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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abstandsmessvorrichtung
und ein Verfahren zum Messen einer Messobjektzeit, die eine Dauer von
einer Messstartzeit bis zu einem Eingang eines Messobjektimpulses
darstellt, und sie bezieht sich auch auf eine Abstandsmessvorrichtung
und ein Verfahren zum Messen eines Abstands von der Zeitmessvorrichtung
zu einem Messobjekt.
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Eine
Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung, die einen Abstand auf der
Grundlage eines pseudozufälligen
Rauschcodes misst (nachstehend als PN-Code abgekürzt), wie z. B. ein M-Sequenzencode,
ist herkömmlicherweise
bekannt und wird in einem Fahrzeug benutzt, um einen Abstand von
diesem Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu messen (d.
h. ein Objekt oder ein Hindernis vor diesem Fahrzeug).
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Diese
Art von Abstandsmessvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass
eine elektromagnetische Welle auf der Grundlage eines PN-Codes amplitudenmoduliert
ist, der eine vorbestimmte Bitlänge aufweist
und zu einem Messobjekt übertragen
wird. Die Abstandsmessvorrichtung empfängt eine Reflexionswelle der übertragenen
elektromagnetischen Welle, die durch das Messobjekt reflektiert
wird, und demodelliert ein binäres
Signal entsprechend dem PN-Code. Die Abstandsmessvorrichtung erhält einen Korrelationswert
zwischen dem demodellierten binären
Signal und dem PN-Code,
und erfasst eine spezifische Zeit zu der der Korrelationswert ein
Maximum annimmt. Dann erfasst die Ab standsmessvorrichtung eine Dauer
(d. h. ein Zeitintervall), die für
die elektromagnetische Welle zum Übertragen (d. h. hin und zurück) zwischen
der Abstandsmessvorrichtung und dem Messobjekt benötigt wird,
und berechnet schließlich
einen Abstand auf der Grundlage der erfassten Übertragungszeit und der Geschwindigkeit der
elektromagnetischen Welle (3 × 105 km/sec).
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Jedoch
ist, gemäß der Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung,
die Zeitauflösung
in der Messung der Übertragungszeit
im wesentlichen durch einen Übertragungstakt
begrenzt (nachstehend als Referenztakt bezeichnet), der bei der
Modulation der elektromagnetischen Welle entsprechend dem PN-Code
benutzt wird. Z. B. ist die Zeitauflösung entsprechend der Taktfrequenz
von 20 MHz 50 nsec (= 1 [sec]/20 × 106).
Die entsprechende messbare Abstandsauflösung ist somit auf 7,5 m begrenzt (=
3 × 108 [m/sec] × 50 10–9 [sec]/2).
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Um
die messbare Abstandsauflösung
in der Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung zu verbessern, schlägt die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2000-121726 vor
einen zusätzlichen Impuls
der elektromagnetischen Welle zu übertragen und zu empfangen,
und misst eine Fehlerkomponente der Übertragungszeit unter Verwendung
Gatter-Verzögerungszeit
eines Gatterschaltung, die eine hohe Auflösung gleich mehrerer Nanosekunden
oder weniger aufweist, und dadurch die Übertragungszeit auf der Grundlage
einer erfassten Fehlerkomponente zu korrigieren.
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Jedoch
benötigt
die oben beschriebene Technik eine relativ lange Zeit, um eine komplette Zeitmessungsoperation
abzuschließen,
da es notwendig ist zwei Stufen von Messungen getrennt durchzuführen, d.
h. eine Rohmessung auf der Grundlage des Referenztaktes (die eine
niedrige Auflösung
aufweist) und eine Feinmessung auf der Grund lage der Gatter-Verzögerungszeit
(die eine hohe Auflösung
aufweist).
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Ferner
ist die in der Abstandsmessvorrichtung verwendete elektromagnetische
Welle ein Laserstrahl, der von einer Laserdiode ausgestrahlt wird. Deshalb
wird regelmäßiges Betätigen und
Ansteuern der Laserdiode zu einem großen Betrag an Hitzeerzeugung
führen
und die Laserdiode beeinträchtigen.
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Aus
der
DE 196 20 736
C1 ist eine Messvorrichtung bekannnt, die eine erste Referenztakterzeugungseinrichtung,
eine Grobmesseinrichtung, eine Feinmesseinrichtung, die mit der
Grobmesseinrichtung zusammenarbeitet, und eine Verarbeitungseinheit
umfasst, die auf der Grundlage der in beiden Messeinrichtungen gewonnenen
Zeiten eine genaue Messzeit berechnet. Die Referenztakterzeugungseinrichtung
ist zum Erzeugen eines ersten Referenztaktes mit vorgegebener Frequenz
im Sinne vorbestimmter Perioden ausgebildet. Die Grobmesseinrichtung
ist ausgebildet, eine ungefähre
Messobjektzeit zu messen, die eine Dauer von einer Messstartzeit
bis zu einer Eingangszeit eines Messobjektimpulses darstellt. Die
Feinmesseinrichtung ist ausgebildet, eine Zeitdifferenz im Sinne
einer Korrekturzeit zwischen einem Veränderungspunkt des ersten Referenztaktes
und der Eingangszeit des Messobjektimpulses zu bestimmen. Dazu verwendet
diese einen weiteren Takt mit einer vorgegebenen, höheren Frequenz
bzw. eine Referenzzeit von vorbestimmten Perioden, die kürzer sind
als die des ersten Referenztaktes. Die Verarbeitungseinrichtung
ist ausgebildet, eine genaue Messobjektzeit auf Grundlage der ungefähren Messobjektzeit,
die von der Grobmesseinrichtung gemessen wird, und der Zeitdifferenz,
die von der Feinmesseinrichtung gemessen wird, zu bestimmen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Angesichts
der vorgenannten Probleme des Standes der Technik ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Zeitmessvorrichtung und eine Verfahren
vorzusehen, die im Stande sind, eine Dauer von einer Messstartzeit
bis zu einer Eingangszeit des Messobjektimpulses innerhalb einer
kurzen Zeitspanne zu messen, indem sie gleichzeitig eine Grobmessung
auf der Grundlage eines Referenztaktes und eine Feinmessung auf
der Grundlage einer kürzeren
Referenzzeit durchführt
(z. B. eine Gatter-Verzögerungszeit).
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Ferner
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abstandsmessvorrichtung
vorzusehen, die die Zeitmessvorrichtung enthält, genauso wie eine Abstandsmessmethode,
die die Zeitmessmethode enthält.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10, 12 oder 21.
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Demgemäß sieht
die vorliegende Erfindung eine Zeitmessvorrichtung vor, die eine
erste Referenztakterzeugungseinrichtung umfasst zum Erzeugen eines
ersten Referenztaktes zu vorbestimmten Perioden, und eine Grobmesseinrichtung
zum Messen einer ungefähren
Messobjektzeit auf der Grundlage des ersten Referenztaktes. Die
ungefähre Messobjektzeit
stellt eine Dauer von einer Messstartzeit bis zu einer Eingangszeit
des Messobjektimpulses dar. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet
durch eine Feinmesseinrichtung, die mit der Grobmesseinrichtung
zusammenarbeitet, und eine Referenzzeit von vorbestimmten Perioden
verwendet, die kürzer als
die des ersten Referenztaktgebers sind, zum Messen einer Zeitdifferenz
zwischen einem Veränderungspunkt
(z. B. einer ansteigenden Flanke oder einer abfallenden Flanke)
des ersten Referenztaktes und der Eingangszeit des Messobjektimpulses
als eine Korrekturzeit der ungefähren
Messobjektzeit. Eine präzise
Messobjektzeit wird auf der Grundlage der ungefähren Messobjektzeit erhalten,
die durch die Grobmesseinrichtung gemessen wird, und die Korrekturzeit,
die von der Feinmesseinrichtung gemessen wird.
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Unterdessen
sieht die folgende Erfindung eine Zeitmessmethode vor, die die Schritte
des Erzeugens eines ersten Referenztaktes zu vorbestimmten Perioden
umfasst, und des Messens einer ungefähre Messobjektzeit auf der
Grundlage des ersten Referenztaktes, wobei die ungefähre Messobjektzeit
eine Dauer von einer Messstartzeit bis zu einer Eingangszeit des
Messobjektimpulses darstellt. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet
durch die Schritte des Messens einer Zeitdifferenz zwischen einem
Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes und der Eingangszeit des Messobjektimpulses
als eine Korrekturzeit der ungefähren
Messobjektzeit unter Verwendung einer Referenzzeit von vorbestimmten
Perioden, die kürzer
als die des ersten Referenztaktes sind, und des Erhaltens einer
präzisen
Messobjektzeit auf der Grundlage der ungefähren Messobjektzeit und der
Korrekturzeit.
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Gemäß der Zeitmessvorrichtung
und dem Verfahren dieser Erfindung wird es möglich gleichzeitig die Grobmessung
unter Verwendung des ersten Referenztaktes und die Feinmessung unter
Verwendung der kürzeren
Referenzzeit durchzuführen.
Somit kann eine genaue Zeitmessung unter Verwendung der Grobmesseinrichtung
und der Feinmesseinrichtung innerhalb einer kurzen Zeit erreicht
werden.
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Dementsprechend
wird, wenn die Zeitmessvorrichtung oder das Verfahren dieser Erfindung
in eine Abstandsmessvorrichtung oder ein Verfahren integriert wird,
die Laserdiode, die eine elektromagnetische Welle zur Abstandsmessung
ausstrahlt, nicht so häufig
aktiviert und daher wird die Laserdiode nicht auf Grund der erzeugten
Hitze stark beeinträchtigt.
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Die
Zeitdifferenz, die durch die Feinmesseinrichtung gemessen wird,
ist eine Dauer von einem Veränderungspunkt
(z. B. einer ansteigenden Flanke oder einer abfallenden Flanke)
des ersten Referenztaktes bis zu einer Eingangszeit des Messobjektimpulses.
Der Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes kann beliebig gesetzt werden.
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Wenn
die Zeitdifferenz, die durch die Feinmesseinrichtung gemessen wird,
eine Periode des ersten Referenztaktes überschreitet, wird es notwendig
sein eine Periode des ersten Referenztaktes zu verringern, wenn
die Korrekturzeit erhalten wird.
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Dementsprechend
ist es vorzuziehen, dass die Zeitdifferenz auf der Grundlage eines
Veränderungspunktes
des ersten Referenztaktes möglichst nah
zu der Eingangszeit des Messobjektimpulses gemessen wird.
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Die
gemessene Zeitdifferenz kann direkt verwendet werden als die Korrekturzeit
der ungefähren Messobjektzeit.
Die Berechnungsoperation kann vereinfacht werden.
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Es
ist ebenso vorteilhaft, dass die Referenzzeit, die zum Messen der
Zeitdifferenz benutzt wird, eine Gatter- Verzögerungszeit
eines Gatters (genauer gesagt eine Verzögerungszeit eines Signals,
das inherent verursacht wird, wenn es einen Inverter, ein ODER-Glied,
ein UND-Glied, oder
irgend ein anderes Gatter passiert) oder eine vergleichbar kurze
Zeit ist.
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Die
Gatter-Verzögerungszeit
eines Gatters ist abhängig
von den Leistungskennwerten der Halbleiterelemente, die das Gatter
bilden, und ist eine sehr kurze Zeit in der Höhe von mehreren Nanosekunden
oder weniger. Somit kann die Verwendung der Gatter-Verzögerungszeit
eine sehr genaue Messung der Zeitdifferenz verwirklichen.
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Wenn
die Zeitmessvorrichtung oder das Verfahren dieser Erfindung in die
oben beschriebenen Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung integriert ist,
ist es vorteilhaft, dass eine Impulsfolge, die entsprechend einem
pseudozufälligem
Rauschcode erzeugt wird, synchron mit dem ersten Referenztakt eingegeben
wird, wobei die Impulsfolge als der Messobjektimpuls dient. Die
Eingangszeit des Messobjektimpulses wird auf der Grundlage eines
Korrelationswertes zwischen der Eingangsimpulsfolge und dem pseudozufälligen Rauschcode
erhalten.
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Es
ist vorteilhaft eine Zeitdifferenz zwischen einem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes und einem Veränderungspunkt von mindestens einem
Impulssignal der Impulsfolge als die Korrekturzeit der ungefähren Messobjektzeit
zu messen.
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Durch
Durchführen
einer Spreizspektrumgrobmessung macht es die so angeordnete Grobmesseinrichtung
oder der Grobmesschritt möglich die
Messobjektzeit genau zu messen ohne den nachteiligen Einfluss des
Rauschens zu empfangen. Dies führt
zu einer Verbesserung der Zeitauflösung der schließlich erhaltenen
Messzeit.
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Es
ist möglich
die Zeitdifferenz zwischen einem Veränderungspunkt des ersten Referenztaktes und
einem Veränderungspunkt
von nur einem Impulssignal der Impulsfolge als die Korrekturzeit
der ungefähren
Messobjektzeit zu messen.
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Aber
bezüglich
der Impulsfolge, die entsprechend eines PN-Codes erzeugt wird, ist
ein Veränderungspunkt
jedes Impulssignals immer unstabil in Bezug auf einen Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes. Somit schwankt die Zeitdifferenz zwischen
einem Veränderungspunkt
der ersten Referenztaktes und einem Veränderungspunkt eines Impulssignals
abhängig
von der Schaltungcharakteristik, die beim Übertagen und Empfangen der
Impulsfolge verwendet wird, oder abhängig von Umweltveränderungen
eines Signalübertragungspfades.
Diese Art der Schwankung wird Flimmern genannt.
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Um
den nachteiligen Einfluss des Flimmerns zu unterdrücken, ist
es vorteilhaft aufeinanderfolgend jede Zeitdifferenz zwischen einem
Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes und einem Veränderungspunkt jedes Impulssignals
der Impulsfolge zu messen, und einen Durchschnittswert der so gemessenen
Zeitdifferenzen als die Korrekturzeit zu erhalten.
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In
diesem Fall ist es vorteilhaft die Zeitdifferenz für jedes
Impulssignal der Impulsfolge auf der Grundlage eines Veränderungspunktes
des ersten Referenztaktes möglichst
nah zu dem Veränderungspunkt
des Impulssignals zu messen.
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Gemäß dieser
Vorrichtung oder dieses Verfahrens ist die Zeitdifferenz jedes Impulssignals
immer kürzer
als eine Periode des ersten Referenztaktes. Ferner kann die Anzahl
der Zeitzähler,
die zur Messung der Zeitdifferenz benötigt werden, auf lediglich
einen verringert werden.
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Dazu
ist es vorteilhaft, dass die Feinmesseinrichtung eine Zeitgebereinrichtung
umfasst zum aufeinanderfolgenden Messen einer Dauer von einer gemeinsamen
Referenzzeit zu einem Veränderungspunkt
jedes Impulssignals der Impulsfolge und einer Dauer von der gemeinsamen
Referenzzeit bis zu einem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes, und die Feinmesseinrichtung berechnet
eine Zeitdifferenz zwischen benachbarten Veränderungspunkten des Impulssignals
und dem ersten Referenztakt auf der Grundlage des Messergebnisses
von der Zeitgebereinrichtung.
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Gemäß dieser
Anordnung startet die Zeitgebereinrichtung ihren Zählbetrieb
von der gemeinsamen Referenzzeit an, und misst aufeinanderfolgend eine
Zählzeit
im Ansprechen auf jeden Veränderungspunkt
eines zu messenden Signals. Somit kann die Zeit jedes Veränderungspunktes
einfach und genau erhalten werden, ohne wiederholtes Starten und Stoppen
der Zeitgebereinrichtung. Zwei Veränderungspunkte, die bei der
Berechnung der Zeitdifferenz verwendet werden, können einfach herausgefunden
werden.
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Um
die Gatter-Verzögerungszeit
eines Gatters zu zählen,
ist es möglich
eine Zeit-A/D-Umwandlungsschaltung zu benutzen, die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 3-220814 offengelegt ist.
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Die
Zeit-A/D-Umwandlungsschaltung umfasst eine Ringverzögerungsimpulserzeugungsschaltung
(d. h. eine sogenannte Ring-Laufzeitkette, nachstehend abgekürzt als
RGD), die aus mehreren Gatter-Schaltungen aufgebaut ist (NAND-Schaltungen
und/oder Inverter, wobei alle eine konstante Gatter-Verzögerungszeit
aufweisen), die in einem Ringmuster angeschlossen sind, um einen
Eingangsim puls in dieser Schaltung zu zirkulieren. Ein Impulsauswähler erfasst
die Position eines Impulssignals, das in dem RGD zirkuliert. Ein
Codierer wandelt die Zirkulierposition des Impulssignals, das von
dem Impulsauswähler
erfasst wurde, in digitale Daten. Ein Zähler zählt die Frequenz (d. h. die
Anzahl von Malen) von Umdrehungen eines Impulssignals, das in der
RGD zirkuliert, und erzeugt obere Bitdaten entsprechend der Digitaldaten
(d. h. untere Bitdaten), die von dem Codierer erhalten werden. Dementsprechend
ist die Zeit-A/D-Umwandlungsschaltung eine vorteilhafte Zeitgebereinrichtung,
die die Gatter-Verzögerungszeit
(d. h. die Referenzzeit) zählt.
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Wenn
die Feinmesseinrichtung die Zeitdifferenz zwischen einem Veränderungspunkt
jedes Impulssignals einer Impulsfolge und einem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes misst, weicht jede gemessene Zeitdifferenz
in Bezug auf einen wahren Wert ab. Die Verteilung der Zeitdifferenzen
ist eine umgekehrte V-Form, die symetrisch um den wahren Wert gestreut
ist. Die Zeitdifferenz, die weit von dem wahren Wert versetzt ist,
enthält
möglicherweise
einen großen
Fehler.
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Entsprechend
ist es vorteilhaft eine Verteilung von Veränderungspunkten der jeweiligen
Impulssignale der Impulsfolge in einer Periode des ersten Referenztaktes
zu beurteilen, und die unnötigen Impulssignale
alle mit Bezug auf die Verteilung herauszufinden, und Zeitdifferenzen,
die auf der Grundlage der unnötigen
Impulssignale berechnet wurden, von der Berechnung des Durchschnittswertes
auszuschließen.
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Mit
dieser Anordnung, oder diesem Schritt, kann die Korrekturzeit angemessen
berechnet werden, und eine genaue Messung der Messobjektzeit kann
verwirklicht werden.
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Um
die Verteilung der Veränderungspunkte der
jeweiligen Impulssignale der Impulsfolge zu beurteilen, und die
Impulssignale herauszufinden, die für die Durchschnittswertberechnung
unnötig
sind, ist es vorteilhaft die Anzahl der Veränderungspunkte der jeweiligen
Impulssignale zu zählen,
die zu jedem der Zeit-Teilbereiche gehören, die eine Periode des ersten
Referenztaktes bilden, und die unnötigen Impulssignale herauszufinden,
die zu einem Bereich gehören,
der eine kleine Zählzahl
aufweist.
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Genauer
gesagt umfasst die Feinmesseinrichtung eine Zähleinrichtung zum Zählen der
Anzahl der Veränderungspunkte
der jeweiligen Impulssignale, die zu jedem der vier Zeit-Teilbereiche
gehören, die
eine Periode des ersten Referenztaktes bilden. Die Feinmesseinrichtung
berechnet eine Differenz Δ12,
die eine Differenz zwischen einem Zählwert von dem 1.MIN-Bereich
und einem Zählwert
von dem 2.MIN-Bereich darstellt, wie auch eine Differenz Δ23, die eine
Differenz zwischen einem Zählwert
des 2.MIN-Bereichs und einem Zählwert
des 3.MIN-Bereichs auf der Grundlage des Zählergebnisses der Zähleinrichtung
darstellt, wobei der 1.MIN-Bereich einen kleinsten Zählwert aufweist,
der 2.MIN-Bereich einen nächstkleinsten
Zählwert
aufweist, und der 3.MIN-Bereich einen drittkleinsten Zählwert aufweist.
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Die
Feinmesseinrichtung findet die unnötigen Impulse heraus, deren
Veränderungspunkte
zu dem 1.MIN-Bereich gehören,
wenn die Differenz Δ12 größer als
die Differenz Δ23
ist, oder findet die unnötigen
Impulse heraus deren Veränderungspunkte
zu dem 1.MIN-Bereich und dem 2.MIN-Bereich gehören, wenn die Differenzen Δ12 kleiner
als die Differenz Δ23
ist, oder findet die unnötigen
Impulse heraus, deren Veränderungspunkte
zu dem 1.MIN-Bereich, dem zweiten MIN-Bereich und dem dritten MIN-Bereich
gehören,
wenn die Differenz Δ12
gleich der Differenz Δ23
ist.
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Genauer
gesagt, wenn Δ12
größer Δ23, wird angenommen,
dass die Anzahl der Veränderungspunkte
der Impulssignale, die zu dem 1.MIN-Bereich gehören, extrem klein im Vergleich
mit der Anzahl der Veränderungspunkte
der Impulssignale ist, die zu dem anderen Bereich gehören. Es
wird somit angenommen, dass viele der Veränderungspunkte der Impulssignale
in einem weiten Bereich von dem 2.MIN-Bereich zu dem MAX-Bereich streuen.
Und es wird geschlossen, dass die Impulssignale, die Veränderungspunkte
aufweisen, die zu dem 1.MIN-Bereich gehören, für die Durchschnittswertberechnung
unnötig
sind.
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Ferner
wird, wenn Δ12
kleiner Δ23,
angenommen, dass die Anzahl der Veränderungspunkte der Impulssignale,
die zu dem 1.MIN-Bereich und dem 2.MIN-Bereich gehören, extrem
klein im Vergleich mit Anzahl der Veränderungspunkte der Impulssignale
ist, die zu dem 3.MIN-Bereich gehören. Somit wird angenommen,
dass viele der Veränderungspunkte
der Impulssignale in einem Bereich von dem 3.MIN-Bereich zu dem
MAX-Bereich streuen. Und es wird geschlossen, dass die Impulssignale,
die Veränderungspunkte
aufweisen, die zu dem 1.MIN-Bereich und dem 2.MIN-Bereich gehören, für die Durchschnittswertberechnung
unnötig
sind.
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Ferner
wird, wenn Δ12
= Δ23, angenommen, dass
viele der Veränderungspunkte
der Impulssignale in dem MAX-Bereich
liegen. Somit wird geschlossen, dass die Impulssignale, die Veränderungspunkte
aufweisen, die zu dem 1.MIN-Bereich, dem 2.MIN-Bereich und dem 3.MIN-Bereich
gehören,
für die
Durchschnittswertberechnung nicht notwendig sind.
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Mit
dieser Anordnung oder diesem Schritt kann die Korrekturzeit der
ungefähren
Messobjektzeit genau gemessen werden.
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In
diesem Fall ist es ferner vorteilhaft alle berechneten Zeitdifferenzen
ungültig
zu setzen, und die Berechnung des Durchschnittswerts zu verhindern, wenn
der 3.MIN-Bereich und der MAX-Bereich aufeinanderfolgende (d. h.
benachbarte) Bereiche sind, die vor und nach einem Veränderungspunkt
des Referenztaktes liegen, der in der Messung der Zeitdifferenz
benutzt wird, wobei der MAX-Bereich
einen größeren Zählwert
aufweist.
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Wenn
der 3.MIN-Bereich und der MAX-Bereich aufeinanderfolgende (d. h.
benachbarte) Bereiche sind, die vor und nach einem Veränderungspunkt des
Referenztaktes liegen, der bei der Messung der Zeitdifferenz verwendet
wird, ist der Referenztakt, der zum Erhalt der Zeitdifferenzen des
3.MIN-Bereichs verwendet wird, von dem Referenztakt verschieden,
der zum Erhalt der Zeitdifferenzen des MAX-Bereichs verwendet wird. Somit ist es
nicht vorteilhaft einen Durchschnitt der Zeitdifferenzen zu berechnen,
die auf der Grundlage der verschiedenen Referenztakte erhalten werden.
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Ferner
ist es wünschenswert,
dass die Zeitmessvorrichtung ferner eine zweite Referenztakterzeugungseinrichtung
zum Erzeugen eines zweiten Referenztaktes umfasst, die in Bezug
auf den ersten Referenztakt eine Phasendifferenz von 180 Grad aufweist.
Die Feinmesseinrichtung umfasst eine erste Feinmesseinrichtung zum
Erhalten einer ersten Korrekturzeit, die eine Durchschnittszeitdifferenz
zwischen einem Veränderungspunkt
jedes Impulssignals und einem Veränderungspunkt des ersten Referenztaktes
ist, eine zweite Feinmesseinrichtung zum Erhalten einer zweiten
Korrekturzeit, die eine Durchschnittszeitdifferenz zwischen einem
Veränderungspunkt
jedes Impulssignals und einem Veränderungspunkt des zweiten Referenztaktes
ist, und eine Korrekturzeitauswahleinrichtung zum Beurteilen, ob
eine Verteilung von Veränderungspunkten
der jeweiligen Impulse näher
an dem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes oder näher
an dem Veränderungspunkt
des zweiten Referenztaktes ist, und zum Auswählen der ersten Korrekturzeit,
wenn die Verteilung der Veränderungspunkte
der jeweiligen Impulse näher
an dem Veränderungspunkt
des zweiten Referenztaktes ist, oder zum Auswählen der zweiten Korrekturzeit,
wenn die Verteilung der Veränderungspunkte
der jeweiligen Impulse näher
an dem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes ist.
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Mit
dieser Anordnung kann die Feinmesseinrichtung eine zuverlässige Korrekturzeit
auswählen und
die ungefähre
Messobjektzeit auf der Grundlage der ausgewählten zuverlässigen Korrekturzeit
geeignet korrigieren.
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Gemäß dieser
Anordnung wählt
die Feinmesseinrichtung die zweite Korrekturzeit aus, wenn die Verteilung
der Veränderungspunkte
der jeweiligen Impulse näher
an dem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes ist. In diesem Fall wird, wenn die zweite
Korrekturzeit direkt zum Korrigieren der ungefähren Messobjektzeit benutzt
wird, die auf der Grundlage des ersten Referenztaktes durch die Grobmesseinrichtung
gemessen wird, das erhaltene Ergebnis von einem inhärenten Wert
um einen Betrag abweichen, der gleich einer halben Periode des ersten
Referenztaktes ist.
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Dementsprechend
ist es notwendig, wenn die zweite Korrekturzeit ausgewählt wird,
die Zeit, die gleich einer halben Periode des ersten Referenztaktes
ist, zu (oder von) der korrigierten Messobjektzeit zu addieren (oder
zu subtrahieren).
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Der
Referenztakt (d. h. zweiter Referenztakt), der in der zweiten Feinmesseinrichtung
verwendet wird, ist von dem Referenztakt (d. h. erster Referenztakt),
der in der ersten Feinmesseinrichtung benutzt wird, unterschiedlich.
Durch erhalten der Messobjektzeit kann die Messgenauigkeit auf Grund einer
Veränderung
der Phasendifferenz zwischen dem ersten Referenztakt und dem zweiten
Referenztakt verringert werden.
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Daher
ist es wünschenswert,
dass die Grobmesseinrichtung aufweist: Eine erste Grobmesseinrichtung
zum Eingeben der Impulsfolge synchron zum ersten Referenztakt und
zum Messen der ungefähren
Messobjektzeit auf der Grundlage eines Korrelationswertes zwischen
der Impulsfolge und dem pseudozufälligen Rauschcode, eine zweite
Grobmesseinrichtung zum Eingeben der Impulsfolge synchron mit dem
zweiten Referenztakt, und zum Messen der ungefähren Messobjektzeit auf der
Grundlage eines Korrelationswertes zwischen der Impulsfolgen und
dem pseudozufälligen
Rauschcode, und eine Messzeitauswahleinrichtung zum Auswählen der
ungefähren
Messobjektzeit von der ersten Grobmesseinrichtung, wenn die Korrekturzeitauswahleinrichtung
der Feinmesseinrichtung die erste Korrekturzeit auswählt, oder
zum Auswählen
der ungefähren
Messobjektzeit der zweiten Grobmesseinrichtung, wenn die Korrekturzeitauswahleinrichtung
der Feinmesseinrichtung die zweite Korrekturzeit auswählt.
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Diese
Anordnung stellt immer sicher, dass die ungefähre Messobjektzeit der Grobmesseinrichtung
und die Korrekturzeit der Feinmesseinrichtung auf der Grundlage
desselben Referenztaktes erhalten werden. Somit wird es möglich sicher
zu verhindern, dass die Messgenauigkeit auf Grund einer Veränderung
der Phasendifferenz zwischen zwei Arten von Referenztakten verringert
wird.
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Wenn
die Feinmesseinrichtung durch die erste Messeinrichtung und die
zweite Messeinrichtung aufgebaut ist, ist es notwendig eine der
zwei Arten von Korrekturzeiten auszuwählen. Daher ist es wünschenswert,
dass die Korrekturzeitauswahleinrichtung mit einer Zähleinrichtung
verbunden ist, die die Anzahl der Veränderungspunkte der jeweiligen Impulssignale
zählt,
die zu jeder der vier Zeit-Teilbereiche
gehören,
die eine Periode des ersten Referenztaktes bilden. Die Korrekturzeitauswahleinrichtung
vergleicht die Anzahl der Veränderungspunkte, die
zu zwei aufeinanderfolgenden Bereichen gehören, die vor und nach dem Veränderungspunkt
des ersten Referenztaktes liegen, mit der Anzahl der Veränderungspunkte,
die zu zwei aufeinanderfolgenden Bereichen gehören, die vor und nach dem Veränderungspunkt
des zweiten Referenztaktes liegen, um herauszufinden, dass eine
der ersten und zweiten Referenztakte kleinere Veränderungspunkte
aufweist, und wählt
die Korrekturzeit aus, die auf der Grundlage des herausgefundenen
Referenztaktes gemessen wurde.
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Mit
dieser Anordnung kann die Korrekturzeitauswahleinrichtung einfach
und sicher eine zuverlässige
Korrekturzeit für
die ungefähre
Messobjektzeit auswählen,
die in der Grobmesseinrichtung erhalten wird.
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In
diesem Fall ist es wünschenswert,
dass die Zähleinrichtung
den ersten Referenztakt verwendet, wobei ein erster Hilfstakt eine
Phasendifferenz von 90 Grad in Bezug auf den ersten Referenztakt aufweist,
der zweite Referenztakt eine Phasendifferenz von 180 Grad in Bezug
auf den ersten Referenztakt aufweist, und zweiter Hilfstakt eine
Phasendifferenz von 270 Grad in Bezug auf den ersten Referenztakt
aufweist. Die Zähleinrichtung
findet einen Bereich heraus zu dem ein Veränderungspunkt jedes Impulssignals
gehört,
auf der Grundlage eines Signalpegels jedes Takts bei einem Veränderungpunkt jedes
Impulssignals.
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Mit
dieser Anordnung kann, durch herausfinden des Bereichs zu dem ein
Veränderungspunkt
jedes Impulssignals gehört,
die Zähleinrichtung
eine Kombination aus Signalpegeln der vier Arten von Takten benutzen
(d. h. 4-Bit Daten,
die aus Hoch- oder Niedrig-Daten bestehen). Somit kann die Anordnung
der Zähleinrichtung
vereinfacht werden.
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Unterdessen
sieht die vorliegende Erfindung eine Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung
vor, die umfasst: Eine Impulsfolgeerzeugungseinrichtung zum Erzeugen
einer Impulsfolge entsprechend einem pseudozufälligen Rauschcode, der eine
vorbestimmte Bitlänge
synchron mit einem Referenztakt aufweist, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen
einer elektromagnetischen Welle, die auf der Grundlage der Impulsfolge
moduliert ist, die von der Impulsfolgeerzeugungseinrichtung erzeugt
wird, eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Reflexionswelle,
die von einem Messobjekt reflektiert wird, nachdem die elektromagnetische
Welle von der Übertragungseinrichtung übertragen
wird und zum Speichern der Impulsfolge, eine Zeitmesseinrichtung zum
Messen einer Messobjektzeit auf der Grundlage der Impulsfolge, die
von der Empfangseinrichtung wiederhergestellt wird, und des pseudozufälligen Rauschcodes,
wobei die Messobjektzeit eine Dauer von der Übertragung der elektromagnetischen
Welle bis zum Empfang der Reflexionswelle darstellt, und eine Einrichtung
zum Erfassen eines Abstands von der Abstandsmessvorrichtung zu dem
Messobjekt auf der Grundlage der Messobjektzeit, die von der Zeitmesseinrichtung
gemessen wird, wobei die Zeitmesseinrichtung die oben beschriebene
Zeitmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist. Ähnlich ist das
Zeitmessverfahren der vorliegenden Erfindung auf die Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung
anwendbar.
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Gemäß der Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung
oder dem Verfahren kann die messbare Abstandsauflösung verbessert
werden.
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Die
Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung dieser Erfindung kann vorzugsweise
als eine Hinderniserfassungsvorrichtung oder eine automatische Verfolgungsradarvorrichtung
verwendet werden, die für
gewöhnlich
in ein Fahrzeug eingebaut ist oder eine vergleichbare mobile Vorrichtung,
und benötigt
wird, um schnell und genau den Abstand eines Objekts (z. B. vorausfahrendes
Fahrzeug) vor diesem Fahrzeug zu erfassen.
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In
der Spreizspektrumabstandsmessvorrichtung ist die Empfangseinrichtung
für gewöhnlich ausgestattet
mit einer Antenne oder einem lichtempfangenden Element zum Empfangen
einer Reflexionswelle, die von einem Messobjekt zurückkehrt.
Durch beurteilen der Größe eines
empfangenen Signals stellt die Empfangseinrichtung ein Impulssignal
entsprechend einem PN-Code wieder her. Aber der Pegel eines Empfangssignals
ist unmittelbar nach dem Starten des Empfangs einer Reflexionswelle
unstabil. Das Impulssignal kann nicht genau wiederhergestellt werden.
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Wenn
das Impulssignal nicht genau wiederhergestellt wird, und die Impulsweite
einer wiederhergestellten Impulsfolge nicht der Periode eines Referenztaktes
entspricht, wird die von der Feinmesseinrichtung gemessene Zeitdifferenz
in großem
Umfang von einem wahren Wert abweichen. Es wird schwierig die Messobjektzeit
genau zu korrigieren.
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Dementsprechend
ist es wünschenswert, dass
die Impulsfolgeerzeugungseinrichtung überschüssige Impulssignale für eine vorbestimmte
Zeit erzeugt, bis ein Ausgang der Empfangseinrichtung stabilisiert
ist, nachdem die Empfangseinrichtung beginnt die Reflexionswelle
zu empfangen, und dann die Impulsfolge entsprechend dem pseudozufälligen Rauschcode
erzeugt, der eine vorbestimmte Bitlänge synchron zu einem Referenztakt
aufweist. Und die Zeitmesseinrichtung beginnt die Zeitmessung, nachdem
die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Übertragungseinrichtung
die Übertragung
der elektromagnetischen Welle auf Grund des von der Impulsfolgeerzeugungseinrichtung
erzeugten Impulssignals beginnt.
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Mit
dieser Anordnung kann die Grobmesseinrichtung und die Feinmesseinrichtung
den Zeitmessbetrieb beginnen, nachdem der Betrieb der Empfangseinrichtung
angemessen stabilisiert ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die
obigen und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung klarer,
die in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung gelesen werden
muss:
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1 ist
eine schematische Darstellung, die eine Gesamtanordnung eines Abstandsmesssystems
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2.
ist ein Zeitablaufplan, der einen Messbetrieb erläutert, der
von dem Abstandsmesssystem entsprechend der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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3 ist
eine detaillierte Schaltung, die einen Registerabschnitt, einen
Bereichsteiler, einen Frequenzzähler
einer Feinmessschaltung des Abstandsmesssystems ent sprechend der
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
4 ist
ein Zeitablaufplan, der einen Betrieb des Bereichsteilers der Feinmessschaltung
des Abstandsmesssystems entsprechend der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
-
5 ist
eine detaillierte Schaltung, die einen Takt-Auswähler, einen Synchronisator,
einen Teilungs akkumulator, und einen Effektivbereichdurchschnittsbildungsabschnitt
der Feinmessschaltung des Abstandsmesssystems entsprechend der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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6 ist
ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb des Takt-Auswählers der
Feinmessschaltung des Abstandsmesssystems entsprechend der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend. mit Bezug auf die beiliegende
Zeichnung erläutert.
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1 zeigt
die Anordnung eines Spreizspektrumabstandsmesssystems entsprechend
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Z.
B. kann das Abstandsmesssystem dieser Ausführungsform in ein Fahrzeug
eingebaut werden (nachstehend als systemeigenes Fahrzeug bezeichnet)
und ist anwendbar, um einen Abstand von dem systemeigenen Fahrzeug
zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu messen.
-
Wie
in 1 gezeigt, erzeugt der Referenztaktoszillator 10 einen
ersten Referenztakt CK10, der eine vorbestimmte Frequenz (z. B.
20 MHz) aufweist. Der Impulsgenerator 12 erzeugt ein Impulssignal
entsprechend einem PN-Code
(z. B. M-Sequenzen pseudozufälliger
Code) der eine vorbestimmte Bitlänge
(z. B. 10 bis 99 Bit) synchron mit dem ersten Referenztakt CK10
aufweist. Entsprechend dem von dem Impulsgenerator 12 erzeugten
Impulssignal strahlt die lichtausstrahlende Vorrichtung 14 einen Laserstrahl
vor dem Messen eines Abstands von dem systemeigenen Fahrzeug zu
einem vorausfahrenden Objekt ab. In dieser Hinsicht dient der Laserstrahl
als eine abstandsmessende elektronische Welle.
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Die
lichtausstrahlende Vorrichtung 14 ist mit einer Laserdiode
LD ausgestattet, die als ein lichtausstrahlendes Element dient.
Die Steuerschaltung 15 empfängt das lichtausstrahlende
Impulssignal von dem Impulsgenerator 12, aktiviert und
deaktiviert die Laserdiode LD, um einen Laserstrahl entsprechend dem
PN-Code auszustrahlen.
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Der
Impulsgenerator 12 empfängt
den PN-Code von einem Mikrocomputer (nachstehend als CPU bezeichnet) 2 synchron
mit dem ersten Referenztakt CK10. Der Pulsgenerator 12 erzeugt
den lichtabstrahlenden Impuls entsprechend dem PN-Code.
-
Wenn
ein Messobjekt vor dem systemeigenen Fahrzeug den Laserstrahl reflektiert,
der von der lichtausstrahlenden Vorrichtung 14 ausgestrahlt
wurde, empfängt
die lichtempfangende Vorrichtung 16 das Reflexionslicht.
Der Verstärker 17 verstärkt das von
der lichtempfangenden Vorrichtung 16 empfangene Licht.
Der Komparator 18 vergleicht das verstärkte Licht-Empfangs-Signal
mit einer vorbestimmten Referenzspannung Vref und erzeugt einen Licht-Empfang-Impuls
PBr. Der Licht-Empfang-Impuls PBr wird ein H-Pegel-Signal, wenn
das Licht-Empfangs-Signal größer als
ein Referenzspannung Vref ist, und wird L-Pegel-Signal, wenn das Licht-Empfangs-Signal
nicht größer als
die Referenzspannung Vref ist.
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Die
lichtempfangende Vorrichtung 16 ist mit einer Photodiode
PD ausgestattet. Die Photodiode PD ist an eine Stromquelleleitung über einen
Stromerfassungswiderstand angeschlossen und wird in einer Sperrvorspannungszustand
gehalten. Die lichtempfangende Vorrichtung 16 erfasst einen
Spannungswert proportional zu einem Photostrom, der über die
Photodiode PD fließt,
wenn der Laserstrahl (d. h. das Reflexionslicht, das von dem Messobjekt zurückkehrt)
in die Photodiode PD eintritt.
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Der
Impulsgenerator 12 dient als Pulsfolgeerzeugungseinrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die Steuerschaltung 15 und
die lichtausstrahlende Vorrichtung 14 dienen gemeinsam
als Übertragungseinrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die lichtempfangende Vorrichtung 16,
der Verstärker 17 und
der Komparator 18 dienen zusammen als Empfangseinrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Schiebetaktgenerator 11 erzeugt drei Arten von Taktsignalen,
d. h. den zweiten Referenztakt CK20, den ersten Hilfstakt CK12 und
den zweiten Hilfstakt CK22 auf der Grundlage des ersten Referenztaktes
CK10, der von dem Referenztaktoszillator 10 erzeugt wird,
der als erste Referenztakterzeugungseinrichtung dient. Der zweite
Referenztakt CK20 weist eine Phasendifferenz von 180 Grad in Bezug
auf den erste Referenztakt CK10 auf. Der erste Hilfstakt CK12 weist
eine Phasendifferenz von 90 Grad in Bezug auf den ersten Referenztakt
CK10 auf. Der erste Hilftakt CK12 ist um 90 Grad in Bezug auf den
ersten Referenztakt CK10 verzögert.
Der zweite Hilfstakt CK22 weist eine Phasendifferenz von 270 Grad
in Bezug auf den ersten Referenztakt CK10 auf. Mit anderen Worten
ist der zweite Hilfstakt CK22 um 90 Grad in Bezug auf den zweiten
Referenztakt CK20 verzögert.
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Die
Grobmesschaltung 20 empfängt den ersten Referenztakt
CK10, den zweiten Referenztakt CK20 und den Licht-Empfangs-Impuls PBr.
Die Feinmessschaltung 30 empfängt den ersten Referenztakt CK10,
den zweiten Referenztakt CK20, den ersten Hilfstakt CK12, den zweiten
Hilfstakt CK22 und den Licht-Empfang-Impuls PBr.
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Der
Absperrschalter 19, der selektiv die Übertragung der jeweiligen Takte
CK10, CK12, CK20 und CK22 zulässt
oder blockiert, ist in den Signalübertragungspfad eingebracht,
der von dem Referenztaktoszillator 10 und dem Schiebetaktgenerator 11 zu der
Grobmesschaltung 20 und der Feinmessschaltung 30 verläuft. Die
CPU 2 steuert die offen-oder-geschlossen-Zustand des Absperrschalters 19.
Mit anderen Worten kann jeder der Takte CK10, CK12, CK20 und CK22
nur zu den jeweiligen Messchaltungen 20 und 30 zugeführt werden,
wenn der Absperrschalter 19 aktiviert ist.
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Das
Bereitstellen des Absperrschalters 19 ermöglicht der
CPU 2 die Start- und Stoppoperationen der jeweiligen Messschaltungen 20 und 30 zu steuern.
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Jede
der Messchaltungen 20 und 30 arbeitet in folgender
Weise.
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Die
Grobmesschaltung 20 umfasst eine erste Grobmesschaltung,
die aus einem D-Flip-Flop (nachstehend als DFF bezeichnet) 22a,
einem Korrelator 24a und einem Spitzenwertdetektor 26a besteht.
Das DFF 22a speichert den Licht-Empfang-Impuls PBr zu jeder
ansteigenden Flanke (d. h. einem Veränderungspunkt) des ersten Referenztaktes CK10.
Der Korrelator 24a empfängt
den Licht-Empfang-Impuls
Pbr (genauer gesagt seinen Signalpegel) der aufeinanderfolgend durch
das DFF 22a synchron mit dem ersten Referenztakt CK10 gespeichert wurde.
Dann berechnet der Korrelator 24a einen Korrelationswert
zwischen der Impulsfolge des empfangenen Licht-Empfang-Impulses
PBr und dem PN-Code, der von dem Impulsgenerator 12 verwendet
wird, um den Licht-Ausstrahl-Impuls zu erzeugen. Der Spitzenwertdetektor 26a erfasst
einen maximalen Korrelationswert, der durch den Korrelator 24a berechnet
wird und findet die Zeit entsprechend dem maximalen Korrelationswert
als Empfangszeit des Reflexionslichts heraus. Dann erhält der Spitzenwertdetektor 26a eine
Dauer (d. h. ein Zeitintervall) von der Messstartzeit bis zu der
Lichtempfangszeit des Reflexionslichtes.
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Die
Messstartzeit ist eine Betriebsstartzeit der Grobmesschaltung 20,
die beginnt den Licht-Empfang-Impuls PBr im Ansprechen auf den ersten
Referenztakt CK10 zu empfangen, der über den Absperrschalter 19 unter
der Steuerung der CPU 2 gesendet wurde.
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Bei
der Messung des Abstandes veranlasst die CPU 2 den Pulsgenerator 12 ein
Impulssignal entsprechend dem PN-Code zu erzeugen. Die lichtabstrahlende
Vorrichtung 14 strahlt einen Laserstrahl zur Abstandsmessung
ab. Zur selben Zeit aktiviert (öffnet)
die CPU 2 den Absperrschalter 19, so dass jeder
Takt in die jeweiligen Messchaltungen 20 und 30 eingegeben
werden kann. Die Messstartzeit der Grobmesschaltung 20 entspricht
einem Zeitpunkt (d. h. der Zeit t0, wie in 2 gezeigt)
zu der die lichtausstrahlende Vorrichtung 14 das Ausstrahlen
des Laserstrahls entsprechend dem PN-Code beginnt.
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Wie
in 2 gezeigt, trifft der Laserstrahl das Messobjekt
vor dem systemeigenen Fahrzeug, nachdem die lichtausstrahlende Vorrichtung 14 mit dem
Ausstrahlen des Laserstrahls zu dem Zeitpunkt t0 begonnen hat. Dann
wird der Laserstrahl, der von dem Messobjekt reflektiert wird, von
der lichtempfangenden Vorrichtung 16 empfangen. Dann gibt
der Komparator 18 den Licht-Empfang-Impuls PBr entsprechend
dem Reflexionslicht aus. Die Grobmesschaltung 20 misst
die Dauer (d. h. das Zeitintervall) von dem Ausstrahlen des Laserstrahls
(t0) bis zu der Ausgabe des Licht-Empfang-Impulses PBr. Mit anderen
Worten misst die Grobmesschaltung 23 eine Übertragungszeit
(d. h. Hin-und-Rückzeit)
des Laserstrahls. In diesem Fall weist die Grobmesschaltung 22 eine
Zeitauflösung
gleich einer Periode des ersten Referenztaktes CK10 auf.
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In 2 ist
die Taktfrequenz des ersten Referenztaktes CK10 20 MHz. In diesem
Fall weist die Grobmesschaltung 20 die Zeitauflösung gleich
50 nsec auf. Somit kann die Grobmesschaltung 20, die den
Korrelator 24a verwendet, die Messung zu den Zeitpunkten 50 nsec,
100 nsec, 150 nsec, ... durchführen.
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Vor
der Erzeugung des Impulssignals entsprechend dem PN-Code erzeugt
der Impulsgenerator 12 überschüssige Signale.
Dann veranlasst die CPU 2 den Impulsgenerator 12 das
Impulssignal entsprechend dem PN-Code zu erzeugen, und aktiviert (öffnet) den
Absperrschalter 19.
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Das
ist wirkungsvoll, um die Gleichstromschwankung des Empfangssignals
des Verstärkers 17 zu
unterdrücken,
bevor die Grobmesschaltung 20 den Zeitmessbetrieb aufnimmt.
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Und
zwar ist gemäß dem SS
Abstandsmesssystem ein Kopplungskondensator oder ein Hochpassfilter
vorgesehen in einem Eingangs-/Ausgangs-Pfad des Licht-Empfang-Signals des Verstärkers 17,
so dass der Komparator 18 ge nau die Impulsfolge entsprechend
dem PN-Code wiederherstellen kann. Nur die Hochfrequenzsignalkomponenten können durch
den Kopplungskondensator oder den Hochpassfilter hindurchgehen.
Von dem Licht-Empfang-Signal, das von der lichtempfangenen Vorrichtung 16 gesendet
wurde, verstärkt
der Verstärker 17 lediglich
die Hochfrequenzkomponenten, die sich entsprechend dem PN-Code ändern. Der
Komparator 18 vergleicht das verstärkte Licht-Empfangs-Signal mit der Referenzspannung
Vref, um die Impulsfolge genau wiederherzustellen.
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Aber
entsprechend dem Verstärker 17,
der eine solche Anordnung aufweist, wird die Referenzspannung (d.
h. die Schwankungsmitte des Licht-Empfang-Signals) zeitweise höher als
das Erdpotential, unmittelbar nachdem das Licht-Empfang-Signal entsprechend dem Reflexionslicht
von der lichtempfangenden Vorrichtung 16 eingegeben wird.
Dann verringert sich die Referenzspannung allmählich und stabilisiert sich
bei dem Erdpotential. In einem solchen Übergangsbereich (d. h. Gleichstromschwankungsbereich)
kann der Komparator 18 das Impulssignal nicht genau wiederherstellen.
Wenn ein ungenaues Impulssignal zu der Zeit der Messung verwendet
wird, wird es schwierig sein eine Messobjektzeit für die Abstandsmessung
genau zu erfassen.
-
Angesichts
dieses Problems veranlasst das Abstandsmesssystem dieser Ausführungsform
den Impulsgenerator 12 kontinuierlich Impulssignale zu erzeugen
bis der Ausgang (d. h. die Gleichstromschwankung) des Verstärkers 17 sich
ausreichend stabilisiert, vor dem Erzeugen des Impulssignals entsprechend
des PN-Codes. Nachdem sich die Ausgabe des Verstärker 17 stabilisiert
kann der Zeitmessbetrieb auf der Grundlage des Licht-Ausstrahl-Impulses
entsprechend dem PN-Code gestartet werden. Der Komparator 18 kann
die Licht-Empfang-Impulsfolge entsprechend dem PN- Code wiederherstellen. Dann
wird eine Korrelation zwischen der wiederhergestellten Licht-Empfang-Impulsfolge
und dem PN-Code erhalten. Somit kann die für das Übertragen und Empfangen des
Laserstrahls benötigte
Zeit genau auf der Grundlage des Korrelationswertes gemessen werden.
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Zusätzlich zu
der oben beschriebenen ersten Grobmessschaltung (22a, 24a, 26a)
umfasst die Grobmesschaltung 20 eine zweite Grobmesschaltung,
die aus dem DFF 22b, dem Korrelator 24b und dem
Spitzenwertdetektor 26b besteht.
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Das
DFF 22b speichert den Licht-Empfang-Impuls PBr bei jeder
aufsteigenden Flanke (d. h. einem Veränderungspunkt) des zweiten
Referenztaktes CK20. Der Korrelator 24b empfängt den Licht-Empfang-Impuls
PBr (genauer gesagt seinen Signalpegel), der aufeinanderfolgend
von dem DFF 22b synchron mit dem zweiten Referenztakt CK20 gespeichert
wird. Dann berechnet der Korrelator 24b einen Korrelationswert
zwischen der Impulsfolge und dem empfangenen Licht-Empfang-Impuls
PBr und dem PN-Code. Der Spitzenwertdetektor 26b erfasst einen
maximalen Korrelationswert, der von dem Korrelator 24b berechnet
wird, und findet die Zeit entsprechend dem maximalen Korrelationswert
als eine Lichtempfangszeit des Reflexionslichtes heraus. Dann erhält der Spitzenwertdetektor 26b eine
Dauer (d. h. ein Zeitintervall) von der Messstartzeit bis zu Lichtempfangszeit
des Reflexionslichtes.
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Die
zweite Grobmesschaltung ist somit funktionell gleich der ersten
Grobmesschaltung, aber ist dahingehend unterschiedlich, dass die
Dauer (d. h. das Zeitintervall) für die Zeitmessung oder Abstandsmessung
auf der Grundlage des zweiten Referenztaktes CK20 berechnet wird.
Die Grobmesschaltung 20 weist einen Umschaltschalter 28 zum
auswählenden
Ausgeben des Messergebnisses der ersten Grobmesschaltung oder des
Messergebnisses der zweiten Grobmesschaltung auf. Das von dem Umschaltschalter 28 ausgewählte Messergebnis
wird zu der CPU 2 gesendet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
wird das Messergebnis, das durch die Grobmesschaltung 20 erhalten
wird, mit dem Messergebnis verglichen, das durch die Feinmessschaltung 30 erhalten
wird. Zu diesem Zweck führt
die Feinmessschaltung 30 eine erste Zeitmessung (d. h.
die erste Feinmessung) im Ansprechen auf eine ansteigende Flanke
(d. h. Aufbau- oder Anstiegflanke) des ersten Referenztaktes CK10
durch, und eine zweite Zeitmessung (d. h. zweite Feinmessung) im
Ansprechen auf eine ansteigende Flanke (d. h. Aufbau- oder Anstiegflanke)
des zweiten Referenztaktes CK20 durch. Die Feinmessschaltung 20 vergleicht
zwei Messergebnisse, die somit erhalten werden, und gibt auswählend nur
ein Messergebnis aus, das eine höhere
Messgenauigkeit aufweist. Das ausgewählte Messergebnis wird zu der
CPU 2 gesendet.
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In
dieser Hinsicht führt
die Grobmesschaltung 20 eine erste Zeitmessung (d. h. erste
Grobmessung) im Ansprechen auf eine aufsteigende Flanke des ersten
Referenztaktes CK10 und eine zweite Zeitmessung (d. h. zweite Grobmessung)
im Ansprechen auf eine ansteigende Flanke des zweiten Referenztaktes
CK20 durch.
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Dementsprechend
empfängt
die CPU 2 die ersten und zweiten Grobmessergebnisse von
der Grobmesschaltung 20 genauso wie die ersten und zweiten
Feinmessergebnisse von der Feinmessschaltung 30.
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Das
Messergebnis der zweiten Messchaltung wird mit Bezug auf eine ansteigende
Flanke des zweiten Referenztaktes CK20 erhalten. Mit anderen Worten
steht das Messergebnis der zweiten Messchaltung in einer verzögerten Beziehung
in Bezug auf eine aktuelle Zeit, um einen Be trag gleich der halben
Periode des Referenztaktes CK10, CK20. Der Spitzenwertdetektor 26b (oder
die CPU 2) korrigieren den Zeitfehler (Verzögerung)
des Messergebnisses.
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Der
Umschaltschalter 28, der als Messzeitauswahleinrichtung
der vorliegenden Erfindung dient, wählt ein Messergebnis, das zu
der CPU 2 gesendet wird, entsprechend einem Schaltsignal
aus, das von der Feinmessschaltung 30 zugeführt wird. Somit
wird, gemäß dieser
Ausführungsform,
die Lage des Umschaltschalters 28 im Ansprechen auf ein Umschaltsignal
verändert,
das von der Feinmessschaltung 30 zugeführt wird. Die CPU 2 empfängt das
Messergebnis der Grobmesschaltung 20 und dem damit in Verbindung
stehenden Messergebnis der Feinmessschaltung 30, die auf
der Grundlage des gleichen Referenztaktes gemessen werden.
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Die
Feinmessschaltung 30 verwendet eine A/D Umwandlungsschaltung
(nachstehend als TAD bezeichnet), die die Zeit in digitale Daten
umwandelt, indem sie eine Gatter-Verzögerungszeit
eines Gatters verwendet. Die Feinmessschaltung 30 berechnet
eine Zeitdifferenz zwischen dem Veränderungspunkt (d. h. ansteigende
Flanke) des ersten Referenztaktes CK10 und dem Veränderungspunkt
(d. h. ansteigende Flanke) des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die gemessene
Zeitdifferenz wird als eine Korrekturzeit für die Messzeit verwendet, die
in der Grobmesschaltung 20 erhalten wird.
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Die
Zeitauflösung
der Grobmesschaltung 20 ist gleich einer Periode des ersten
Referenztaktes CK10. Wenn die Taktfrequenz 20 MHz ist, ist die Zeitauflösung der
Grobmesschaltung 20 50 nsec. Die Feinmessschaltung 30 misst
die Zeitdifferenzen DD1, DD2, ..., die je die Differenz zwischen
einer ansteigenden Flanke jedes Licht-Empfang-Impulses PBr und einer ansteigenden
Flanke eines unmittelbar vorhergehenden ersten Referenztaktes CK10
darstel len, wie in 2 gezeigt. Die Zeitdifferenzen DD1,
DD2, ... werden mit Bezug auf die Gatter-Verzögerungszeit gemessen, die als
Referenzzeit dient. Dann wird ein Durchschnittswert der gemessenen Zeitdifferenzen
DD1, DD2, ... als Korrekturzeit erhalten (d. h. Feindaten DD) zum
Korrigieren des Messergebnisses (d. h. Grobdaten DU) der Grobmesschaltung 20.
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Der
Betrieb der Feinmessschaltung 30 ermöglicht der CPU 2 die
Messzeit der Grobmesschaltung 20 auf der Grundlage der
Korrekturzeit (d. h. der Feindaten DD), die durch die Feinmessschaltung 30 erhalten
werden, zu korrigieren. Die CPU 2 erhält eine Messobjektzeit DT (=
DU + DD) für
die Abstandsmessung, deren Zeitauflösung gleich der Gatter-Verzögerungszeit
ist.
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Die
Feinmessschaltung 30 umfasst eine erste Feinmessschaltung
und eine zweite Feinmessschaltung. Die erste Feinmessschaltung misst
eine Zeitdifferenz zwischen einer ansteigenden Flanke des ersten
Referenztaktes CK10 und einer ansteigenden Flanke des darauffolgenden
Licht-Empfang-Impulses
PBr. Die zweite Feinmessschaltung misst eine Zeitdifferenz zwischen
einer ansteigenden Flanke des zweiten Referenztaktes und einer ansteigenden
Flanke des darauffolgeneden Licht-Empfang-Impulses PBr.
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Die
Feinmessschaltung 30 weist einen Takt-Auswähler 56 auf,
der eine Korrekturzeit herausfindet, die eine höhere Genauigkeit zwischen den Durchschnittswerten
der Zeitdifferenzen aufweist, die von den ersten und zweiten Feinmessschaltungen gemessen
werden. Der Auswahlschalter 46 gibt auswählend die
Korrekturzeit an die CPU 2 im Ansprechen auf das Auswahlergebnis
des Takt-Auswählers 56 aus.
Der Genauigkeitskorrektor 48, der in dem Signalpfad vorgesehen
ist, der von dem Auswahlschalter 46 zu der CPU 2 verläuft, korrigiert
ferner die Korrekturzeit auf der Grundlage einer Umgebungstemperatur
oder ähnlichem.
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Der
Zweck des Bereitstellens eines Genauigkeitskorrektors 48 ist
es den nachteiligen Einfluss der Temperaturcharakteristik des TAD
zu eleminieren, der bei der Messung der Korrekturzeit verwendet wird,
und dadurch die Genauigkeit der Korrekturzeit sicherzustellen (d.
h. Feindaten DD), die von der Messchaltung 30 an die CPU 2 gesendet
wird.
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Die
in der Messung der Korrekturzeit verwendete TAD wandelt die Zeit
durch Verwendung der Gatter-Verzögerungszeit
der Gatter in digitale Daten um. Die Gatterverzögerungszeit variert in Abhängigkeit
von einer Betriebstemperatur des Gatters. Somit verwendet die Feinmessschaltung 30 den
Genauigkeitskorrektor 48, um einen Messfehler der Korrekturzeit
zu kompensieren, der aus der Temperaturveränderung resultiert.
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Die
erste Feinmessschaltung umfasst einen 1.TAD 34a, CK10TAD 36a,
einen Synchronisator 38a, einen Differenzberechner 40a,
einen Teilungsakkumulator 42a und einen Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a.
Der 1.TAD 34a misst aufeinanderfolgend einen Anstiegs-(oder
Aufbau-)Zeit jedes Licht-Empfang-Impulses PBr durch Verwendung der
Ring-Laufzeitkette (RGD) 32. Die RGD 32 umfasst
eine Mehrzahl von Gattern (NAND-Schaltungen und/oder Inverter, die
jeweils eine konstante Gatter-Verzögerungszeit
aufweisen), die in einem vorbestimmten Ringmuster zusammengeschlossen
sind. CK10TAD 36a misst aufeinanderfolgend eine Anstiegs-(oder
Aufbau-)Zeit jedes ersten Referenztaktes CK10 durch Verwendung des RGD 32.
Der Synchronisator 38a speichert die letzten Zeitdaten
zwischen, die in den jeweiligen TADs 34a und 36a bei
den ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr erhalten
wurden. Der Differenzberechner 40a berechnet eine Differenz zwischen
der Anstiegszeit und dem ersten Referenztakt CK10 und der Anstiegszeit
des Licht-Empfang-Impulses
PBr auf der Grundlage der Zeitdaten, die von dem Synchronisator 38a eingegeben
werden. Der Teilungsakkumulator 42a akkumuliert die Zeitdifferenz,
die durch den Differenzberechner 40a für die jeweiligen Bereiche berechnet
wurde. Der Bereichsteiler 52 findet einen Bereich heraus
zu dem jede ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr gehört. Unter den akkumulierten
Werten der jeweiligen Bereiche, die von dem Teilungsakkumulator 42a erhalten
werden, berechnet der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a einen Durchschnittswert
der akkumulierten Werte eines effektiven Bereichs, der von dem Takt-Auswähler 56 bestimmt
wurde.
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Die
zweite Feinmessschaltung umfasst den 2.TAD 34b, CK20TAD 36b,
den Synchronisator 38b, den Differenzberechner 40b,
den Teilungsakkumulator 42b, und den Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44b.
Der 2.TAD 34b misst aufeinanderfolgend eine Anstiegszeit
jedes Licht-Empfang-Impulses
PBr durch Verwendung der RGD 32. Die CK20TAD 36b misst
aufeinanderfolgend eine Anstiegszeit jedes zweiten Referenztaktes
CK20 durch Verwendung der RGD 32. Der Synchronisator 38b speichert
die letzen Zeitdaten, die in den jeweiligen TADs 34b und 36b bei
ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr erhalten wurden.
Der Differenzberechner 40b berechnet eine Differenz zwischen
der Anstiegszeit des zweiten Referenztaktes CK20 und der Anstiegszeit
des Licht-Empfang-Impulses PBr auf der Grundlage der von dem Synchronisator 38b eingegebenen
Zeitdaten. Der Teilungsakkumulator 42b akkumuliert die
Zeitdifferenz, die von dem Differenzberechner 40b für die jeweiligen
Bereiche berechnet wurde. Der Bereichsteiler 52 findet
einen Bereich heraus zu dem jede ansteigende Flanke eines Licht-Empfang-Impulses
PBr gehört.
Unter den akkumulierten Werten der jeweiligen Bereiche, die durch
den Teilungsakkumulator 42b erhalten wurden, berechnet
der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44b einen Durchschnittswert
der akkumulierten Werte eines effektiven Bereiches, der von dem
Takt-Auswähler 56 bestimmt
ist.
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Jede
der TDA 34a, 36a, 34b und 36b umfasst
einen Zähler
zum Zählen
der Frequenz (d. h. der Anzahl von Malen) der Umdrehungen eines
Impulssignals, das in der RGD 32 zirkuliert, einen Impulsauswähler zum
Erfassen der Position des Impulses, der in der RGD 32 bei
einer ansteigenden Flanke eines Objektsignals zirkuliert (d. h.
Licht-Empfang-Impuls
PBr, erster Referenztakt CK10 oder zweiter Referenztakt CK20), und
einen Codierer zum Umwandeln der Position des Impulssignales, das durch
den Impulsauswähler
erfasst wird, in digitale Daten. Jede der TDA 34a, 36a, 24b und 36b gibt
Anstiegszeitdaten eines Zeitmessobjekts aus, das aus oberen Bitdaten
besteht, die den Zählwert
des Zählers
darstellen, und unteren Bitdaten, die das Erfassungsergebnis des
Codierers darstellen.
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Jede
der TDA 34a, 36a, 34b und 36b,
die jeweils als Zeitgebereinrichtung der vorliegenden Erfindung
dienen, weist eine Zeitauflösung
gleich einer Gatter-Verzögerungszeit
auf (mehrere nsec oder weniger), die kürzer als eine Zeitspanne (50
nsec) des Referenztaktes ist.
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Zusätzlich zu
den ersten und zweiten Feinmessschaltungen umfasst die Feinmessschaltung 30 einen
Registerabschnitt 50, einen Bereichsteiler 52, einen
Frequenzzähler 54 und
einen Takt-Auswähler 56.
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Wie
in 3 gezeigt umfasst der Registerabschnitt 50 das
DFF 50a, DFF 50b, DFF 50c und DFF 50d.
Das DFF 50a speichert einen ersten Referenztakt CK10 bei
einer an steigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Das DFF 50b speichert einen
ersten Hilfstakt CK12 bei einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr. Das DFF 50c speichert einen zweiten Referenztakt CK20
bei einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Und
das DFF 50d speichert einen zweiten Hilfstakt CK22 bei
einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die Ausgaben
D1 bis D4 der jeweiligen DFF 50 bis 50d werden
als 4-Bit Daten ausgegeben, die die Position der ansteigenden Flanke
des Licht-Empfang-Impulses PBr im Bezug auf den ersten Referenztakt
CK10 darstellen.
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Auf
der Grundlage der 4-Bit Daten (D1, D2, D3 und D4) des Registerabschnitts 50 findet
der Bereichsteiler 52 einen Bereich heraus zu dem die ansteigende
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr unter den viere aufgeteilten
Bereichen ➀ bis ➃ gehört. Die vier geteilten Bereiche ➀ bis ➃ entsprechen den
vier Zeitteilungsabschnitten einer Periode (50 nsec) des ersten
Referenztaktes CK10 (siehe 4). Dann
gibt der Bereichsteiler 52 ein H-Pegel-Signal von einer Signalleitung entsprechend
dem herausgefundenen Bereich aus. 3 zeigt
die detaillierte Anordnung des Bereichteilers 52.
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Genauer
gesagt reicht, wie in 4 gezeigt, der erste Bereich
von einer ansteigenden Flanke (t1) des ersten Referenztaktes CK10
bis zu einer ansteigenden Flanke (t2) des ersten Hilfstaktes CK12.
Der zweite Bereich folgt dem ersten Bereich ➀, der von der
ansteigenden Flanke (t2) des ersten Hilfstaktes CK12 zu der ansteigenden
Flanke (t3) des zweiten Referenztaktes CK20 reicht. Der dritte Bereich ➂ folgt
dem zweiten Bereich ➁, der von der ansteigenden Flanke
(t3) des zweiten Referenztaktes CK20 bis zu der ansteigenden Flanke
(t4) des zweiten Hilfstaktes CK22 reicht. Der vierte Bereich ➃,
der dem dritten Bereich ➃ folgt, reicht von der ansteigenden Flanke (t4)
des zweiten Hilfstaktes CK22 zu der nächsten ansteigenden Flanke
(t5) des ersten Referenztaktes CK10.
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Die
4-Bit Daten ”1001” werden
von dem Registerabschnitt 50 erzeugt, wenn die ansteigende Flanke
des Licht-Empfang-Impulses PBr zu dem ersten Bereich ➀ gehört. Die
4-Bit Daten ”1100” werden von
dem Registerabschnitt 50 erzeugt, wenn die ansteigende
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr zu dem zweiten Bereich ➁ gehört. Die
4-Bit Daten ”0110” werden
von dem Registerabschnitt 50 erzeugt, wenn die ansteigende
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr zu dem dritten Bereich ➂ gehört. Die
4-Bit Daten ”0011” werden
von dem Registerabschnitt 50 erzeugt, wenn die ansteigende
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr zu dem vierten Bereich ➃ gehört.
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Der
Bereichsteiler 52 umfasst vier UND-Schaltungen 52a1, 52b1, 52cf und 52d1,
die jeweils vier (invertierende oder nicht invertierende) Eingangsanschlüsse aufweisen.
Die UND-Schaltungen 52a1 erzeugen eine H-Pegelausgabe im
Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”1001”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die UND-Schaltung 52b1 erzeugt
eine H-Pegelausgabe im Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”1100”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die UND-Schaltung 52cf erzeugt
eine H-Pegelausgabe im Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”0110”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die UND-Schaltung 52d1 erzeugt
eine H-Pegelausgabe
im Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”0011”, wenn sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt
werden.
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Die
Registerschaltungen 52af, 52bf, 52cf und 52df speichern
jeweils die Ausgaben der UND-Schaltungen 52a1, 52b1, 52cf und 52d1.
Jede der Registerschaltungen 52af, 52bf, 52cf und 52df ist
ein DFF, das im Ansprechen auf die ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr betrieben wird. Die Ausgaben der Registerschaltungen 52af, 52bf, 52cf und 52df werden
zu dem Frequenzzähler 54 gesendet.
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Die
Beziehungen zwischen den ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses
PBr und den ersten vier Bereichen ➀ bis ➃ sind
im wesentlichen von den oben beschriebenen vier Arten von Datenwerten
abhängig,
die von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Aber die
aktuellen 4-Bit Daten, die von dem Registerabschnitt 50 erzeugt
werden, können
von den oben beschriebenen vier Arten der Datenwerte abweichen auf
Grund der Schwankungen der Flanken der Takte CK10, CK12, CK20 und CK22
(siehe die gepunkteten Linien in 4).
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Angesichts
dieses Problems hat der Bereichsteiler 52 die folgende
charakteristische Anordnung, so dass der Bereich zu dem eine ansteigende Flanke
des Licht-Empfang-Impulses
PBr gehört
sicher herausgefunden werden kann, unabhängig von Schwankungen der Flanken
der Takte CK10, CK12, CK20 und CK22.
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Genauer
gesagt wird die UND-Schaltung 52a1 mit zwei UND-Schaltungen 52a2, 52a3 und
einer ODER-Schaltung 52a0 kombiniert. Die UND-Schaltung 52a2 erzeugt
ein H-Pegel-Signal
im Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”1101”, wenn sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt
werden. Die UND-Schaltung 52a3 erzeugt
ein H-Pegel-Signal im Anprechen auf die 4-Bit Daten ”1000”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die ODER-Schaltung 52a0 sendet
die Ausgaben der drei UND-Schaltungen 52a1, 52a2, 52a3 an
die Registerschaltung 52af. Die UND-Schaltung 52b1 ist
mit zwei UND-Schaltungen 52b2, 52b3 und einer ODER-Schaltung 52b0 kombiniert.
Die UND-Schaltung 52b2 erzeugt ein H-Pegel-Signal im Ansprechen
auf 4-Bit Daten ”0100”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die UND-Schaltung 52b3 erzeugt
ein H-Pegel-Signal im Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”1110”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die ODER-Schaltung 52b0 sendet
die Ausgaben der drei UND-Schaltungen 52b1, 52b2, 52b3 an
die Registerschaltung 52bf.
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Ähnlich wird
die UND-Schaltung 52c1 mit zwei UND-Schaltungen 52c2, 52c3 und
einer ODER-Schaltung 52c0 kombiniert. Die UND-Schaltung 52c2 erzeugt
ein H-Pegel-Signal
im Ansprechen auf 4-Bit Daten ”0010”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die UND-Schaltung 52c3 erzeugt
ein H-Pegel-Signal im Ansprechen auf die 4-Bit Daten ”0111”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die ODER-Schaltung 52c0 sendet
die Ausgaben der drei UND-Schaltungen 52c1, 52c2, 52c3 an
die Registerschaltung 52cf. Die UND-Schaltung 52d1 ist
mit zwei UND-Schaltungen 52d2, 52d3 und einer
ODER-Schaltung 52d0 kombiniert.
Die UND-Schaltung 52d2 erzeugt ein H-Pegel-Signal im Ansprechen
auf die 4-Bit Daten ”1011”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die UND-Schaltung 52d3 erzeugt
ein H-Pegel-Signal im Ansprechen auf 4-Bit Daten ”0001”, wenn
sie von dem Registerabschnitt 50 erzeugt werden. Die ODER-Schaltung 52d0 sendet
die Ausgaben der drei UND-Schaltung 52d1, 52d2, 52d3 an
die Registerschaltung 52df.
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Dementsprechend
nimmt, im Ansprechen an eine ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr, eine der vier Signalleitungen, die an den Frequenzzähler 54 angeschlossen
ist, einen H-Pegel an, wenn sie einem Bereich (➀, ➁, ➂ oder ➃)
entsprechen, zu welchem die ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr gehört.
Die verbleibenden drei Signalleitungen nehmen den L-Pegel an.
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Entsprechend
kann, in Bezug auf die Signalpegel der vier Arten der Signalleitungen,
der Frequenzzähler 54 genau
eine der vier Bereiche ➀ bis ➃ als den Bereich
herausfinden zu dem die ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr gehört.
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Der
Frequenzzähler 54 zählt die
Anstiegs- oder Aufbau-Frequenz (d. h. die Anzahl von Malen) des
Licht-Empfang-Impulses
PBr für
jeden der ersten bis vierten Bereiche ➀ bis ➃.
Wie in 3 gezeigt besteht der Frequenzzähler 54 aus
vier Arten von Zählern 54a, 54b, 54c und 54d,
die an den Bereichsteiler 52 über die vier Signalleitungen
angeschlossen sind.
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Der
Zähler 54a besteht
aus einem Addierglied 54a1 und einer Registerschaltung 54a2.
Das Addierglied 54a1 addiert die Ausgabe (1-Bit Daten 0 oder
1) des Bereichteilers 52 (d. h. der Registerschaltung 52af)
und die Ausgabe der Registerschaltung 54a2 bei jeder ansteigenden
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die Registerschaltung 54a2 speichert
die Ausgabe des Addierglieds 54a1 im Ansprechen auf eine
ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Der Zähler 54b besteht aus
einem Addierglied 54b1 und einer Registerschaltung 54b2.
Das Addierglied 54b1 addiert die Ausgabe (1-Bit Daten 0
oder 1) des Bereichsteilers 52 (d. h. der Registerschaltung 52bf)
und die Ausgabe der Registerschaltung 54b2 bei jeder ansteigenden
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die Registerschaltung 54b2 speichert
die Ausgabe des Addierglieds 54b1 im Ansprechen auf eine
ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr.
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Ähnlich besteht
der Zähler 54c aus
einem Addierglied 54c1 und einer Registerschaltung 54c2. Der
Addierer 54c1 addiert die Ausgabe (1-Bit Daten 0 oder 1)
des Bereichsteilers 52 (d. h. der Registerschaltung 52cf)
und die Ausgabe der Registerschaltung 54c2 bei jeder ansteigenden
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die Registerschaltung 54c2 speichert
die Ausgabe des Addierglieds 54c1 im Ansprechen auf eine
ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Der Zähler 54d besteht aus
einem Addierglied 54d1 und einer Registerschaltung 54d2.
Das Addierglied 54d1 addiert die Ausgabe (1-Bit Daten 0
oder 1) des Bereichsteilers 52 (d. h. der Registerschaltung 52df)
und die Ausgabe der Registerschaltung 54d2 bei jeder ansteigenden
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die Registerschaltung 54d2 speichert
die Ausgabe des Addierglieds 54d1 im Ansprechen auf eine
ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr.
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Der
Frequenzzähler 54 zählt die
Frequenz (d. h. die Anzahl von Malen) der eingehenden ansteigenden
Flanken für
alle vier Bereiche ➀ bis ➃ im Ansprechen auf jede
ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr nach starten des
Betriebs der Feinmessschaltung 30.
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Die
Ausgabe des Bereichsteilers 52 wird nicht nur zu dem Frequenzzähler 54 gesendet,
sondern auch zu den Teilungsakkumulatoren 42a und 42b.
Die Teilungsakkumulatoren 42a akkumulieren die Zeitdifferenz,
die von dem Differenzberechner 40a auf Grundlage der Ausgabe
des Bereichsteilers 52 für jeden der vier Bereiche ➀ bis ➃ berechnet
wurde zu dem der Licht-Empfang-Impuls PBr gehört. Ähnlich akkumuliert der Teilungsakkumulator 42b die Zeitdifferenz,
die von dem Differenzberechner 40b auf der Grundlage des
Ausgangs des Bereichsteilers 52 für jeden der vier Bereiche ➀ bis ➃ berechnet
wurde zu dem der Licht-Empfang-Impuls PBr gehört.
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Der
Bereichsteiler 52 spricht auf jede ansteigende Flanke des
Licht-Empfang-Impulses PBr an. Dies wird eine merkliche Zeitverzögerung (Verzögerung)
verursachen, wenn die Information (die den Bereich darstellen zu
dem der Licht-Empfang-Impuls PBr gehört) von dem Bereichsteiler 52 zu
jedem der Teilungsakkumulatoren 52a und 52b übertragen wird.
Diese Zeitverzögerung
(Verzögerung)
ist gleich einer Dauer (Zeitintervall) zwischen zwei aufeinanderfolgenden
ansteigenden Flanken von Licht-Empfang-Impulsen PBr. Die Daten, die eine Zeitdifferenz zwischen
einer ansteigenden Flanke des ersten Referenztaktes CK10 und einer
ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr darstellen, werden in
einen Teilungsakkumulator 42a über den Synchronisator 38a und
dem Differenzbereich 40a eingegeben, die zu jeder ansteigenden
Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr arbeiten. Ähnlich
werden die Daten, die eine Zeitdifferenz zwischen einer ansteigenden
Flanke des zweiten Referenztaktes CK20 und einer ansteigenden Flanke
des Licht-Empfang-Impulses PBr darstellen in den Teilungsakkumulator 42b über den
Synchronisator 38b und den Differberechner 40b eingegeben,
die zu jeder ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr
arbeiten. Mit anderen Worten wird die Übertragung der Zeitdifferenzdaten
mit einer Zeitverzögerung
(Verzögerung)
gleich einer Dauer (Zeitintervall) zwischen zwei aufeinanderfolgenden
ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr durchgeführt. Somit
kann jede der Teilungsakkumulatoren 42a und 42b die
Information empfangen, die den Bereich darstellt zu dem der Licht-Empfang-Impuls
PBr gehört, bevor
die entsprechenden Zeitdifferenzdaten eingegeben werden. Entsprechend
wird der Zeitdifferenzsortierbetrieb, der in jedem der Teilungsakkumulatoren 42a und 42b durchgeführt wird,
genau mit dem Bereichsbeurteilungsbetrieb jedes Bereichsteilers 52 synchronisiert.
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In
dieser Ausführungsform
dienen der Registerabschnitt 50, der Bereichsteiler 52 und
der Frequenzzähler 54 zusammen
als Zählereinrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Takt-Auswähler 56 dient
als Korrekturzeitauswahleinrichtung der vorliegenden Erfindung. Genauer
gesagt wählt
der Takt-Auswähler 56 wünschenswerte
Akkumulationswerte aus und schliesst ungeeignete Akkumulationswerte
unter den Zeitdifferenzakkumulationswerten der jeweiligen Bereiche ➀ bis ➃ aus,
die in jedem der Teilungsakkumulatoren 42a und 42b akkumuliert
sind, zum Berechnen eines Durchschnittswerts (d. h. Korrekturzeit)
in jedem der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitte 44a und 44b.
Dann vergleicht der Takt-Auswähler 56 zwei Durchschnittswerte,
die durch den jeweiligen Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a und 44b erhalten
werden, und wählt
eine der zwei Durchschnittswerte aus, der die höhere Genauigkeit aufweist.
Dann ändert
der Takt-Auswähler 56 die
Position des Auswahlschalters 46 entsprechend dem Auswahlergebnis.
Zur selben Zeit sendet der Takt-Auswähler 56 ein Schaltsignal
zu dem Umschaltschalter 28, der in der Grobmesschaltung 20 vorgesehen
ist. Somit wird die Schaltoperation des Umschaltschalters 28 auf
eine solche Weise durchgeführt,
dass die Messzeit (d. h. die Grobdaten DU), die von der Grobmesschaltung 20 zu
der CPU 2 gesendet werden, und die Korrekturzeit (d. h.
die Feindaten DD), die von der Feinmessschaltung 30 zu
der CPU 2 über den
Auswahlschalter 46 und dem Genauigkeitskorrektor 48 gesendet
werden, auf dem selben Referenztakt CK10 oder CK20 basieren.
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5 zeigt
eine detaillierte Anordnung des Takt-Auswählers 56.
Wie in 5 dargestellt besteht der Takt-Auswähler 56 aus
einem Vergleichsabschnitt 56a, einem Frequenzdifferenzberechnungsabschnitt 56b,
einem Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c, einem
Effektiv-Frequenzberechnungsabschnitt 56d und
einem Effektiv-Datenbeurteilungsabschnitt 56e.
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Selbstverständlich können alle
Abschnitte 56a, 56b, 56c, 56d und 56e durch
eine programmierte Berechnungsverarbeitung eines Mikrocomputers oder
durch eine logische Schaltung jeder anderen geeigneten betriebsfähigen Schaltung
ersetzt werden.
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In
dem Takt-Auswähler 56 vergleicht
der Vergleichsabschnitt 56a die Zählwerte der ansteigenden Flanke
des Licht-Empfang-Impulses PBr in den jeweiligen Bereichen ➀ bis ➃,
die von dem Frequenzzähler 54 gezählt werden.
Dann bestimmt auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses der Vergleichsabschnitt 56a den
Bereich, der den kleinsten Zählwert
aufweist als 1.MIN-Bereich, den Bereich, der den nächstkleineren
Zählwert
aufweist als 2.MIN-Bereich,
den Bereich, der den drittkleinsten Zählwert aufweist als 3.MIN-Bereich,
und den Bereich, der den größten Zählwert aufweist
als MAX Bereich.
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Der
Frequenzdifferenzberechnungsabschnitt 56b berechnet eine
Differenz Δ12
zwischen dem Zählwert
des 1.MIN-Bereichs
und dem Zählwert
des 2.MIN-Bereichs (Δ12
= 2.MIN – 1.MIN)
wie auch eine Differenz Δ23
zwischen dem Zählwert
des 2.MIN-Bereichs und dem Zählwert
des 3.MIN-Bereichs (Δ23
= 3.MIN – 2.MIN).
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Der
Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c wählt Effektivbereiche
aus und schließt
ungeeignete Bereiche unter den oben beschriebenen Bereichen ➀ bis ➃ auf
der Grundlage der Zählwertdifferenzen Δ12 und Δ23 aus, die
von dem Frequenzdifferenzberechnungsabschnitt 56b für die Durchschnittswertsberechnung
in den Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitten 44a und 44b erhalten werden.
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Genauer
gesagt, wird, wenn Δ12 > Δ23, angenommen, dass die Zahl
der ansteigenden Flanken des Licht-Empfang- Impulses PBr, der zu den 1.MIN-Bereich
gehört,
extrem klein im Vergleich mit der Anzahl der ansteigenden Flanken
des Licht-Empfang-Impulses PBr ist, der zu einem anderen Bereich gehört. Somit
wird angenommen, dass viele ansteigende Flanken des Licht-Empfang-Impulses
PBr in einem weiten Bereich von dem 2.MIN-Bereich zu dem MAX-Bereich gestreut
ist. Somit schließt
der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c,
dass der Zeitdifferenzakkumulationswert entsprechend dem 1.MIN-Bereich
ungeeignet ist, und verhindert dementsprechend, dass die Akkumulationswerte
entsprechend dem 1.Min-Bereich verwendet werden, um einen Durchschnittswert
in jedem der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitte 44a und 44b zu
erhalten.
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Ferner
wird angenommen, wenn Δ12 < Δ23, dass
die Anzahl der ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr,
die zu dem 1.MIN-Bereich und dem 2.MIN-Bereich gehören, verglichen mit
der Anzahl der ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr,
die zu dem 3.MIN-Bereich gehören,
extrem klein ist. Somit wird angenommen, dass viele der ansteigenden
Flanken des Licht-Empfang-Impulses in einem Bereich von dem 3.MIN-Bereich
zu dem MAX-Bereich gestreut sind. Somit schließt der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c,
dass die Zeitdifferenzakkumulationswerte entsprechend dem 1.MIN-Bereich
und dem 2.MIN-Bereich ungeeignet sind, und verhindert dementsprechend,
dass die Akkumulationswerte entsprechend dem 1.MIN-Bereich und dem
2.MIN-Bereich zum Erhalten des Durchschnittswertes in jedem der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitte 44a und 44b verwendet
werden.
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Ferner
wird angenommen, dass, wenn Δ12
= Δ23, viele
der ansteigenden Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr in dem MAX-Bereich
liegen. Daher schließt
der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c, dass die
Zeitdifferenz akkumulationswerte entsprechend dem 1.MIN-Bereich,
2.MIN-Bereich und
3.MIN-Bereich ungeeignet sind, und verhindert dementsprechend, dass
die Akkumulationswerte entsprechend dem 1.MIN-Bereich, 2.MIN-Bereich
und 3.MIN-Bereich für
das Erhalten eines Durchschnittswerts in jedem Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a und 44b verwendet
werden.
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Folgendes
ist der Grund, warum der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c wie
oben beschrieben arbeitet.
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Die
Position einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr kann im Ansprechen auf
eine ansteigende Flanke des Referenztaktes CK10 oder CK20 aufgrund
des Flimmerrauschens schwanken. Die Verteilung der ansteigenden
Flanken des Licht-Empfang-Impulses PBr ist eine umgekehrte V-Form,
die symmetrisch um einen wahren Wert streut. Die Zeitdifferenz,
die auf der Grundlage einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr erhalten wird, die weit von dem wahren Wert versetzt ist, enthält möglicherweise
einen großen Fehler.
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Somit
findet der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c einen
oder mehrere Bereiche heraus, die fehlerhafte Zeitdifferenzen mit
Bezug auf die Zählwerte
der jeweiligen Bereiche aufweisen, die in dem Frequenzzähler 54 erhalten
werden. Die Zeitdifferenzakkumulationswerte in den herausgefundenen Bereichen
werden von der Berechnung eines Durchschnittswertes ausgeschlossen
(d. h. Korrekturzeit) in jeder der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitte 44a und 44b.
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Der
oben beschriebene Betrieb des Effektivbereich-Beurteilungsabschnitts 56c beseitigt
wirkungsvoll Berechnungsfehler beim Erhalten eines Durchschnittswertes
in Fällen,
in denen die Berechnungszeitdifferenz einen Feh ler gleich einer
Periode des Differenztaktes CK10 oder CK20 enthält, aufgrund eines sogenannten
Faltungsphänomens,
wobei ansteigende Flanken von Licht-Empfang-Impulsen PBr um eine ansteigende Flanke
des ersten Referenztaktes CK10 oder zweiten Referenztaktes CK20
gespreizt sind.
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Genauer
gesagt, wenn der MAX-Bereich und der 3.MIN-Bereich aufeinander folgend positioniert sind,
vor und nach einer ansteigenden Flanke des ersten Referenztaktes
CK10 (d. h. Bereiche ➃ und ➀, die in 6 gezeigt
sind), setzt der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c die
Zeitmessung durch die erste Feinmessschaltung (die die 1.TAD 34a,
CK10TAD 36a, Synchronisator 38a, Differenzberechner 40a,
Teilungsakkumulator 42a und den Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a enthält) ungültig. Somit
verhindert der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c,
dass der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt die akkumulierten
Werte empfängt,
die auf der Grundlage der aufsteigenden Flanke des ersten Referenztaktes
CK10 erhalten werden. Wenn andererseits der MAX-Bereich und der
3.MIN-Bereich aufeinander folgend positioniert sind, vor und nach
einer aufsteigenden Flanke des zweiten Referenztaktes CK20 (d. h.
Bereiche ➁ und ➂, die in 6 gezeigt
sind), setzt der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c die
Zeitmessung durch die zweite Feinmessschaltung ungültig (die
die 2.TAD 34b, CK20TAD 36b, den Synchronisator 38b,
den Differenzberechner 40b, den Teilungsakkumulator 42b und
den Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44b enthält). Somit
verhindert der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c,
dass der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a die
akkumulierten Werte empfängt,
die auf der Grundlage der aufsteigenden Flanke des zweiten Referenztaktes
CK20 erhalten wurden.
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Wenn
der MAX-Bereich und der 3.MIN-Bereich aufeinanderfolgend positioniert
sind, vor und nach einer aufsteigenden Flanke des Referenztaktes,
der für
die Zeitdifferenzberechnung benutzt werden muss (d. h. erster Referenztakt
CK10 oder zweiter Referenztakt CK10), wird das oben beschriebene Faltungsphänomen auftreten.
Ein Teil der erhaltenen Zeitdifferenzen werden die sein, die auf
der Grundlage eines Referenztaktes gemessen werden, der sich von
dem für
die Zeitdifferenzberechnung zu benutzenden Referenztakt unterscheidet.
Wenn solche fehlerhaft erhaltenen Zeitdifferenzen zur Berechnung eines
Durchschnittswertes benutzt werden, wird es schwer sein, eine genaue
Korrekturzeit zu erhalten.
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Wenn
zum Beispiel die Verteilung des Licht-Empfang-Impulses PBr wie in 6(a) oder 6(f) gestreut sind, ist die Beziehung Δ12 < Δ23 bewiesen.
In diesem Fall wird ein durchschnittlicher Zeitdifferenzwert auf
der Grundlage der Akkumulationswerte entsprechend dem 3.MIN-Bereich und dem MAX-Bereich
berechnet. Gemäß der in 6(a) oder 6(f) gezeigten
Verteilung, sind der MAX-Bereich
und der 3.MIN-Bereich aufeinanderfolgende Bereiche ➁ und ➂,
die vor und nach einer aufsteigenden Flanke des zweiten Referenztaktes
CK20 liegen. Der zweite Referenztakt CK20, der für die Zeitdifferenzberechnung
in dem Bereich ➁ benutzt wird, unterscheidet sich von dem
zweiten Referenztakt CK20, der für
die Zeitdifferenzberechnung in dem Bereich ➂ benutzt wird.
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Ferner
wird, wenn die Verteilung des Licht-Empfang-Impulses PBr wie in 6(c) streut, die
Beziehung Δ12 < Δ23 bewiesen.
In diesem Fall wird ein Durchschnittszeitdifferenzwert auf der Grundlage
der Akkumulationswerte entsprechend dem 3.MIN-Bereich und dem MAX-Bereich
berechnet. Gemäß der in 6(c) gezeigten Verteilung liegen in dem
MAX-Bereich und dem 3.MIN-Bereich aufeinander folgende Bereiche ➃ und ➀ vor
und nach einer aufsteigenden Flanke des ersten Referenztaktes CK10.
Der erste Referenztakt CK10, der für die Zeitdifferenzberechnung
in dem Bereich ➀ benutzt wird, unterscheidet sich von dem
ersten Referenztakt CK10, der für
die Zeitdifferenzberechnung in dem Bereich ® benutzt wird.
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Auf
diese Weise spreizen der MAX-Bereich und der 3.MIN-Bereich den Referenztakt,
der als ein Zeitdifferenzmesskriterium dient (d. h. erster Referenztakt
CK10 oder zweiter Referenztakt CK20). Entsprechend eines solchen
Faltungsphänomens
enthalten Akkumulationswerte, die in den jeweiligen Bereichen berechnet
wurden, Fehler entsprechend einer Periode des Referenztaktes. Wenn
solche Akkumulationswerte, die Fehlerkomponenten enthalten, beim
Erhalt einer Durchschnittszeitdifferenz benutzt werden, wird es
schwierig sein, eine genaue Korrekturzeit zu erhalten.
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Daher
setzt der Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56C den
Betrieb der Messschaltung ungültig,
im Ansprechen auf den entsprechenden Referenztakt CK10 oder CK20,
wenn der MAX-Bereich und der 3.MIN-Bereich aufeinanderfolgend vor und
nach einer ansteigenden Flanke des Referenztaktes CK10 oder CK20
positioniert sind. Somit beseitigt diese Ausführungsform die von dem Faltungsphänomen abgeleiteten
Probleme.
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Demzufolge
werden, wenn die Verteilung des Licht-Empfang-Impulses PBr, wie in 6(a) oder 6(f) gezeigt,
streut, nur die Zeitdifferenzen (d. h. T1, dargestellt in 6),
die in Bereichen ➁ und ➂ auf der Grundlage des
ersten Referenztaktes CK10 gemessen wurden, als gültige Daten
beurteilt. Somit setzt die Feinmessschaltung 30 nur den
Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a gültig, um
einen Korrekturwert zu berechnen. Wenn andererseits die Verteilung
des Licht-Empfang-Impulses PBr,
wie in 6(c) gezeigt, streut, werden
nur die Zeitdifferenzen (d. h. T2, dargestellt in 6),
die in den Bereichen ➃ und ➀ auf der Grundlage
des zweiten Referenztaktes CK20 gemessen werden, als gültige Daten
beurteilt. Somit setzt die Feinmessschaltung 30 nur den
Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44b gültig, um
einen Korrekturwert zu berechnen. Auf diese Weise verhindert die
Feinmessschaltung 30 wirkungsvoll, dass die CPU 2 einen
fehlerhaften Korrekturwert empfängt.
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Als
nächstes
gibt, basierend auf dem Beurteilungsergebnis (d. h. Effektivbereiche)
in dem Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c,
der Effektivfrequenzberechnungsabschnitt 56d nur die Zählwerte
der Effektivbereiche unter den vier Arten der Zählwerte ein (entsprechend den
vier Bereichen ➀ bis ➃), die in dem Frequenzzähler 54 erhalten
werden. Dann veranlasst der Effektivfrequenzberechnungsabschnitt 56d jeden
der Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitte 44a und 44b,
einen Durchschnittswert auf der Grundlage nur der Zählwerte
der Effektivbereiche zu erzielen.
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Als
nächstes
berechnet der Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e eine
erste Summe ➀ + ➃, die die Zählwerte entsprechend der Bereiche ➀ und ➃ darstellt,
die vor und nach einer aufsteigenden Flanke des ersten Referenztaktes
CK10 liegen, und berechnet ebenso eine zweite Summe ➁ + ➂,
die die Zählwerte
entsprechend der Bereiche ➁ und ➂ darstellt, die
vor und nach einer aufsteigenden Flanke des zweiten Referenztaktes
CK20 liegen. Dann vergleicht der Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e die
erste Summe ➀ + ➃ mit der zweiten Summe ➁ + ➂.
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Wenn
die erste Summe ➀ + ➃ kleiner als die zweite Summe ➁ + ➂ ist
(d. h. ➀ + ➃ < ➁ + ➂),
wird beurteilt, dass die Korrekturzeit, die auf der Grundlage des
ersten Referenztaktes CK10 in der ersten Feinmessschaltung (34a, 36a, 38a, 40a, 42a, 44a) erzielt
wird, genauer als die Korrekturzeit ist, die auf der Grundlage des
zweiten Referenztaktes CK20 in der zweiten Feindesschaltung erzielt
wird. Deshalb wird ein Auswahlsignal, das die Ausgabe des Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitts 44a anzeigt,
zu dem Auswahlschalter 46 von dem Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e gesendet.
Zur selben Zeit wird ein Auswahlsignal, das die Ausgabe des Spitzenwertdetektors 26a anzeigt,
zu dem Umschaltschalter 28 von dem Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e gesendet.
Dementsprechend werden die Messzeitdaten auf der Grundlage des ersten
Referenztaktes gleichzeitig zu der CPU 2 von der Grobmessschaltung 20 und
der Feinmessschaltung 30 gesendet.
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Andererseits
wird, wenn die erste Summe ➀ + ➃ größer als
die zweite Summe ➁ + ➂ ist (d. h. ➀ + ➃ > ➁ + ➂),
beurteilt, dass die auf der Grundlage des zweiten Referenztaktes
CK20 erzielte Korrekturzeit in der zweiten Feinmessschaltung (34b, 36b, 38b, 40b, 42b, 44b)
genauer ist als die Korrekturzeit, die auf der Grundlage des ersten
Referenztaktes CK10 in der ersten Feinmessschaltung erzielt wird.
Deshalb wird ein Auswahlsignal, das die Ausgabe des Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitts 44b anzeigt,
zu dem Auswahlschalter 46 von dem Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e gesendet.
Zur selben Zeit wird ein Auswahlsignal, das die Ausgabe des Spitzenwertdetektors 26b anzeigt,
zu dem Umschaltschalter 28 von dem Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e gesendet.
Dementsprechend werden die Messzeitdaten, basierend auf dem zweiten
Referenztakt CK20, gleichzeitig zu der CPU 2 von der Grobmessschaltung 20 und
der Feinmessschaltung 30 gesendet.
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Folgendes
ist der Grund, warum der Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e auf
oben beschriebene Weise arbeitet.
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Wenn
der MAX-Bereich und der 3.MIN-Bereich aufeinanderfolgend vor und
nach einer aufsteigenden Flanke eines Referenztaktes CK10 und CK20
positioniert sind, wird die Korrekturzeit, die auf der Grundlage
dieses Referenztaktes CK10 und CK20 gemessen wird, durch den Betrieb
des Effektivdatenbeurteilungsabschnitts 56c ungültig gesetzt. Wenn
der MAX-Bereich und der 3.MIN-Bereich nicht aufeinanderfolgend vor
und nach einer ansteigenden Flanke des Referenztaktes CK10 oder
CK20 liegen, werden die zwei Arten von Korrekturzeiten auf der Grundlage
der ersten und zweiten Referenztakte CK10 und CK20 in den ersten
und zweiten Feinmessschaltungen berechnet. Eine der zwei Korrekturzeiten
wird ausgewählt
und zu der CPU 2 als Korrekturzeit gesendet (d. h. Feindaten
DD).
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Bei
dem Auswählen
einer optimalen der zwei Korrekturzeiten sollten folgende Punkte
betrachtet werden.
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Wenn
sich die Verteilung des Licht-Empfang-Impulses PBr auf der Grenze
zwischen den Bereichen ➂ und ➃, wie in 6(b) gezeigt, zentriert, oder wenn sich
die Verteilung des Licht-Empfang-Impulses PBr auf der Grenze zwischen
den Bereichen ➀ und ➁ zentriert, wie in 6(e) gezeigt, ist die Beziehung Δ12 < Δ23 bewiesen.
Alle Zeitdifferenzakkumulationswerte entsprechend dem 1.MIN-Bereich und dem 2.MIN-Bereich
werden von der Berechnung eines Durchschnittswertes ausgeschlossen.
In diesem Fall gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen
der Auswahl einer Korrekturzeit auf der Grundlage der Zeitdiffe renz
(T1, gezeigt in 6), die auf der Grundlage des
ersten Referenztaktes CK10 gemessen wird, und dem Auswählen einer Korrekturzeit
auf der Grundlage der Zeitdifferenz (T2, gezeigt in 6),
die auf der Grundlage des zweiten Referenztaktes CK20 gemessen wird.
Mit anderen Worten tritt kein nachteiliger Einfluss des oben beschriebenen
Faltungsphänomens
auf.
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Aber
wenn die Verteilung des Licht-Empfang-Impulses PBr sich auf dem
Mittelpunkt des Bereiches ➀ zentriert, wie in 6(d) gezeigt, ist die Beziehung Δ12 > Δ23 bewiesen. Nur die Zeitdifferenzakkumulationswerte
entsprechend dem 1.MIN-Bereich (Bereich ➂) werden ausgeschlossen. Und
ein Durchschnittswert wird auf der Grundlage der Zeitdifferenzwerte
berechnet, die auf der Grundlage des ersten Referenztaktes CK in
den verbleibenden effektiven Bereichen gemessen wird (Bereich ➀, ➁ und ➃).
Aber die in dem Bereich ➃ gemessenen Zeitdifferenzwerte,
oder die Zeitdifferenzwerte, die in den Bereichen ➀ und ➃ gemessen
werden, sind dem oben beschriebenen Faltungsphänomen unterworfen. Daher wird
es schwierig, eine Korrekturzeit genau zu messen.
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Angesichts
des Obigen funktioniert der Effektivdatenbeurteilungsabschnitt 56e in
der oben beschriebenen Weise, um eine Korrekturzeit auszuwählen, die
von der Zeitdifferenz abgeleitet ist (T2, gezeigt in 6),
die auf der Grundlage des zweiten Referenztaktes CK20 gemessen ist.
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Dementsprechend
kann die Feinmessschaltung 30 eine optimale der zwei Korrekturzeiten
auswählen,
die in zwei Arten von Feinmessschaltungen gemessen wurden. In dieser
Hinsicht ist eine von der Feinmessschaltung 30 ausgewählte Korrekturzeit sehr
nahe an dem wahren Wert. Das macht es für die CPU2 möglich, den
Abstand von dem systemeige nen Fahrzeug zu einem gemessenen Objekt
auf der Grundlage von genauen Zeitdaten zu messen, d. h. die Messzeit
(d. h. Grobdaten DU), die in der Grobmessschaltung 20 erhalten
wird und die Korrekturzeit (d. h. Feindaten DD), die in der Feinmessschaltung 30 erhalten
wird.
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5 zeigt
eine detaillierte Anordnung der ersten Feinmessschaltung, die den
Synchronisator 38a, den Differenzberechner 40a,
den Teilungsakkumulator 42a und den Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a umfasst,
die im Wesentlichen gleich dem der zweiten Feinmessschaltung ist,
die den Synchronisator 38b, den Differenzberechner 40b,
den Teilungsakkumulator 42b und den Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44b umfasst.
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Wie
in 5 gezeigt, umfasst der Synchronisator 38a eine
Registerschaltung 38a1, die eine Ausgabe (d. h. Taktflankenzeitdaten)
des CK10TAD 34a bei einer aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr speichert, und eine Registerschaltung 38a2 umfasst,
die eine Ausgabe (d. h. Licht-Empfang-Impulsflankenzeitdaten) der
1.TAD 36a bei einer aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr speichert.
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Ferner
umfasst der Synchronisator 38a eine Verzögerungsschaltung
(DLY) 38a3, die den Licht-Empfang-Impuls PBr um eine vorbestimmte Zeit
verzögert
(z. B. eine halbe Periode des ersten Referenztaktes CK10), die kürzer als
eine Periode des ersten Referenztaktes CK10 ist. Eine Registerschaltung 38a4 wird
im Ansprechen auf eine ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr aktiviert, die durch die Verzögerungsschaltung 38a3 hindurchgeht.
Die Ausgabe (d. h. die Taktflankezeitdaten) von CK10TAD 34a wird
von der Registerschaltung 38a4 bei einer auf steigenden
Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr gespeichert.
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Die
Licht-Empfangsimpulsflankezeitdaten, die von der Registerschaltung 38a2 zwischengespeichert
werden, werden direkt zu dem Differenzberechner 40a gesendet.
Die Taktflankezeitdaten, die von den Registerschaltungen 38a1 und 38a4 gespeichert werden,
werden jeweils zu dem Auswahlschalter 38a5 gesendet, der
in dem Synchronisator 38a vorgesehen ist.
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Der
Auswahlschalter 38a5 spricht auf eine Ausgabe der Registerschaltung
(z. B. DFF) 38a6 an, der den ersten Referenztakt CK10 bei
einer aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr zwischenspeichert.
Wenn die Registerschaltung 38a6 ein H-Pegel-Signal ausgibt,
wählt der
Auswahlschalter 38a5 die Taktflankezeitdaten aus, die durch
die Registerschaltung 38a4 gespeichert sind. Wenn die Registerschaltung 38a6 ein
L-Pegel-Signal ausgibt, wählt
der Auswahlschalter 38a5 die Taktflankezeitdaten aus, die
von der Registerschaltung 38a1 gespeichert sind.
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Die
von dem Auswahlschalter 38a5 ausgewählten Taktflankezeitdaten werden
von der Registerschaltung 38a7 gespeichert, die im Ansprechen auf
eine aufsteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr aktiviert
wird. Der Differenzberechner 40a empfängt die Taktflankezeitdaten,
die von der Registerschaltung 38a7 gespeichert sind.
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Der
Synchronisator 38a empfängt
die Licht-Empfang-Impulsflankezeitdaten,
die von der 1.TAD 36A gemessen werden, und speichert sie
bei der nächsten
aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Die so gespeicherten
Zeitdaten werden zu dem Differenzberechner 40a gesendet.
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Der
Differenzberechner 40a misst aufeinanderfolgend die Zeitdifferenzen
DD1, DD2, ..., die jeweils eine Dauer (d. h. ein Zeitintervall)
zwischen einer aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr
und einer aufsteigenden Flanke des unmittelbar vorhergehenden Referenztaktes
CK10 darstellt, wie zuvor beschrieben. Deshalb umfasst der Synchronisator 38a eine
Registerschaltung 38a1, die die Taktflankezeitdaten von
CK10TDA 34a bei einer aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr
speichert, und eine Registerschaltung 38a7, die die Ausgabe
der Registerschaltung 38a1 bei der nächsten aufsteigenden Flanke
des Licht-Empfang-Impulses PBr speichert.
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Aber
eine Ausgabe des A/D-Umwandlungsschaltkreises (d. h. TAD) ist unmittelbar
nach einer Eingabe eines Objektsignals unstabil, wird jedoch nach
dem Verstreichen einer vorbestimmten Verzögerungszeit stabil. Wenn der
Synchronisator 38a aus nur drei Registerschaltungen aufgebaut
ist (d. h. eine Registerschaltung 38a2, die die Licht-Empfangimpulsflanke-Zeitdaten
speichert, und zwei Registerschaltungen 38a1 und 38a7,
die die Taktflankezeitdaten speichern), wird es schwierig sein,
die Taktflankezeitdaten genau zu speichern, wenn eine Zeitdifferenz
zwischen einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr und einer ansteigenden Flanke
des ersten Referenztaktes CK10 klein ist. Die Zeitdifferenz, die
in dem Differenzberechner 40a berechnet wird, wird einen
merklichen Fehler enthalten.
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Angesichts
des Obigen weist der Synchronisator 38a eine Verzögerungsschaltung 38a3,
eine Registerschaltung 38a4, einen Auswahlschalter 38a5 und
eine Registerschaltung 38a6 zusätzlich zu den oben beschriebenen
drei Registerschaltungen auf (38a1, 38a2, 38a7).
Wenn der Signalpegel des ersten Referenztaktes CK10, der von der
Registerschaltung 38a6 gespeichert ist, hoch ist (d. h.
wenn der Licht-Empfang-Impuls PBr innerhalb der Zeit gleich einer
halben Periode des ersten Referenztaktes CK10 ansteigt seit einem
Anstieg des ersten Referenztaktes CK10), kann die Ausgabe des CK10TAD 34a instabil
sein. Deshalb wählt
der Auswahlschalter 38a5 die Taktflankezeitdaten aus, die durch
die Registerschalter 38a4 zu einem verzögerten Zeitpunkt gespeichert
sind, der später
als der Anstieg des Licht-Empfang-Impulses PBr ist. Andererseits
wählt der
Auswahlschalter 38a5 die Taktflankezeitdaten aus, die von
der Registerschaltung 38a1 zwischengespeichert sind.
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Daher
kann der Synchronisator 38a die Zeitdaten entsprechend
einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr genau zwischenspeichern,
genauso wie die Zeitdaten entsprechend einer unmittelbar vorhergehenden
ansteigenden Flanke des ersten Referenztaktes CK10. Diese Zeitdaten werden
gleichzeitig an einen Differenzberechner 40a ausgegeben.
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Dementsprechend
kann der Differenzberechner 40a eine Zeitdifferenz zwischen
einer ansteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr und einer
ansteigenden Flanke des ersten Referenztaktes CK10 genau erhalten,
auf der Grundlage der Zeitdaten (d. h. der Taktflankezeitdaten und
der Lichtempfang-Impulsflankezeitdaten), die von dem Synchronisator 38a empfangen
werden.
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Wie
in 5 gezeigt, besteht der Differenzberechner 40a aus
einer Subtraktionsschaltung 40a1 und einer Registerschaltung 40a2.
Die Subtraktionsschaltung 40a1 subtrahiert die Taktflankezeitdaten von
den Lichtempfang-Impulsflankezeitdaten.
Die Registerschaltung 40a2 speichert die Ausgabe (d. h. die
Zeitdifferenzdaten) der Subtraktionsschaltung 40a1 bei
einer ansteigenden Flanke des ersten Referenztaktes CK10. Die Zeitdifferenzdaten,
die von der Registerschaltung 40a2 zwischengespeichert
werden, werden zu dem Teilungsakkumulator 42a gesendet.
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Der
Teilungsakkumulator 42a umfasst vier Auswahlschalter 42a➀, 42a➁, 42a➂, 42a➃,
vier Addierglieder 42a1, 42a2, 42a3, 42a4 und
vier Registerschaltungen 42a5, 42a6, 42a7, 42a8.
Jede der Auswahlschalter 42a➀ bis 42a➃ gibt
auswählend
Zeitdifferenzdaten ein, die von dem Differenzberechner 40a im
Ansprechen auf ein H-Pegel-Signal ➀, ➁, ➂ oder ➃ von
dem Bereichsteiler 52 gesendet werden. Die H-Pegel-Signale ➀ bis ➃ stellen
jeweils einen Bereich dar, zu dem eine ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses
PBr gehört.
Jede der Addierglieder 42a1 bis 42a4 akkumuliert
Zeitdifferenzdaten, die selektiv von miteinander verbundenen Auswahlschaltern 42a➀, 42a➁, 42a➂ oder 42a➃ empfangen
werden. Jede der Registerschaltungen 42a5 bis 42a8 speichert
die Ausgabe (d. h. die Akkumulationsdaten) der entsprechenden Addierglieder 42a1, 42a2, 42a3 oder 42a4 bei
einer aufsteigenden Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr. Jede
der Akkumulationsdaten, die von der Registerschaltung 42a5, 42a6, 42a7 und 42a8 gespeichert
werden, werden zu dem Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a gesendet
und ebenso zu dem entsprechenden Addierglied 42a1, 42a2, 42a3 oder 42a4 rückgekoppelt.
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Dementsprechend
wird, nachdem der Bereichsteiler 52 den Bereich rausfindet
(d. h. ➀, ➁, ➂ oder ➃), zu dem
eine eingehende ansteigende Flanke des Licht-Empfang-Impulses PBr gehört, die
Ausgabe des Differenzberechners 40a in das entsprechende
Addierglied 42a1, 42a2, 42a3 oder 42a4 über den
Auswahlschalter 42a➀, 42a➁, 42a➂ oder 42a➃ eingegeben.
Jeder der Addierglieder 42a1, 42a2, 42a3 und 42a4 akkumuliert
die Ausgabe (d. h. die Zeitdifferenzdaten), die von dem Differenzberechner 40a eingegeben
werden. Die akkumulierten Werte der Addier glieder 42a1, 42a2, 42a3 und 42a4 werden zu
dem Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a über verbundene
Registerschaltungen 42a5, 42a6, 42a7 und 42a8 jeweils
gesendet.
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Der
Effektivbereich-Durchschnittsbildungsabschnitt 44a umfasst
vier Auswahlschalter 44a➀, 44a➁, 44a➂ und 44a➃ zum
Eingeben der Akkumulationswerte der Bereiche ➀, ➁, ➂ und ➂ vom
Teilungsakkumulator 42a. Diese Auswahlschalter 44a➀, 44a➁, 44a➂ und 44a➃ geben
selektiv die Akkumulationswerte entsprechend den Effektivbereichen
ein, die dahingehend beurteilt wurden, dass sie für die Durchschnittsberechnung
wirksam sind (d. h. Korrekturzeitberechnung) durch einen Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c.
Deshalb ist die Lage der jeweiligen Auswahlschalter 44a➀, 44a➁, 44a➂ und 44a➃ entsprechend
einer Ausgabe (d. h. Bewertungsergebnis) des Effektivdatenbeurteilungsabschnitts 56c verändert.
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Das
Addierglied 44a1 addiert die akkumulierten Werte, die durch
den Auswahlschalter 44a➀, 44a➁, 44a➂ und 44a➃ eingegeben
werden. Die Registerschaltung 44a2 speichert das addierte
Ergebnis (d. h. Daten) des Addierglieds 44a1 bei einer
aufsteigenden Flanke des Betriebabschlusstaktes CKe.
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Die
Durchschnittsberechnungsschaltung 44a3 gibt die Ausgabe
(d. h. das addierte Ergebnis des Addierglieds 44a1) der
Registerschaltung 44a2 im Ansprechen auf ein Ansteigen
der Flanke des Betriebsabschlusstaktes CKe ein. Die Durchschnittsberechnungsschaltung 44a3 teilt
das addierte Ergebnis des Additionsglieds 44a1 durch die
effektive Frequenz, die durch den Effektivfrequenzberechnungsabschnitt 56d erhalten
wird, wodurch ein Durchschnittswert der Zeitdifferenzen auf der
Grundlage der Daten entsprechend nur der wirksamen Bereiche erhalten
wird, die durch den Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c beurteilt
werden. Der erhaltene Durchschnittswert, der als Korrekturzeitdaten
(d. h. Feindaten DD) dient, wird zu dem Auswahlschalter 46 gesendet.
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Dementsprechend
berechnet der Effektivbereich-Durchschnittbildungsabschnitt 44a einen Durchschnittswert
der Zeitdifferenzen (jede Zeitdifferenz stellt eine ansteigende
Flanke des ersten Referenztaktes CK10 und eine ansteigende Flanke
des Licht-Empfang-Impulses PBr dar) auf der Grundlage nur der Akkumulationswerte
entsprechend der wirksamen Bereiche, die für die Durchschnittsberechnung
wirksam sind, wie durch den Effektivbereich-Beurteilungsabschnitt 56c beurteilt.
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Wie
oben beschrieben, erhält,
gemäß dem Abstandsmesssystem
dieser Ausführungsform,
die Grobmessschaltung 20, die eine Zeitauflösung gleich einer
Periode des Referenztaktes CK10 aufweist, eine ungefähre Messobjektzeit
DU (d. h. Zeitdaten, die für
die Abstandsmessung erhalten werden müssen). Die Feinmessschaltung 30,
die eine Zeitauflösung
gleich der Gatter-Verzögerungszeit
eines Gatters aufweist, erhält
eine Fehlerkomponente der Messzeit (d. h. Korrekturzeit). Die CPU 2 empfängt die
ungefähre
Messobjektzeit DU von der Grobmessschaltung 20 und empfängt ebenso
die Korrekturzeit DD von der Feinmessschaltung 30.
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Das
Abstandsmesssystem dieser Ausführungsform
benötigt
nur eine Abstandsmessoperation zum gründlichen Durchführen einer
genauen Zeitmessung, die durch die Grobmessschaltung 20 und die
Feinmessschaltung 30 verwirklicht wird. Somit kann das
Abstandsmesssystem dieser Ausführungsform
die Aktivierfrequenz (d. h. die Anzahl von Malen) der Laserdiode
LD verringern, die die Licht ausstrahlende Vorrichtung 14 bildet,
und verhindert daher wirkungsvoll, dass die Laserdiode LD aufgrund
der außerordentlichen
Hitzeerzeugung beeinträchtigt
wird.
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Ferner
erzeugt, gemäß dieser
Ausführungsform,
der Schiebetaktgenerator 11 einen zweiten Referenztakt
CK20, der eine Phasendifferenz von 180° in Bezug auf den ersten Referenztakt
CK10 aufweist. Die Grobmessung und die Feinmessung werden unter
Verwendung von zwei Arten von Referenztakten CK10 und CK20 durchgeführt. Dementsprechend kann
die Messzeit der Grobmessschaltung 20 unter Verwendung
der Korrekturzeit der Feinmessschaltung 30 genau korrigiert
werden.
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Der
Takt-Auswähler 56 wählt genaue
Korrekturzeiten unter den Korrekturzeiten aus, die auf der Grundlage
der ersten und zweiten Referenztakte CK10 und CK20 gemessen werden.
Entsprechend dem Auswahlergebnis des Takt-Auswählers 56 wählt die
Grobmessschaltung 20 die Messzeit entsprechend desselben
Referenztaktes aus wie die der Korrekturzeiten, die von dem Takt-Auswähler 56 ausgewählt werden.
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Gemäß dem Abstandsmesssystem
dieser Ausführungsform
kann die Feinmessschaltung 30 eine Korrekturzeit genau
messen. Die CPU 2 kann einfach und genau den Abstand von
einem systemeigenen Fahrzeug zu einem Objekt messen auf der Grundlage
der Messzeit der Grobmessschaltung 20 und der Korrekturzeit
der Feinmessschaltung 30.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offengelegte Ausführungsform
begrenzt, und kann daher auf verschiedene Weise abgewandelt werden.
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Zum
Beispiel kann das Abstandsmesssystem der vorliegenden Erfindung
als Zeitmessvorrichtung verwendet werden zum einfachen Messen einer Zeitdauer
(d. h. Zeitintervall) von einem beliebigen Messstartpunkt bis zur
Eingabe eines Impulssignals oder einer Impulsfolge.
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Es
ist ebenso wünschenswert,
dass die Grobmessschaltung 20 die Zeitmessung auf der Grundlage
nur des ersten Referenztaktes CK10 durchführt unter der Voraussetzung,
dass die Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Referenzzeiten
CK10 und CK20 genau bei 180 Grad gehalten wird.
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Diese
Erfindung kann auf verschiedene Weisen ausgeführt werden, ohne von dem Geist
der wesentlichen Eigenschaften davon abzuweichen. Die vorliegende
Ausführungsform,
wie sie beschrieben ist, soll daher nur illustrativ und nicht einschränkend sein,
da der Bereich der Erfindung eher durch die beiliegenden Ansprüche definiert
wird als durch die sie präzisierende
Beschreibung. Alle Veränderungen, die
innerhalb der natürlichen
Grenzen innerhalb der Ansprüche
liegen, oder Äquivalenten
solcher natürlicher
Grenzen, sollen daher von den Ansprüchen umfasst sein.