように構成されている、即ち入力側23aに加わる
電圧の瞬時値が後のりセットム汎盗達するいずれの瞬時
値よりも大である限りピーク値検出器の出力側23cか
ら送出される電圧UPsは常に、上記の入力側23aに
加わる電圧に等しくなり、これに対して、入力電圧が、
先に達している値を下回ると、そのつど達する最高値に
保持される。よって、検出器23の出力電圧UPsはそ
れぞれ、入力電圧の、サンプリングサイクル中達する最
高の値に相応する。蓄積作用を有する検出器23の出力
側23cに分圧器24が接続されており、この分圧器は
例えば2つの抵抗から成り、これは前述の実施例では同
じ大きさである。
分圧器24のタイプは閥値トリガ回路22のトリガレベ
ル入力側22bと接続さている。したがって、閥値トリ
ガ回路22にはトリガレベルUTrsとして検出器23
の出力電圧の半分肖為減る。端子K2には時間測定装置
aM‘こおいて、上述の、端子KIに接続された回路装
置に全く等しい回路装置が接続されている。
この回路装置にはアンプ25が接続されており、それら
の入力側は端子K2に接続され、それの出力側には一方
では閥値トリガ回路26の信号入力側26aが、また、
他方では検出器27の信号入力側27aが接続されてい
る。トリガ回路26はトリガレベル入力側26bを有し
、出力側26cには信号入力側26aにおけるその入力
電圧がトリガレベル入力側26に加わるトリガレベル以
下に下降すると信号を生じる。検出器27はリセット入
力側270を有し、この入力側にはリセツトパルスRが
加えられる。また検出器27はその出力側、27cに、
信号入力側27aに加わる電圧の、最後のリセツト以降
達した最大値に等しい電圧UP8を送出する。検出器2
7の出力側27cには2つの等しい抵抗から成る分圧器
28が接続されており、それらのタップはトリガ回路2
6のトリガレベル入力側26bと接続されている。した
がって、トリガレベル入力側26bにはトリガレベルU
TrEとして検雌27の出力電圧の判事物わる。トリガ
回路26の出力側26cは双安定マルチパイプレータ2
9のセット入力側29aと接続さており、トリガ回路2
2の出力側22cは双安定マルチパイプレータ29のリ
セット入力側29bに接続されている。
双安足マルチパイプレータ29の出力側29cはゲート
回路30のセット入力側と接続され、このゲートの信号
入力側は計数パルス発生器31の出力側に接続されてい
る。ゲート回路30の出力側はカウンタ32のカウント
入力側と接続されており、それのカウント状態は指示装
置33に伝送される。第10図の時間測定装置の動作を
第11図のダイヤグラムを用いて説明する。
第11図に時間変換される領域−t′において、2つの
完全なサンプリングサイクルを示してあり、これらのサ
イクルはそれぞれ第11図のダイヤグラムAに示すよう
に、リセツトパルスRによって開始される。
各サンプリングにおいて、時間変換された受信パルスE
′1,82(ダイヤグラムB)と、時間変換された送信
パルスS′1,S′2(ダイヤグラムC)とが得られる
前述のように、各時間変換された受信パルスE′は所属
の時間変換された送信パルスS′より早く、当該のサン
プリングサイクルにおいて現われる。例では、第1サン
プリングサイクルで得られる時間変換された受信パルス
E′1の振幅UE′,の振幅U8′,は次のサンプリン
グサイクルにおける時間変換さた受信パルスE′2の振
幅U8′2より小さいものと仮定してある。
これに対して、送信パルスS′1,S′2(ダイヤグラ
ムC)の振幅Us′,,Us′2は同じ振幅値を有する
ことを基礎とすることができる。さらにダイヤグラムB
において、鎖線UTrEによってトリガ回路26の入力
側26bに加わるトリガレベルが示してあり、このトリ
ガレベルは検出器27の出力電圧の季に等しい。
同じようにして、ダイヤグラムCにおいて鎖線UTrs
で、トリガ回路22の入力側22bに加わるトリガレベ
ルを示してあり、これは検出器23の出力電圧の季に等
しいoダイヤグラムDは双安定マルチパイプレータ29
の出力側29cから送出されるゲートパルスGであり、
こ一れはゲート回路30の制御入力側に加えられる。
最初のサンプリングサイクルが時点t′o,においてリ
セツトパルスRで始まる。
このリセットパルスによって、検出器23,27はリセ
ットされ、靴結果トリ州小船牢と学ま先ず値零をとる。
サンプリングサイクル中実時間受信パルスのサンプリン
グが始まると、時間変換ぐれた受信パルスE′,を形成
する、アンプ25の出力側圧が上昇し、検出器27の出
力電圧UPEはその上昇する電圧に追従し、遂にはピー
ク値UE′,に達する。
したがって、トリガ回路26のトリガレベル入力側26
bに加わるトリガレベルUTrEも上昇し、その場合そ
のトリガレベルは各時点においてパルスE′,の電圧の
瞬時値の半分に等しい。付言すべきは上述のような上昇
はサンプリングのため実際に階段状に行なわれるが、階
段の段階の細かさは第11図に示し得ないほどのもので
ある。時間変換されたパルスB′,の電圧がピーク値U
耳′,への到達後再び下降し始めると、トリガレベル班
岬側達した最高値予‘ことどまる。
時点−r8,において時間変換されたパルスE′,を形
成するアンプ25の出力電圧(これはトリガ回路26の
信号入力側26aに加わる)はトリガ回路26のトリガ
レベル入力側26bに加わるトリガレ小学の大洲導体比
肘てこの時点において、トリガ回路26は出力側26c
に信号を送出し、この信号によって、双安定回路29は
切換えられ、その結果その、出力側29cにおける出力
電圧が値“0”から“1”へ切換わる(ダイヤグラムD
)。
同じ過程が、時間変換さた送信パルスS′,のサンプリ
ング中回路21,22,23,24において同じように
行なわれる。
トリガ回路22のトリガレベル入力側22bに加わるト
リガレベルUTrsがアンプ21の出力電圧と共に上昇
していって、遂にはそのピーク値Us′,に達する。そ
れにつづいてアンプ21の出力電圧が下降すると、トリ
ガレ小柳劉た最高値学ことどまる。時点一t′^,にお
いて、トリガ回路22の入力側22a,22bに加わる
電圧が相等しくなり、その結果トリガ回路22は出力側
22cに信号を送出し、この信号によって、双安定切襖
回路29は休止状態にリセットされる。
したがって、時点−t′B,と一t′^,との間で、双
安定マルチパイプレータはゲートパルスGIは送出し、
このゲ−トパルスによってゲート回路30が開かれる。
ゲートパルスGIの期間中ゲート回路3川まカウントパ
ルス発生器31から送出されたカウントパルスがカウン
タ32に通過させ、そのの結果カウンタ32はゲートパ
ルスGIの期間に比例するカウンタ状態に達する。この
カウン夕状態は時点−t′B,と−t′^,との間で時
間間隔の指示用の指示装置33において指示することが
できる。この時間間隔は時間変換された領域における所
期の測定時間T′M,を示す。時間変換された送信パル
スS′1のサンプリングの終りにおいて新たな測定サイ
クルが、リセットパルスRによって開始される。
それによって、トリガ回路26,26のトリガレベル電
圧UTrE、UTrsが再び零へもたらされる。次いで
新たなサンプリングサイクルにおいて先に述べたような
過程が繰返され、その場合、トリガ回路26に加わるト
リガレベル電圧が時間変換された受信パルスE′2のピ
ーク値の半分に正確鷺しし順学をとり・トリガ回路2側
肋るトリガレベル電圧は時間変換されたパルスS′2の
ピ‐悩みこ正欄こ等しし植生をとる。
比がつて、ゲートG2の開始の時点一rB2はやはり、
時間変換された受信パルスE′2の後縁の正確に半分の
ところにあり、ゲートパルスG2の終了の時点−t′^
2は時間変換された送信パルスS′2の後緑の高さの正
確に半分のところにある。
ゲ−トパルスG2の期間は第2サンプリングサイクルに
おける測定時間T′M2を示す。第11図から明かなよ
うに、当該の時間変換された受信パルスE′が異なる振
幅を有するとしても、時間測定開始時点一t′8,,‐
t′B2は常にその受信パルスの後緑の高さの正確に半
分のところにある。
それというのも、トリガを定めるトリガレベルが同じパ
ルスのピーク値により定められ先行するパルスの振幅に
無関係であるからである。同じことが、時間変換された
送信パルスS′の後緑の半分の高さと常に正確に一致す
る時点−t′^,,−t^2における測定時間の終了に
ついても成立つ。送信パルスの場合は受信パルスにおけ
ると異なって、そのピーク値、ひいては時間過程中の正
しいトリガレベルが大して変化しないと仮定できるもの
の、送信パルスを受信パルスと同じ形式で扱うと有利で
ある。それによって、一方では作動の際の装置の鮫正の
必要性がなくなり、他方では送信パルスチャネルにおけ
る一時的な変動又は走行時間変化が、測定精度に影響を
与えない。第12図に送、受信、サンプリング回略の変
化実施例を示してあり、これは第8図を用いて説明した
サンプリングパルスの発生を可能にする。その場合その
サンプリングパルス周期T^は被サンプリング信号の繰
返周波Tsより小さい。この袋層は大体において第10
図の部分装置SEAと同じ構成部分を有し、これらは同
じ記号で示す。第10図の装置とはただ次の点で異なる
のみである。−クロック発生器12から発生されるクロ
ックパルスは送信機制御段13ではなく、サンプリング
パルス発生器16に供給される。低速錠歯状 発生器1
9′は低速鏡歯状信号SZの煩斜側緑が高速鎖歯状信号
S乙の傾斜側緑と同じ方向に上昇するように構成されて
いる。
−コンパレータ20の出力によって、サンプリングパル
ス発生器が制御されるのではなく、送信機制御段13が
パルス成形回路34を介して制御される。したがって、
第12図の実施例においてはサンプリングパルスAはク
ロツク発生器12から送出されるクロックパルスおよび
低速鋸歯状信号SZIと同じ周期を有し、一方、赤外線
光パルスと送信パルスはコンパレータ20における両鏡
歯状信号SZIとSZ2間の一致の捕捉によって与えら
れる時点において発生される。
直ちに明らかなように、その動作は第8図のダイヤグラ
ムにおいて示したものとに相応する。
時間変換された送、受信パルスS′,E′の形式に対し
て、そのような変更があっても影響を与えない、それと
いうのも、サンプリングパルスAの操返周期T^が、送
信パルスSの操返周期Tsより時間差△tだけ小さいか
らである。第12図の装置で得られる、時間変換された
受信パルスE′と時間変換された送信パルスS′との間
の時間変換され時間間隔T′Mの測定を第10図の装置
におけると同じ形式で、即ち図示の時間測定装置ZNで
行なうことができる(この装置ZMが第12図の端子K
1,K2に接続されている場合)。
前述の装置において、受信パルスがサンプリングされる
サンプリングサイクル内の時間間隔において実時間受信
パルスEが止んだり又は著しく減少した振幅で受信され
る場合、測定誤差の可能性がある。
第13図に、時間変換された領域−t′において第11
図の示すものに似たサンプリングサイクルを示す。
第13図のダイヤグラムAは時間変換された受信パルス
E′を、ダイヤグラムBは時間変換された送信パルスS
′を、ダイヤグラムCは双安定マルチパイプレータ29
で得られたゲートパルスGを示す。さらに、第13図の
ダイヤグラムAとBに、トリガレベル電圧UTr8とU
州は第11図におけると同じように鎖線で示す。時間変
換された受信パルス8が完全にかつ隙間なくサンプリン
グで得られる場合第11図におけると同じ関係が存在し
、その結果ゲートパルスGの始まりが、時間変換された
受信パルスE′の後緑の高さの半分に相相応する時点−
t′Bにおいてトリガされる。
第13図のダイヤグラムAにおいては時間変換された受
信パルス8が値Ucに達した時点−ににおいて複数個の
実時間受信パルスが完全に止み、その結果その実時間一
周期において電圧器がサンプリングされる。
それによって、時間変換された受信パルスEにおいて一
時的凹欠が生じ、この凹欠は次の実時間受信パルスが再
び完全な振幅で受信されると消失する。時点−t′Cに
おける凹欠の始めに、トリガ回路26(第10図)の入
力側26aにおける信号電圧が、それまで達したトリガ
Wレ学以下に下職・その結果川旭路26は時点−t′c
において双安定マルチパイプレータ29のセット入力側
に供給し、その結果ゲートパルスGは時点−t′Bでな
く、時点−t′cにおいて既に始まる。
このようにして、明らかに、過度に大しな測定時間TM
′が測定される。時間変換された受信パルスE′の電圧
のひきつづいての再上昇および時点−t′Bでのトリガ
レベルの新たな通過はゲートパルスGに影響を与えない
。第13図を用いて説明した測定誤差が現われるのは実
時間−受信パルスが一時的に完全に止む場合のみならず
、実時間受信パルスが、それまでに達したトリガレベル
より小さい振幅で受信されるときにもう既に現われるこ
とは明らかである。
第14図に第13図を用いて説明した測定誤差発生の危
険を回避し得る、第10図の時間測定装置の部分の変化
実施例を示す。双安定マルチパイプレータ29の出力側
に接続された回路部分30,31,32,33は第14
図ではわかり易くするため省いてある。
それらは第10図におけると同じ構成にできる。第14
図に示す時間測定装置ZMの部分は次の点においてのみ
第10図の実施例と相異する。
端子K2に接続された入力アンプ25′は同時にダイナ
ミック圧縮器として構成され、そのアンプの増幅度が入
力電圧の瞬時値に依存して次のように調整される、即ち
増幅率が入力電圧の増大と共に小さくなるが、入力電圧
の減少の際は一定に保持されるように調整される。ーダ
イナミック圧縮器25′ないしアンプの出力側に積分回
路35が後直接綾されておりこの回路により、ダイナミ
ック圧縮器25′ないしアンプの出力電圧の、たんに所
定の時定数での低下が可能になる。
これらの変更により達成される作用効果について第15
,16図を用いて説明する。
第15図は時間変換された受信パルスE′を著しく簡単
化して示してあり、その受信パルスの立上り前縁(これ
は実時間受信パルスEに相応する)のところに、順次繰
返される実時間受信パルスから取出されるサンプリング
値から得られる階段状カーブが示してある。
実際に同じくそのような階段状カーブにより形成された
受信パルスE′の後緑が、受信パルスの時間変換された
立上り時間でREに相応する下降時間を有する。さらに
、第15図にトリガ回路26の入力側26bに加わるト
リガレベル電圧UTrEを鎖線で示す。積分回路35の
時定数が有利に次のように調整される、即ちアンプ25
′の出力電圧の下降の負の勾配が時間変換された受信パ
ルスE′の後緑の負の勾配にほぼ等しくされるように調
整される。
第15図では時間変換された受信パルスE′の立上り側
緑が既に電圧U8,に達している時点−t′,において
、実時間−受信パルスが著しく減少された振幅で入来し
、その結果その実時間−受信パルスから、時点−t′.
において達したトリガレベル学より遥舵4M・サンプリ
ング値U肌柳出されるものと仮定してある。
したがって、第14図のアンプ25′の出力電圧は急激
値UE,から値UEx,に下降する。これに対して積分
回路35の出力電圧は調整された時定数に基づきたんに
負の勾配でのみ下降することができ、その勾配は時間変
換された受信パルスE′の後縁に対してほぼ平行に延び
る直線STによって定まる。次の受信パルスが再び完全
な振幅で入釆すると積分回路35の出力電圧圧が、一時
的に、たんに値U1,に下降する。この値U,.は当該
の時点において存在するトリが小学池鰭い上回って洲・
その結果双安定マルチパイプレータ29のトリガが行な
われない。
第15図から明らかなように、複数個の順次繰返される
受信パルスが来なかったり又は振幅減少して入来す欄こ
もなおトリガ小母磯過が行なわれず、したがって測定の
謀トリガが行なわれなくなる。
積分回路35の、直線STにしたがって下降する出力電
圧は信号断時債町′Ex,(これは次式によって与えら
れる)の後はじめてトリガレベルUE,/2に蓮す。T
′8×,=T′R8.UE, 2 UE′ 但し、UE′は第15図に示すように、時間変換された
入力パルスE′のピーク振幅である。
時間変換された受信パルスE′の立上り縁が電圧値UE
2に到達する時点−t′2においてパルスの第2の入来
断が始まり、その結果トリガレベルが値三手ト調整され
ると、時点−t′1において始まる許容中断時間より大
の許容中断時間が得られる。
このことから明らかなように、時間変換さた受信パルス
E′の、信号中断時点までに達した電圧が小であればあ
るほど、許容信号断時間がそれだけ小さい。よって、殊
に受信パルスのサンプリング開始において許容中断時間
がわずかである。このような初期領域においても断たれ
た又は弱められたエコーパルスの影響を減少させるため
、入力アンプ25′はダイナミック圧縮器として構成さ
れており、このアンプの増幅率は通常のダイナミック圧
縮器の場合と異なって、上昇ないし下降の方向での入力
信号のレベルにしたがって調整されるのではなく、入力
信号のレベル増大の際最後に達した値を維持して、それ
により、増幅されたパルスの側緑の下降の際増幅率がも
はや変らない。それにより達成される作用効果について
第16図を用いて説明する。
第16図のダイヤグラムはダイナミック圧縮器として構
成されたアンプ25′の出力信号を示す。但し、その場
合、簡単のため、塊軸函率が2つの値間で切換えられる
ものと仮定してある。電圧値Ucへの到達まではアンプ
25′は大きな増幅率を有していて、それにより、時間
変換された受信パルスE′の側縁が急激に上昇する。電
圧Ucに達すると増幅率が比較的に低い値に切換えられ
、その結果今度は上昇が行なわれる。トリガレベル電圧
は一定の比1:2で立上る側緑の経過に追従する。時間
変換された受信パルスE′の下降する後縁の間中増幅率
が一定に保持されるので、時間測定のトリガがやはり適
正な時点で後緑の半分の高さのところで行なわれる。し
たがって時間測定が、ダイナミック圧縮によって損なわ
れることはない。これに反して、時間変換された受信パ
ルスE′の初期領域においては著しく迅速に比較的大き
な電圧に達し、それにより、相応して大きな許容中断時
間T′Exが生じる。これついては第15図を用いて説
明した。第17図には第10図の時間測定装置ZMの変
化実施例を示してあり、この装置によればエコー方式に
基づく測定方式において不可避的に生じるような反射が
抑圧される。このような反射は測定に対して有効な受信
パルスより前の時間変換された信号における時間相性反
転に基づき現われるのであり、その測定に有効な信号は
実時間信号においては最初の受信パルスであり、従って
反転された時間変換された信号においては最後の受信パ
ルスである。第17図において第10図におけると同じ
記号で示す回路部分は同じ構成と、同じ機能を有し、従
って再度の説明を省く。
第10図の実施例とは次の点で相違する。
双安定マルチパイプレータ29のセット入力側29aは
閥値トリガ回路22の出力側22cに接続ごている。
双安定マルチパイプレータ29のリセツトが可逆カウン
タ37を介して行なわれ、このカウンタはそのカウント
パルス入力側37aにおいて、カウントパルス発生器3
9から供給されたパルスを、ゲート回路38を介して受
信する。可逆カウンタに設けられている制御入力側37
bはトリガ回路22の出力側22cに接続されており、
日頃方向カウントと逆方向カウントとの間間の切換えに
用いられる。可逆カゥンタ37は制御入力側37bに加
わる信号が値“0”をとると順方向カウントし、一方、
その信号が値“1”をとると逆方向カウントする。可逆
カウンタ37は逆方向カウントの際カウント状態零に達
すると出力側37cに1個のパルスを送出する。この世
力側37cは双安定マルチパイプレータ29のリセット
入力側29bに接続されている。さに可逆カウンタ37
はトリガ回路26の出力側26cに接続されたりセット
入力側37dを有する。リセット入力側37dに供給さ
た信号が“1”から“0”へ変わると可逆カゥンタ37
のカウント状態が零にリセットされる。さらにゲート回
路38の制御入力側が同じくトリガ回路26の出力側に
接続されている。明かなように、回路部分37,38,
39は回路部分30,31,32と同じ種類のものであ
る。
後述するように、蓄積作用を有するピーク値検出器23
,27のリセット入力側に供孫台されるリセットパルス
Rは第10,11図におけるリセットパルスRとは異な
る時間位置を有する。
さらに、少なくとも検出器27は次のように構成されて
いる、即ち蓄積された電圧が、IJセットパルスRによ
って零にリセットされないので、零とは異なる初期値に
リセットされるように構成されている。第17図の装置
の効作を第18図のダイヤグラムを用いて説明する。
第18図のダイヤグラムは第17図の時間測定装置にお
いてサンプリングサイクル中現われる種々の信号を示す
すべてのダイヤグラムが反転された時間変換された領域
−rで示す。ダイヤグラムAはアンプ25の出力側に現
われる時間変換された受信パルスE′(これはトリガ回
路26の信号入力側26aに加わる)と、鎖線で、トリ
ガ回路26のトリガレベル入力側26bに加わるトリガ
レベルUTrEとを示す。
最初1の反射に相応し且時間測定に有効である受信パル
ス8のほかに、最初の反射に相応する受信パルスE′r
を示す。反射に相応する受信パルスが実時間領域におい
て最初のエコーパルスの後到来するので、相応の時間変
換された受信パルスは反転さた時間変換された領域では
検出すべき受信パルス8の前にある。さらに、実際の状
況ないし関係/に相応して仮定してあることは受信パル
スErが、受信パルスE′より遥かに小さい振幅を有す
るということである。さらにほかに比較的に高次の反射
に相応する別の時間変換された受信パルスが存在し得る
。それらはあるとすればなお図示の受信パルスE′rの
前に位置しさらに小さい振幅を有することとなる。ダイ
ヤグラムBはトリガ回路26の出力側26cにおける電
圧を示す。
ダイヤグラムCはアンプ21の出力側に現われる時間変
換された送信パルスS′を示す。
このパルスS′はトリガ回路22の入力側22aに加わ
る。さらにダイヤグラムCは鎖線で、トリガ回路22の
トリガレベル入力側22bに加わるトリガレベルUTr
sを示す。ダイヤグラムDはトリガ回路22の出力側2
2cにおける出力電圧を示す。ダイヤグラムEにおいて
はゲート回路38から可逆カウンタ37のカウントパル
ス入力側37aへ通されたカウントパルスを示す。ダイ
ヤグラムFは双安定マルチパイプレータ29の出力側2
9cに現われるゲートパルスGを示す。
さらにダイヤグラムGにおいて、そのつど新たな測定サ
イクルの開始を導入するりセットパルスRを示すづ時点
−t′oにおける図示の測定サイクルの始めにおいてピ
ーク値検出器23,27に蓄積されたピーク値,従って
またトリガレベルUTr8とUTrsが、リセットパル
スR′により初期値にリセットされる。
トリガ回路26の出力信号が値“1”にもたらされ(ダ
イヤグラムD)、それによりゲート回路38は可逆カウ
ンタ37へのカウントパルスの伝達に対して開かれる(
ダイヤグラムE)。トリガ回路22の出力信号(ダイヤ
グラムD)が、値“0”へもたらされ、その結果可逆カ
ウンタ37は順方向カウントに調整される。よって、ゲ
ート回路38を介して伝達されたカウントパルスが、可
逆カウンタ37において順方向にカウントさる。時点−
t′‘こおいて、受信パルスE′rの立上り縁が、調整
されたトリガレベルUTr8を上回る。
その結果トリガ回路26の出力信号が“0”に変わる。
それによって、ゲート回路38は阻止状態におかれ、同
時に可逆カウンタ37は零にリセットされる。受信パル
スE′rの電圧が、ピーク値UE′rに上昇し、それと
同時的にトリガレベルUTr8は値UE′r/2に変る
。時点−t′2において、受信パルスE′rの下降側縁
と、トリガレベルUE′r′2との一致が生じる。
その結果トリガ回路26の出力電圧が再び“1”になり
、その結果ゲート回路38は改めて開かれる。伝達され
たカウントパルスは可逆カウンタ37において日頃方向
でカウントさる。最後に到達した、値UE′r/2のト
リガレベルが、トリガ回路26の入力側26bに加わっ
たままである。時点−r3において、受信パルスE′の
立上り緑が、最後に調整されたトリガレベルに達し、そ
の結果トリガ回路26の出力電圧が新たに“0”になり
、ゲート回路26は遮断され、可逆カウンタ37は零へ
リセットされる。
それにひきつづいて、受信パルスE′の電圧がピーク値
U8へ上昇し、それと同時的にトリガレベルUTrEが
値UE′/2へ変わる。
時点−t′4において受信パルス8の立上り縁と、到達
したトリガレベルUE′/2との一致が生じると、トリ
ガ回路26の出力電圧が“1”になる。
ゲート回路38は新たに開かれ、可逆カウンタ37は再
びカウント状態零からカウントパルスのカウントを開始
する。受信パルスE′は時間測定にとって有効な受信パ
ルスであるので、時点−r4は同時に本来の時間変換さ
れた測定時情町′Mの開始の時点−t′Bにも相応する
この測定時間の終るのは送信パルスS′の立下り緑がト
リガレベルUTrsと一致する時点−r5においてであ
り、そのトリガレベルはその時点では時間変換された送
信パルスS′のピーク値の半分に等しい値Us′/2に
達している。したがって、時点−r5は本来の時間変換
された測定時間T′Mの終時点−t′^に相応する。時
点−r5において、トリガ回路22の出力側22cにお
ける出力電圧(ダイヤグラムD)が“1”になり、それ
により、可逆カウンタ37は逆方向カウントに切換えら
れる。
それと同時に、双安定マルチパイプレータ29の入力側
29aに加わるパルス立上り緑によって双安定マルチパ
イプレータは切換えられて、出力側29cにおける出力
信号が“1”になる。このことはゲートパルスGの開始
に相応する(ダイヤグラムF)。トリガ回路26の出力
信号は値“1”を縦持するので、ゲート回路は開いた状
態に保たれ、その結果可逆カウンタ37のカウントパル
ス入力側37aにはさらにカウントパルスが供給され、
これらのパルスは今度は逆方向でカウントされる。可逆
カウンタ37のカウント状態が減少していって、遂には
時点一t′6においてカウント状態零に達する。この時
点において出力側37cに信号が現われ、この信号は双
安定マルチパイプレータ29のリセツト入力側に供給さ
れ、このマルチパイプレータを出発状態にリセットする
。それによって出力側29cにおけるゲートパルスGが
終了される。直ちに明らかなように、時点−t′sと−
t′sとの間でカウントされたカウントパルスが、正確
に、時点−r4と−r5との間で順方向にカウントされ
たカウントパルスの数に等しい。
よって時点一t′5と‐t′6との間の時間間隔は時点
−t′4と−t′5との間の時間間隔、つまり、時間変
換された測定時間T′wに等しい。したがってゲートパ
ルスGの持続時間はこの場合においても所期の測定時間
T′Mに等しく、このT′Mは先に述べた形式で、回路
30〜33により測定され指示される。時点一t′7に
おいて新たなりセットパルスRが現われ、これによって
次の測定サイクルが開始される。
但し、注意すべきは、第11図を用いて説明た動作形式
と異なってそのリセットパルスR′は時間変換された送
信パルスS′の終りとそのまま一致してはならず、現わ
れる最大の時間変換される測定時間T′Mに少なくとも
等しい時間間隔をおいてはじめて現われるということで
ある。以上の記載から明かなように、第17図の回路に
よって得られる効果とは時間変換された受信パルスS′
の前に現われる最後の時間変換された受信パルス8のみ
が、時間測定のために用いられ、一方、より早い反射に
基〈、いずれの受信パルスBrによって開始された時間
測定が、そのつど次の到来する時間変換された受信パル
スによってリセット(消去)される。このようにして反
射に基く受信パルスが抑圧される。上述の回路は種々の
点で変更することができる。
例えば直線的な鋸歯状信号の代わりに指関数的に立上る
鏡歯状信号を用いることができるし、又は直線的な低速
の鋸歯状信号の代わりに階段状に上昇する銀歯状信号を
使用することもできる。また、第10図の装置において
、送信パルスおよび受信パルスのサンプリングのため同
じサンプリング回路を使用することが可能であり、それ
により、時間測定装置がたんに1つの値トリガ回路と、
たんに1つの蓄積作用を有するピーク値検出器とを有す
るようにできる。この場合、時間測定が各測定サイクル
においてそのつと閥値トリガ回路の最初の出力信号によ
って開始され、第2の出力信号によって停止されるよう
にしさえすればよい。前述の方法は殊にそのような簡単
化に好適である、それというのも、トリガレベルが各パ
ルスに対して新たに調整されるからである。さらに時間
測定をパルスカウントによらずに、他の何らかの適当な
形式で行なうこともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は反射形位置測定方式におけるパルス間隔測定動
作説明用のダイヤグラム、第2図はパルス振幅測定変動
による測定精度への影響の説明用のダイヤグラム、第3
図は第2図に示す現象部除去のための公知手段の説明用
のダイヤグラム、第4図は第3図に示す手段を用いた場
合における急速な振幅変動の影響の説明用のダイヤグラ
ム、第5図は通常のサンプリング方式の説明用のダイヤ
グラム、第6図は通常のサンプリング方式をパルス間隔
測定へ適用する手段の説明用のダイヤグラム、第7図は
本発明において用いられる時間位置の反転されたサンプ
リング方式の説明用ダイヤグラム、第8図は時間位置の
反転されたサンプリング方式の場合サンプリングパルス
を生成する別の形式の説明用のダイヤグラム、第9図は
パルス時間測定への時間位置の反転されたサンプリング
方式の適用の説明用ダイヤグラム、第10図は第9図を
用いて説明した方法の実施のための装置のブロック接続
図、第11図は第10図の装置の動作の説明用ダイヤグ
ラム、第12図は第8図を用いて説明したサンプリング
パルス生成を行なうための、第10図の装置の部分の変
化実施例を示すブロック図、第13図はパルス断による
影響の説明用ダイヤグラム、第14図は第13図を用い
て説明した現象を除去できる、第10図の装置の部分の
変化実施例のブロック図、第15図は第14図の装置に
おける積分回路の作用の説明用のダイヤグラム、第16
図は第14図の装置におけるダイナミック圧縮器の作用
の説明用ダイヤグラム、第17図は反射を抑圧できる、
第10図の装置の部分の変化実施例のブロック接続図、
第18図は第17図の装置の動作説明用ダイヤグラムで
ある。 14,15;サンプリング回路、22,26:関値トリ
ガ回路、23,27;蓄積作用を有するピーク値検出器
、S,E;送、受信パルス、S′,E′;時間変換され
た送、受信パルス、Um,UTrE;トリガレベル、3
0〜33:時間測定装置。 Fig.1Fig.2 Fig.3 Fig.13 Fig.4 Fig.5 Fig.6 Fig.7 Fig.8 Fig.9 Fig.10 Fig.11 Fig.12 Fig.17 Fig.14 Fig.15 Fig.16 Fig.18

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同じパルス繰返周波数を有する2つの互いに時間的
    にずれたパルス列のパルス間の時間間隔を測定する方法
    において、 第1のパルス列のパルスSと第2パルス列
    のパルスEとサンプリング方式でサンプリングパルスA
    を用いてサンプリングし、該サンプリングパルスの繰返
    周期T_Aを両パルス列の各々の繰返周期T_Sよりも
    所定の僅かな時間差Δt分小さくし、その際各パルス列
    の多数の連続するパルスからサンプリングによりサンプ
    ル値を取出して、前記時間差Δtに対する両パルス列の
    繰返周期T_Sの比TS/Δt分時間伸長された時間変
    換されたパルスS′,E′を合成により作成し、さらに
    各時間変換されたパルス列のサンプリングにより得られ
    た時間変換されたパルスS′,E′の各々に対してピー
    ク値U_S′,U_E′を測定し、このピーク値に対し
    所定の関係を有するトリガレベルU_T_r_S,U_
    T_r_Eを検出し、さらに第2のパルス列の時間変換
    されたパルスE′の後縁が所属のトリガレベルU_T_
    r_Eに一致した時点t′_Bと、第1のパルス列の時
    間変換されたパルスS′の後縁が所属のトリガレベルU
    _T_r_Sに一致した時点t′_Aとの間の時間間隔
    T′_Mを測定することを特徴とする、2つのパルス列
    のパルス間の時間間隔を測定する方法。 2 トリガレベルをピーク値の1/2に調整するように
    した特許請求の範囲第1項記載の2つのパルス列のパル
    ス間の時間間隔を測定する方法。 3 第1のパルス列のパルスSと第2のパルス列のパル
    スEとから成るパルス列対の繰返周期に等しい周期を有
    する高速鋸歯状信号の立上り縁と、逆方向に変化する低
    速鋸歯状信号の立下り縁との一致の時点においてサンプ
    リングパルスを生成するようにした特許請求の範囲第1
    項記載の2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定す
    る方法。 4 パルス対の繰返周期を同期化パルスによつてトリガ
    し、該同期パルスを、サンプリングパルスの繰返周期に
    等しい周期を有する高速鋸歯状信号の立上り縁と、同じ
    方向に変化する低速鋸歯状信号の立下り縁との一致時点
    で生成するようにした特許請求の範囲第1項記載の2つ
    のパルス間の時間間隔を測定する方法。 5 信号入力側14a,15aにてサンプリングすべき
    パルスS,Eを受信して出力側14c,15cに時間変
    換されたパルスS′,E′を送出する少なくとも1つの
    サンプリング回路14,15と、該サンプリング回路1
    4,15の制御入力側14b,15bにサンプリングパ
    ルスAを供給するサンプリングパルス発生器16とを備
    えており、前記サンプリングパルスの繰返周期T_Aは
    サンプリングすべきパルスの繰返周期T_Sよりも所定
    の僅かな時間差Δt分小さい、同じパルス繰返周波数を
    有する2つの互いに時間的にずれたパルス列のパルス間
    の時間間隔を測定する装置において、各サンプリング回
    路14,15の出力側14c,15cを閾値トリガ回路
    22,26の信号入力側22a,26aと接続し、前記
    トリガ回路はその入力信号の後縁がトリガレベル入力側
    22b,26bに加えられたトリガレベルU_T_r_
    S,U_T_r_Eと一致する際出力側22c,26c
    に信号を送出するようにし、さらに各サンプリング回路
    14,15の出力側14c,15cを蓄積作用を有する
    ピーク値検出器23,27の信号入力側23a,27a
    と接続し、前記検出器の出力側23c,27cより送出
    される信号U_P_S,U_P_Eが各測定サイクルの
    始めに初期値にリセツト可能であり且その後は前記検出
    器の入力信号の最後のリセツト以降そのつど達する最大
    値に相応し、また、前記ピーク値検出器の出力信号と所
    定の関係にある信号U_T_r_S,U_T_r_Eが
    閾値トリガ回路22,26のトリガレベル入力信号22
    b,26bに加えられるようにし、 さらに、第1のパ
    ルス列の時間変換されたパルスE′に相応する閾値トリ
    ガ回路26の出力信号と第2のパルス列の時間変換され
    たパルスS′に相応する閾値トリガ回路22の出力信号
    との間の時間間隔T′_Mを測定する時間測定装置30
    〜33を設けることを特徴とする、2つのパルス列のパ
    ルス間の時間間隔を測定する装置。 6 各パルス対の両パルスE,Sに対して、それぞれ1
    つのサンプリング回路14,15と、閾値トリガ回路2
    2,26と相応の蓄積作用を有するピーク検出器23,
    27とを有する別個の回路チヤネルを設けるようにした
    特許請求の範囲第5項記載の2つのパルス列のパルス間
    の時間間隔を測定する装置。7 第1のパルス列の時間
    変換されたパルスE′に相応する閾値トリガ回路26の
    出力信号と第2のパルス列の時間変換されたパルスS′
    に相応する閾値トリガ回路22の出力信号との間の時間
    間隔T′_Mを測定する時間測定装置30〜33は一方
    の回路チヤネルに設けられている閾値トリガ回路26の
    出力信号によつて作動されるように構成され、かつ、他
    方の回路チヤネルに設けられている閾値トリガ回路22
    の出力信号によつて停止されるように構成された特許請
    求の範囲第6項記載の2つのパルス列のパルス間の時間
    間隔を測定する装置。 8 第1回路チヤネル14,22,23に供給されたパ
    ルスが送信パルスSであり、かつ、第2回路チヤネル1
    5,26,27に供給されたパルスが、パルス反射形位
    置測定系の受信パルスであるようにした特許請求の範囲
    第7項記載2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定
    する装置。 9 信号入力側14a,15aにサンプリングすべきパ
    ルスS,Eを受信して出力側14c,15cに時間変換
    されたパルスS′,E′を送出する少なくとも1つのサ
    ンプリング回路14,15と、該サンプリング回路14
    ,15の制御入力側14b,15bにサンプリングパル
    スAを供給するサンプリングパルス発生器16とを備え
    ており、前記サンプリングパルスの繰返周期T_Aはサ
    ンプリングすべきパルスの繰返周期T_Sよりも所定の
    僅かな時間差Δt分小さい、同じパルス繰返周波数を有
    する2つの互いに時間的にずれたパルス列のパルス間の
    時間間隔を測定する装置において、各サンプリング回路
    14,15の出力側14c,15cを閾値トリガ回路2
    2,26の信号入力側22a,26aと接続し、前記ト
    リガ回路はその入力信号の後縁がトリガレベル入力側2
    2b,26bに加えられたトリガレベルU_T_r_S
    ,U_T_r_Eと一致する際出力側22c,26cに
    信号を送出するようにし、さらに各サンプリング回路1
    4,15の出力側14c,15cを蓄積作用を有するピ
    ーク値検出器23,27の信号入力側23a,27aと
    接続し、前記検出器の出力側23c,27cより送出さ
    れる信号U_P_S,U_P_Eが各測定サイクルの始
    めに初期値にリセツト可能であり且つその後は前記検出
    器の入力信号の、最後のリセツト以降そのつど達する最
    大値に相応し、また、前記ピーク値検出器の出力信号と
    所定の関係にある信号U_T_r_S,U_T_r_E
    が閾値トリガ回路22,26のトリガレベル入力側22
    b,26bに加えられるようにし、さらに、第1のパル
    ス列の時間変換されたパルスE′に相応する閾値トリガ
    回路26の出力信号と第2のパルス列の時間変換された
    パルスS′に相応する閾値トリガ回路22の出力信号と
    の間の時間間隔T′_Mを測定する時間測定装置30〜
    33を設け、さらに、各パルス対の両パルスE,Sに対
    して設けられた、それぞれ1つのサンプリング回路14
    ,15と閾値トリガ回路22,26とピーク値検出器2
    3,27とを有する各別個の回路チヤネルのうちの、受
    信パルスEが供給されるほうのチヤネルにおいて、サン
    プリング回路15に積分回路35を後置接続し、該積分
    回路により、その出力信号の下降が、所定の負の勾配へ
    制限されるようにしたことを特徴とする2つのパルス列
    のパルス間の時間間隔を測定する装置。 10 積分回路35の時定数を、所定の負の勾配が時間
    変換された受信パルスE′の後縁の負の勾配にほぼ等し
    いものであるように調整してあるようにした特許請求の
    範囲第9項記載の2つのパルス例のパルス間の時間間隔
    を測定する装置。 11 第2の回路チヤネル中に、ダイナミツク圧縮器と
    して構成されたアンプ25′を設け、該アンプの増幅率
    が、入力信号の大きさの増大の際は減少させるが、入力
    信号の大きさの減少の際は一定に保持されるようにした
    特許請求の範囲第9項記載の2つのパルス列のパルス間
    の時間間隔を測定する装置。 12 信号入力側14a,15aにサンプリングすべき
    パルスS,Eを受信して出力側14c,15cに時間変
    換されたパルスS′,E′を送出する少なくとも1つの
    サンプリング回路14,15と、該サンプリング回路1
    4,15の制御入力側14b,15bにサンプリングパ
    ルスAを供給するサンプリングパルス発生器16とを備
    えており、前記サンプリングパルスの繰返周期T_Aは
    サンプリングすべきパルスの繰返周期T_Sよりも所定
    の僅かな時間差Δt分小さい、同じパルス繰返周波数を
    有する2つの互いに時間的にずれたパルス列のパルス間
    の時間間隔を測定する装置において、各サンプリング回
    路14,15の出力側14c,15cを閾値トリガ回路
    22,26の信号入力側22a,26aと接続し、前記
    トリガ回路はその入力信号の後縁がトリガレベル入力信
    号22b,26bに加えられたトリガレベルU_T_r
    _S,U_T_r_Eと一致する際出力側22c,26
    cに信号を送出するようにし、さらに各サンプリング回
    路14,15の出力側14c,15cを蓄積作用を有す
    るピーク値検出器23,27の信号入力側23a,27
    aと接続し、前記検出器の出力側23c,27cより送
    出される信号U_P_S,U_P_Eが各測定サイクル
    の始めに初期値にリセツト可能であり且その後は前記検
    出器の入力信号の、最後のリセツト以降そのつど達する
    最大値に相応し、また、前記ピーク値検出器の出力信号
    と所定の関係にある信号U_T_r_S,U_T_r_
    Eが閾値トリガ回路22,26のトリガレベル入力側2
    2b,26bに加られるようにし、さらに第1のパルス
    列の時間変換されたパルスE′に相応する閾値トリガ回
    路26の出力信号と第2のパルス列の時間変換されたパ
    ルスS′に相応する閾値トリガ回路22の出力信号との
    間の時間間隔T′_Mを測定する時間測定装置30〜3
    3を設け、さらに、各パルス対の両パルスE,Sに対し
    て設けられた、それぞれ1つのサンプリング回路14,
    15と閾値トリガ回路22,26とピーク値検出器23
    ,27とを有する別個の回路チヤネルのうちの、受信パ
    ルスEが供給されるチヤネル15,26,27の閾値ト
    リガ回路26の出力側に補助時間測定装置37〜39を
    接続し、その場合、その時間測定装置はそれぞれ時間変
    換された受信パルスE′r,E′の後縁とトリガレベル
    との一致によつて作動され後続する時間変換された受信
    パルスE′r,E′の前縁の一致によつてリセツト(消
    去)されるようにし、さらに、各パルス対の両パルスE
    ,Sに対して設けられたそれぞれ1つのサンプリング回
    路14,15と閾値トリガ回路22,26とピーク値出
    器23,27とを有する別個の回路チヤネルのうちの、
    送信パルスSが供給されるほうのチヤネルの閾値トリガ
    回路22の出力信号によつて補助時間測定装置37〜3
    9における時間測定が終了され、致達した測定値の伝達
    がトリガされるようにしたことを特徴とする2つのパル
    ス列のパルス間の時間間隔を測定する装置。 13 補助時間測定装置に可逆カウンタ37を設け、該
    カウンタはカウントパルス発生器39のカウントパルス
    を、第1回路チヤネルの閾値トリガ回路26の出力信号
    により制御されるゲート回路38を介して受信し、さら
    に、前記カウンタはその出力信号により制御されるリセ
    ツト入力側37dを有し、されに、可逆カウンタ37の
    制御入力側37bを第1回路チヤンネルの閾値トリガ回
    路22の出力側22cと接続し、その場合該出力側の出
    力信号によつて前記カウンタは逆方向カウントに切換制
    御可能であるようにし、さらに、第1回路チヤネルの閾
    値トリガ回路22の出力信号によつて、パルス距離ない
    し間隔測定に用いられる時間測定装置30〜33が作動
    されるようにし、さらに、可逆カウンタ37は逆方向カ
    ウントの場合カウント状態に到達の際信号を送出し該信
    号により、パルス距離ないし間隔測定に用いられる時間
    測定装置30〜33が停止されるようにした特許請求の
    範囲第12項記載の2つのパルス列のパルス間の時間間
    隔を測定する装置。
JP55080070A 1979-06-13 1980-06-13 2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定する方法および装置 Expired JPS6030904B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2923963.2 1979-06-13
DE2923963A DE2923963C2 (de) 1979-06-13 1979-06-13 Verfahren zur Impulsabstandsmessung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5639471A JPS5639471A (en) 1981-04-15
JPS6030904B2 true JPS6030904B2 (ja) 1985-07-19

Family

ID=6073163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55080070A Expired JPS6030904B2 (ja) 1979-06-13 1980-06-13 2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定する方法および装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4322832A (ja)
EP (1) EP0025086B1 (ja)
JP (1) JPS6030904B2 (ja)
DE (1) DE2923963C2 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5827086A (ja) * 1981-08-11 1983-02-17 Fuji Electric Co Ltd 超音波伝搬時間検出方法
DE3136629A1 (de) * 1981-09-15 1983-04-07 Loewe Opta Gmbh, 8640 Kronach Vorverstaerker fuer einen infrarot-fernbedienungsempfaenger zum empfang von auf einer hf-traegerfrequenz pulscodemodulierten fernsteuersignalen
DE3149256C2 (de) * 1981-12-11 1983-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Ultraschall-Entfernungsmesser
DE3210436C2 (de) * 1982-03-22 1984-01-05 Nukem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des zeitlichen Impulsabstandes zweier elektrischer Impulse
US4610549A (en) * 1985-05-06 1986-09-09 E-Systems, Inc. Method and apparatus for generating a timing signal in a time-of-arrival detection system
US4676660A (en) * 1985-05-06 1987-06-30 E-Systems, Inc. Method and apparatus for generating a timing signal in a time-of-arrival detection system
CH670895A5 (ja) * 1985-12-31 1989-07-14 Wild Heerbrugg Ag
DE4108376C2 (de) * 1991-03-15 1995-05-11 Jenoptik Jena Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erfassung und Auswertung von Signalen bei der Entfernungsmessung
JP2592316Y2 (ja) * 1992-04-17 1999-03-17 株式会社ニコン 距離測定装置
JP2941593B2 (ja) * 1993-03-02 1999-08-25 三菱電機株式会社 距離測定装置
DE19522697A1 (de) * 1995-06-22 1997-01-09 Sick Optik Elektronik Erwin Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit mittels akustischer Laufzeitdifferenzen
US5661251A (en) * 1995-12-19 1997-08-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Sensor apparatus for process measurement
US5827985A (en) * 1995-12-19 1998-10-27 Endress + Hauser Gmbh + Co. Sensor apparatus for process measurement
US6118282A (en) * 1995-12-19 2000-09-12 Endress & Hauser Gmbh & Co. Sensor apparatus
US5884231A (en) * 1995-12-21 1999-03-16 Endress & Hauser Gmbh & Co. Processor apparatus and method for a process measurement signal
US5841666A (en) * 1995-12-21 1998-11-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Processor apparatus and method for a process measurement signal
DE19611233A1 (de) * 1996-03-21 1997-09-25 Siemens Ag Verfahren zur Laufzeitmessung eines elektrischen, elektromagnetischen oder akustischen Signals
US5973637A (en) * 1998-01-09 1999-10-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Partial probe mapping
US6078280A (en) * 1998-01-09 2000-06-20 Endress + Hauser Gmbh + Co. Periodic probe mapping
US6559657B1 (en) 1999-01-13 2003-05-06 Endress+Hauser Gmbh+Co. Probe mapping diagnostic methods
US6072427A (en) * 1999-04-01 2000-06-06 Mcewan; Thomas E. Precision radar timebase using harmonically related offset oscillators
US6373428B1 (en) 1999-04-01 2002-04-16 Mcewan Technologies, Llc Self locking dual frequency clock system
US6531977B2 (en) 2001-08-03 2003-03-11 Mcewan Technologies, Llc Pulse center detector for radars and reflectometers
US6661370B2 (en) * 2001-12-11 2003-12-09 Fujitsu Ten Limited Radar data processing apparatus and data processing method
FR2851258B1 (fr) * 2003-02-17 2007-03-30 Commissariat Energie Atomique Procede de revetement d'une surface, fabrication d'interconnexion en microelectronique utilisant ce procede, et circuits integres
US7224944B2 (en) * 2004-01-22 2007-05-29 Mcewan Technologies, Llc RF transceiver having a directly radiating transistor
DE102004028441B4 (de) * 2004-06-14 2007-09-27 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Spitzenwerte von periodisch auftretenden Nutzsignalen
DE102017222972A1 (de) 2017-12-15 2019-07-04 Ibeo Automotive Systems GmbH Empfangsanordnung zum Empfang von Lichtsignalen
DE102017222974A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Ibeo Automotive Systems GmbH Anordnung und Verfahren zur Ermittlung einer Entfernung wenigstens eines Objekts mit Lichtsignalen
DE102018205378A1 (de) 2018-04-10 2019-10-10 Ibeo Automotive Systems GmbH Verfahren zur Ansteuerung von Sensorelementen eines LIDAR Messsystems
DE102018208118A1 (de) * 2018-05-23 2019-11-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Authentifizieren einer über einen Bus übertragenen Nachricht
US11387941B2 (en) * 2020-02-04 2022-07-12 Macronix International Co., Ltd Signal transceiving system and method
CN112084731B (zh) * 2020-08-04 2024-03-29 中电科思仪科技股份有限公司 一种提高峰值功率测量触发动态范围的fpga数字电路及方法
CN117871920B (zh) * 2024-03-13 2024-06-11 上海知白智能科技有限公司 眼图采集方法、装置、系统及存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50119588A (ja) * 1974-03-02 1975-09-19
US4000466A (en) * 1975-05-22 1976-12-28 Iowa State University Research Foundation, Inc. Apparatus for time-interval measurement
DE2544842A1 (de) * 1975-10-07 1977-04-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren und schaltungsanordnung zum auswerten von signalimpulsfolgen, insbesondere radar-impulsfolgen
DE2607187C3 (de) * 1976-02-23 1986-07-10 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Messung des zeitlichen Impulsabstandes von zwei elektrischen Impulsen
FR2342521A1 (fr) * 1976-02-27 1977-09-23 Anvar Dispositif de mesure d'intervalle de temps separant les apparitions de deux impulsions correlees a amplitude et temps de montee distincts
US4077011A (en) * 1976-12-20 1978-02-28 International Business Machines Corporation Uncertain interval timer using a variable length shift register
DE2723355C2 (de) * 1977-05-24 1986-11-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und Anordnung zum Auswerten von Radarimpulsfolgen
DE2729422C2 (de) * 1977-06-29 1982-06-24 Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg Schaltungsanordnung zur Impulsbreitenmessung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2923963B1 (de) 1980-11-20
JPS5639471A (en) 1981-04-15
EP0025086B1 (de) 1983-06-15
EP0025086A3 (en) 1981-05-27
US4322832A (en) 1982-03-30
DE2923963C2 (de) 1986-03-27
EP0025086A2 (de) 1981-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6030904B2 (ja) 2つのパルス列のパルス間の時間間隔を測定する方法および装置
US9379714B1 (en) Circuits and methods of TAF-DPS vernier caliper for time-of-flight measurement
CN109343069B (zh) 可实现组合脉冲测距的光子计数激光雷达及其测距方法
CN101334308B (zh) 用于检测流量计的仿真电路
US4620788A (en) Apparatus for measuring pulse signal delay interval
CN103913749B (zh) 一种基于激光脉冲飞行时间测量的测距方法
JP3023569B2 (ja) 流体媒体内の音波バースト移動時間のデジタル式測定方法及び装置
JP2008506115A5 (ja)
CN105890685B (zh) 一种基于累积相位差的超声波流量测量装置
CA2425250A1 (en) Time-base generator with self-compensating control loop
CN108593025A (zh) 一种超声波测流装置及控制方法
JPH0277672A (ja) 遅延時間測定装置
WO2002103299A1 (en) Ultrasonic current meter
US4982196A (en) Radar target simulator
CN107678333A (zh) 一种基于等效时间序列采样的步长时间校正方法及装置
WO2019125534A1 (en) Precision adc sampling clock for high accuracy wireless guided wave radar
KR102420037B1 (ko) 실시간 캘리브레이션을 지원하는 tdc
GB1599258A (en) Method of and system for evaluating received radar pulse trains
CN103248342B (zh) 一种脉冲延迟电路及扫描方法
EP0706100B1 (fr) Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps
CN219799775U (zh) 一种收发一体式测时电路
JPS6044882A (ja) 偏移周波数測定装置
JPS60140168A (ja) 超音波距離測定装置
JPH102963A (ja) スペクトル拡散距離測定装置
CN120595306A (zh) 一种基于有理数逼近法的fmcw激光雷达信号处理方法