DE2135565C3 - Schaltungsanordnung zur zeitlich stabilisierten Verzögerung von Impulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung

is zur zeitlich stabilisierten Verzögerung von Impulsen, insbesondere zur Stabilisierung eines vorgegebenen Zeitabstandes zwischen auslösendem und ausgelöstem Signal eines Impulsgenerators. Auslösendes und ausgelöstes Signal können dabei beliebige Er.rgmsse

ao sein, was bedeutet, daß auch der Impulsgenerator beliebiger Art sein kann.

Es ist bereits bekannt, daß Wirkungsweise und Brauchbarkeit von Schaltungen und Systemen weitgehend von einer stabilen zeitlichen Beziehung zwi-

sehen einem auslösenden Ereignis und der ausgelösten Reaktion abhängt. Getaktete Systeme, Impulsgeneratoren, Oszillographei · usw. erfordern die bestmögliche Zeitstabilität zwischen Eingang und Ausgang. Gleichzeitig muß diese Zeitstabilität in einem mog-

liehst stetigen und üßerschwingfreien Vorgang sichergestellt werden. Als Systeme, bei denen eine extrem stabile Wirkungsweise Voraussetzung ist, sind beispielsweise Prüfschaltungen, Radar- und Fernmeldungseinrichtungen zu nennen.

Um eine stabile Wirkungsweise zu gewährleisten, sind Vorkehrungen r.u treffen und Mittel einzusetzen, mit denen der Zeitunterschied zwischen dem Aufl roten zweier Signale abgefühlt und sofort ein diesen Zeitunterschied eliminierendes Koirektursignal erzeugt werden kann. Bekannte Schallungen zum Feststellen sehr geringer Zeitunterschiede haben sich für viele, hohe Geschwindigkeiten erfordernde Anwendungen als ungeeignet erwiesen. Außerdem /eigen diese bekannten Schaltungen zu große Ausgleichsvor-

gänge im Stabilisicrungsvorgang. Als Folge davon sind relativ ungenaue und instabile Zeitbeziehungen zwischen den Signalen festzustellen. Elin zusatzliches Problem erwächst bei den bekannten Anordnungen aus der Temperaturabhängigkeit der Sehaltungskompo-

nenten. Um dieses Problem auszuschalten, mußten

zeitkompensierende Schaltungen oder Schaltkompo-

nenten, wie beispielsweise Thermistoren, zusammen

mit den übrigen Steuerschaltungen eingesetzt werden.

Es ist die der Erfindungzugrundcliegende Aufgabe,

bei den genannten Einrichtungen eine extreme Stabilität des Zeitunterschiedes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ereignissen, also beispielsweise den auslösenden und ausgelösten Signalen beliebiger Impulsgencratoren,sicherzustellen, und zwar auch dann,

wenn mit extrem hohen Geschwindigkeiten ablaufende Vorgänge betroffen sind.

Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung zur Stabilisierung eines vorgegebenen Zeitabstandes zwischen auslösendem und ausgelöstem Signal eines Impulsgc-

ncrators dadurch gelöst, daß das auslösende Signal über einen festen Verzögerungskreis auf den ersten Eingang eines Zcit-Analogwandlcrs und über einen variablen Verzögerungskreis auf den Eingang des Im-

P g It b d ν a

pulsgenerator geführt ist und daß das ausgelöste Signal auf den zweiten Eingang des Zeit-Analogwandlers geführt ist, dessen dem Zeitunterschied der seinen beiden Eingängen zugeführten Signale entsprechendes Korrcktursignal über die Verzögerungszeit des variablen Verzögerungskreises den Zeitunterschied ausgleicht.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Zeit-Analogwandler aus einem Impulsformer am ersten Eingang, dem das vom festen Verzögerungskreis verzögerte auslösende Signal zugeführt wird, einem Zeit-Koinzidenz-Detektor am zweiten Eingang, dem das ausgelöste Signal zugeführt wird und der die zeitliche Beziehung zwischen diesem Signa! und dem Ausgangsimpuls des Impulsformer feststellt und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert und einen aus den Ausgangsimpulsen des Koinzidenz-Detekfors und des Impulsformer da«, Korrektursiyiial bildenden Schaltkreis hcsieht. Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der Schaltkreis ein V'errieuclungskreis ist.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, daß dem Verriegelungskreis eine Integrator und ein Verstärker zur Bildung des Korrektursignals nachgeschaltet ist. I Herbei ist es von Vorteil, daß der Verstarker einen zusätzlichen Eingang aufweist, an den eine die Ausgangssignale auf den'Nullwert s\minetrierende Referenzspannung angelegt ist.

Eine spezielle, vorteilhafte Ausführungsform des Impulsformers bestehl darin, daß er eine vom un.eren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode enthalt, daß der das beim Umschalten erzeugte Schaltsignal führende Anschluß der Tunneldiode an eine uusgangsseitig kurzgeschlossene Verzögerungsleitung angeschlossen ist. deren Verzögerungszeit so gewählt ist. daß als Schaltsignal ein kurzer Nadelimpuls entsteht. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Impulsf rmers besteht darin, daß mit der Tunneldiode tin automatischer, sie vom oberen in den unteren Betriebszustand zurückschaltender Ruckstellkreis verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Koinzidenz-Delektors besteht darin, daß er eine vom unteren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode lind einen automatischen Rückstellkreis enthalt und daß die Tunneldiode so vorangestellt ist. daß sie bei gleichzeitigem Auftreten des Ausgangsimpulses des Impulsformers und -:k-s auslösenden Signals umschallet.

Schli-ßlich besteht ein wesentlicher Vorteil darin, «laß zur automatischen Temperaturstabilisation sowohl der Impulsformer als auch der Koinzidenz-Detektor als eigentliches Schaltelement jeweils eine Tunneldiode enthalten. Die Tcmperaturstabilisalion ivird damit ohne zusätzliche Mittel sichergestellt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus tier nachstehenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispicls. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßcn Schaltungsanordnung.

Fig. 2 das Blockschaltbild eines bei der erfindimgsgcmäßcn Einrichtung verwendeten Zeit-Analogwandlers,

Fig. 3 ein ausführliches Schaltbild des Zcit-Analogwandlcrs,

F i g. 4 A, 4 B, 4 (' die den in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Impulsformer kennzeichnenden Signal verlaufe,

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung für den Fall der Koinzidenz zweier Signale,

Fig. 6 A und 6B die Wirkungsweise eines eine Tunneldiode aufweisenden Diskriminator und einer automatischen Temperaturkompensation,

Fig. 7 eine die automatische Rückstellung betreffende Darstellung und

Fig. 8 die Schaltung eines variablen, elektronischen Verzögerungskreises.

ίο Es sei zunächst der Aufbau der zettstabilen, «.rfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 1 beschrieben. Die Signalquellen, also die Taktquelle 2 und die Impulsgeneratoren 16 und 16', entsprechen den gebräuchlichen Schaltungen. Diese Schaltungen liefern

zwischen den Punkten A und B bzw. A' und B' keine genau eingehaltenen Zeitbeziehungen. Außerdem besteht keine Gewißheit darüber, daß wenn die Signale bei Λ und A' gleichzeitig auftreten, daß dann auch die Signale bei B und B' gleichzeitig vorhanden sind.

Aus diesem Grunde sind ii, Jer erfindungsgemäßen Einrichtung zusätzlich Zeit-Andlogwandler 10 und 10'. feste Verzögerungskreise 12 und LT und variable Verzögerungskreise 14 und 14' vorgesehen. Die variablen Verzögerungskreise 14 und 14' und die Impuisgeneratoren 16 und 16' sind jeweils zwischen Taktquelle 2 und den Ausgangsknoten B und B' eingeschaltet. Parallel zu diesen Signalwegen liegt jeweils die Serienschaltung des fesien Verzögerungskreises 12bzw. 12'und des Zeit-Analogwandlers lObzw. 10'.

Die Verzögerungszeit des festen Verzögerungskreises 12 entspricht etwa der Summe der vom variablen Verzögenmgskreis und vom Impulsgenerator herrührenden Verzögerungszeiten. Das bedeutet, daß bezuglich der Signale an den Eingängen Jl und Jl des Zeit-Analogwandlers 10 etwa zeitliche Koinzidenz der Signale vorhanden ist. Die Ausgange 0 bzw. 0' der Zeit-Analogwandler 10 bzw 10' sind mit den variablen Verzögerungskreisen 14 bzw. 14' verbunden. Die zeitlich stabilisierten bzw. synchronisierten Signale stehen an den Ausgangsknc-ten B und B' zur Verfugung.

Fig. 2 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild des Zeit-Analogwandlers 10. Ein- und Ausgänge sind entsprechend Fig. 1 bezeichnet. Der Zeit-Analogwandler 10 besteht aus einem Koinzidenz-Detektor 20, einem Impulsformer 40, einem Verriegelungskreis 60. einem Integrator 70 und einem OperationsverstärkerSO. Impulsformer 40 weist zwei Ausgänge auf. wovon tier e.ne mit dem Verriegelungskreis 60 und der andere über einen Koppelwiderstand Ä6 mit dem Koinzidenz-Detektor 20 verbunden ist. Der Koinzidenz-Detektor 20 weist einen auf seine zwei Eingange ansprechenden Ausgang auf, der mit dein Verriegelungskreis 60 verbunden ist. Der Ausgang des Verriegclungskreiscs 60 ist zu dem Integrator 70 gefuhrt. Dasinlegri rtc Signal wird im Verstärker 80 verstärkt. Dieser Operationsverstärker 80 weis! einen zusätzlichen Referenzeingang auf, über den eine Gleichspannungzugeführt wird, so daß der Ausgang symmetrisch zu etwa 0 Volt liegt. Der Verstärker 80 weist beispielsweise einen Verstärkungsfaktor in der Größenordnung von 120 auf.

Fig. 3 zeigt ein ausführliches Schaltbild des Zeit-Analogwandlcrs 10. Um die Beziehung zum Blockschaltbild gemäß Fig. 2 herzustellen, sind die einzelnen Schaltungskomplcxe gestrichelt eingerahmt und entsprechend Fig. 2 bezeichnet. Das Eingangssignal des Impulsformers 40 wird über die Eineanasklcmme

/1 zugeführt. Die Amplitude des Signals wird durch Widerstände R9 und RIO begrenzt. Widerstand RIO ist an eine Tunneldiode TDS angeschlossen, die eii erscits an Masse und andererseits an den gemeinsamen Verbindungsputikt der Widerstände iR7und R13 und der Induktivität L2 angelegt ist. Der Widerstand R7 ist außerdem über eine Verzögerungsleitung Dl mit Masse verbunden. In entsprechender Weise ist der andere Anschluß des Widerstandes R13 über eine Verzögerungsleitung Dl an Masse gelegt. Schließlich sind die Widerstände Rl und Λ13 zusätzlich mit Koppelwiderständen R6bzw. Λ14 verbunden. Die Induktivität Ll steht mit einem variablen Widerstand Λ11 und einer Diode Bl in Verbindung, wobei die Diode Dl über eine Diode Bl mit parallelgeschalteter Kapazität Cl an Masse und über einen Widerstand R12 an ein negatives Potential gelegt ist. Der veränderliche Widerstand RIl ist über einen Widerstand R15 mit positivem Potential und gleichzeitig über eine Kapazität Cl mit Masse verbunden. ^r

Der Koinzidenz-Detektor 20 empfängt sein Eingangssignal am Eingang Jl, der über eine durch einen Widerstand R16 abgeschlossene Übertragungsleitung Tl und über zwei in Serie geschaltete, strombegrenzende Widerstände R17 und Λ18 weiter verbunden ist. Die Aufgabe der beiden strombegrenzenden Widerstände besteht darin, das gewünschte Frequenzverhalten bei hohen Frequenzen sicherzustellen. Bei hohen Frequenzen werden die gestrichelt angedeuteten Kapazitäten wirksam. Die Verwendung zweier in Serie geschalteter Widerstände hat den Vorteil, daß der gewünschte Widerstandswert erreicht und gleichzeitig der Einfluß der Kapazitäten vermindert werden kann, da auch die beiden Kapazitäten in Serie geschaltet sind. Diese Technik könnte natürlich auch beim Widerstand RIO im Impulsformer 40 angewandt werden. Der Widerstand R18 ist über eine Tunneldiode TD2 mit Masse und außerdem jeweils mit dem einen Anschluß einer Induktivität Ll, eines Koppelwiderstandes R6 und eines Widerstandes R19 verbunden. Der andere Anschluß der Induktivität Ll ist über eine Rückwärts-Diode ßDl an ein Potential V, beispielsweise Massepotential, und gleichzeitig über die Reihenschaltung eines veränderlichen Widerstandes R20 und eines Widerstandes RIl mit einem positiven Potential verbunden.

Der Verriegelr.ngskreis 60 enthält den Widerstand R19, der über eine Rückwärts-Diode BD2 mit dem einen Anschluß einer Tunneldiode ΓΟ4 und über eine Induktivität L3 mit Masse verbunden ist. Der andere Anschluß der Tunneldiode TD4 ist jeweils mit einem Anschluß eines veränderlichen Widerstandes i?22, eines Widerstandes R23 in der nachfolgenden Stufe und des Widerstandes R14 des Impulsformers 40 verbunden. Der andere Anschluß des veränderlichen Widerstandes R22 ist an eine positive Spannung und über eine Kapazität Ci an Masse gelegt.

Der Integrator 70 enthält in seiner einfachsten Ausführung den bereits erwähnten Widerstand R23, dessen anderer Anschluß zum Zwecke der Integration über eine Kapazität C4 mit Masse verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen Widerstand R23 und Kapazität C4 ist an einen Eingang des Operationsverstärkers 80 gelegt. Um einen zu etwa 0 Volt symmetrischen Ausgang zu erhalten, ist an einem zweiten Eingang des Verstärkers 80 eine geeignete Gleichspannung angelegt. Diese Gleichspannung entspricht etwa der mittleren Ausgangsspannung des Integrators 70.

Es sei nunmehr wieder auf das Blockschaltbild gemäß Fig. I Bezug genommen, das zusätzlich zum Zcil-Analogwandlcr 10 die Taktqucllc 2, den festen Vcrzögcrungskrcis 12, den veränderlichen Verzöge rungskreis 14 und den Impulsgenerator 16 enthält. Diese einzelnen Bestandteile der Einrichtung können in üblicher Ausführung verwendet werden und sind nicht Gegenstand der Erfindung. Der veränderliche Verzögerungskreis 14 ist dabei so aufgebaut, daß das

»ο vom Knoten A zum Impulsgenerator 16 gelangende Signal in Abhängigkeit von der Amplitude und der Polarität der Spannung am Ausgang 0 des Zeit-Analogwandlers verzögert wird.

Der Ausgang Odes Zeit-Analogwandlers 10 ist, wie aus dem Ausführungsbeispiel eines in Fig. 8 dargestellten variablen Verzögerungskreises 14 zu ersehen ist, über einen Widerstand 141 mit dem variablen Verzögerungskreis 14 verbunden. Die Hochfrequenzkomponenten des Signals werden durch eine In-

»o duktivität 142 aufgefiltert, bevor das Signal einer Schaltdiode 143 zugeführt wird. Die Kombination des Signals aus dem Zeit-Analogwandler 10 und der von der Spannungsquelle —V über einen Widerstand 144 gelieferten Spannung bilden die Vorspannung für die

»5 Schaltdiode 143. Dem variablen Verzögerungskreis wird über eine Eingangsklemme, die über einen Widerstand 145 mit Masse verbunden ist, ein zweites, von der Taktquelle 2 geliefertes Signal zugeführt. Dieses Signal wird über eine Kapazität 146 ebenfalls an die Schaltdiode 143 gelegt. Der Anschluß A entspricht dem entsprechend bezeichneten Knoten A in Fig. 1. Der Ausgang zum Impulsgenerator 16 wird über eine Diode 147 hergestellt. Das am Eingang A zugeführte Signal wird demnach in Abhängigkeit von der vom Zeit-Analogwandler 10 gelieferten Vorspannung verzögert.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung näher beschrieben. Das von der Taktquelle 2 (F ig. 1) oder einer anderen Signalquelle

gelieferte Signal wird den Knoten A und A' zugeführt. Dieses Signal kann ganz allgemein als das erste Ereignis betrachtet werden, auf das nachfolgende Ereignisse exakt zeitlich bezogen werden sollen. Es sei darauf hingewiesen, daß nur die aus den Blöcken 10, 12, 14 und 16 bestehende Einrichtung benötigt wird, um die angestrebte, exakte zeitliche Synchronisation zwischen den Knoten A und B erfindungsgemäß herbeizuführen. Die entsprechende, zwischen den Punkten A' und B' eingefügte Einrichtung ist lediglich zusätzlieh vorgesehen, um zu zeigen, daß an eine Taktquelle 2 mehrere derartige Synchronisiereinrichtungen anschaltbar sind. Das am Knoten A zugeführte Signal wird über den variablen Verzögerungskreis 14 zum Impulsgenerator 16 weitergeleitet. Der Impulsgenerator 16 kann ein Impulsgenerator im eigentlichen Sinne sein oder aber auch eine andere Schaltung, die eine bestimmte Verzögerung des zugefühirten Signals bewirkt und am Ausgang B ein entsprechendes Signal erzeugt. Es sei zunächst angenommen, der variable Verzögerungskreis 14 weise eine Verzögerung auf, die nahezu 0 Sekunden betrage, dann wird die Verzögerung, die das Signal vom Knoten A bis zum Knoten B erfährt, in erster Linie von der Verzögerung des Impulsgenerators 16 und den von den Übertragungswegen herrührenden Verzögerungen bestimmt. Die feste Verzögerung des Verzögerungskreises 12 wird so eingestellt, daß die beiden Signale an den Eingängen /1 und Jl des Zeiit-Analogwandlers nahezu

,leichzeitig ankommen. Der Zeit-Analogwandler 10 erzeugt dann eine analoge Spannung am Ausgang, die die Verzögerung des veränderlichen Vcr/.og«.

ngskreS; llso eLte.lt, daß die anzunehmen*:., Schwankungen in den Parametern sowohl durch E höhung als auch durch Ern.cdr.gung de_ Vuvngc rungs^l ausgeglichen werden können Es a so festzuhalten, daß die wesentlichste Funkt, des Zeit-Analogwandlers 10 dann besteht d'.. /eiehe Differenz der beiden, in den Eingängen 711 um\ 2 -,ugeführten Signale zu analysieren und derr. vcran derhchen Verzöger^gskreis 14 eine cnjgj.^

dedichen Verzögerungskreis "
Korrekturspannung zuzuführen. Der ν »na gerungskreis 14 verlangsamt oder beschleunig. d. m die Abgabe des Ausgangssignals des Impulgenators 16, sobald der Zeit-Analogwandler 10 te se It da seine beiden Eingangssignalc nicht synchron untrü fen. Das bedeutet, daß das Signal im,^f^, ten ß, das das zweite Ereignis darstellt, ι te s in cxak festgelegter zeitlicher Beziehung zum S.ghal am Kno

ten /1 steht. Da die Signale in den Knoten X und >| gleichzeitigerscheinen, treffen auch de Signa Ie in den Knoten B und B' gleichzeitig ein, so ange d.ej- £" Vcrzüecruneskreise Hund 12' eine identische Vcrzo gVrungTzeU aufweisen und die Zeit-Analogwandler 10 und 10' entsprechend aufgebaut sind.

Es erfolgt nunmehr an Hand der F. g. 2 und 3 eine genaue Beschreibung der Wirkungsweise ds Ze,-Analogwandlers 10. Zunächst se. flrap»·

2Äi

und der Spannungsquclle t^V |^t ,^h,- γ_{η5 so} liefert einen Strom durch ^J"^¹^:^, _Ein daß sie sich im unteren Betriebszustand bef ηdcL hin über die Leitung Π zugeführtes und d hW ,der stand RIO strombegrenztes Signal schalt t d.: Tun neldiode TDS. Dadurch wird über Widerstand K7 und Verzögerungsleitung Dl und ebenso übe W de

der son den Verzögerungsleitungen S5sS«i5S

«wünschten Impulsform ergibt sie.a g J

Fig. 4 A zeigt den gewünschten an den Knote„υ und £ zu erzeugenden Impuls. Sind *^e ^oge run₂sleitungen zu lang, so erg.bt s.ch e.ne "iP«1sf°^rm _: i"iinFiß 4 Bdurch die ausgezogene Linie clarge tst Ein⁸an den Knoten D ""d ^ ankommend s l wandert über die gesamte Lange de

ergeben sich die durch die gestrichelten

Aus diesem Grunde wird während des Abgleichs der Verzögerungsleitung der Kurzschluß am Ende aufgehoben, mit dem Ergebnis, daß eine Impulsform entsprechend der ausgezogenen Linie in Fig. 4 C erzeugt wird. Durch Verkürzung der Verzögerungsleitung ergeben sich Impulsformen entsprechend der gestrichelten Linien, bis eine nicht abgesetzte Impulsflanke erzeugt wird. Wird jetzt die Verzögerungsleitung an. Ende kurzgeschlossen, so erhält man die gewünschte to Impulsform gemäß Fig. 4 A.

Die Aufgabe des Impulsformers 40 besteht demnach darin, auf Grund eines Eingangssignals einen Nadelimpuls zu erzeugen. Die Tunneldiode TDS wird, ausgehend von der Gleichstrom-Voreinstellung, durch ein über den Eingang 71 zugeführtes Signal vom unteren in den oberen Betriebszustand umge« :haltet. Dabei wird über die Widerstände Rl und Λ13 cine steile Impulsflanke zudem Knoten D und E übertragen, auf Grund dessen an diesen Knoten durch die »o von den Verzögerungsleitungen Dl und D2 reflektierten Signale ein Nadelimpuls erzeugt wird. Die gebildeten Nadclimpulse werden über die Koppelwiderstände /?6 und R14 zum Koinzidenz-Detektor 20 und zum Vcrriegelungskreis 60 weitergeleitet. Nach der Bildung des Nadelimpulses wird die Tunneldiode TDS durch den Rückstellkreis automatisch in ihren anfänglichen, unteren Betriebszustand zurückgestellt. Dieser Rückstcllkreis besteht aus der Induktivität Ll, den Dioden ßl und ß2, der Kapazität Cl und dem Widerstand RM.

Um den Zeitunterschied zwischen den an den Eingängen 71 und 72 des Zeit-Analogwandlers 10 ankommenden Signalen zu ermitteln, ist der Koinzidenz-Detektor 20 vorgesehen. Der dort eingesetzten Tunneldiode TD2 müssen drei Signale gleichzeitig zugeführt werden, um sie von ihrem unteren Betriebszustand in ihren oberen Betriebszustand umzuschalten. Das erste dieser Signale besteht aus einer Vorspannung, die von der positiven Potentialque'le +V und der Serienschaltung der Widerstände R'll und RIO gebildet wird. Über diesen Strompfad fließt ein Gleichstrom durch die Tunneldiode 7D2, der den Pegel des der Klemme 72 zugeführten Eingangssignais bestimmt, bei dem der Nadelimpuls des Impulsformers 40 die Tunneldiode 7D2 umschaltet. In Fig. 5 sind die drei möglichen, auf die Tunneldiode 7D2 anwendbaren Bedingungen dargestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die erwähnte Gleichstrom-Vorbelastung über den veränderlichen Widerstand RlQ auf ■ 50 den erforderlichen Wert eingestellt ist. Das Signal gelangt über die Leitung 72, die durch Widerstand R16 nach Masse abgeschlossen ist, und über die strombegrenzenden Widerstände RVJ und /?18 zur Tunneldiode 7D2. Gelangt das Signal erst nach dem Nadelimpuls des Impulsformers an die Tunneldiode 7D2, was dem Fall 1 in F i g. 5 entspricht, so wird die Diode nicht in ihren höheren Betriebszustand umgeschaltet. Treffen das Signal und der Nadelimpuls gleichzeitig ein, so wird die Diode in ihren höheren Betriebszustand umgeschaltet. Dies entspricht dem Fall 2 in Fig. 5. Im Fall 3 der Fig. 5 gelangt der Nadelimpuls des Impulsformers erst nach dem Signal an die Tunneldiode, so daß diese wiederum nicht in ihren höheren Betriebszustand umgeschaltet wird. Das von der 65 Tunneldiode 7D2 gelieferte Signal wird ebenso wie der Nadelimpuls des Impulsformers 40 zum Verriete lungskreis 60 weitergeleitet.

Bevor die Wirkung der beiden dem Verrieeelunes-

kreis 60 zugeführten Signale beschrieben wird, sei zunächst die Funktion des Rückstellkreiscs im Koinzidenz-Detektor 20 kurz erläutert. Dieser Rückstellkreis besteht aus der Rückwiirts-Diode BDI und der Induktivität Ll. Selbstverständlich könnte der Tunneldiode TDl ein Rückstellimpuls auch direkt zugeführt werden. Ein derartiger Rückstellimpuls ist jedoch nicht erforderlich, da die Rückwärts-Diode BDI eine in Fig. 7 dargestellte Kennlinie aufweist. Durch Anlegen einer geeigneten Vorspannung V knapp unterhalb dem Minimum in der Kennlinie der Tunneldiode TDl kann diese Tunneldiode nicht langer in ihrem oberen Betriebszustand gehalten werden, als die Energie in der Induktivität Ll gespeichert bleibt. Wie aus der Fig. 7 zu ersehen ist, wird die Tunneldiode nach einer von der Größe der Induktivität LX bestimmten in ihren unteren Betriebszustand zurückgestellt.

Es sei nunmehr die Wirkungsweise des Verriegelungskreises 60 aus der F i g. 3 beschrieben. Es sei beispielsweise zunächst der Fall 1 von Fig. 5 angenommen, bei dem die Tunneldiode TDl in ihrem unteren Betriebszustand verharrt, so daß der Verriegelungskreis 60 lediglich vom Impulsformer 60 einen Nadelimpuls empfängt. Dieser Nadelimpuls schaltet zusammen mit dem über die Spannungsquelle +V, den Widerstand RIl und die Kapazität C3 gelieferten Strom die Tunneldiode TD4 in ihren oberen Betriebszustand, so daß ein positiver Impuls zum Integrator 70 übertragen wird. In den Fällen 2 und 3 der Fi g. 5 empfängt der Verriegelungskreis 60 zusätzlich einen Nadclimpuls vom Koinzidenz-Detektor 20. Dieser Nadclimpuls wird über den Widerstand R19 und die Rückwärts-Diode BDI übertragen. Der Tunneldiode TDA werden an Anode und Kathode deshalb gleichzeitig Nadelimpulse zugeführt, so daß sie nicht in den oberen Betriebszustand umgeschaltet wird. Das bedeutet, daß kein Impuls zum Integrator 70 übertragen wird. Die Rückwärts-Diode BDI verhindert, daß die durch das Schalten der Tunneldiode TDA hervorgerufene Spannung die Vorspannung an der Tunneldiode TDl beeinflußt. Der Integrator 70 zeigt die übliche Wirkungsweise. Der Grund für seine Verbindung ist darin zu sehen, daß die angestrebte Zeitkorrektur durch Phasenungleichheit zwischen Ausgangssignal des Verstärkers 80 und dem Eingangssignal des Verzögerungskreises verhindert werden könnte. Der Integrator 70 trägt zur Klettung des Ausgangssignals des Verriegelungskreises 60 bei. Der Integrator 70 empfängt beim Schalten der Tunneldiode TDA ein höheres Signal als beim Nichtschalten. Das Ausgangssignal des Integrators ist einem Eingang des Verstärkers 80 zugeleitet, an dessen weiteren Eingang eine Referenzspannung angelegt ist, die bewirkt, daß die Ausgangssignale des Verstärkers 80 symmetrisch zu 0 Volt verlaufen. Wird die Tunneldiode TDA nicht zurückgestellt und verbleibt während eines relativ langen Zeitraumes in ihrem oberen Betriebszustand, so nähert sich das Ausgangssignal des Verstärkers 80 seinem Sättigungswert von etwa —10 V₀It (der Verstärkerausgang ist invertiert). In entsprechender Weise erreicht das Ausgangssignal des Verstärkers den Wert von +10 Volt, wenn die Tunneldiode TDA über einen längeren Zeitraum im unteren Betriebszustand verbleibt. In einem Normalzustand, bei dem die Anzahl der Zyklen, in denen die Tunneldiode geschaltet wird, gleich der Anzahl der Zyklen ist, in denen sie nicht geschaltet wird, liegt das Ausgangssignal des Verstärkers 80 etwa bei 0 Volt. Erscheint das Signal am Eingang Jl etwas vor dem Ausgangssignal des Impulsformcrs 40, was durch Fall 1 in Fig. 5 angedeutet ist, dann erscheint am Ausgang iles Verstärkers eine negative Spannung, die eine größere Verzögerungszeit des variablen Verzögerungs-

kreises 14 bewirkt. Hinkt umgekehrt das Signal am Eingang Jl etwas nach, was durch Fall 3 in Fig. 5 angedeutet ist, dann schaltet die Tunneldiode TDl und die Tunneldiode TDA schaltet nicht, so daß am Ausgang des Verstärkerseine negative Spannung her-

vorgerufen wird. Diese negative Spannung bewirkt

eine entsprechend größere Verzögerung des variablen

Verzögerungskreises 14, so daß die Signale in den

Eingängen 71 und Jl zeitlich synchronisiert werden.

An Hand der Fig. 6 A und 6B wird nunmehr die

a° Wirkungsweise der in die Einrichtung eingebauten Temperaturkompensation beschrieben. Fig. 6 A zeigt die Kennlinie einer der in der Einrichtung verwendeten Tunneldioden bei einer ersten Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur, und bei einer zwei-

^a5 ten, höheren Temperatur Tl. Es ist zu ersehen, daß die Tunneldioden bei einer höheren Temperatur bereits bei einem niedrigeren Stromwert in ihren höheren Betriebszustand umschalten. Das bedeutet, daß die Tunneldiode TDS im Impulsformer 40 bei einer

höheren Temperatur den Nadelimpuls in einer kürzeren Zeit abgibt. In Fig. 6B ist angedeutet, daß der durch eine höhere Temperatur Tl bewirkte Zeitunterschied beispielsweise 25 Picosekunden betragen kann. Neben der zeitlichen Verschiebung des Nadel-

impulses ist auch bei einer höheren Temperatur eine Verkleinerungder Impulsamplitude festzustellen. Das bedeutet, daß der Tunneldiode TDl nur eine geringere Energie zugeführt wird. Um die Λ unneldiode zum Schalten zu bringen, muß daher über den Eingang

71 ein Signal höherer Energie zugeführt werden. Geschieht dies, so kann auch bei der höheren Temperatur Tl eine Schaltzeit entsprechend der niedrigeren Temperatur Tl erreicht werden. Daselbstverständlich die Tunneldiode TDl ebenfalls bei der höheren Temperatur betrieben wird und damit bei einem niedrigeren Strom schaltet, ist es möglich, daß die Temperaturkompensation nicht im Verhältnis 1:1 erfolgt. Eine Temperaturkompensation wiird in jedem Falle zumindest teilweise dadurch erreicht, daß alle bei einer höheren Temperatur betriebenen Tunneldioden zu einem früheren Zeitpunkt schalten und daß damit die gleiche zeitliche Koinzidenz wie bei tieferen Temperaturen erreicht wird.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die beschriebene Einrichtung eine zeitliche Stabilisierung bei überschwingfreiem Betrieb bewirkt. Die Einrichtung ist unabhängig von der Folgefrequenz. Es werden keine Eingangsimpulse mit steilen Impulsflanken benötigt. Die erfindungsgemäße Einrichtung

hat gegenüber bekannten Schaltungen außerdem den Vorteil, daß bei ihr keine ständigen Ausgleichsvorgänge erforderlich sind, um die Stabilisierung zu erwirken. Das heißt, zwischen einem zweiten und einem ersten Ereignis wird stets eine genaue zeitliche Beziehung aufrechterhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur zeitlich stabilisierten Verzögerung von Impulsen eines Impulsgenerators, dadurch gekennzeichnet, daß das auslösende Signal über einen festen Verzögerungskreis (12) auf den ersten Eingang (Jl) eines Zeit-Analogwandlers (10) und über einen variablen Verzögerungskreis (14) auf den Eingang des Impulsgenerators (16) geführt ist und daß das ausgelöste Signal auf den zweiten Eingang (Jl) des Zeit-Analogwandlers (10) geführt ist, dessen dem Zettunterschied der seinen beiden Eingängen zugeführten Signale entsprechendes Korrektursignal über die Verzögerungszeit des variablen Verzögerungskreises (14) den Zeitunterschied ausgleicht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeit-Analogwandler (10) besteht aus einem Impulsformer (40) am ersten Eingang (Jl), dem das vom festen Verzogerungskreis (12) verzögerte auslösende Signai zugeführt wird, einem Zeil-Koinzidenz-Detektor (20) am zweiten Eingang (Jl), dem das ausgelöste Signal zugeführt wird und der die zeitliche Beziehung zwischen diesem Signal und dem Ausgangsimpuls des Impulsformers (40) feststellt und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert, und einem aus den Ausgangyimpulsen des Koinzidenzdetektors (20) und des Impulsformers (40) das Korrektursignal bildenden Schallkreis (f)).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadun η gekennzeichnet, daß der Scha.'kreis (60) ein Verriegelungskreis ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verriegelungskreis (60) ein Integrator (70) und ein Verstärker (80) zur Bildung des Korrektursignak nachgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (80) einen zusatzlichen Eingang aufweist, an den eine die Ausgangssignale auf den Nullwert symmetrierende Referenzspannung angelegt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer (40) eine vom unteren in den oberen Betriebszustand iimschaltbare Tunneldiode (TDS) enthalt, daß der das beim Umschalten erzeugte Schaltsignal führende Anschluß der Tunneldiode an eine ausgangsseitig kurzgeschlossene Verzögerungsleitung (Dl) angeschlossen ist,deren Verzögerungszeit so gewählt ist, daß als Schaltsignal ein kurzer Nadelimpuls entsteht.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Tunneldiode (TDS) ein automatischer, sie vom oberen in den unteren Betriebszustand zurückschaltender Rückstellkreis (Ll, Bl, Bl, Cl, RIl) verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Koinzidenz-Detektor (20) eine vom unteren in den oberen Betriebszustand umschaltbare Tunneldiode (TDl) und einen automatischen Rückstellkreis enthält und daß die Tunneldiode so voreingestellt ist,daß sie bei gleichzeitigem Auftreten des Ausgangsimpulses des Impulsformers (40) und des auslösenden Signals umschaltet.

9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Temperaturstabilisierung sowohl der Impulsformer (40) als auch der Koinzidenz-Detektor (20) als eigentliches Schaltelement jeweils eine Tunneldiode (TDl₁ TDS) enthalten.