DE1030226B

DE1030226B - Echosounder with suppressed display of the measuring impulses coming directly from the transmitter to the receiver

Info

Publication number: DE1030226B
Application number: DEE7285A
Authority: DE
Inventors: Hans Bolzmann; Karl Schlager
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1953-05-23
Filing date: 1953-05-23
Publication date: 1958-05-14

Description

Echolotgerät mit unterdrückter Anzeige der auf direktem Wege vom Sender zum Empfänger gelangenden Meßimpulse Es ist bekannt, bei einem Echolotgerät, bei dem die Signale in Gleichklang mit einem-umlaufenden Schauzeichen bei einer bestimmten Stellung desselben ausgesendet werden und dem das Echo vom Beol) achter akustisch aufgenommen wird, die akustische Anzeige während und kurze Zeit nach der Aussendung des Signals durch Offnen des dem Hörempfang dienenden Kreises zu unterdrücken. Weiterhin ist es bekannt, einen Verstärker für ein Echolotgerät, das für graphische Aufzeichnung oder visuelle Anzeige geeignet ist, so aufzubauen, daß der Verstärkungsfaktor bei oder kurz vor der Aussendung jedes Meßinlpulses auf ein Minimum herabgesetzt und anschließend bis zur Aufzeichnung oder Anzeige des Echos zum Ansteigen gel) racht wird. Durch diese bekannten Anordnungen werden die vom Sender auf dem direkten Wege, d. h. ohne Umweg über ein schallreflektierendes Objekt, auf den'Empfänger gelangenden Meßimpulse bei der Anzeige weitgehend unterdrückt. Echosounder with suppressed display of the direct route from Transmitter to the receiver measuring pulses It is known that in an echo sounder, in which the signals in unison with a rotating indicator at a certain position of the same and to which the echo from the Beol) eighth is recorded acoustically, the acoustic display during and a short time after To suppress the transmission of the signal by opening the circuit used for hearing reception. Furthermore, it is known an amplifier for an echo sounder that is used for graphic Record or visual display is suitable to build up the gain factor reduced to a minimum at or shortly before the emission of each measuring pulse and then until the echo is recorded or displayed to increase gel) revenge. By these known arrangements, the from the transmitter on the direct Ways, d. H. to the receiver without going through a sound-reflecting object incoming measuring pulses are largely suppressed in the display.

Ps ist auch eine auf die Empfangsanordnung einwirkende Blockieruugsanordnung bekannt, die eine nach Erreichen des Fxtremwertes abfallencle Spannung liefert, die hinsichtlich des Betrages und der Zeitkonstante auf verschiedene Werte einstelll) ar ist.Ps is also a blocking arrangement acting on the receiving arrangement known, which supplies a voltage that drops after the extreme value is reached, which can be set to different values with regard to the amount and the time constant) ar is.

Wird das Gerät auf verschiedene Meßbereiche umgeschaltet, so muß auch der Verstärkungsgrad der Empfangsvorrichtung geändert werden, um in allen Meßbereichen annähernd gleich starke Anzeigen von Objekten gleichen Renexionsvermögens und gleicher Größe zu erhalten. Durch die Anderung des Verstärkungsgrades wird aber auch die Wirkung der blockierenden Spannung geändert, da diese z. B. bei einer Erhöhung der Verstärkung eine geringere Wirkung zeigt. If the device is switched to different measuring ranges, then must also the gain of the receiving device can be changed to in all measuring ranges approximately equally strong indications of objects with the same ability to reflect and the same Size. However, by changing the degree of gain, the Effect of the blocking voltage changed, as this z. B. with an increase in Reinforcement shows less effect.

IJm die Wirkung der blockierenden Spannung in allen Meßbereichen bzw. bei allen Verstärkungsgraden annähernd gleich zu maclien, wird erfindungsgemäß der Regler für die Zeitkonstante des auf den Extremwert folgenden Verlaufs der blockierenden Spannung zwangläufig mit einem Regler für den Verstärkungsgrad des Empfängers derart gekoppelt, daß bei Betätigung der Regleranordnung der Verstärkullgsgrad und die Zeitkonstante im gleichen Sinne geändert werden. IJm the effect of the blocking voltage in all measuring ranges or to be approximately the same for all degrees of reinforcement, according to the invention the controller for the time constant of the blocking curve following the extreme value Voltage inevitably with a regulator for the gain of the receiver like this coupled that upon actuation of the controller arrangement of the gain and the Time constant can be changed in the same sense.

Die Erfindung läßt sich nicht nur bei den bekannten Echolotgeräten mit unterdrückter Anzeige der direkten Sendeimpulse und mit mehreren Meßhereiche anwenden, sie ist auch bei Geräten mit nur einem Meßbereich von Bedeutung, da sie sowohl eine vom Sendeimpuls ungestörteDarstellungdesNahbereiches als auch eine deutliche Anzeige von nur schwache Echoimpulse ergebenden weiter entfernten Objekten ermoglicht Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert Fig. 1 stellt schematisch die Anordnung der einzelnen Teile eines Echolotgerätes dar, das mit einer umlaufenden Glimmlampe als Anzeigegerät und mit einer Blockierungsanordnung ausgestattet ist ; Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Blockierungsanordnung, die eine stetige Regelung des Extremwertes der Blockierungsspannung und eine Einstellung von zwei verschiedenen Zeitkonstanten gestattet ; in Fig. 3 a und 3 b ist schematisch die Wirkung einer solchen Anordnung hei verschiedenen Verstärkungsgraden der Empfangsvorrichtung dargestellt. The invention can be applied not only to the known echo sounders with suppressed display of the direct transmission pulses and with several measuring ranges apply, it is also important for devices with only one measuring range, since it both an undisturbed display of the close range and a clear one Display of only weak echo impulses resulting in more distant objects possible The invention is explained with reference to the drawing Fig. 1 shows schematically the Arrangement of the individual parts of an echo sounder device with a rotating Glow lamp is equipped as a display device and with a blocking arrangement ; Fig. 2 shows the circuit diagram of a blocking arrangement, the continuous regulation of the extreme value of the blocking voltage and a setting of two different ones Time constants allowed; in Fig. 3 a and 3 b is the effect of a schematic such an arrangement shown at different gain levels of the receiving device.

Gemäß Fig. 1 ist der Impulsgenerator 1 mit einem Geber 2 fiir die Druckwellenimpulse verbunden, die in das umgebende Medium, beispielsweise Wasser. ausgesendet werden. Die reflektierten Echoimpulse werden von dem Empfänger 3 aufgenommen, an den ein Verstärker 4 angeschlossen ist. Als Anzeigeorgan dient eine Glimmlampe 6, die auf einer mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Scheil) e 5 befestigt ist. Auf dieser Scheibe hefincten sich die konzentrischen Kollektorringe 7, mit denen die heiden Pole der Glimmlampe leitend verbunden sind. Der Ausgang des Verstärkers 4 ist über die Schleifkontakte 8 an die Kollektorringe und damit auch an die Glimmlampe 6 angeschlossen. Mit der Scheibe 5 sind zwei Nockenscheiben 9 und 11 gekuppelt, die heim Arbeiten des Gerätes periodisch auf zwei Schalter 10 und 12 einwirkeen. Die Nockenscheibe 11 mit dem Schalter 12 dient zur periodischen Auslösung des Impulsgenerators 1, während die Nockellscheibe 9 mit dem Schalter 10 im Augenblick der Aussendung des Impulses bzw. kurz vorher die Bloclrierungsvorrichtung fiir den Empfänger 4 hetätigt. According to FIG. 1, the pulse generator 1 is equipped with a transmitter 2 for the Pressure wave impulses connected to the surrounding medium, for example water. be sent out. The reflected echo pulses are picked up by the receiver 3, to which an amplifier 4 is connected. A glow lamp serves as a display element 6, which is attached to a wedge 5 rotating at a constant speed is. The concentric collector rings 7 also hefincten on this disk to which the two poles of the glow lamp are conductively connected. The output of the amplifier 4 is via the sliding contacts 8 to the collector rings and thus also to the glow lamp 6 connected. Two cam disks 9 and 11 are coupled to the disk 5, periodically operate the device on two switches 10 and 12. The cam 11 with the switch 12 is used to periodically trigger the pulse generator 1, while the cam 9 with the switch 10 at the moment of transmission of the impulse or shortly before the blocking device for the receiver 4 hetiert.

Die Scheiben 5. 9, 11 werden von einer gemeinsamen, nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in Umlauf gesetzt. The disks 5, 9, 11 are of a common, not shown Drive device put into circulation.

In Fig. Z ist als Endröhre des Verstärkers 4 eine gasgefüllte Pentode 13 dargestellt. Die Echolotimpulse bzw. daxaus abgeleitete Gleichspannungsimpulse werden dem im Ruhezustand negativ vorgespannten Steuergitter 14 der Röhre zugeführt. Das Bremsgitter 15 ist über den Widerstand 16 mit der Kathode der Röhre verbunden. Der Anschluß des nicht bezeichneten Schirmgitters kann in üblicher Weise vorgenommen sein ; er ist als unwesentlich nicht in der Figur ausgeführt. In FIG. Z, the end tube of the amplifier 4 is a gas-filled pentode 13 shown. The echo sounder pulses or DC voltage pulses derived therefrom are fed to the control grid 14 of the tube, which is negatively biased at rest. The braking grid 15 is connected to the cathode of the tube via the resistor 16. The connection of the screen grid, not designated, can be carried out in the usual way be ; it is not shown as insignificant in the figure.

Die Blockierungsanordnung ist innerhalb des gestrichelt gezeichneten Rechtecks 17 dargestellt. Sie enthält ein Potentiometer 18, an das ein Gleichrichterkreis 19 derart angeschlossen ist, daß an dem nicht mit der Kathode der Röhre 13 verbundenen Ende des Potentiometers eine negative Spannung liegt. Zwischen dem Potentiometerabgriff und dem mit der Kathode verbundenen Ende des Potentiometers liegt ein Ladekondensator 20. Der Mittelabgriff ist durch den normalerweise geöffneten Schalter 10 über den Vorwiderstand 21 an das Bremsgitter 15 der Röhre 13 anschaltbar. The blocking arrangement is within the dashed line Rectangle 17 shown. It contains a potentiometer 18 to which a rectifier circuit 19 is connected in such a way that it is not connected to the cathode of the tube 13 There is a negative voltage at the end of the potentiometer. Between the potentiometer tap and the end of the potentiometer connected to the cathode has a charging capacitor 20. The center tap is through the normally open switch 10 via the Series resistor 21 can be connected to the braking grid 15 of the tube 13.

Wird d, er Schalter 10 geschlossen, so wird die am Kondensator 20 liegende Spannung unter durch die Widerstände 16 und 21 gegebener Spannungsteilung an das Bremsgitter 15 gelegt. Dadurch kann die Röhre, falls die so erzeugte Bremsgitterspannung stark negativ ist, selbst fürE>ingangsimpulse großerA « mplitude gesperrt werden. Die Größe der Bremsgitterspannung kann dabei mit Hilfe des Potentiometers 18 geregelt werden. If the switch 10 is closed, the capacitor 20 lying voltage under the voltage division given by the resistors 16 and 21 placed on the brake grille 15. This allows the tube if the retardation grid voltage generated in this way is strongly negative, are blocked even for input pulses with a large amplitude. The size of the retarder grid voltage can be regulated with the aid of the potentiometer 18 will.

Nach tiffnung des Schalters 10-die Dauer der Schließung dieses Schalters ist durch die Größe des an der Nockenscheibe 9 in Fig. 1 befindlichen Nockens und durch die Umlaufgeschwindigkeit dieser Nockenscheibe festgelegt-bricht die negative Bremsgitterspannung durch den Widerstand 16 unmittelbar zusammen. Dies gilt jedoch nur dann, wenn. wie in der Zeichnung dargestellt, der Kondensator 22 durch Offnung des Schalters 23 unwirksam ist. Wird der Schalter 23 geschlossen, so entsteht dadurch ein Zeitkreis, dessen Zeitkonstante durch die Größe der Widerstände 16 und 21 und des Kondensators 22 gegeben ist. Diese Zeitkonstante wirkt sich dahin aus, daß nach Offnen des Schalters 10 die Bremsgitterspannung nicht unmittelbar zusammenbricht, sondern langsamer wieder auf den Wert Null ansteigt. Der Schalter 23, der die Zeitkonstante beeinflußt, ist mit dem nicht dargestellten Verstärkungsregler des Empfängers zwanglaufig derart gekoppelt, daß er bei kleiner Verstärkung geöffnet, die Zeitkonstante also Null ist, und bei großer Verstärkung geschlossen ist, so daß dann die Zeitkonstante wirksam ist.After opening the switch 10-the duration of the closure of this switch is determined by the size of the cam located on the cam disk 9 in FIG. 1 and Determined by the rotational speed of this cam disc-breaks the negative Brake grid voltage through resistor 16 directly. However, this is true only if. as shown in the drawing, the capacitor 22 by opening of switch 23 is ineffective. If the switch 23 is closed, this results a time circuit whose time constant is determined by the size of the resistors 16 and 21 and of the capacitor 22 is given. This time constant has the effect that after Opening the switch 10 does not immediately collapse the retarder grid voltage, it rises more slowly to zero again. The switch 23, the time constant influenced, is inevitable with the gain controller, not shown, of the receiver coupled in such a way that it opens when the gain is small, i.e. the time constant Is zero, and is closed at large gain, so that then the time constant is effective.

In Fig. 3 ist die am Bremsgitter 15 der Röhre 13 gemäß Fig. 2 liegende negative Spannung Vg2 als Funktion der Zeit t dargestellt. Ferner ist in dieser Figur die in Form eines gedämpften Wellenzuges verlaufende, am Steuergitter der Röhre 13 liegende Spannung V, dargestellt, die dem vom Empfänger aufgenommenen direkten Sendeimpulse entspricht. In Fig. 3 is the one on the brake grille 15 of the tube 13 according to FIG negative voltage Vg2 shown as a function of time t. Furthermore is in this Figure that runs in the form of a damped wave train, on the control grid of the Tube 13 lying voltage V, shown, the direct recorded by the receiver Transmission pulses corresponds.

Fig. 3 a zeigt den Verlauf der rechteckförmig nach unten gerichteten Spannungskurve Vg2, wie sie bei geöffnetem Schalter 23 gemäß Fig. 2 entsteht. Diese Einstellung wird gewählt, wenn der Nahbereich untersucht werden soll, d. h. die Verstärkung klein eingestellt ist. Fig. 3 a shows the course of the rectangular downward Voltage curve Vg2, as it arises when the switch 23 according to FIG. 2 is open. These Setting is selected when the near area is to be examined, i.e. H. the Gain is set small.

Die durch Ve gegebene Amplitude des empfangenen Sendeimpulses klingt in diesem Fall verhältnismäßig schnell auf Werte ab. welche die Echoimpulsanzeige nicht mehr stören. Bei großer Verstärkung haben gemäß Fig. 3b die empfangenen Sendeimpulse großc Amplitude. Zweckmäßig wird dann für V g 2 der zeitliche Verlauf eingestellt, der sich beim Schließen des Schalters 23 ergibt. In diesem Falle steigt nach Offnen des Scha. ters 10 die Spannung Vg2 nicht plötzlich auf Null an, sondern zeigt einen langsam ansteigenden Verlauf. Hierdurch ergibt sich, daß die am Bremsgitter der Röhre 13 liegende Spannung länger wirksam ist als in dem in Fig. 3 a dargestellten Fall. The amplitude of the received transmission pulse given by Ve sounds in this case, it depreciates relatively quickly on values. which the echo pulse display don't bother anymore. In the case of a high gain, as shown in FIG. 3b, the received transmission pulses have large amplitude. The course over time is then expediently set for V g 2, which results when the switch 23 is closed. In this case increases after opening of the Scha. ters 10, the voltage Vg2 does not suddenly show zero, but shows one slowly increasing course. This means that the brake grid on the Tube 13 lying voltage is effective longer than in that shown in Fig. 3a Case.

Die Länge, lt konstanten Verlaufs der negativen Spannung Vg2 ist für beide dargestellten Fälle durch die Schließungszeit des Schalters 10 bestimmt. The length, along the constant curve of the negative voltage, is Vg2 determined for both cases shown by the closing time of the switch 10.

Die Größe der Bremsgitterspannung kann in der in Fig. 2 dargestellten Schaltung auch mit Hilfe des Potentiometers 18 geregelt werden. The magnitude of the retarder grid voltage can be shown in FIG. 2 Circuit can also be controlled with the aid of the potentiometer 18.

Auch hierdurch wird die Dauer der Sperrwirkung, insbesondere im Fall einer an sich großen Zeitkonstanten, wie es in Fig. 3b dargestellt ist, beeinfluBt. This also increases the duration of the blocking effect, especially in the case of an inherently large time constant, as shown in FIG. 3b.

In Fig. 2 ist der Fall einer unstetigen Regelung der Zeitkonstanten in zwei Stufen dargestellt. Es ist natiirlicl auch möglich, durch wahlweise Anschaltung mehrerer Kondensatoren an den Zeitkreis eine gröBere Anzahl von Einstellungen zu ermöglichen. Ebenso kann eine stetige Regelung des Zeitkreises durch eine stetig veränderliche Kapazität vorgenommen werden. In FIG. 2 there is the case of discontinuous regulation of the time constants shown in two stages. It is of course also possible, by optional connection multiple capacitors to the timing circuit to a larger number of settings enable. Continuous regulation of the time cycle can also be achieved by means of a continuously variable capacity can be made.

PATENTANSPIRSCHE-1. Echolotgerät mit unterdrückter Anzeige der auf direktem Wege vom Sender zur Empfangsvorrichtung gelangenden Meßimpulse durch eine auf die Empfangsanordnung einwirkende Blockierungsanordnung, die eine nach Erreichung des Extremwertes abfallende Spannung liefert, die hinsichtlich des Betrages und der Zeitkonstante auf verschiedene Werte einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler für die Zeitkonstante zwangläufig mit einem Regler fiir den Verstärkungsgrad des Empfängers gekoppelt ist, derart, daß bei Betätigung der Regleranordnung der Verstärkungsgrad und die Zeitkonstante in gleichem Sinne geändert werden. PATENT ANTI-1. Echosounder with suppressed display of the on direct path from the transmitter to the receiving device reaching measurement pulses by a blocking arrangement acting on the receiving arrangement, the one after reaching of the extreme value falling voltage supplies, which in terms of the amount and the time constant can be set to various values, characterized in that that the controller for the time constant necessarily has a controller for the gain of the receiver is coupled in such a way that upon actuation of the controller arrangement of the The gain and the time constant can be changed in the same way.

Claims

2. echo sounder according to claim 1, characterized in that the Time constant of the blocking arrangement by a variable capacitance, e.g. B. by a capacitor (22) which can be switched on and off by means of a switch (23), can be regulated after switching off the DC voltage source (19) with the opening of the switch (10) determines the time drop in the reverse voltage in the timing circuit (24), the one on the grid of a tube, for example on the braking grid (15) of a gas tetrode (13), lies.

Considered publications: German Patent Specifications No. 475 487, 578 634, 586 085,593 928,885,571; Archive of the electr. Transfer, 1952, H. 11, pp. 443 to 477, W. Krzikalla, echo sounder with a new display method.