Die Erfindung betrifft einen Empfänger zur Ortung eines von einer verschütteten Person mitgeführten Senders, welcher ein Markiersignal aussendet. Dieser Empfänger umfasst eine Antenne und eine Übertragungseinrichtung, deren Eingang das von der Antenne abgegebene Signal zugeführt wird. Ein weiterer Bestandteil dieses Empfängers ist ein elektroakustischer Wandler, dem ein Signal, dessen Amplitude von der Amplitude des Ausgangssignals der Übertragungseinrichtung abhängt, zugeführt wird.. Die Übertragungseinrichtung ist dabei derart beschaffen, dass deren Ausgangssignal mindestens angenähert proportional zum Eingangssignal ist. Solche Geräte sind bekannt.
Damit durch Beobachtung der im Wandler auftretenden Lautstärkeunterschiede die Richtung, aus welcher die Markiersignale kommen, bestimmt werden kann, ist es notwendig, dass bei einer Bewegung des Suchgerätes um ungefähr 1 m auf einer gegen den Sender gerichteten Linie die sich ergebende Veränderung der empfangenen Feldsträrke genügt, um wahrnehmbare Lautstärkeunterschiede hervorzurufen. Diese Bedingung muss im ganzen Bereich der Feldstärke, innerhalb welchem das Gerät verwendet werden soll, erfüllt sein. Die sich dabei ergebende Schwierigkeit besteht darin, dass der Bereich, innerhalb welchem sich die Amplitude des Tonsignals verändern kann, durch die verwendeten Verstärker und das Ohr begrenzt und wesentlich kleiner ist als der Bereich der zu empfangenden Feldstärken.
Um das erwähnte Ziel zu erreichen ist es notwendig, die Empfindlichkeit, d.h. den Zusammenhang zwischen der empfangenen Feldstärke und der Amplitude des Tonsignals, jeweils dem Feldstärkenbereich anzupassen, inneihalb welchem beobachtet werden soll.
Es ist nahelieX end, eine solche Empfindlichkeitsregelung mit einer von Hand zu bedienenden Einrichtung zu bewerkstelligen, mit welcher der zwischen Ausgangssignal und Eingangssignal der Übertragungseinrichtung wirksame Proportionalitätsfaktor veränderbar ist. Mit einer solchen Regelung allein können jedoch die theoretisch vorhandenen Möglichkeiten zur Feststellung kleiner Feldstärkeänderungen nicht ausgenützt werden. Dies ist dem Umstand zuzuschreiben, dass durch die letztgenannte Art von Regelung lediglich der Punkt, an welchem bei steigender empfangener Feldstärke das Tonfrequenzsignal die grösstmögliche Amplitude erreicht, verschiedenen Feldstärken zugeordnet wird, während unbekümmert um die Einstellung des Reglers das gänzliche Verschwinden des Tones immer bei der schwächsten der zu empfangenden Feldstärken auftritt.
Infolgedessen sind die empfindlichen Feldstärken-Bereiche in den unempfindlichen enthalten, wodurch in einem unempfindlichen Feldstärken Bereich nur ein Teil des Amplitudenbereichs des Tonsignals ausgenützt werden kann und daher dort die Möglichkeit zur Feststellung von Feldstärkeänderungen verschlectltert wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung einer von Hand zu bedienenden Einrichtung zur Regelung der Empfindlichkeit die Aufgabe gelöst, die sich bei verschiedener Einstellung der Empfindlichkeit ergebenden, je dem ganzen möglichen Amplitudenbereich der Tonspannung zugeordneten Feldstärkebereiche zu verkleinern. Die Erfindung ermöglicht damit, die vorher erwähnten Nachteile zu beheben. Sie betrifft ein Suchgerät der eingangs beschriebenen Art, welches durch eine zwischen der Übertragungseinrichtung und dem Wandler angeordnete, eine Ansprechschwelle enthaltende Umsetzeinrichtung gekennzeichnet ist, welche dem Wandler ein Signal zuführt, dessen Amplitude zu einem einen festen Schwellenwert übersteigenden Anteil der Amplitude des Ausgangssignals der Übertragungseinrichtung mindestens angenähert proportional ist.
Durch verschiedene Einstellung des genannten Proportionalitätsfaktors wird der gesamte Amplitudenbereich des dem Wandler zugeführten Signals verschiedenen Teilbereichen innerhalb des vom Gerät ausgewerteten Gesamtbereichs der Feldstärken derart zugeordnet, dass eine bestimmte Feldstärke höchstens zwei Teilbereichen angehört.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt das zum Teil als Blockschema und zum Teil mit Details dargestellte Schaltschema dieses Ausführungsbeispiels.
Die Figur 2 stellt den Zusammenhang zwischen empfangener Feldstärke des Markiersignals und den Amplituden, bezw. Potentialen von vier verschiedenen im Empfänger auftretenden Signalen bei fünf verschiedenen Einstellungen des Proportionalitätsfaktors dar.
Der Empfänger besteht aus der Antenne A, der Übertra gungseinrichtung U, der Umsetzeinrichtung und dem Hörer H, wobei sich die Übertragungseinrichtung U ihrerseits aus dem ersten verstellbaren Dämpfungsglied DGl, dem ersten Verstärker Vl, dem zweiten verstellbaren Dämpfungsglied DG2, der Mischstufe M mit Oszillator 0, dem Tiefpass TP und dem zweiten Verstärker V2 zusammensetzt. Die Umsetzeinrichtung ist aus der ersten Gleichrichtereinrichtung G1, dem Differenzverstärker DV, der zweiten Gleichrichtereinrichtung G2, der Regeleinrichtung RE und dem Tonfrequenzerzeuger TO gebildet.
Das unmodulierte Markiersignal as gelangt von der Ferritantenne A über das von Hand in zwei Stufen verstellbare Dämpfungsglied DGI auf den ersten Verstärker V1, wo es linear verstärkt und über das in mehreren Stufen verstellbare zweite Dämpfungsglied DG2 der Mischstufe M zugeführt wird. In dieser Mischstufe wird es mit dem aus dem Oszillator 0 stammenden Signal gemischt. Die Mischfrequenz weicht dabei nur um einen im Ton frequenzbereich liegenden Betrag von der Empfangsfrequenz ab, so dass das entstehende untere Seitenband sehr tief liegt und mit dem Tiefpass TP ausgesiebt werden kann. Dieses ausgesiebte Wechselspannungssignal sb ist bei einer bestimmten Einstellung der Dämpfungsglieder proportional zu dem von der Antenne abgegebene Signal as und damit zur empfangenen Feldstärke.
Die Kurven Kla...K5a in Figur 2a zeigen in linearer Darstellung die entsprechenden Zusammenhänge für 5 verschiedene Stellungen der Dämpfungsglieder. Das Signal sb wird der Gleichrichtereinrichtung G1 zugeführt. welche wie die Gleichrichtereinrichtung G2 und der Differenzverstärker DV später beschrieben sind.
Die Regeleinrichtung RE führt ein vom Tonfrequenzerzeu ger TO erzeugtes Tonsignal mit einer zu der an die Basis des Transistors TR3 gelegten Regelspannung ss angenähert proportionalen Amplitude dem Hörer H zu. Die das Ausgangssignal des Differenzverstärkers DV bildende Regelspannung ss, d.h. deren Abweichung vom positiven Speisepotential, wird dabei im Transistor TR3 verstärkt und als Vorspannung über den Widerstand R10, zusammen mit dem Signal des Tonfrequenzerzeugers TO, der Basis des Transistors TR4 zugeführt. Durch die erwähnte Vorspannung wird der Verstärkungsgrad des Transistors TR4 für das Tonsignal geregelt. Das geregelte und verstärkte Tonsignal vh gelangt auf den Hörer H. Während des Ruhezustandes des Regelsignals ss.
d.h. solange es das positive Speisepotential aufweist, ist die Übertragung des Tonsignals über den Transistor TR4 gesperrt.
aber über den Kondensator C6 gelangt trotzdem ein kleines Tonsignal auf den Hörer. Es hat sich gezeigt, dass beim Empfang eines intermittierenden Signals kleine Amplitudenänderungen dieses Signals besser erkannt werden können, wenn in dessen Pausen ein leiser Grundton gleichbleibender Stärke vorhanden ist.
Der Differenzverstärker DV weist einen ersten Eingang auf, welcher auf die Basis eines ersten Transistors TR1 führt, und ein zweiter Eingang ist mit der Basis eines zweiten Transistors TR2 verbunden. Das erwähnte Ausgangssignal ss ist vom Kollektorkreis des ersten Transistors TR 1 am Spannungsteiler R4, R5 abgenommen. Ein solcher Differenzverstärker weist bekanntlich zwei Eingänge auf und wirkt derart, dass dessen Ausgangssignal einerseits von der Differenz der beiden Eingangssignale, sofern diese Differenz ein bestimmtes Vorzeichen aufweist, und anderseits vom arithmetischen Mittel der beiden Eingangssignale abhängt. Die erstgenannte Abhängigkeit (Differenzverstärkung) ist dabei steiler als die zweite (Gleichtaktverstärkung).
Die erste Eingangsspannung (gsl) des Differenzverstärkers wird von der ersten Gleichrichtereinrichtung G1 aus dem Ausgangssignal sb des zweiten Verstärkers V2 erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird über den Kondensator Cl der aus den Dioden D1 und D2 und den Kondensatoren C2 und C3 bestehenden Spannungsverdopplungs-Schaltung ( Delon Schaltung ) zugeführt, welche durch den aus den Widerständen R1 und R2 bestehenden Spannungsteiler derart mit einer festen ersten Vorspannung vorgespannt ist, dass das Signal gsl, das der Basis des Transistors TR1 und parallel dazu dem Widerstand R3 zugeführt wird, aus der Summe dieser ersten Vorspannung und einer der Amplitude des zugeführten Signals sb proportionalen Spannung besteht.
Durch die Delon Schaltung wird wie in einer Verstärkerstufe die Spannung erhöht. Der Verlauf der Spannung gsl in Abhängigkeit von der empfangenen Feldstärke FS ist mit den Kurven Klb... K5b in der Figur 2b dargestellt, wobei dieselbe Einstellung der Dämpfungsglieder wie in Figur 2a vorausgesetzt ist, der Massstab der Ordinate in den beiden Figuren jedoch voneinander abweicht. Der Punkt S1 gibt die durch die Widerstände R1 und R2 erzeugte erste Vorspannung an.
Die zweite Eingangsspannung gs2 des Differenzverstärkers wird von der zweiten Gleichrichtereinrichtung G2 geliefert.
Dieses zweite Gleichstromsignal gs2 wird dabei aus dem der Gleichrichtereinrichtung parallel zum Hörer H über den Kondensator C4 zugeführten Teil des Tonsignals vh erzeugt, indem dieses Signal an die Diode D3 gelangt, welche durch den aus den Widerständen R8 und R9 bestehenden Spannungsteiler mit einer festen zweiten Vorspannung vorgespannt ist. Daraus ergibt sich, dass das an den Widerstand R7 und die Basis des Transistors TR2 angelegte zweite Gleichspannungssignal der Summe aus der zweiten Vorspannung und einer der Amplitude der am Hörer H liegenden Wechselspannung proportionalen Gleichspannung entspricht.
Die beiden Vorspannungen sind nun derart gewählt, dass die zweite, in der Gleichrichtereinrichtung G2 wirksame grösser ist als die erste, in der Gleichrichtereinrichtung G 1 wirksame. Die Grösse der zweiten Vorspannung ist in der Figur 2b mit dem Punkt S2 bezeichnet. Dieser Unterschied der Vorspannungen bewirkt, dass, sofern weder vom Verstärker V2 noch von der Regeleinrichtung RE ein Signal eintrifft, nur der zweite Transistor TR2 des Differenzverstärkers leitend ist, wodurch am gemeinsamen Emmiterwiderstand R6 ein der zweiten Vorspannung entsprechendes Potential entsteht, welches die Sperrung des ersten Transistors TR1 bewirkt.
Infolge dieser Sperrung liegt die Basis des Transistors TR3 am positiven Speisepotential, wodurch, wie früher erwähnt, ausser dem Ruheton kein Signal an den Hörer gelangen kann.
Sofern über die Übertragungseinrichtung U ein Wechselstromsignal sb auf die erste Gleichrichtereinrichtung G1 trifft, dessen durch Gleichrichtung erzeugter Anteil im Potential des Signals gsl kleiner ist als die Differenz der Vorspannungen S2 und S1 und somit das Potential des Signals gs 1 niedriger ist als dasjenige des Signals gs2, kann der Transistor Trl nicht leitend werden, das Signal ss bleibt auf seinem den Transistor TR3 sperrenden Potential, und es gelangt kein Signal nach dem Hörer H. Steigt nun jedoch das Potential gslüber das Potential gs2, wird die Differenz der beiden Signale mit der Differenzverstärkung verstärkt, was eine Änderung des Signals ss im negativen Sinne bewirkt. Der Transistor TR3 wird dann.
leitend, wodurch auch der Transistor TR4 in einen leitenden Zustand versetzt und mit dem vom Tonfrequenzerzeuger TO stammenden Signal gesteuert werden kann, wodurch dieses Signal auf den Hörer übertragen wird. Parallel zum Hörer wird das Signal auch der Gleichrichtereinrichtung G2 zugeführt, so dass das Potential gs2 erhöht und die Differenz zwischen den Potentialen gsl und gs2 verkleinert wird. Demzufolge nähert sich das vom Differenzverstärker erzeugte Ausganssignal ss wieder dem Ruhezustand, wodurch das Signal vh am Hörer und an der Gleichrichtereinrichtung G2 wiederum abnimmt.
Es ist nun leicht einzusehen, dass sich ein Gleichgewichtszustand bildet, bei welchem die beiden Gleichstromsignale gsl und gs2 sind und bei welchem das Ausgangssignal ss des Differenzverstärkers, ausgehend vom Ruhestand, eine Grösse aufweist, gleich gross welche proportional zu demjenigen Betrag ist, um welchen das Signal sb den durch die Differenz der Vorspannungen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Verstärkung zwischen dem den Schwellenwert übersteigenden Teil des Signals gslund dem Ausgangssignal ss des Differenzverstärkers entspricht kann der Gleichtaktverstärkung dieses Verstärkers.
Der Verlauf des Gleichstromsignals gs2 in Abhängigkeit von der empfangenen Feldstärke FS ist mit den Kurven K 1 c. . . K5c in der Figur 2b dargestellt, wobei der die zweite, durch die Widerstände R8 und R9 erzeugte Vorspannung S2 übersteigende Betrag dieses Signals proportional zu dem dem Hörer H zugeführten Signal vh ist. Aus den Kurven Klc...KSc ist ersichtlich, dass die Spannung gs2 mit steigender Feldstärke erst dann über den Wert S2 ansteigen kann, wenn die Spannung gsl diesen Wert erreicht. Dies ist aus den früher dargelegten Gründen dann der Fall, wenn der der zugeführten Spannung sb entsprechende Teil der Spannung gsl die Differenz zwischen den Vorspannungen S2 und S1 überschreitet, was für die Kurven K3c und K4c bei den Punkten A und Ader Fall ist.
Da jedoch, wie ebenfalls dargelegt, nur der die Schwelle S2 übersteigende Teil des Signals gs2 einem-dem Hörer zugeführten Signal vh entspricht, wird für die den Kurven K3 und K4 entsprechende Einstellung der Dämpfungsglieder bei einer unterhalb der Punkte E bezw. E' liegenden empfangenen Feldstärke kein Signal vh erzeugt.
Die Figur 2c endlich zeigt mit den Kurven Kind. . . K5d den Verlauf der Tonspannung vh am Hörer unter den in den obern Figuren gemachten Voraussetzungen, wobei natürlich der Massstab der Ordinate wiederum von demjenigen in den Figuren 2a und 2b abweicht. Der Punkt L bezeichnet dabei die höchste Tonspannung, für welche diese Kurven linear verlaufen, und der Punkt M gibt die höchste erreichbare Tonspannung an, welche auftritt, wenn der Transistor TR3 vollständig ausgesteuert ist. Diese obere Begrenzung überträgt sich natürlich auch auf die Kurven K1c . . .K5c. Mit B1 . . . B4 sind die Feldstärkebereiche angegeben, welche dem linearen Bereich der verschiedenen Kurven entsprechen.
Jeder einer bestimmten Einstellung der Dämpfungsglieder zugeordnete derartige Bereich der Feldstärke, innerhalb welchem der Empfänger für die Sucharbeit ausgenützt werden kann, liegt zwischen dem Punkt E, an welchem der Ton im Hörer einsetzt und dem Punkt P, an welcher der Verlauf der Kurven aufhört, geradlinig zu sein. Es ist nun möglich, die Einstellstufen der Dämpfungsglieder derart zu wählen, dass die Bereiche B lückenlos aneinander anschliessen. Es ist jedoch empfehlenswert, sie derart festzusetzen, dass die sich leicht überschneiden, wie dies in der Figur 2c dargestellt ist. Eine bestimmte Feldstärke liegt dann in höchstens zwei Bereichen.
Anhand der Figur 2c ist somit ersichtlich, wie mit Hilfe der zwischen die Verstärker eingefügten Schwelleneinrichtung. die nur die Weiterleitung und Verarbeitung eines einen bestimmten Betrag überschreitenden Teils des vom ersten Verstärker abgegebenen Signals erlaubt, der eingangs dargelegte Zweck einer Zuordnung des gesamten Amplitudenhereichs des dem Hörer zugeführten Signals zu verschiedenen grundsätzlich aneinander anschliessenden Bereichen der Feldstärke erreicht wird.
Als Abwandlung des Ausführungsheispiels könnte beispielsweise der Differenzverstärker durch eine andere Art von Schwelleneinrichtung. welche lediglich den einen bestimmten Schwellenwert übersteigenden Teil eines durch Demodulierung gewonnenen Gleichstromsignals weiterverarbeitete,ersetztwerden. Wegen der dann notwendigen Verstärkung eines Gleichstromsignals wäre jedoch die Temperaturabhängigkeit einer solchen Schaltung sehr schwer zu beherrschen.
Der Differenzverstärker mit den beiden Gleichrichtereinrichtungen G I und G2 in der angegehenen Schaltung bietet demgegenüber den Vorteil, nicht nur diese Schwierigkeiten wesentlich zu vermindern, sondern gleichzeitig auch die Bildung einer Schwelle zu ermöglichen. Es wäre auch möglich, auf die Verwendung eines Tonfrequenzerzeugers für das dem Hörer zugeführte Signal zu verzichten, indem lediglich vom Signal sb ein einen bestimmten Schwellenwert überschreitender Teil genügend verstärkt und dem Hörer zugeführt würde.