DE1199319B - Clock generator for controlling the transmitter and receiver of an ultrasonic device for detecting vehicles on a road - Google Patents
Clock generator for controlling the transmitter and receiver of an ultrasonic device for detecting vehicles on a roadInfo
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Description
Taktgeber zur Steuerung von Geber und Empfänger eines Ultraschallgerätes zur Feststellung von Fahrzeugen auf einer Fahrbahn Die Erfindung bezieht sich auf einen Taktgeber der im Titel genannten Art. Derartige Taktgeber dienen der Erzeugung von periodisch aufeinanderfolgenden Impulsgruppen, bei denen die Einzelimpulse an getrennten Ausgängen abgreifbar sind. Diese Taktgeber bestehen aus der Kettenschaltung einzelner Transistoren, die über Widerstände und Kondensatoren miteinander gekoppelt sind. Die mit einer solchen Schaltung erzeugten Impulse besitzen zwar eine ausreichende Zeitgenauigkeit, jedoch ist ihre Flankensteilheit für die Feststellung von Fahrzeugen auf einer Fahrbahn mit Hilfe eines Ultraschallgerätes störend, da das Schaltspektrum in den Empfangsbereich des Ultraschallgerätes fällt und Fehlanzeigen auslösen kann.Clock generator for controlling the transmitter and receiver of an ultrasonic device for the detection of vehicles on a roadway The invention relates to a clock of the type mentioned in the title. Such clocks are used for generation of periodically successive groups of impulses in which the individual impulses are on separate outputs can be tapped. These clocks consist of the chain circuit individual transistors, which are coupled to one another via resistors and capacitors are. The pulses generated with such a circuit are sufficient Time accuracy, however, is their edge steepness for the detection of vehicles disturbing on a road with the help of an ultrasonic device, because the switching spectrum falls into the reception range of the ultrasound device and can trigger false displays.
Das Ziel der Erfindung ist ein Taktgeber zur Steuerung des Sende- und Empfangsvorganges in einem Ultraschallgerät, das bei ausreichender Genauigkeit der Impulsintervalle eine geringe Flankensteilheit erzeugt und bei dem der Aufbau einer einzelnen Stufe der Kettenschaltung übersichtlicher und mit einem wesentlich geringeren Aufwand an Bauelementen gelöst ist. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Taktgebern stößt sich der Taktgeber gemäß der Erfindung selbständig durch das Einschalten der Betriebsspannung an, während bisher die Impulsfolgen durch einen gesonderten Einschaltvorgang ausgelöst werden mußten. The aim of the invention is a clock for controlling the transmission and receiving process in an ultrasound device, which with sufficient accuracy of the pulse intervals generates a low edge steepness and in which the structure a single stage of the derailleur more clearly and with a substantial less expenditure on components is solved. In contrast to the previously known The clock generator according to the invention automatically pushes clock generators when they are switched on the operating voltage, while previously the pulse trains by a separate Switch-on process had to be triggered.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Koppelglieder jeweils aus einem an die Betriebsstromquelle angeschlossenen Kollektorwiderstand des vorgeordneten Transistors, einem Kondensator, der zwischen den Kollektor des vorgeordneten Transistors und die Basis des nachgeordneten Transistors geschaltet ist, und einem Basiswiderstand des nachgeordneten Transistors, der über einen temperaturabhängigen und auf den Temperaturgang der Schallgeschwindigkeit abgestimmten Spannungsteiler an die Betriebsstromquelle angeschlossen ist, bestehen, so daß die einzelnen Transistoren bei eingeschalteter Betriebsstromquelle im Ruhezustand geöffnet sind und immer nur einer von ihnen vorübergehend gesperrt ist und daß ferner die Impulsausgänge zum Abgriff von Impulsen geringer Flankensteilheit an die lediglich den Kopplungskondensator enthaltende Schaltverbindung zwischen zwei Transistoren angeschlossen sind. According to the invention this is achieved in that the coupling links each from a collector resistor connected to the operating current source of the upstream transistor, a capacitor that is placed between the collector of the upstream transistor and the base of the downstream transistor switched is, and a base resistance of the downstream transistor, which has a temperature-dependent and voltage divider matched to the temperature response of the speed of sound is connected to the operating power source, so that the individual transistors are open in the idle state when the operating power source is switched on and only ever one of them is temporarily blocked and that also the pulse outputs to the Pick-up of pulses with a low edge steepness to the only the coupling capacitor containing circuit connection between two transistors are connected.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles, F i g. 2 ein Impulsdiagramm und F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Taktgebers. Further details of the invention emerge from the following Description of the embodiments shown in the drawing. It shows Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment, F i g. 2 is a timing diagram and F i g. 3 shows a second exemplary embodiment of a clock generator.
Beim Einschalten der Betriebsspannung U1 über den SchalterS wird der Taktgeber der Fig. 1 dadurch angestoßen, daß der Transistor, der als letzter durch den Einschaltevorgang leitend wird, die Impulsgabe einleitet. Es sei angenommen, daß Transistor T3 als letzter leitend wird. Da die Basisspannung des Transistors T 1 durch dessen Schwellwert annähernd Null war, wird sie beim Öffnen des Transistors T3 über den Kondensator C 1 positiv, und der Transistor T1 wird gesperrt. Anschließend entlädt sich der Kondensator C 1 wieder über den Widerstands1, so daß der Transistor T 1 nach einem durch die Zeitkonstante R 1 C 1 bestimmten Zeitintervall durch Minusspannung an der Basis geöffnet wird. Durch das Öffnen des Transistors T 1 erhält der folgende Transistor T2 über den Kondensator C2 eine positive Basisspannung und wird gesperrt. When the operating voltage U1 is switched on via the switch S. the clock of FIG. 1 triggered by the transistor, which is the last becomes conductive due to the switch-on process, initiates the impulse generation. Suppose that transistor T3 is the last to be conductive. Because the base voltage of the transistor T 1 was approximately zero due to its threshold value, it becomes when the transistor opens T3 positive via the capacitor C 1, and the transistor T1 is blocked. Afterward the capacitor C 1 discharges again through the resistor 1, so that the transistor T 1 after a time interval determined by the time constant R 1 C 1 due to negative voltage is opened at the base. By opening the transistor T 1, the following receives Transistor T2 has a positive base voltage via capacitor C2 and is blocked.
Durch die darauf folgende Entladung des Kondensators C 2 über den Widerstand R 2 wird auch dieser Transistor T2 nach einer durch die Zeitkonstante R 2 C 2 bestimmten Zeit wieder leitend und sperrt über den Kondensator C 3 in der beschriebenen Weise den Transistor T3, der nach einer Entladung des Kondensators C 3 über den Widerstand R 3 in der durch die Zeitkonstante R 3 C 3 bestimmten Zeit wieder leitend wird.By the subsequent discharge of the capacitor C 2 via the Resistance R 2 also becomes this transistor T2 after a time constant R 2 C 2 again conductive for a certain time and blocks via the capacitor C 3 in the described way the transistor T3, which after a discharge of the capacitor C 3 via the resistor R 3 in the time determined by the time constant R 3 C 3 becomes conductive again.
Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend in dieser zyklisch in sich geschlossenen Anordnung. This process is continuously repeated in this cyclical closed arrangement.
Dabei entsteht an den Klemmen K1 bzw. K2 bzw.At the terminals K1 or K2 resp.
K 3 immer dann ein negativer Impuls, wenn der entsprechende Transistor T 1 bzw. T 2 bzw. T3 gerade gesperrt ist, so daß sich ein zeitlicher Verlauf der Impulse an den einzelnen Klemmen ergibt, wie er in F i g. 2 wiedergegeben ist. Es ist zu erkennen, daß das Ende des Impulses von der Dauer t 1 an der Klemme K1 den Beginn des Impulses an der Klemme K2 auslöst. Nach einer Impulsdauer t2 entsteht an der Klemme K3 ein Impuls von der Dauer t3. Mit dem Ende des Impulses an der Klemme K 3 wird ein erneuter Impuls von der Dauer t 1 an der Klemme K1 erzeugt.K 3 always a negative pulse when the corresponding transistor T 1 or T 2 or T3 is currently blocked, so that a time course of the Impulse at the individual terminals results in how he in Fig. 2 reproduced is. It can be seen that the end of the pulse of duration t 1 at the terminal K1 triggers the beginning of the pulse at terminal K2. After a pulse duration t2 arises a pulse of duration t3 at terminal K3. With the end of the pulse on the terminal K 3, a new pulse of duration t 1 is generated at terminal K1.
Das Diagramm der F i g. 2 gibt lediglich den Zeitablauf der Impuisgabe wieder, wobei keine Aussage über die Form der einzelnen Impulse gemacht werden soll. Es ist lediglich der Einfachheit halber die Rechteckform zugrunde gelegt worden. Wie jedoch bereits erwähnt, haben die tatsächlichen Impulse eine von F i g. 2 abweichende Form mit geringer Flankensteilheit. Diese geringe Flankensteilheit der Ausgangsimpulse wird dadurch erreicht, daß die Ausgangsklemmen jeweils an die Verbindungsleitung zwischen dem Kollektor eines Transistors und dem Kondensator der folgenden Schaltstufe angeschlossen sind. Jedem Ausgang ist somit der kapazitive Eingangswiderstand der nächsten Schaltstufe parallel geschaltet. so daß man die gewünschte Abflachung der Impulsflanken ohne zusätzlichen Aufwand erhält. The diagram of FIG. 2 only gives the timing of the impulse application again, whereby no statement should be made about the shape of the individual impulses. The rectangular shape has only been used as a basis for the sake of simplicity. However, as mentioned earlier, the actual pulses have one of Fig. 1. 2 different Shape with low slope. This low edge steepness of the output pulses is achieved by connecting the output terminals to the connecting line between the collector of a transistor and the capacitor of the following switching stage are connected. The capacitive input resistance of each output is therefore the connected in parallel to the next switching stage. so that you get the desired flattening of the Receives pulse edges without additional effort.
Zur Erzielung einer größeren Flankensteilheit kann dann zwischen den Anschlußpunkt der Ausgangsklemme und den Kondensator ein ohmscher Widerstand eingeschleift werden.To achieve a larger edge steepness can then between the An ohmic resistor looped in at the connection point of the output terminal and the capacitor will.
Die KondensatorenC1, C2 und C3 werden in den Impulspausen über die entsprechenden KollektorwiderständeR11, R21 und R 31 auf die Betriebsspannung U1 aufgeladen. Die Dauer der einzelnen Impulse tl, t2 und t3 ist jedoch nicht nur von den einzelnen Zeitkonstanten, sondern auch von der Spannung U2 abhängig. Diese Spannung U2 wird an einem Spannungsteiler, der aus einem Widerstand Wil und aus einem temperaturabhängigen Widerstand Wi2 gebildet ist, abgegriffen. Durch diese Temperaturabhängigkeit der zeitbestimmenden Spannung U2 wird erreicht, daß die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit für ein Ultraschall-Echogerät kompensiert werden kann. The capacitors C1, C2 and C3 are in the pulse pauses over the corresponding collector resistors R11, R21 and R 31 to the operating voltage U1 charged. However, the duration of the individual pulses tl, t2 and t3 is not only of the individual time constants, but also depends on the voltage U2. This tension U2 is connected to a voltage divider, which consists of a resistor Wil and a temperature-dependent one Resistance Wi2 is formed, tapped. Due to this temperature dependence of the time-determining voltage U2 is achieved that the temperature dependence of the speed of sound for an ultrasonic echo device can be compensated.
Der Anschluß der Ultraschalleinrichtung an die Ausgangsklemmen des Taktgebers der F i g. 1 ist folgendermaßen durchzuführen. An die Ausgangsklemme K1 ist der Sender anzuschließen, der dann durch die an dieser Klemme entstehenden negativen Ausgangsimpulse getastet wird. Die Empfangseinrichtung ist derart an die AusgangsklemmeK3 anzuschließen, daß sie immer nur während der an dieser Klemme entstehenden Impulse eingeschaltet wird. Durch den gegenseitigen Abstand zwischen einem Impuls an der Klemme K1 und einem Impuls an der Klemme K 3 wird erreicht, daß Echos, die nicht von einem Fahrzeug oder von der Fahrbahn selbst herrühren, sondern durch Gegenstände in der Nähe des Ultraschallgebers hervorgerufen werden, unterdrückt werden. Diese Maßnahme ist deshalb von besonderer Wichtigkeit, weil die verwendeten Ultraschallgeber nicht nur in ihrer Hauptstrahlungsrichtung, sondern auch in Nebenrichtungen Energie abgeben. Da diese in Nebenrichtungen abgegebene Energie an sich schon schwach ist und außerdem die Echoenergie mit der vierten Potenz des zurückgelegten Weges abnimmt, ist sie nach einer gewissen Zeit für den Empfänger wirkungslos. The connection of the ultrasonic device to the output terminals of the Clock of FIG. 1 is to be carried out as follows. To the output terminal K1 is to be connected to the transmitter, which is then connected to the resulting at this terminal negative output pulse is scanned. The receiving device is so to the To be connected to output terminal K3 so that it is only ever generated at this terminal Impulse is switched on. By the mutual distance between an impulse at the terminal K1 and a pulse at the terminal K 3 is achieved that echoes that do not come from a vehicle or from the road itself, but from objects in the vicinity of the ultrasonic transducer are suppressed. These Measure is of particular importance because the ultrasonic transducer used energy not only in their main direction of radiation, but also in secondary directions hand over. Since this energy emitted in secondary directions is already weak in itself and also the echo energy decreases with the fourth power of the distance covered, it is ineffective for the recipient after a certain time.
Soll nun eine Impulsgruppe von mehr als drei Impulsen erzeugt werden, so ist die Anordnung der F i g. 1 durch Hinzufügen von gleichartigen Schaltstufen zu erweitern. Es ist jedoch dann nicht mehr sichergestellt, daß in dem durch den Einschaltvorgang erzielten Schaltzustand nur eine Schaltstufe in den Sperrzustand versetzt wird. Dies ist aber für eine ordnungsgemäße Funktion der Anordnung erforderlich. Um das Entstehen dieses unerwünschten Zustandes zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Anordnung gemäß Fig. 3 als offene Kette auszubilden. If a pulse group of more than three pulses is to be generated, so is the arrangement of the F i g. 1 by adding similar switching steps to expand. However, it is then no longer ensured that in the Switching state achieved only one switching step in the locked state is moved. However, this is necessary for the arrangement to function properly. In order to avoid the occurrence of this undesirable condition, it is advisable to to form the arrangement according to FIG. 3 as an open chain.
Zwangläufig muß dann eine Impulsquelle zum Anstoß dieser offenen Kette vorgesehen werden. Diese Impulsquelle besteht im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 in einer Erweiterung der ersten Schaltstufe zu einer astabilen Kippstufe bekannter Art, die aus dem Transistor TO, dessen Kollektorwiderstand R01, dem Widerstand RO, dem Kondensator Co und einem Widerstand R 12 sowie dem Widerstand RO 2, dem Kondensator C1, dem Transistor T 1, dessen Kollektorwiderstand R 11 und dem Widerstand R 1 besteht. Die Kippfrequenz dieser astabilen Kippstufe muß so klein sein, daß der Durchlauf der Kette zwischen den einzelnen Impulsen dieser ersten Kippstufe mit Sicherheit erfolgen kann. Die einzelnen Schaltstufen der Anordnung mit ihren Ausgängen K1 bis K4 sind denen der Fig. 1 gleich, so daß sich eine ins einzelne gehende Funktionsbeschreibung der Anordnung der Fig. 3 erübrigt. Die einzelnen Transistoren T1 bis T4 werden wiederum nacheinander dadurch in den Sperrzustand versetzt, daß der in der Kette vorangehende Transistor leitend wird.Inevitably, there must then be a source of impulses to initiate this open chain are provided. This pulse source exists in the exemplary embodiment according to FIG. 3 known in an extension of the first switching stage to an astable multivibrator Type that consists of the transistor TO, its collector resistor R01, the resistor RO, the capacitor Co and a resistor R 12 and the resistor RO 2, the capacitor C1, the transistor T 1, the collector resistor R 11 and the resistor R 1. The toggle frequency of this astable multivibrator must be so small that the passage the chain between the individual impulses of this first trigger stage with certainty can be done. The individual switching stages of the arrangement with their outputs K1 to K4 are the same as those in FIG. 1, so that a detailed functional description the arrangement of FIG. 3 is unnecessary. The individual transistors T1 to T4 are in turn successively placed in the blocking state that the preceding one in the chain Transistor becomes conductive.
Die Kopplungskondensatoren C 1 bis C 4, die vor dem Öffnen des vorangehenden Transistors mit ihrem linken Belag negativ und mit ihrem rechten Belag auf Null-Potential aufgeladen waren, werden jeweils durch das Öffnen des vorangehenden Transistors mit ihrem linken Belag auf Null-Potential angehoben, so daß an ihrem rechten Belag ein positiver, den folgenden Transistor sperrender Impuls entsteht.The coupling capacitors C 1 to C 4, which existed before the opening of the preceding Transistors with their left coating negative and with their right coating at zero potential are charged by opening the preceding transistor with their left coating raised to zero potential, so that on their right coating a positive impulse which blocks the following transistor arises.
Die Beschreibung des Erfindungsgegenstandes ist gemäß den Figuren auf die Verwendung von pnp-Transistoren abgestellt. Die Anordnung kann jedoch in bekannter Weise durch einfache Abänderung für Transistoren des npn-Typs umgestellt werden. The description of the subject matter of the invention is according to the figures based on the use of pnp transistors. However, the arrangement can be in as is known, converted by simple modification for transistors of the npn type will.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES86129A DE1199319B (en) | 1963-07-11 | 1963-07-11 | Clock generator for controlling the transmitter and receiver of an ultrasonic device for detecting vehicles on a road |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES86129A DE1199319B (en) | 1963-07-11 | 1963-07-11 | Clock generator for controlling the transmitter and receiver of an ultrasonic device for detecting vehicles on a road |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1199319B true DE1199319B (en) | 1965-08-26 |
Family
ID=7512786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DES86129A Pending DE1199319B (en) | 1963-07-11 | 1963-07-11 | Clock generator for controlling the transmitter and receiver of an ultrasonic device for detecting vehicles on a road |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1199319B (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1047841B (en) * | 1957-07-20 | 1958-12-31 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Circuit arrangement for a pulse generator |
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1963
- 1963-07-11 DE DES86129A patent/DE1199319B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1047841B (en) * | 1957-07-20 | 1958-12-31 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Circuit arrangement for a pulse generator |
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