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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sehr kurze Zeiten (Nanosekunden) messen?


Autor: Markus H. (Gast)
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Hallo, ich habe nicht vor, so etwas zu bauen, sondern interessiere mich 
eher dafür, wie um alles in der Welt so etwas funktionieren kann?!

Es gibt diese Faserkreisel, die Drehraten messen können, zum Beispiel in 
der Flugzeugnavigation zusammen mit Beschleunigungsmessern. Man schickt 
einen Lichtimpuls durch eine "Wicklung" Glasfaser, einmal in die eine 
Richtung, einmal in die andere Richtung. Aus der Laufzeitdifferenz 
dieser Lichtimpulse kann man dann die Drehrate berechnen, da ja das 
Licht in die eine Richtung mehr Strecke zurücklegen muß als in die 
andere, wenn sich die Anordnung dreht. Diese Dinger sind unheimlich 
genau und können sogar die Erddrehung noch rausmessen.

Die Lichtgeschwindigkeit in Glas ist ungefähr 2*10^8 km/s. Nehmen wir 
an, die aufgespulte Glasfaser ist 10m lang. Das entspricht dann einer 
Laufzeit von 50ns, wenn ich richtig gerechnet habe. Wie um alles in der 
Welt kann man die messen, vor allem kleine Differenzen 50ns +/- 0,0001ns 
?! Oder gibt es da einen speziellen Trick?

Autor: uzu (Gast)
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Ich schätze mal, die messen nicht direkt, sondern tricksen.
Such mal nach Interferometer.

Autor: uzu (Gast)
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Autor: uzu (Gast)
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Gleiche Idee, neuere Technik (halt keine Spiegel mehr)
http://de.wikipedia.org/wiki/Faserkreisel

Autor: Markus H. (Gast)
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Ja genau, den Faserkreisel aus dem letzten Post meinte ich. Wie wird 
aber die Interferenz gemessen?

Autor: Frank (Gast)
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Eine Möglichkeit sehr kurze Zeiten zu messen ist der Einsatz von TDC's 
(Time to digital Converter). Die Zeit wird dabei über Gatterlaufzeiten 
ermittelt. Zeitmessungen sind bis in den Pikosendenbereich möglich.

Ein Anbieter solcher TDC ist acam.

www.acam.de

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Wenn sich zwei Lichtstrahlen überlagern, die aus derselben Lichtquelle 
stammen, geht das konstruktiv oder destruktiv, je nach Phasenlage der 
beiden Wellen zueinander. Das kann man im einfachsten Fall mit einer 
Helligkeitsmessung feststellen.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ein Referenzstrahl und ein Messtrahl werden verglichen in Phase und 
Frequenz.
So lassen sich extrem kurze Wege (Phasensprünge) und Geschwindigkeiten 
(Frequenz) messen. Ich habe hier in der Firma mit Abgleicharbeiten und 
Neukalibrierungen - manchmal auch Austausch der APD's im ZLM500 zu tun. 
Allerdings nicht dirket. Macht mein Kollege.
Aber ein ZLM500 zB. kann das sehr gut. Da wird die Pumpfrequenz vom 
Laser (etwas über 600Mhz?) auf x.xxGhz vervielfacht und mit der ebenfall 
vervielfachten Pumpfregquenz des Messtrahls gemischt. Pahsenverschiebung 
und Mischfrequenz werden dann digitalisiert und am PC zur Auswertung 
gebracht. Wie (ganz) genau, kann ich nicht sagen... (naja, könnte ich 
schon)

AxelR.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Pahse = Phase

Autor: Ugene (Gast)
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> Die Lichtgeschwindigkeit in Glas ist ungefähr 2*10^8 km/s.
gemeint ist 2*10^8 m/s, nicht km/s

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