DE10323947B4 - Method for implementing a so-called simultaneous reference pulse receiver for wire-guided missiles - Google Patents
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Abstract
Simultan-Referenz-Impuls-Empfänger für drahtgelenkte Flugkörper, der zum Zweck der Verarbeitung von sogenannten Tief-Kommandos den gleichzeitigen Referenz-Impuls-Empfang während der Kommando-Sendung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lenkdraht eine spezielle Signal-Mess-Brücke eingefügt ist, die so ausgelegt wird, dass Kommando-Impulse am Brücken-Ausgang kein auswertbares Meßsignal liefern, während Referenz-Impulse – auch bei Simultan-Betrieb – am Brücken-Ausgang ein Meßsignal erzeugen, das in einer Impuls-Diskriminator-Schaltung ausgewertet wird, wobei eine dem Impuls-Diskriminator nachgeschaltete Verriegelungs-Logik die Erzeugung von Pseudo-Referenz-Impulsen, die sonst, bedingt durch die sogenannten Kommando-Entlade-Impulse entstehen, verhindert, wobei die Signal-Mess-Brücke so ausgelegt ist, dass a) im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C in den vorgesehenen Betriebs-Arten: – Referenz-Impuls-Empfang ein auswertbares Messsignal, – Simultan-Betrieb ein auswertbares Messsignal und – Kommando-Sendung kein auswertbares Messsignal an Ausgängen (UA und UB) der Signal-Mess-Brücke erzeugt wird, b) sich die auswertbaren Mess-Signale von den nicht auswertbaren Mess-Signalen durch die Polarität der beiden Differenz-Signale unterscheiden, wobei diese auf die Polarität eines Signals am jeweiligen Ausgang der Signal-Mess-Brücke bezogen ist und c) an ihren Ausgängen (UA und UB) in den vorgesehenen Betriebsarten generell Differenz-Signale, d. h. Signale gleichen Betrags (|UA| = |UB|), jedoch unterschiedlicher Polarität (UA = –UB), erzeugt werden, wobei in Abhängigkeit von Messwiderständen (RM1 bzw. RM2) und einem Lenkdraht-Widerstand das Verhältnis der Einzelwiderstände jedes Widerstands-Spannungs-Teilers zudem so eingestellt wird, dass von der Signal-Mess-Brücke: a) bei der negativen Ecktemperatur von –40°C im Fall der Kommando-Sendung der Spannungswert: (UAK = UBK = 0 [V]), d. h. kein verwertbares Ausgangs-Signal geliefert wird, während im Fall des Referenz-Impuls-Empfangs ein Signal erzeugt wird, dessen Betrag (|UAT|, |UBT| > 0[V]) ist, b) bei der positiven Ecktemperatur von +80°C im Fall der Kommando-Sendung Mess-Signale geliefert werden, deren Polarität entgegengesetzt der Polarität der Mess-Signale beim Referenz-Impuls-Empfang ist, d. h.: (UAK = –UAT bzw. UBK = –UBT), c) im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs generell Mess-Signale gleichen Betrags (|UAT| = |UBT|), jedoch unterschiedlicher Polarität (UBT = –UAT) geliefert werden, d) bei der positiven Ecktemperatur von +80°C im Fall des Referenz-Impuls-Empfangs Mess-Signale geliefert werden, deren Polarität mit der Polarität der Referenz-Impuls-Mess-Signale im übrigen Betriebs-Temperatur-Bereich identisch ist und ...Simultaneous reference pulse receiver for wire guided missile, which allows for the purpose of processing so-called low commands the simultaneous reference pulse reception during the command transmission, characterized in that inserted into the steering wire, a special signal measuring bridge is designed so that command pulses at the bridge output provide no evaluable measurement signal, while reference pulses - even in simultaneous operation - at the bridge output produce a measurement signal that is evaluated in a pulse discriminator circuit, wherein a latching logic connected downstream of the pulse discriminator prevents the generation of pseudo-reference pulses which otherwise arise due to the so-called command-discharge pulses, the signal-measuring bridge being designed such that a) in total specified operating temperature range from -40 ° C to + 80 ° C in the intended operating modes: - reference pulse reception an evaluation ba res measuring signal, - simultaneous operation of an evaluable measuring signal and - command transmission no evaluable measuring signal at outputs (UA and UB) of the signal measuring bridge is generated, b) the evaluable measuring signals of the non-evaluable measuring signals by distinguish the polarity of the two differential signals, which is related to the polarity of a signal at the respective output of the signal-measuring bridge and c) at their outputs (UA and UB) in the intended modes generally differential signals, d. H. Signals of equal magnitude (| UA | = | UB |), but different polarity (UA = -UB), are generated, wherein depending on measuring resistors (RM1 and RM2) and a steering wire resistance, the ratio of the individual resistances of each resistor voltage -Eilers also set so that of the signal measuring bridge: a) at the negative corner temperature of -40 ° C in the case of the command transmission, the voltage value: (UAK = UBK = 0 [V]), d. H. no usable output signal is supplied, while in the case of reference pulse reception, a signal is generated whose magnitude is (| UAT |, | UBT |> 0 [V]), b) at the positive corner temperature of + 80 ° C in the case of command transmission, measurement signals are supplied whose polarity is opposite to the polarity of the measurement signals at the reference pulse reception, d. h: (UAK = -UAT or UBK = -UBT), c) in the case of a reference pulse reception generally measuring signals of the same magnitude (| UAT | = | UBT |), but different polarity (UBT = -UAT ) are supplied, d) at the positive corner temperature of + 80 ° C in the case of reference pulse reception measurement signals are supplied, the polarity of which is identical to the polarity of the reference pulse measurement signals in the remaining operating temperature range is and ...
Description
1 Oberbegriff1 generic term
Methode zur Realisierung eines sogenannten „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers” für drahtgelenkte Flugkörper wie „MILAN” und „HOT”, wobei die übergeordnete Baugruppe „Lenkdraht-Interface”, die sich aus „Referenz-Impuls-Empfänger” und „Kommando-Sender” zusammensetzt, folgende Basisfunktionen aufweist:Method for implementing a so-called "simultaneous reference pulse receiver" for wire-guided missiles such as "MILAN" and "HOT", wherein the superordinate module "steering wire interface", which consists of "reference pulse receiver" and "command" Transmitter, has the following basic functions:
1.1 Bassfunktionen des „Lenkdraht-Interfaces”1.1 Bass functions of the "steering wire interface"
Das „Lenkdraht-Interface” ist die Baugruppe der MILAN- bzw. HOT-Bodenanlage, die über den Lenkdraht mit dem Flugkörper verbunden ist. Entsprechend ihrer Anordnung und Zusammensetzung aus „Referenz-Impuls-Empfänger” und „Kommando-Sender”, ist die Aufgabe des Lenkdraht-Interfaces eine zweifache und zwar:The "steering wire interface" is the assembly of the MILAN or HOT ground system, which is connected to the missile via the steering wire. According to their arrangement and composition of "reference pulse receiver" and "command transmitter", the task of the steering wire interface is two times:
1.1.1 Kommando-Sender (Endstufe)1.1.1 Command transmitter (power amplifier)
Die „Endstufe” hat die Aufgabe, die im sogenannten „Impulsrechner” erzeugten Kommando-Impulse, entsprechend den Übertragungs-Eigenschaften der Leitung, umzuformen und anzupassen. Der hohe Widerstandsbelag der Leitung mit: rmax = 4,7 [Ω/m] erfordert eine Anhebung der Kommando-Amplitude auf UKdo = 40 [V]. Die Leitung weist zudem einen Kapazitats-Belag von: = 120 pF/m auf. Dieser ist groß genug, um in Verbindung mit den schaltungsmäßig bedingten Unterschieden der Lade- und Entlade-Zeitkonstanten eine Verfälschung der Kommando-Breite zu bewirken. Um diesen unerwünschten Effekt auszuschalten, muß die Leitung im Anschluß an das Kommando so weit aktiv entladen werden, bis die Dauer des im Flugkörper empfangenen Kommandos der des gesendeten entspricht. Diese Anforderung wird derart realisiert, daß man die Kommando-Rückflanke auf den entgegengesetzten Amplituden-Wert überschwingen und dort eine definierte Zeitspanne verharren läßt.The "final stage" has the task of transforming the command impulses generated in the so-called "impulse computer" according to the transmission characteristics of the line. The high resistance of the line with: r max = 4.7 [Ω / m] requires an increase of the command amplitude to U Kdo = 40 [V]. The cable also has a capacity coating of: = 120 pF / m. This is large enough, in conjunction with the circuit-related differences in the charge and discharge time constants to cause a distortion of the command width. In order to eliminate this undesired effect, the line must be actively discharged following the command until the duration of the command received in the missile corresponds to that of the one sent. This requirement is realized such that one can overshoot the command trailing edge to the opposite amplitude value and leave it there for a defined period of time.
1.1.2 Referenz-Impuls-Empfänger1.1.2 Reference Pulse Receiver
Die Aufgabe des „Referenz-Impuls-Empfängers” besteht darin, die vom Flugkörper gesendeten Referenz-Impulse möglichst störungsfrei zu empfangen, wobei störungsfrei in diesem Fall bedeutet, daß der Referenz-Impuls-Empfänger so ausgelegt werden muß, daß Gleichtakt-Störungen (Gleich- und Wechsel-Spannungen) zu keiner Beeinträchtigung des Empfangs-Betriebes führen dürfen. Systembedingt ist es außerdem erforderlich, daß Kommando-Sendung und Referenz-Impuls-Empfang simultan erfolgen dürfen. Aus diesen Forderungen ergibt sich ein symmetrischer Aufbau des Empfängereinganges und damit auch des Ausganges der Kommando-Erzeuger-Stufe. Dies bedeutet wiederum, daß die Kommandos ebenfalls symmetrisch erzeugt werden.The task of the "reference pulse receiver" is to receive the transmitted from the missile reference pulses as smoothly as possible, with interference-free in this case means that the reference pulse receiver must be designed so that common mode noise (equal - and alternating voltages) must not lead to any impairment of the receiving operation. Due to the system, it is also necessary that command transmission and reference pulse reception are simultaneous. These requirements result in a symmetrical structure of the receiver input and thus also of the output of the command generator stage. This in turn means that the commands are also generated symmetrically.
Der „Simultan-Referenz-Impuls-Empfänger”, der zum Zweck der Verarbeitung von sogenannten „Tief-Kommandos” den gleichzeitigen Referenz-Impuls-Empfang während der Kommando-Sendung ermöglichen soll, ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale, wobei diese zum Zweck der Übersichtlichkeit mit Überschriften versehen sind.The "Simultaneous Reference Pulse Receiver" which, for the purpose of processing so-called "low commands", is intended to enable simultaneous reference pulse reception during command transmission, is characterized by the following features, these being for the sake of clarity are provided with headings.
2 Kennzeichnender Teil2 Characteristic part
2.1 Genereller Aufbau des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers”2.1 General Structure of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver"
In den Lenkdraht wird eine spezielle „Signal-Meß-Brücke” eingefügt, die so ausgelegt wird, daß „Kommando-Impulse” am Brücken-Ausgang kein auswertbares Meßsignal liefern, während „Referenz-Impulse”- auch bei „Simultan-Betrieb”- am Brücken-Ausgang ein Meßsignal erzeugen, das in einer ebenfalls speziell ausgelegten „Impuls-Diskriminator-Schaltung” ausgewertet werden kann. Zusätzlich verhindert eine dem „Impuls-Diskriminator” nachgeschaltete spezielle „Verriegelungs-Logik” die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen”, die sonst, bedingt durch die sogenannten „Kommando-Entlade-Impulse”, entstehen.In the steering wire, a special "signal measuring bridge" is inserted, which is designed so that "command pulses" at the bridge output provide no evaluable measurement signal, while "reference pulses" - even with "simultaneous operation" - generate a measuring signal at the bridge output, which can be evaluated in a likewise specially designed "pulse discriminator circuit". In addition, a special "lock logic" connected downstream of the "pulse discriminator" prevents the generation of "pseudo-reference pulses" which otherwise arise due to the so-called "command-discharge pulses".
Zur Realisierung von „Signal-Meß-Brücke”, „Impuls-Diskriminator” und „Verriegelungs-Logik” sind folgende schaltungstechnischen Maßnahmen notwendig:To realize "signal measuring bridge", "pulse discriminator" and "locking logic" the following circuit measures are necessary:
2.1.1 Auslegung der „Signal-Meß-Brücke” 2.1.1 Design of the "Signal Measuring Bridge"
2.1.1.1 Genereller Aufbau und Auslegung der „Signal-Meß-Brücke”2.1.1.1 General structure and design of the "signal measuring bridge"
Die „Signal-Meß-Brücke” wird zwischen der sogenannten „Endstufe”, d. h. Ausgang Kommando-Sender, und dem Lenkdraht eingefügt. Sie wird symmetrisch aufgebaut und besteht aus zwei „Leitungs-Strom-Meß-Gliedern”, wobei jeweils ein Meß-Glied am Ende der beiden Lenkdrähte eingefügt wird, sowie aus zwei „Koppel-Netzwerken”, deren Anfang und Ende kreuzgekoppelt mit Anfang und Ende der beiden „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” verbunden werden Die „Signal-Meß-Brücke” wird wie folgt ausgelegt:
- • Die „Signal-Meß-Brücke” wird generell so ausgelegt, daß im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C in den vorgesehenen Betriebsarten (BC): – „BC: Referenz-Impuls-Empfang” ein auswertbares Meßsignal – „BC: Simultan-Betrieb” ebenfalls ein auswertbares Meßsignal – „BC: Kommando-Sendung” kein auswertbares Meßsignal am Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” erzeugt wird.
- • Die „Signal-Meß-Brücke” wird so ausgelegt, daß in den vorgesehenen Betriebsarten generell Differenz-Signale, d. h. Signale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität erzeugt werden.
- • Die „Signal-Meß-Brücke” wird zudem so ausgelegt, daß sich die „auswertbaren Meßsignale” von den „nicht auswertbaren Meßsignalen” durch die Polarität der beiden Differenz-Signale unterscheiden, wobei diese auf die Polarität eines Signal am jeweiligen Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” bezogen ist.
- • The "signal measuring jumper" is generally designed so that over the entire specified operating temperature range of -40 ° C to + 80 ° C in the intended operating modes (BC): - "BC: reference pulse reception "An evaluable measuring signal -" BC: simultaneous operation "likewise an evaluable measuring signal -" BC: command transmission "no evaluable measuring signal at the output of the" signal measuring bridge "is generated.
- • The "signal measuring bridge" is designed in such a way that differential signals, ie signals of the same magnitude but of different polarity, are generally generated in the intended operating modes.
- • The "signal measuring bridge" is also designed so that the "evaluable measuring signals" differ from the "non-evaluable measuring signals" by the polarity of the two differential signals, which depends on the polarity of a signal at the respective output of the " Signal measuring bridge "is related.
2.1.1.2 Aufbau und Dimensionierung der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”2.1.1.2 Structure and dimensioning of the "line current measuring elements"
Die beiden „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” bestehen jeweils aus einem „Meßwiderstand” und einem dazu parallel geschalteten „Kompensation-Kondensator” wobei für die Dimensionierung der beiden „Meßwiderstände” und der beiden „Kompensations-Kondensatoren” folgende Bedingungen gelten:
- • Der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes” muß viel kleiner sein – Faktor: ca 1/10 – als der Gesamt-Widerstand des Lenkdrahtes (Hin- und Rückleitung).
- • Die Kapazität der „Kompensations-Kondensatoren” wird so dimensioniert, daß die Zeitkonstante von Meßwiderstand und Kompensations-Kondensator so eingestellt wird, daß die kapazitiven Lade-Ströme des Lenkdrahtes bei Kommando-Sendung derart kompensiert werden, daß am Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” Impuls-Signale mit reduzierten Über- und Unterschwingern geliefert werden, wobei für die reduzierten Signal-Überschwinger und Signal-Unterschwinger ein Grenzwert < 10% eingestellt wird.
- • The resistance value of a "measuring resistor" must be much smaller - factor:
ca 1/10 - than the total resistance of the steering wire (return line). - • The capacity of the "compensation capacitors" is dimensioned so that the time constant of the measuring resistor and compensation capacitor is set so that the capacitive charging currents of the steering wire are compensated for command transmission in such a way that at the output of the "signal measuring Bridge Pulse signals are delivered with reduced overshoots and undershoots, with a limit <10% being set for the reduced signal overshoots and signal undershoots.
2.1.1.3 Aufbau und Dimensionierung der „Koppel-Netzwerke”2.1.1.3 Structure and dimensioning of the "coupling networks"
Die beiden „Koppel-Netzwerke” bestehen jeweils aus einem sogenannten „T-Netzwerk”, d. h. einem Netzwerk in sogenannter T-Schaltung, das sich aus einem „Widerstands-Spannungs-Teiler” zusammensetzt, an dessen Summenpunkt ein zusätzliches „Kompensation-Netzwerk” angeschlossen ist. Das „Kompensations-Netzwerk” setzt sich seinerseits aus einem „Ableit-Widerstand” und einem weiteren „Kompensadons-Kondensator” zusammen.The two "coupling networks" each consist of a so-called "T-network", i. H. a network in so-called T-circuit, which is composed of a "resistor-voltage divider", at its summing point, an additional "compensation network" is connected. The "compensation network" in turn consists of a "leakage resistor" and another "Kompensadons capacitor" together.
2.1.1.3.1 Dimensionierung der „Widerstands-Spannungs-Teiler”2.1.1.3.1 Dimensioning of the "Resistance-Voltage Divider"
Anfang und Ende der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” werden kreuzgekoppelt mit Anfang und Ende der beiden „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” verbunden, wobei die beiden differentiellen Ausgangssignale des „Signal-Meß-Brücke” zwischen den Einzelwiderständen (Summenpunkt) der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” entnommen werden. Für die Dimensionierung der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” gelten folgende Bedingungen:
- • Jeder der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” besteht seinerseits aus zwei Widerständen.
- • Der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teiler” muß sehr viel größer sein – Faktor: > 100 – als der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes” der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”.
- • Sowohl die Summen-Widerstände als auch die Parallel-Ersatz-Widerstände der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” sind untereinander gleich.
- • Das Verhältnis der Einzel-Widerstands-Werte der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” ist ebenfalls untereinander gleich.
- • In Abhängigkeit von den „Meßwiderständen” und dem Lenkdraht-Widerstand wird das Verhältnis der Einzelwiderstände jedes „Widerstands-Spannungs-Teilers” zudem so eingestellt, – daß die „Signal-Meß-Brücke” bei der negativen Ecktemperatur von –40°C im Fall der Kommando-Sendung den Spannungswert: 0 V, d. h. kein Ausgangs-Signal liefert, während im Fall des Referenz-Impuls-Empfangs ein Signal erzeugt wird, dessen Betrag: > 0 V ist. – daß bei der positiven Ecktemperatur von +80°C im Fall der Kommando-Sendung Maßsignale geliefert werden, deren Polarität entgegengesetzt der Polarität der Meßsignale beim Referenz-Impuls-Empfang ist. – daß bei der positiven Ecktemperatur von +80°C im Fall des Referenz-Impuls-Empfangs Meßsignale geliefert werden, deren Polarität mit der Polarität der Referenz-Impuls-Meßsignale im übrigen Betriebs-Temperatur-Bereich identisch ist. – daß im gesamten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C im Fall des Simultan-Betriebs Meßsignale geliefert werden, deren Polarität mit der Polarität der Referenz-Impuls-Meßsignale identisch ist. – daß von den beiden „Spannungs-Teilern” im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs generell Meßsignale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität geliefert werden.
- • Each of the two "resistor voltage dividers" consists of two resistors.
- • The total resistance of a "resistance-voltage divider" must be much larger - factor:> 100 - than the resistance value of a "measuring resistor" of the "line current measuring elements".
- • Both the sum resistors and the parallel-equivalent resistors of the two "resistance-voltage dividers" are equal to each other.
- • The ratio of the single resistance values of the two "resistance-voltage dividers" is also equal to each other.
- • Depending on the "measuring resistances" and the steering wire resistance, the ratio of the individual resistances of each "resistance-voltage divider" is also adjusted - That the "signal measuring bridge" at the negative corner temperature of -40 ° C in the case of command transmission, the voltage value: 0 V, ie no output signal, while in the case of the reference pulse reception generates a signal whose amount is> 0V. - That are supplied at the positive corner temperature of + 80 ° C in the case of the command transmission Maßsignale whose polarity is opposite to the polarity of the measuring signals in the reference pulse reception. - That at the positive corner temperature of + 80 ° C in the case of the reference pulse reception measurement signals are supplied, the polarity of which is identical to the polarity of the reference pulse measurement signals in the remaining operating temperature range. - That in the entire operating temperature range from -40 ° C to + 80 ° C in the case of simultaneous operation measuring signals are supplied, the polarity of which is identical to the polarity of the reference pulse measurement signals. - That of the two "voltage dividers" in the case of a reference pulse reception generally measuring signals of the same magnitude, but different polarity are supplied.
2.1.1.3.2 Dimensionierung der „Kompensations-Netzwerke”2.1.1.3.2 Dimensioning the "compensation networks"
Die jeweiligen Eingänge der beiden „Kompensations-Netzwerke” werden mit dem jeweiligen Summenpunkt der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” verbunden. Die Ausgänge der beiden „Kompensations-Netzwerke” werden an die Referenz-Masse angeschlossen. Für die Dimensionierung der beiden „Kompensations-Netzwerke” gelten folgende Bedingungen:
- • Der Widerstandswert eines „Ableit-Widerstandes” muß viel größer sein – Faktor: > 2 – als der Gesamtwiderstand eines „Widerstand-Spannungs-Teilers.
- • Die Kapazität der zusätzlichen „Kompensations-Kondensatoren” wird so dimensioniert, daß die Zeitkonstante von „Ableit-Widerstand” und „Kompensations-Kondensator” so eingestellt wird, daß die kapazitiven Lade-Ströme des Lenkdrahtes bei Kommando-Sendung derart kompensiert werden, daß am Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” Impuls-Signale mit weiter reduziertem Über- und Unterschwingverhalten geliefert werden, wobei für die Signal-Über- und Signal-Unterschwinger an dieser Stelle ein Grenzwert < 2% eingestellt wird.
- • The resistance value of a "leakage resistance" must be much larger - factor:> 2 - than the total resistance of a "resistance-voltage divider.
- • The capacity of the additional "compensation capacitors" is dimensioned so that the time constant of "leakage resistance" and "compensation capacitor" is adjusted so that the capacitive charging currents of the steering wire are compensated for command transmission such that At the output of the "signal measuring bridge" pulse signals are supplied with further reduced overshoot and undershoot behavior, wherein for the signal over- and signal undershooters at this point, a limit <2% is set.
2.1.2 Auslegung des „Impuls-Diskriminators”2.1.2 Interpretation of the "pulse discriminator"
2.1.2.1 Genereller Aufbau des „Impuls-Diskriminators”2.1.2.1 General Structure of the "Pulse-Discriminator"
Der „Impuls-Diskriminator” wird zur Auswertung der Ausgangssignale der „Signal-Meß-Brücke” an diese angeschlossen und zwar derart, daß seine beiden Eingänge mit den Ausgängen der „Signal-Meß-Brücke” verbunden werden und zwar zwischen den Einzelwiderständen der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler”. Der „Impuls-Diskriminator” wird wie folgt ausgelegt:
- • Der „Impuls-Diskriminator” wird so ausgelegt, daß er die differentiellen Ausgangssignale der „Signal-Meß-Brücke”, d. h. Signale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität, verarbeiten kann.
- • Der „Impuls-Diskriminator” wird so ausgelegt, daß bei „Kommando-Sendung” an seinem Ausgang kein Impuls-Signal geliefert wird, während beim „Referenz-Impuls-Empfang” und bei „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal erzeugt wird.
- • Der „Impuls-Diskriminator” wird zudem so ausgelegt daß bei Gleichtakt-Störungen ebenfalls kein Ausgangssignal erzeugt wird.
- • Zur Realisierung des „Impuls-Diskriminators” wird dieser aus einem „Spannungs-Komparator” mit differentiellem Eingang sowie einer speziellen differentiellen „Komparator-Eingangs-Beschaltung” aufgebaut.
- • The "Pulse discriminator" is designed so that it can process the differential output signals of the "signal measuring bridge", ie signals of equal magnitude but different polarity.
- • The "pulse discriminator" is designed in such a way that no pulse signal is delivered at its output during "command transmission", while a pulse signal is generated in "reference pulse reception" and in "simultaneous operation" ,
- • The "pulse discriminator" is also designed so that no output signal is generated in common-mode noise.
- • For the implementation of the "pulse discriminator" this is built from a "voltage comparator" with differential input and a special differential "comparator input circuitry".
2.1.2.2 Dimensionierung der „Komparator-Eingangs-Beschaltung”2.1.2.2 Dimensioning of the "comparator input circuit"
Die „Komparator-Eingangs-Beschaltung” setzt sich aus zwei „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” zusammen, die folgende Merkmale aufweisen:
- • Jedes der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” der Komparator-Eingangs-Beschaltung” besteht seinerseits aus zwei Widerständen.
- • Die beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” werden einseitig mit einer positiven Referenz-Spannung beschaltet.
- • Der Gesamtwiderstand eines „Eingangs-Widerstands-Netzwerks” muß viel größer sein, d. h.: Faktor: > 2, als der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers” der „Signal-Meß-Brücke”.
- • Sowohl die Summen-Widerstände als auch die Parallel-Ersatz-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” sind untereinander gleich.
- • Das Verhältnis der Einzel-Widerstands-Werte der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” ist ebenfalls untereinander gleich.
- • Das Verhältnis der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” wird zudem so eingestellt: – daß sich in Abhängigkeit vom Betrag der am „Eingangs-Widerstands-Netzwerk” anliegenden Referenz-Spannung im Fall eines „Referenz-Impuls-Empfangs” bei ca. 50% der dabei gelieferten minimalen Ausgangs-Spannung der „Signal-Meß-Brücke” Spannungs-Gleichheit (Schwellwert) am Eingang des „Spannungs-Komparators” einstellt. – daß im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C bei „Kommando-Sendung” am Ausgang des „Spannungs-Komparators” kein Impuls-Signal geliefert wird. – daß im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C sowohl beim „Referenz-Impuls-Empfang” als auch beim „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal am Ausgang des „Spannungs-Komparators” erzeugt wird.
- • Each of the two "input resistance networks" of the comparator input circuit "consists of two resistors.
- • The two "input resistance networks" are connected on one side with a positive reference voltage.
- • The total resistance of an "Input Resistor Network" must be much larger, ie: Factor:> 2, than the total resistance of a "Resistance-Voltage Divider" of the "Signal Measuring Bridge".
- • Both the sum resistors and the parallel-equivalent resistors of the two "input resistance networks" are equal to each other.
- • The ratio of the single resistance values of the two "input resistance networks" is also equal to each other.
- • The ratio of the individual resistances of the two "input resistance networks" is also set in the following way: - that, depending on the amount of reference voltage applied to the "input resistance network" in the case of a "reference pulse reception "Sets the voltage equality (threshold value) at the input of the" voltage comparator "at approx. 50% of the minimum output voltage supplied to the" signal measuring bridge ". - that in the entire specified operating temperature range from -40 ° C to + 80 ° C at "command transmission" at the output of the "voltage comparator" no pulse signal is delivered. - That in the entire specified operating temperature range of -40 ° C to + 80 ° C both the "reference pulse reception" as well as the "simultaneous operation" generates a pulse signal at the output of the "voltage comparator" becomes.
2.1.2.3 Auslegung des „Differentiellen Spannungs-Komparators”2.1.2.3 Design of the "Differential Voltage Comparator"
Die differentiellen Eingänge des „Spannungs-Komparators” werden derart mit den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” verbunden, daß der invertierende und der nichtinvertierende Eingang des „Spannungs-Komparators” jeweils zwischen den Einzel-Widerständen (Summenpunkt) der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” angeschlossen wird. Der „Spannungs-Komparator” wird wie folgt ausgelegt:
- • Die differentiellen Eingänge des „Spannungs-Komparators” werden zudem derart mit den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” verbunden, daß im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs am Ausgang des „Spannungs-Komparators” ein positiver Ausgangs-Impuls erzeugt wird.
- • Zur Erzielung der Resistenz des „Impuls-Diskriminators” gegenüber Gleichtakt-Störungen wird zudem die am invertierenden Eingang des „Spannungs-Komparators” maximal anliegende Spannung auf einen Wert begrenzt, der kleiner ist als die an den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” anliegende Referenz-Spannung, jedoch größer ist als der eingestellte Schwellwert beim Referenz-Impuls-Empfang.
- • The differential inputs of the "voltage comparator" are also connected to the "input resistance networks" in such a way that a positive output pulse is generated in the case of a reference pulse reception at the output of the "voltage comparator".
- • In order to achieve the resistance of the "pulse discriminator" to common-mode noise, the maximum voltage at the inverting input of the "voltage comparator" is limited to a value smaller than that applied to the "input resistance networks" Reference voltage, but greater than the set threshold for reference pulse reception.
2.1.3 Auslegung der „Verriegelungs-Logik”2.1.3 Interpretation of the "locking logic"
2.1.3.1 Genereller Aufbau und Auslegung der „Verriegelungs-Logik”2.1.3.1 General structure and design of the "locking logic"
Die „Verriegelungs-Logik” wird zur Unterdrückung der vom „Impuls-Diskriminator” erzeugten „Pseudo-Referenz-Impulse” an diesen angeschlossen und zwar derart, daß sein Eingang mit dem Ausgang des „Impuls-Diskriminators” verbunden wird. Zur Realisierung der „Verrriegelungs-Logik” wird diese aus einer „Logischen UND-Tor-Schaltung” mit zwei Eingängen sowie zwei „Zeit-Gliedern” aufgebaut, wobei ein Eingang der „Und-Tor-Schaltung” mit dem Ausgang des „Impuls-Diskriminators” verbunden ist, während der zweite Eingang an das erste „Zeitglied Δt1” angeschlossen ist, dessen Eingang seinerseits mit den Ausgang der „Entlade-Impuls-Erzeugerstufe” der „Endstufe” verbunden ist. Der Ausgang der „Und-Tor-Schaltung” wird mit dem Eingang des zweiten „Zeitglieds Δt2” verbunden. Am Ausgang des zweiten „Zeitglieds Δt2” wird das „Referenz-Impuls-Signal” zur Verfügung gestellt. Die „Verriegelungs-Logik” wird wie folgt ausgelegt:
- • Die „Verrriegelungs-Logik” wird so ausgelegt, daß sie die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen” verhindert, die sonst, bedingt durch die sogenannten „Entlade-Impulse” unerwünscht generiert werden würden.
- • Die „Verriegelungs-Logik” wird so ausgelegt, daß bei „Kommando-Sendung” an seinem Ausgang kein Impuls-Signal geliefert wird, während beim „Referenz-Impuls-Empfang” sowie bei „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal erzeugt wird.
- • The "lockout logic" is designed to prevent the generation of "pseudo-reference pulses" that would otherwise be undesirably generated due to the so-called "discharge pulses".
- • The "interlocking logic" is designed in such a way that no pulse signal is delivered at its output during "command transmission", while a pulse signal is generated in "reference pulse reception" as well as in "simultaneous operation" ,
2.1.3.2 Auslegung der „Zeitglieder”2.1.3.2 Interpretation of "timers"
2.1.3.2.1 Aufgabe und Auslegung des „Zeitglieds Δt1”2.1.3.2.1 Task and interpretation of the "timer Δt1"
Das „Zeitglied Δt1” wird derart mit der restlichen „Verriegelungs-Logik” verschaltet, daß sein Eingang mit den Ausgang der „Entlade-Impuls-Erzeugerstufe” der „Endstufe” verbunden ist, während sein Ausgang an den zweiten Eingang der „Logischen Und-Tor-Schaltung” angeschlossen wird. Um die Aufgabe des „Zeitglieds Δt1” die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen”, bedingt durch die sogenannten „Entlade-Impulse”, zu verhindern, wird das „Zeitglied Δt1” wie folgt ausgelegt:
- • Der logische Pegel des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt1” wird so ausgelegt, daß die „Logische Und-Tor-Schaltung” während der Dauer des „Entlade-Impulses” sicher gesperrt wird.
- • Die Zeitdauer des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt1” wird so ausgelegt, daß seine Dauer größer als die des „Entlade-Impulses” ist.
- • The logic level of the output signal of the "timer Δt1" is designed so that the "logical AND gate circuit" during the duration of the "discharge pulse" safely locked.
- • The duration of the output signal of the "timer Δt1" is designed so that its duration is greater than that of the "discharge pulse".
2.1.3.2.2 Aufgabe und Auslegung des „Zeitglieds Δt2” 2.1.3.2.2 Task and interpretation of the "timer Δt2"
Das „Zeitglied Δt2” wird derart mit der restlichen „Verriegelungs-Logik” verschaltet, daß sein Eingang mit dem Ausgang der „Logischen Und-Tor-Schaltung” verbunden wird, während an seinem Ausgang das „Referenz-Impuls-Signal” zur Verfügung gestellt wird. Um die Aufgabe des „Zeitglieds Δt2”, im Fall des zeitlichen Zusammentreffens von „Referenz-Impuls-Empfang” und Erzeugung des „Entlade-Impulses”, die Erzeugung von Doppel-Impulsen zu verhindern, wird das „Zeitglied Δt2” wie folgt ausgelegt:
- • Die Zeitdauer des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt2” wird so ausgelegt, daß seine Dauer größer als die Zeitdauer des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt1” ist.
- • The duration of the output signal of the "timer .DELTA.t2" is designed so that its duration is greater than the time duration of the output signal of the "timer .DELTA.t1".
Erweiterte BeschreibungExtended description
1 Titel1 title
Methode zur Realisierung eines sogenannten „Simultane-Referenz-Impuls-Empfängers” für drahtgelenkte Flugkörper wie MILAN und HOT, der zum Zweck der Verarbeitung von sogenannten „Tief-Kommandos” den gleichzeitigen Referenz-Impuls-Empfang während der Kommando-Sendung ermöglichen soll.Method for implementing a so-called "Simultaneous Reference Pulse Receiver" for wire-guided missiles such as MILAN and HOT, which is to allow the simultaneous reference pulse reception during command transmission for the purpose of processing so-called "low commands".
2 Gattung und Angaben zur Gattung2 Genus and details of the genus
Die Erfindung betrifft eine Methode zur Realisierung eines sogenannten „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers” nach dem „Oberbegriff des Hauptanspruchs”, wobei dieser zum Zweck des Empfangs der vom Flugkörper über den Lenkdraht übertragenen Referenz-Impulse vorgesehen ist und zusammen mit der sogenannten „Endstufe” folgende dafür üblichen Basisfunktionen aufweist:The invention relates to a method for the realization of a so-called "simultaneous reference pulse receiver" according to the "preamble of the main claim", wherein this is provided for the purpose of receiving the transmitted from the missile via the steering wire reference pulses and together with the so-called " Amplifier "has the following usual basic functions:
2.1 Basisfunktionen des „Lenkdraht-Interfaces”2.1 Basic Functions of the "Steering Wire Interface"
Das „Lenkdraht-Interface” ist die Baugruppe der MILAN- bzw. HOT-Bodenanlage, die über den Lenkdraht mit dem Flugkörper verbunden ist. Entsprechend dieser Anordnung und Zusammensetzung aus „Referenz-Impuls-Empfänger” und „Kommando-Sender”, ist die Aufgabe des Lenkdraht-Interfaces eine zweifache und zwar:The "steering wire interface" is the assembly of the MILAN or HOT ground system, which is connected to the missile via the steering wire. According to this arrangement and composition of "reference pulse receiver" and "command transmitter", the task of the steering wire interface is a two-fold, namely:
2.1.1 Kommando-Sender (Endstufe)2.1.1 Command transmitter (power amplifier)
Die „Endstufe” hat die Aufgabe, die im sogenannten „Impulsrechner” erzeugten Kommando-Impulse, entsprechend den Übertragungs-Eigenschaften der Leitung, umzuformen und anzupassen. Der hohe Widerstandsbelag der Leitung mit: rmax = 4,7 [Ω/m] erfordert eine Anhebung der Kommando-Amplitude auf UKdo = 40 [V]. Die Leitung weist zudem einen Kapazitäts-Belag von: Cmax = 120 pF/m auf. Dieser ist groß genug, um in Verbindung mit den schaltungsmäßig bedingten Unterschieden der Lade- und Entlade-Zeitkonstanten eine Verfälschung der Kommando-Breite zu bewirken. Um diesen unerwünschten Effekt auszuschalten, muß die Leitung im Anschluß an das Kommando so weit aktiv entladen werden, bis die Dauer des im Flugkörper empfangenen Kommandos der des gesendeten entspricht. Diese Anforderung wird derart realisiert, daß man die Kommando-Rückflanke auf den entgegengesetzten Amplituden-Wert überschwingen und dort eine definierte Zeitspanne verharren läßt.The "final stage" has the task of transforming the command impulses generated in the so-called "impulse computer" according to the transmission characteristics of the line. The high resistance of the line with: r max = 4.7 [Ω / m] requires an increase of the command amplitude to U Kdo = 40 [V]. The line also has a capacity coating of: C max = 120 pF / m. This is large enough, in conjunction with the circuit-related differences in the charge and discharge time constants to cause a distortion of the command width. In order to eliminate this undesired effect, the line must be actively discharged following the command until the duration of the command received in the missile corresponds to that of the one sent. This requirement is realized such that one can overshoot the command trailing edge to the opposite amplitude value and leave it there for a defined period of time.
2.1.2 Referenz-Impuls-Empfänger2.1.2 Reference Pulse Receiver
Die Aufgabe des „Referenz-Impuls-Empfängers” besteht darin, die vom Flugkörper gesendeten Referenz-Impulse möglichst störungsfrei zu empfangen, wobei störungsfrei in diesem Fall bedeutet, daß der Referenz-Impuls-Empfänger so ausgelegt werden muß, daß Gleichtakt-Störungen (Gleich- und Wechsel-Spannungen) zu keiner Beeinträchtigung des Empfangs-Betriebes führen dürfen. Systembedingt ist es außerdem erforderlich, daß Kommando-Sendung und Referenz-Impuls-Empfang simultan erfolgen dürfen. Aus diesen Forderungen ergibt sich ein symmetrischer Aufbau des Empfängereinganges und damit auch des Ausganges der Kommando-Erzeuger-Stufe. Dies bedeutet wiederum, daß die Kommandos ebenfalls symmetrisch erzeugt werden.The task of the "reference pulse receiver" is to receive the transmitted from the missile reference pulses as smoothly as possible, with interference-free in this case means that the reference pulse receiver must be designed so that common mode noise (equal - and alternating voltages) must not lead to any impairment of the receiving operation. Due to the system, it is also necessary that command transmission and reference pulse reception are simultaneous. These requirements result in a symmetrical structure of the receiver input and thus also of the output of the command generator stage. This in turn means that the commands are also generated symmetrically.
3 Stand der Technik3 state of the art
Zur Realisierung eines „Referenz-Impuls-Empfängers” mit den genannten Basisfunktionen sind folgende Möglichkeiten bekannt:
- • Der „Referenz-Impuls-Empfänger” ist nicht für „Simultan-Betrieb”, d. h. Empfang des Referenz-Impulses während der Kommando-Sendung, ausgelegt.
- • Die Realisierung von sogenannten „Tief-Kommandos” ist nur durch eine Splittung der Kommando-Impulse möglich, d. h. die Kommando-Impulse werden in einen Teil-Impuls, der zeitlich vor dem nächsten zu erwartenden Referenz-Impuls und einen Teil-Impuls, der zeitlich nach dem Referenz-Impuls gesendet wird, aufgeteilt.
- • The "reference pulse receiver" is not designed for "simultaneous operation", ie reception of the reference pulse during command transmission.
- • The realization of so-called "low-commands" is only possible by splitting the command pulses, ie the command pulses are in a partial pulse, the time before the next expected reference pulse and a partial pulse, the time after the reference pulse is sent, split.
4 Kritik am Stand der Technik4 Criticism of the state of the art
Der Nachteil der bekannten Realisierungsmethode besteht hauptsächlich darin, daß der „Referenz-Impuls-Empfänger” nicht für „Simultan-Betrieb” ausgelegt ist und damit die Realisierung von sogenannten „Tief-Kommandos” nur mit einem erhöhten Realisierungsaufwand erkauft werden muß. Zudem ist die Resistenz gegen in den Lenkdraht eingekoppelten Gleichtaktstörungen eingeschränkt.The disadvantage of the known implementation method is mainly that the "reference pulse receiver" is not designed for "simultaneous operation" and thus the realization of so-called "low-commands" must be paid for only with an increased implementation cost. In addition, the resistance is limited to coupled into the steering wire common mode noise.
5 Fundstellen5 references
-
DE 12 89 749 ADE 12 89 749 A
Bei dem bekannten Waffensystem (vgl. z. B.
-
DE 198 27 378 A1DE 198 27 378 A1
Bei dem bekannten Waffensystem (vgl. z. B.
Aus der beschriebenen besonderen Aufgabenstellung (s. Spalte 1, Zeilen 6 bis 29) sowie der erfindungsmäßigen Lösung zur Beseitigung der Nachteile (s. Spalte 1, Zeilen 30 bis 68) liegt dieser Erfindung die Aufgabe (s. Spalte 1, Zeile 30 bis 34) zugrunde, ein Waffensystem zu offenbaren, mit dem eine ständige sichere Überprüfung der Verbindung des Feuerleitrechners zu den ansteuerbaren Baugruppen der jeweiligen Munitionseinheit auf einfache Weise möglich ist, indem es das Ziel dieser Erfindung ist, eine bidirektionale Datenübertragung über die beiden zur Spannungs- bzw. Stromversorgung benötigten Leitungen zu ermöglichen, wobei die Datenübertragung von der Feuerleitanlage zur elektronischen Schaltungseinrichtung mittels Spannungsmodulation, wogegen der umgekehrte Weg mittels Strommodulation vorgenommen wird und zur Spannungsmodulation ein dem Umsetzer angeordneter Mikrocontroller die Signalpegel und das Protokoll der CAN-Bus-Schnittstelle in Signalpegel und Protokolle einer RS232-Schnittstelle umwandelt u.s.w. (s. Spalte 2, Zeilen 44 ff.)From the described special task (see
6 Aufgabe6 task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Realisierungsmethode für den Empfang von Referenz-Impulsen zu entwickeln, die gegenüber der bekannten Methode:
- 1. den gleichzeitigen Referenz-Impuls-Empfang während der Kommando-Sendung sowie
- 2. eine erhöhte Resistenz gegenüber Gleichtaktstörungen erlaubt.
- 1. the simultaneous reference pulse reception during the command transmission as well
- 2. increased resistance to common-mode noise allowed.
7 Lösung7 solution
Die Aufgabe wird erfindungsmäßig durch die Verfahrensschritte nach dem „kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches” gelöst, wobei es das primäre Ziel der vorgeschlagenen Lösungsschritte ist, den „Simultan-Betrieb”, d. h. den gleichzeitigen Referenz-Impuls-Empfang während der Kommando-Sendung, zu ermöglichen.The object is solved according to the invention by the method steps according to the "characterizing part of the main claim", wherein it is the primary aim of the proposed solution steps, the "simultaneous operation", d. H. to enable simultaneous reference pulse reception during command transmission.
8 Erzielbare Vorteile 8 Achievable benefits
Verglichen mit der bekannten Methode erlaubt das vorgestellte Verfahren eine wesentlich verbesserte Realisierung eines „Referenz-Impuls-Empfängers” für drahtgelenkte Flugkörper wie MILAN und HOT, wobei die Verbesserung in diesem Fall bedeutet:
- • Möglichkeit der Verarbeitung von „echten” Tiefkommandos.
- • Erhöhte Störsicherheit gegenüber in den Lenkdraht eingekoppelten Gleichtakt-Störungen durch konsequenten symmetrischen Aufbau.
- • Geringerer Hardwareaufwand durch eine speziell entwickelte differentielle „Signal-Meß-Brücke” mit einfacher nachgeschalteter „Impuls-Diskriminator-Schaltung”.
- • Sichere Funktion über den gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C.
- • Possibility of processing "real" low commands.
- • Increased noise immunity against common-mode interference coupled into the steering wire due to consistent symmetrical design.
- • Lower hardware expenditure due to a specially developed differential "signal measuring bridge" with a simple downstream "pulse discriminator circuit".
- • Safe operation over the entire specified operating temperature range from -40 ° C to + 80 ° C.
9 Beschreibung eines Ausführungsbeispiels9 Description of an embodiment
Der Aufbau und die Wirkungsweise eines „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers” für drahtgelenkte Flugkörper wie MILAN und HOT, der zum Zweck der Verarbeitung von sogenannten „Tief-Kommandos” den gleichzeitigen Referenz-Impuls-Empfang während der Kommando-Sendung ermöglichen soll, ist in den
Die einzelnen Abbildungen zeigen:The individual pictures show:
Zeichenerklärungen:Signs and symbols:
- • Das Zeichen „↑” bedeutet „steigender Wert”• The character "↑" means "increasing value"
- • Das Zeichen „↓” bedeutet „fallender Wert”• The character "↓" means "falling value"
- • Das Zeichen „≈” bedeutet „ungefährer Wert”• The "≈" sign means "approximate value"
- • Das Zeichen „⇒” bedeutet „daraus folgt”• The character "⇒" means "follows from it"
- • Das Zeichen „||” bedeutet „parallel geschaltet”• The character "||" means "connected in parallel"
- • Das Zeichen „|Wert|” bedeutet „der Betrag des Wertes”• The character "| value |" means "the amount of value"
9.1 Aufbau des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers”9.1 Structure of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver"
9.1.1 Genereller Aufbau und Funktion des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers”9.1.1 General Structure and Function of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver"
In den Lenkdraht wird eine spezielle „Signal-Meß-Brücke” eingefügt, die so ausgelegt wird, daß „Kommando-Impulse” am Brücken-Ausgang keine auswertbaren Meßsignale liefern, während „Referenz-Impulse” – auch bei „Simultan-Betrieb” – am Brücken-Ausgang Meßsignale erzeugen, die in einer ebenfalls speziell ausgelegten „Impuls-Diskriminator-Schaltung” ausgewertet werden können. Zusätzlich verhindert eine dem „Impuls-Diskriminator” nachgeschaltete spezielle „Verriegelungs-Logik” die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen”, die sonst, bedingt durch die sogenannten „Entlade-Impulse” des Kommando-Senders, entstehen.In the steering wire, a special "signal measuring bridge" is inserted, which is designed so that "command pulses" at the bridge output provide no evaluable measuring signals, while "reference pulses" - even in "simultaneous operation" - generate at the bridge output measurement signals that can be evaluated in a specially designed "pulse discriminator circuit". In addition, a special "lock logic" connected downstream of the "pulse discriminator" prevents the generation of "pseudo-reference pulses" which otherwise arise due to the so-called "discharge pulses" of the command transmitter.
9.1.2 Aufbau der „Signal-Meß-Brücke”9.1.2 Structure of the "Signal Measuring Bridge"
Die „Signal-Meß-Brücke” wird zwischen der sogenannten „Endstufe”, d. h. Ausgang Kommando-Sender, und dem Lenkdraht eingefügt. Sie wird symmetrisch aufgebaut und besteht aus zwei „Leitungs-Strom-Meß-Gliedern”, wobei jeweils ein Meß-Glied am Ende der beiden Lenkdrähte eingefügt wird sowie aus zwei „Koppel-Netzwerken”, deren Anfang und Ende kreuzgekoppelt mit Anfang und Ende der beiden „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” verbunden werden.The "signal measuring bridge" is between the so-called "power amplifier", d. H. Output command transmitter, and inserted the steering wire. It is constructed symmetrically and consists of two "line-current-measuring-links", wherein in each case a measuring element at the end of the two steering wires is inserted as well as two "coupling networks" whose beginning and end cross-coupled with the beginning and end of be connected to both "line current measuring elements".
9.1.2.1 Aufbau der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” 9.1.2.1 Structure of the "line current measuring elements"
Die beiden „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” bestehen jeweils aus einem „Meßwiderstand” und einem dazu parallel geschalteten „Kompensation-Kondensator”.The two "line current measuring elements" each consist of a "measuring resistor" and a parallel connected "compensation capacitor".
9.1.2.2 Aufbau der „Koppel-Netzwerke”9.1.2.2 Structure of the "coupling networks"
Die beiden „Koppel-Netzwerke” bestehen jeweils aus einem sogenannten „T-Netzwerk”, d. h. einem Netzwerk in sogenannter T-Schaltung, das sich aus einem „Widerstands-Spannungs-Teiler” zusammensetzt, an dessen Summenpunkt ein zusätzliches „Kompensations-Netzwek” angeschlossen ist.The two "coupling networks" each consist of a so-called "T-network", i. H. a network in so-called T-circuit, which is composed of a "resistor-voltage divider", at the summing point of an additional "compensation network" is connected.
9.1.2.2.1 Aufbau der „Widerstands-Spannungs-Teiler”9.1.2.2.1 Structure of the "Resistance-Voltage Divider"
Anfang und Ende der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” werden kreuzgekoppelt mit Anfang und Ende der beiden „Leitungs-Strom-Meß-Glieder” verbunden, wobei jeder der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” seinerseits aus zwei Widerständen besteht. Die beiden differentiellen Ausgangssignale der „Signal-Meß-Brücke” werden zwischen den Einzelwiderständen (Summenpunkt) der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” entnommen.The beginning and end of the two "resistor-voltage dividers" are cross-coupled to the beginning and end of the two "line-current-measuring-members", each of the two "resistor-voltage-dividers" in turn consists of two resistors. The two differential output signals of the "signal measuring bridge" are taken between the individual resistances (summation point) of the two "resistance-voltage dividers".
9.1.2.2.2 Aufbau der „Kompensations-Netzwerke”9.1.2.2.2 Structure of the "compensation networks"
Die „Kompensations-Netzwerke setzen sich jeweils aus einem „Ableit-Widerstand” und einem weiteren „Kompensations-Kondensator” zusammen. Die jeweiligen Eingänge der beiden „Kompensations-Netzwerke” werden mit dem jeweiligen Summenpunkt der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” verbunden. Die Ausgänge der beiden „Kompensation-Netzwerke” werden an die Referenz-Masse angeschlossen.The "compensation networks are each composed of a" leakage resistance "and a further" compensation capacitor ". The respective inputs of the two "compensation networks" are connected to the respective summation point of the two "resistance-voltage dividers". The outputs of the two "compensation networks" are connected to the reference ground.
9.1.3 Aufbau und Funktion des „Impuls-Diskriminators”9.1.3 Structure and function of the "pulse discriminator"
Der „Impuls-Diskriminator” wird zur Auswertung der Ausgangssignale der „Signal-Meß-Brücke” an diese angeschlossen und zwar derart, daß seine beiden Eingänge mit den Ausgängen der „Signal-Meß-Brücke” verbunden werden und zwar zwischen den Einzelwiderständen der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler”. Der „Impuls-Diskriminators” wird aus einem „Spannungs-Komparator” mit differentiellem Eingang sowie einer speziellen differentiellen „Konmparator-Eingangs-Beschaltung” aufgebaut.The "pulse discriminator" is connected to the evaluation of the output signals of the "signal measuring bridge" in such a way that its two inputs to the outputs of the "signal measuring bridge" be connected between the individual resistances of the two "resistor-voltage divider". The "impulse discriminator" is made up of a differential input "voltage comparator" and a special differential "condenser input circuit".
9.1.3.1 Aufbau der „Komparator-Eingangs-Beschaltung”9.1.3.1 Structure of the "comparator input circuit"
Die „Komparator-Eingangs-Beschaltung” setzt sich aus zwei „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” zusammen, wobei jedes der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” der Komparator-Eingangs-Beschaltung seinerseits aus zwei Widerständen besteht. Die beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” werden einseitig mit einer positiven Referenz-Spannung beschaltet.The "comparator input circuitry" is composed of two "input resistor networks", each of the two "input resistor networks" of the comparator input circuitry in turn being made up of two resistors. The two "input resistance networks" are connected on one side with a positive reference voltage.
9.1.3.2 Aufbau des „Differentiellen Spannungs-Komparators”9.1.3.2 Structure of the "Differential Voltage Comparator"
Die Eingänge des „Differentiellen Spannungs-Komparators” werden derart mit den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” verbunden, daß der invertierende und der nichtinvertierende Eingang des „Spannungs-Komparators” jeweils zwischen den Einzel-Widerständen der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” angeschlossen wird. Die differentiellen Eingänge des „Spannungs-Komparators” werden zudem derart mit den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” verbunden, daß im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs am Ausgang des „Spannungs-Komparators” ein positiver Ausgangs-Impuls erzeugt wird.The inputs of the "differential voltage comparator" are connected to the "input resistance networks" such that the inverting and non-inverting inputs of the "voltage comparator" are each connected between the individual resistances of the two "input resistance networks". is connected. The differential inputs of the "voltage comparator" are also connected to the "input resistance networks" in such a way that a positive output pulse is generated in the case of a reference pulse reception at the output of the "voltage comparator".
9.1.4 Aufbau der „Verriegelungs-Logik”9.1.4 Structure of the "locking logic"
Die „Verriegelungs-Logik” wird zur Unterdrückung der vom „Impuls-Diskriminator” erzeugten „Pseudo-Referenz-Impulse” an diesen angeschlossen und zwar derart, daß der Eingang der „Verriegelungs-Logik” mit dem Ausgang des „Impuls-Diskriminators” verbunden wird. Zur Realisierung der „Verrriegelungs-Logik” wird diese aus einer „Logischen UND-Tor-Schaltung” mit zwei Eingängen sowie zwei „Zeit-Gliedern” aufgebaut, wobei ein Eingang der „Und-Tor-Schaltung” mit dem Ausgang des „Impuls-Diskriminators” verbunden ist, während der zweite Eingang an das erste „Zeitglied Δt1” angeschlossen ist, dessen Eingang seinerseits mit den Ausgang der „Entlade-Impuls-Erzeugerstufe” der „Endstufe” verbunden ist. Der Ausgang der „Und-Tor-Schaltung” wird mit dem Eingang des zweiten „Zeitglieds Δt2” verbunden. Am Ausgang des zweiten „Zeitglieds Δt2” wird das „Referenz-Impuls-Signal” zur Verfügung gestellt.The "latch logic" is connected to this to suppress the "pseudo-reference pulses" generated by the "Pulse discriminator", namely such that the input of the "latch logic" is connected to the output of the "Pulse discriminator" becomes. To implement the "lock-in logic", this is constructed from a "logical AND gate circuit" with two inputs and two "time gates", wherein an input of the "and gate circuit" with the output of the "pulse" Discriminator "is connected, while the second input to the first" timer .DELTA.t1 "is connected, the input of which in turn is connected to the output of the" discharge pulse generator stage "of the" final stage ". The outcome of the "And Tor Circuit "is connected to the input of the second" timer .DELTA.t2 ". At the output of the second "timer Δt2" the "reference pulse signal" is provided.
9.1.4.1 Aufbau und Funktion der „Zeitglieder”9.1.4.1 Structure and function of the "Timers"
9.1.4.1.1 Aufbau und Funktion des „Zeitglieds Δt1”9.1.4.1.1 Structure and function of the "timer Δt1"
Das „Zeitglied Δt1” wird derart mit der restlichen „Verriegelungs-Logik” verschaltet, daß sein Eingang mit dem Ausgang der „Entlade-Impuls-Erzeugerstufe” des „Kommando-Senders (Endstufe)” verbunden ist, während sein Ausgang an den zweiten Eingang der „Logischen Und-Tor-Schaltung” angeschlossen wird. Die Aufgabe des „Zeitglieds Δt1” besteht darin, die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen”, die durch die sogenannten „Entlade-Impulse” verursacht werden, zu verhindern.The "timer Δt1" is so connected to the rest of the "latch logic" that its input to the output of the "discharge pulse generator stage" of the "command transmitter (power amplifier)" is connected, while its output to the second input the "logical and gate circuit" is connected. The task of the "timer Δt1" is to prevent the generation of "pseudo-reference pulses" caused by the so-called "discharge pulses".
9.1.4.1.2 Aufbau und Funktion des „Zeitglieds Δt2”9.1.4.1.2 Structure and function of the "timer Δt2"
Das „Zeitglied Δt2” wird derart mit der restlichen „Verriegelungs-Logik” verschaltet, daß sein Eingang mit dem Ausgang der „Logischen Und-Tor-Schaltung” verbunden wird, während an seinem Ausgang das „Referenz-Impuls-Signal” zur Verfügung gestellt wird. Die Aufgabe des „Zeitglieds Δt2” besteht darin, im Fall des zeitlichen Zusammentreffens von „Referenz-Impuls-Empfang” und Erzeugung des „Entlade-Impulses” des Kommandos, die Erzeugung von Doppelimpulsen zu verhindern.The "timer Δt2" is connected to the rest of the "latch logic" so that its input is connected to the output of the "Logic And Gate" circuit, while at its output the "reference pulse signal" is provided becomes. The task of the "timer Δt2" is to prevent the generation of double pulses in the case of coincidence of "reference pulse reception" and generation of the "discharge pulse" of the command.
9.2 Theoretische Grundlagen zur Auslegung des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers”9.2 Theoretical principles for the design of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver"
9.2.1 Berechnungs-Grundlagen der „Signal-Meß-Brücke”9.2.1 Calculation basics of the "Signal Measuring Bridge"
9.2.1.1 Spannungsverteilung im Netzwerk beim Senden von „Kommando-Impulsen”9.2.1.1 Voltage distribution in the network when sending "command pulses"
9.2.1.1.1 Bestimmung der „Spannung (UMK)” am „Meßwiderstand (RM)” beim Senden von „Kommando-Impulsen” (siehe Abb. 2a)9.2.1.1.1 Determining the "voltage (U MK )" at the "measuring resistor (R M )" when sending "command pulses" (see Fig. 2a)
Wegen des symmetrischen Aufbaus der „Signal-Meß-Brücke”, der betragsmäßigen Gleichheit der „Kommando-Amplituden U1 und U2” sowie deren „entgegengesetzter Polarität (U1 = – U2)”, als auch unter der Voraussetzung, daß der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3 bzw. R2 + R4)” viel größer (Faktor: m) ist als die Widerstandswerte der „Meßwiderstände (RM1 bzw. RM2)” der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”, gilt beim Senden von Kommando-Impulsen für die „Spannung (UMK)” an einem Meßwiderstand folgender Ansatz (siehe auch
9.2.1.1.2 Bestimmung der „Spannungen (UAK) und (UAKq)” beim Senden von „Kommando-Impulsen” (siebe Abb. 2a)9.2.1.1.2 Determining the "voltages (U AK ) and (U AKq )" when sending "command pulses" (see Fig. 2a)
Unter den Voraussetzungen, daß erstens der Gesamtwiderstand des „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3)” sehr viel größer ist (Faktor: i) als der Widerstandswert des „Meßwiderstandes (RM)” des „Leitungs-Strom-Meß-Gliedes”, d. h.:
9.2.1.1.3 Bestimmung der „Spannungen (UBK) und (UBKq)” beim Senden von Kommando-Impulsen” (siehe Abb. 2a)9.2.1.1.3 Determining the "voltages (U BK ) and (U BKq )" when sending command pulses "(see Fig. 2a)
Analog zu den unter 9.2.1.1.2 genannten Voraussetzungen, d. h.: daß erstens der Gesamtwiderstand des „Widerstands-Spannungs-Teilers (R2 + R4)” sehr viel größer (Faktor: i) ist als der Widerstandswert des „Meßwiderstandes (RM)” des „Leitungs-Strom-Meß-Gliedes”, d. h.:
9.2.1.1.4 Bestimmung des „Spannungs-Teiler-Verhältnisses (q0)”9.2.1.1.4 Determining the "voltage-divider ratio (q 0 )"
Aus den Bestimmungsgleichungen [1.1] und [1.1a] für die „Spannungen (UAKq) und (UBKq)” ist zu ersehen, daß diese für einen bestimmten Verhätniswert von q = q0 den Wert UAKq = UBKq = 0 [Volt] annehmen, wobei die praktische Bedeutung dieser Tatsache darin liegt, daß die „Signal-Meß-Brücke” so eingestellt werden kann, daß an ihren „Ausgängen (UA und UB)” im Fall der Kommando-Sendung „kein auswertbares Signal” erzeugt wird.It can be seen from the equations of determination [1.1] and [1.1a] for the "stresses (U AKq ) and (U BKq )" that for a certain ratio of q = q 0, the value U AKq = U BKq = 0 [ Volt], the practical meaning of this fact lies in the fact that the "signal measuring bridge" can be set so that at their "outputs (U A and U B )" in the case of the command transmission "no evaluable signal " is produced.
Der „Verhätniswert (q0)” errechnet sich wie folgt, wobei es das Ziel dieser Ableitung ist, den „Verhätniswert (q0)” als Funktion der Parameter: Lenkdraht-Widerstand (RL) und Meßwiderstand (RM) darzustellen, d. h.: The "ratio value (q 0 )" is calculated as follows, the aim of this derivation being to represent the "ratio value (q 0 )" as a function of the parameters: steering wire resistance (R L ) and measuring resistance (R M ) :
9.2.1.2 Spannungsverteilung im Netzwerk beim Senden von „Referenz-Impulsen”9.2.1.2 Network voltage distribution when sending "reference pulses"
9.2.1.2.1 Bestimmung der „Spannung (UMT)” am „Meßwiderstand (RM)” beim Senden von „Referenz-Impulsen” (siebe Abb. 2b)9.2.1.2.1 Determining the "voltage (U MT )" at the "measuring resistor (R M )" when transmitting "reference pulses" (see Fig. 2b)
Wegen des symmetrischen Aufbaus der „Signal-Meß-Brücke” sowie unter der Voraussetzung, daß der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teiler (R1 + R3 bzw. R2 + R4)” viel größer (Faktor: m) ist als der Widerstandswert des „Meßwiderstandes (RM)” des „Leitungs-Strom-Meß-Gliedes”, gilt beim Senden von Referenz-Impulsen für die „Spannung (UMT)” am „Meßwiderstand (RM)” folgender Ansatz: Because of the symmetrical design of the "signal-measuring bridge" as well as assuming that the total resistance of a "resistor-voltage divider (R 1 + R 3 or R 2 + R 4 )" is much larger (factor: m) as the resistance value of the "measuring resistor (R M )" of the "line current measuring element", applies the following approach when sending reference pulses for the "voltage (U MT )" on "measuring resistor (R M )":
9.2.1.2.2 Bestimmung des „Leitungsstromes (iL)” beim Senden von „Referenz-Impulsen”9.2.1.2.2 Determining the "line current (i L )" when sending "reference pulses"
Das Ziel der Berechnung ist, den „Leitungsstrom (iL)” als Funktion der Parameter (UT, RN) darzustellen, d. h.: The aim of the calculation is to represent the "line current (i L )" as a function of the parameters (U T , R N ), ie:
9.2.1.2.3 Bestimmung der „Spannungen (UAT) und (UATq)” beim Senden von „Referenz-Impulsen” (siehe Abb. 2b)9.2.1.2.3 Determining the "voltages (U AT ) and (U ATq )" when transmitting "reference pulses" (see Fig. 2b)
Es gelten die gleichen Voraussetzungen wie unter dem Abschnitt 9.2.1.1.2 bereits beschrieben, wobei es jedoch hier das Ziel der Berechnung ist, die „Spannung (UAT)” als Funktion der Parameter (U1, RT, q) darzustellen, d. h.: The same conditions apply as described in Section 9.2.1.1.2, but here the aim of the calculation is to represent the "voltage (U AT )" as a function of the parameters (U 1 , R T , q). ie:
Um weiterhin die „Spannung (UATq)” als Funktion der Parameter (UT, RM, RL) darzustellen, wird der Wert des „Spannungs-Teiler-Verhältnisses (q0)” – siehe Formel [1.2] – in die Formel [2.3] eingesetzt.In order to continue to represent the "voltage (U ATq )" as a function of the parameters (U T , R M , R L ), the value of the "voltage divider ratio (q 0 )" - see formula [1.2] - in the Formula [2.3] used.
Wenn man zudem annimmt, daß der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes (RM)” in einem festen „Verhältnis (m)” zum Widerstandswert des „Lenkdrahtes (RL)” stehen soll, kann folgender Ansatz gemacht werden: Assuming that the resistance value of a "measuring resistor (R M )" should be in a fixed "ratio (m)" to the resistance value of the "steering wire (R L )", the following approach can be taken:
9.2.1.2.4 Bestimmung der „Spannungen (UBT) und (UBTq)” beim Senden von „Referenz-Impulsen” (siehe Abb. 2b)9.2.1.2.4 Determining the "voltages (U BT ) and (U BTq )" when transmitting "reference pulses" (see Fig. 2b)
Es gelten die gleichen Voraussetzungen wie unter dem Abschnitt 9.2.1.1.3 bereits beschrieben, wobei es jedoch hier das Ziel der Berechnung ist, die „Spannung (UBT)” als Funktion der Parameter (U2, RT, q) darzustellen, d. h.: The same conditions apply as described in Section 9.2.1.1.3, but here the aim of the calculation is to represent the "voltage (U BT )" as a function of the parameters (U 2 , R T , q). ie:
Nach Ableitungen entsprechend Abschnitt 9.2.1.2.3 „Bestimmung der Spannung (UAT)” erhält man: Following derivations in accordance with Section 9.2.1.2.3 "Determination of the voltage (U AT )" one obtains:
Um die Spannung UBT als Funktion der Parameter (UT, RM, RL) darzustellen, wird der Wert des „Spannungs-Teiler-Verhältnisses (q0)” – siehe Formel [1.2] – in die Formel [2.3a] eingesetzt.In order to represent the voltage U BT as a function of the parameters (U T , R M , R L ), the value of the "voltage divider ratio (q 0 )" - see formula [1.2] - into the formula [2.3a] used.
Wenn man zudem annimmt, daß der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes (RM)” in einem festen „Verhältnis (m)” zum Widerstandswert des „Lenkdrahtes (RL)” stehen soll, kann folgender Ansatz gemacht werden: Assuming that the resistance value of a "measuring resistor (R M )" should be in a fixed "ratio (m)" to the resistance value of the "steering wire (R L )", the following approach can be taken:
Aus den Formeln [2.4; 2.4a] und [2.5; 2.5a] ist ersichtlich, daß die Forderung nach Abschnitt 9.2.3.1 erfüllt ist, die besagt, daß von den beiden „Spannungs-Teilern” im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs generell Meßsignale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität geliefert werden sollen. From the formulas [2.4; 2.4a] and [2.5; 2.5a] it can be seen that the requirement according to Section 9.2.3.1 is satisfied, which states that, in the case of a reference pulse reception, the two "voltage dividers" should generally be supplied with measurement signals of the same magnitude but different polarity.
9.2.1.3 Spannungsverteilung im Netzwerk beim „simultanen Senden von Kommando- und Referenz-Impulsen”9.2.1.3 Voltage Distribution in the Network for "Simultaneous Transmission of Command and Reference Pulses"
9.2.1.3.1 Bestimmung der „Spannungen (UMKT1) und (UMKT2)” an den „Meßwiderständen (RM1) und (RM2)” beim „simultanen Senden von Kommando- und Referenz-Impulsen” (siehe Abb. 3c)9.2.1.3.1 Determination of "Voltages (U MKT1 ) and (U MKT2 )" at the "measuring resistors (R M1 ) and (R M2 )" for "simultaneous sending of command and reference pulses" (see Fig. 3c )
Beim „simultanen Senden von Kommando- und Referenz-Impulsen” kann ebenfalls wegen des symmetrischen Aufbaus der „Signal-Meß-Brücke”, der betragsmäßigen Gleichheit der „Kommando-Amplituden (U1 und U2)” sowie deren „entgegengesetzter Polarität (U1 = –U2)”, als auch unter der Voraussetzung, daß der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3 bzw. R2 + R4)” viel größer ist als der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes (RM1 bzw. RM2)” der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”, für die „Spannungen (UMKT1) und (UMKT2)” an den Meßwiderständen folgender Ansatz (siehe auch
Entsprechend dazu gilt auch für die „Spannung (UMKT2)” am zweiten „Meßwiderstand (RM2)”: The same applies to the "voltage (U MKT2 )" at the second "measuring resistor (R M2 )":
9.2.1.3.2 Bestimmung der „Spannungen (UAKTq) und (UBKTq)” beim „simultanen Senden von Kommando- und Referenz-Impulsen” (siehe Abb. 3b)9.2.1.3.2 Determining the "voltages (U AKTq ) and (U BKTq )" for "simultaneous transmission of command and reference pulses" (see Fig. 3b)
Zur Bestimmung der „Spannungen (UAKTq) und (UBKTq)” werden die „Spannungen (UMKT1) und (UMKT2)”, die an den „Meßwiderständen (RM1) und (RM2)” beim „simultanen Senden” von Kommando- und Referenz-Impulsen entstehen (siehe Formeln [3.0] und [3.0a]), in die Gleichungen für die „Spannungen (UAKq) und (UBKq)”, die beim Senden von „Kommando-Impulsen” erzeugt werden (siehe Formeln [1.1] und [1.1a]), eingesetzt.
- • Bestimmung der „Spannung (UAKTq)”
- • Bestimmung der „Spannung (UBKTq)”
- • Determination of "voltage (U AKTq )"
- • Determination of "voltage (U BKTq )"
Aus den Formeln [3.1] und [3.1a] ist ersichtlich, daß unter der Voraussetzung, daß die Spannungs-Teiler auf das „Widerstands-Verhältnis (q0)” eingesteht sind, von der Meß-Brücke bei „Simultan-Betrieb” die gleichen „Ausgangsspannungen (UAKTq = UATq) und (UBKTq = UBTq)” geliefert werden wie beim einfachen Referenz-Impuls-Empfang. 9.2.1.4 Spannungsverteilung im Netzwerk bei Veränderung des Leitungswiderstandes durch Temperatureinfluß 9.2.1.4.1 Widerstandsänderung des Lenkdrahtes durch Temperatureinfluß From the formulas [3.1] and [3.1a] it can be seen that, assuming that the voltage dividers are confined to the "resistance ratio (q 0 )", from the measuring bridge in "simultaneous operation" same "output voltages (U AKTq = U ATq ) and (U BKTq = U BTq )" are supplied as in the simple reference pulse reception. 9.2.1.4 Voltage distribution in the network when the line resistance changes due to the effect of temperature 9.2.1.4.1 Resistance change of the steering wire due to temperature influence
9.2.1.4.2 Bestimmung des „temperaturabhängigen Spannungs-Teiler-Verhältnisses (q0ϑ)”9.2.1.4.2 Determination of the "temperature-dependent voltage-divider ratio (q 0θ )"
Ziel der Dimensionierung der „Signal-Meß-Brücke” ist, diese so einzustellen, damit an ihren Ausgängen im gesamten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C im Fall der Kommando-Sendung „kein auswertbares Signal (UAk) und (UBk)” erzeugt wird.The aim of the dimensioning of the "signal measuring bridge" is to set them so that at their outputs in the entire operating temperature range of -40 ° C to + 80 ° C in the case of the command transmission "no evaluable signal (U Ak ) and (U Bk ) "is generated.
Für die im Fall der Kommando-Sendung an den Ausgängen der „Signal-Meß-Brücke” erzeugten „Spannungen (UAKq) und (UMk)” gilt allgemein: For the "voltages (U AKq ) and (U Mk )" generated in the case of the command transmission at the outputs of the "signal measuring bridge", the following generally applies:
Wird nun das „Widerstandsverhätnis (q0)” aus den Widerstandswerten „RM” und „RL(+20)” bestimmt, wobei der Temperaturgang der „Meßwiderstände (RM1) und (RM2)” sowie der „Spannungs-Teiler-Widerstände” als vernachlässigbar angesehen wird, d. h.: so bedeutet dies, daß bei der Temperatur ϑ = +20°C die Spannung UAKq = 0 wird. Mit diesem „Widerstandsverhätnis (q0(+20))” ist nun aus den Gleichungen [1.0] und [1.1] zu ersehen, daß sich in diesem Fall folgende Abhängigkeiten ergeben:
Diese Abhängigkeiten zeigen, daß das „Widerstandsverhätnis (q0ϑ)” so bestimmt werden muß, damit bei ϑ = –40°C die bei Kommando-Sendung an den Ausgängen der „Signal-Meß-Brücke” erzeugte Spannung UAK = 0 V wird. Die „Spannung (UAK)” wird dann mit steigender Spannung immer negativer. Das „Widerstandsverhätnis (q0ϑ)” ergibt sich demnach zu: These dependencies show that the "resistance ratio (q 0θ )" must be determined so that at θ = -40 ° C the voltage U AK = 0 V generated at command transmission at the outputs of the "signal measuring bridge" , The "voltage (U AK )" then becomes more negative with increasing voltage. The "resistance ratio (q 0θ )" is therefore given by:
9.2.1.4.3 Einfluß des temperaturabhängigen Leitungswiderstandes auf die „Spannungen (UAK(–40)) und (UAK(+80))” beim Senden von „Kommando-Impulsen”9.2.1.4.3 Influence of the temperature-dependent line resistance on the "voltages (U AK (-40) ) and (U AK (+80) )" when sending "command pulses"
Ziel der Ableitung ist, die „Spannungen (UAK(–40)) und (UAK(+80))” als Funktion der „Parameter (UT, m)” darzustellen, d. h.:
U1 = positive Kdo-Amplitude
m = Verhältnis der Widerstände RL und RM
- • Zur Bestimmung der „Spannung (UAK(–40))” wird in die Formel [1.1] die Formeln [1.0] und [4.1] eingesetzt.
U 1 = positive Kdo amplitude
m = ratio of the resistances R L and R M
- • For the determination of the "stress (U AK (-40) )" the formulas [1.0] and [4.1] are used in the formula [1.1].
Damit ist der Beweis erbracht, daß bei 4 = –40°C die bei Kommando-Sendung an den Ausgängen der „Signal-Meß-Brücke” erzeugte Spannung UAK(–40) = 0 V wird.
- • Zur Bestimmung der „Spannung (UAK(+80))” wird ebenfalls in die Formel [1.1] die Formeln [1.0] und [4.1] eingesetzt.
- • For the determination of the "stress (U AK (+80) )" the formulas [1.0] and [4.1] are also used in the formula [1.1].
Aus diesen Ableitungen ist ersichtlich, daß unter der Voraussetzung, daß die Spannungs-Teiler auf das „Widerstandsverhätnis (q0ϑ)” eingestellt sind, von der „Signal-Meß-Brücke im gesamten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C im Fall der Kommando-Sendung mit der „Spannung (UAK(ϑ) ≦ 0 Volt)” ein negatives und damit „kein auswertbares Signal” erzeugt wird.It can be seen from these derivations that, assuming that the voltage dividers are set to the "resistance ratio (q 0 θ )", the signal-measuring bridge will have a total operating temperature range of -40 ° C to + 80 ° C in the case of command transmission with the "voltage (U AK (θ) ≦ 0 volts)" a negative and thus "no evaluable signal" is generated.
9.2.1.4.4 Einfluß des temperaturabhängigen Leitungswiderstandes auf die „Spannungen (UAT(–40)) und (UAT(+80))” beim Senden von „Referenz-Impulsen”9.2.1.4.4 Influence of the temperature-dependent line resistance on the "voltages (U AT (-40) ) and (U AT (+80) )" when sending "reference pulses"
Ziel der Ableitung ist, die „Spannungen (UAT(–40)) und (UAT(+80))” als Funktion der „Parameter (UT, m)” darzustellen, d. h.:
UT = Referenz-Impuls-Amplitude
m = Verhältnis der Widerstände RL und RM
- • Zur Bestimmung der „Spannung (UAT(–40))” wird die Formel [2.4] verwendet
- • Zur Bestimmung der „Spannung (UAT(+80))” wird die Formel [2.4] verwendet
- • Bestimmung des Verhältnisses der „Spannungen (UAT(–40) und UAT(+80))”
U T = reference pulse amplitude
m = ratio of the resistances R L and R M
- • To determine the "voltage (U AT (-40) )", the formula [2.4] is used
- • For the determination of the "voltage (U AT (+80) )" the formula [2.4] is used
- • Determination of the ratio of "voltages (U AT (-40) and U AT (+80) )"
9.2.1.4.5 Einfluß des temperaturabhängigen Leitungswiderstandes auf die „Spannungen (UAKT(–40)) und (UAKT(+80))” bei „Simultan-Betrieb”9.2.1.4.5 Influence of the temperature-dependent line resistance on the "voltages (U AKT (-40) ) and (U AKT (+80) )" for "simultaneous operation"
Ziel der Ableitung ist, die „Spannungen (UAKT(–40)) und (UAKT(+80))” als Funktion der „Parameter (U1, UT, m)” darzustellen, d. h.:
UT = Referenz-Impuls-Amplitude
U1 = positive Kdo-Amplitude
m = Verhältnis der Widerstände RL und RM
- • Bestimmung der „Spannung (UAKT(–40))”
U T = reference pulse amplitude
U 1 = positive Kdo amplitude
m = ratio of the resistances R L and R M
- • Determination of the "voltage (U AKT (-40) )"
Wegen UAK(–40) = 0 ergibt sich:
- • Bestimmung der „Spannung (UAKT(+80))”
- • Determination of the "voltage (U AKT (+80) )"
Zur Bestimmung der „Spannung (UAKT(+80))” wird die „Spannung (UMKT1)”, die am „Meßwiderstand (RM1)” beim „simultanen Senden” von Kommando- und Referenz-Impulsen entsteht, in die Gleichung für die „Spannung (UAKq)”, die beim Senden von „Kommando-Impulsen” erzeugt wird, eingesetzt.To determine the "voltage (U AKT (+80) )", the "voltage (U MKT1 )" produced at the "measuring resistor (R M1 )" for "simultaneous transmission" of command and reference pulses is entered into the equation for the "voltage (U AKq )" generated when transmitting "command pulses".
Durch Einsetzen der Formeln [43a] und [4.5] in die vorstehende Gleichung für die „Spannung (UAKT(+80))” erhält man: By substituting the formulas [43a] and [4.5] in the above equation for the "stress (U AKT (+80) )", we obtain:
Durch Einsetzen der nachstehenden Formeln [4.3] und [4.6] in Formeln [4.8] erhält man: By substituting the following formulas [4.3] and [4.6] in formulas [4.8], we obtain:
9.2.2 Berechnungs-Grundlagen der „Komparator-Eingangs-Beschaltung” 9.2.2 Calculation basics of the "comparator input circuit"
9.2.2.1 Bestimmung der differentiellen Eingangs-Spannungen (E1, E2) des Komparators9.2.2.1 Determining the differential input voltages (E 1 , E 2 ) of the comparator
Es gilt die Voraussetzung, daß der Gesamtwiderstand eines „Eingangs-Widerstands-Netzwerks (R33 + R44) bzw. (R11 + R22)” des Komparators viel großer (Faktor: j) ist als der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3) bzw. (R2 + R4)” der „Signal-Meß-Brücke”, d. h.:
Unter dieser Voraussetzung kann folgender Ansatz gemacht werden, wobei es das Ziel der Berechnung ist, die „Differentiellen Eingangs-Spannungen (E1, E2)” des Komparators als Funktion der „Ausgangsspannungen (UA, UB)” der Signal-Meß-Brücke darzustellen, d. h.:
UREF = Referenz-Spannung
RE = Netzwerk-Widerstande
- • Bestimmung der „Eingangs-Spannung (E1)”
- • Bestimmung der „Eingangs-Spannung (E2)”
U REF = reference voltage
R E = network resistance
- • Determination of the "input voltage (E 1 )"
- • Determination of the "input voltage (E 2 )"
9.2.2.2 Bestimmung der Einzel-Widerstände der beiden Eingangs-Widerstands-Netzwerke des Spannungs-Komparators9.2.2.2 Determining the individual resistances of the two input resistance networks of the voltage comparator
Die beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” des „Spannungs-Komparators” werden so eingestellt, daß sowohl beim „Referenz-Impuls-Empfang” als auch beim „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal am Ausgang des „Spannungs-Komparators” erzeugt wird. Dies bedeutet, daß das „Verhältnis (k)” der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” so eingestellt wird, daß die beim „Referenz-Impuls-Empfang” erzeugten differentiellen „Ausgangssignale (UA und UB)” der Signal-Meß-Brücke, d. h. Signale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität, verarbeitet werden können. Die bedeutet, daß bei Erreichen des Schaltkriteriums, d. h.:
Demnach werden die Bestimmungs-Gleichungen [5.0] und [5.1] für die „Eingangs-Spannungen (E1 und E2)” des Komparators gleichgesetzt, d. h.: Thus, the equations of determination [5.0] and [5.1] are equated for the "input voltages (E 1 and E 2 )" of the comparator, ie:
Zur Bestimmung des „Verhältnisses (k)” der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” des Komparators werden zusätzlich weitere Annahmen a.) und b.) gemacht:
- a) Das Kriterium für eine minimale Temperatur-Drift des Komparators ist dann gegeben, wenn die Ersatz-Widerstände der beiden Eingangs-Netzwerke gleich sind, d. h.:
- b) Führt man außerdem noch die Bedingung ein, daß für UAS = UBS = 0 die Ströme in beiden Eingangs-Widerstands-Netzwerken gleich sein müssen, so gilt:
- a) The criterion for a minimum temperature drift of the comparator is given when the equivalent resistances of the two input networks are the same, ie:
- b) If one also introduces the condition that for U AS = U BS = 0, the currents in both input resistance networks must be equal, the following applies:
Die Gleichungen [5.2]; [5.3]; [5.4] sind jetzt die Bestimmungsgleichungen für die Widerstände R11; R22; R33 und R44
- • Aus den Gleichungen [5.2] und [5.3] erhält man:
- • Aus den Gleichungen [5.2] und [5.3] erhält man:
- • Aus den Gleichungen [5.5] und [5.5a] ergibt sich demnach das „Verhältnisses (k)” der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” zu: oder auch:
R33 = k·R11 R22 = k·R44 Formel [5.6a] - • Mit dem ermittelten „Verhältnis (k)” sowie mit der unter b.) gemachten Bedingung:
R11 + R22 = R33 + R44 R11 + k·R44 = k·R11 + R44 k·R44 – R44 = k·R11 – R11 R44·(k – 1) = R11·(k – 1) R44 = R11 Formel [5.7] R11 + R22 = R33 + R44 R11 + R22 = R33 + R11 R22 = R23 Formel [5.7a] - • Aus den Formeln [5,6], [5.6a], [5.7] und [5.7a] lassen sich nun die Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” wie folgt berechnen, wobei wie unter 9.2.2.1 zusätzlich vorausgesetzt wird, daß der Gesamtwiderstand eines „Eingangs-Widerstands-Netzwerks (R33 + R44) bzw. (R11 + R22)” des Komparators viel größer ist (Faktor: j) als der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3) bzw. (R2 + R4)” der „Signal-Meß-Brücke”.
- • From the equations [5.2] and [5.3] one obtains:
- • From the equations [5.2] and [5.3] one obtains:
- From the equations [5.5] and [5.5a], the "ratio (k)" of the individual resistances of the two "input resistance networks" thus results in: or:
R 33 = k · R 11 R 22 R 44 = k · formula [5.6a] - • With the determined "ratio (k)" and with the condition stated under b.):
R 11 + R 22 = R 33 + R 44 R 11 + k · R 44 = k · R 11 + R 44 k · R 44 - R 44 = k · R 11 - R 11 R 44 · (k - 1) = R 11 * (k - 1) R 44 = R 11 formula [5.7] R 11 + R 22 = R 33 + R 44 R 11 + R 22 = R 33 + R 11 R 22 = R 23 Formula [5.7a] - • From the formulas [5,6], [5.6a], [5.7] and [5.7a], the individual resistances of the two "input resistance networks" can now be calculated as follows, whereby as under 9.2.2.1 It is assumed that the total resistance of an input resistance network (R 33 + R 44 ) or (R 11 + R 22 ) of the comparator is much larger (factor: j) than the total resistance of a resistance-voltage divider (R 1 + R 3 ) or (R 2 + R 4 ) "of the" signal measuring bridge ".
9.2.2.3 Ableitung der Funktion-Gleichungen für die „Differentiellen Eingangs-Spannungen (E1, E2)” des Komparators 9.2.2.3 Deriving the function equations for the "differential input voltages (E 1 , E 2 )" of the comparator
Das Ziel der Ableitung ist, die „Differentiellen Eingangs-Spannungen (E1, E2)” des Komparators als Funktion der „Ausgangsspannungen (UA, UB)” der „Signal-Meß-Brücke” darzustellen, wobei die „Eingangs-Widerstands-Netzwerke (RE )” des Komparators bzw. die „Schwellwerte der Ausgangs-Spannungen der Signal-Meß-Brücke (UAS, UBS)” als Parameter zu berücksichtigen sind, d. h.:
E1, E2 = Eingangs-Spannungen des Komparators
UA, UB = Ausgangs-Spannungen der Signal Meß-Brücke
UREF = Referenz-Spannung
RE = Eingangs-Widerstands-Netzwerke des Komparators
UAS, UBS = Schwellwerte der Ausgangs-Spannungen der Signal-Meß-Brücke
- •Ableitung der Funktions-Gleichungen: E1= f(UA, UREF, RE) und E1 = f(UA, UAS, UREF)
- • Ableitung der Funktions-Gleichungen: E2 = f(UB, UREF, RE) und E2 = f(UB, UBS, UREF)
- • Zusammenfassung der Funktion-Gleichungen: E1, E2 = f(UA, UB, UAS, UBS, UREF)
E 1 , E 2 = input voltages of the comparator
U A , U B = output voltages of the signal measuring bridge
U REF = reference voltage
R E = input resistance networks of the comparator
U AS , U BS = threshold values of the output voltages of the signal measuring bridge
- • Derivation of the function equations: E 1 = f (U A , U REF , R E ) and E 1 = f (U A , U AS , U REF )
- • Derivation of the function equations: E 2 = f (U B , U REF , R E ) and E 2 = f (U B , U BS , U REF )
- • Summary of the function equations: E 1 , E 2 = f (U A , U B , U AS , U BS , U REF )
9.2.2.4 Graphische Darstellung der „Funktionen E1, E2 = f(UA, UB, UAS, UBS, UREF)” für die „Differentiellen Eingang-Spannungen (E1, E2)” des Kamparatars (siehe Abb. 4) 9.2.2.4 Graphical Representation of the "Functions E 1 , E 2 = f (U A , U B , U AS , U BS , U REF )" for the "Differential Input Voltages (E 1 , E 2 )" of the Camparat ( see Fig. 4)
- • Bestimmung der Funktion-Gleichungen E1, E2 = f(UA, UB) aus den angenommenen Funktions-Parametern für UAS, UBS, UREF: Determination of the function equations E 1 , E 2 = f (U A , U B ) from the assumed function parameters for U AS , U BS , U REF :
-
• Bestimmung der Schnittpunkte der Funktionen mit der UA, UB-Koordinate:
(9/20)·UB + 11/2 = E2 (9/20)·UB + 11/2 = 0 (9/20)·UB = –11/2 UB = – 11·20 / 2·9 = –12,2 (11/20)·UA + 9/2 = E1 (11/20)·UA + 9/2 = 0 (11/20)·UA = –9/2 UA = – 9·20 / 2·11 = –8,2 (9/20) · U B + 11/2 = E 2 (9/20) · U B + 11/2 = 0 (9/20) · U B = -11 / 2 U B = - 11 · 20/2 · 9 = -12.2 (11/20) · U A + 9/2 = E 1 (11/20) · U A + 9/2 = 0 (11/20) · U A = -9/2 U A = - 9 · 20/2 · 11 = -8.2 -
• Bestimmung der Schnittpunkte der Funktionen mit der E1, E2-Koordinate:
(9/20)·UB + 11/2 = E2 (9/20)·0 + 11/2 = E2 E2 = 11/2 (11/20)·UA + 9/2 = E1 (11/20)·0 + 9/2 = E1 E1 = 9/2 (9/20) · U B + 11/2 = E 2 (9/20) · 0 + 11/2 = E 2 E 2 = 11/2 (11/20) · U A + 9/2 = E 1 (11/20) · 0 + 9/2 = E 1 E 1 = 9/2 -
• Bestimmung des Schnittpunkts der Funktionen E1, E2 = f(UA, UB)
(9/20)·UB + 11/2 = (11/20)·UA + 9/2 9·UB + 110 = 11·UA + 90 UA = 10 (9/20) · U B + 11/2 = (11/20) · U A + 9/2 9 · U B + 110 = 11 · U A + 90 U A = 10 -
• Bestimmung der Funktionswerte im Schnittpunkt der Funktionen E1, E2 = f(UA, UB)
(9/20)·UB + 11/2 = E2 E2 = (9/20)·10 + 11/2 E2 = 9/2 + 11/2 E2 = 10 (11/20)·UA + 9/2 = E1 E1 = (11/20)·10 + 9/2 E1 = 11/2 + 9/2 E1 = 10 (9/20) · U B + 11/2 = E 2 E 2 = (9/20) × 10 + 11/2 E 2 = 9/2 + 11/2 E 2 = 10 (11/20) · U A + 9/2 = E 1 E 1 = (11/20) · 10 + 9/2 E 1 = 11/2 + 9/2 E 1 = 10 -
• Bestimmung (Kontrolle) der Komparator-Schaltpunkte UAS und UBS
(9/20)·UBS + 11/2 = (11/20)·UAS + 9/2 –(9/20)·UAS + 11/2 = (11/20)·UAS + 9/2 (11/20)·UAS + (9/20)·UAS = 11/2 – 9/2 UAS = 11/2 – 9/2 = 1 (9/20)·UBS + 11/2 = –(11/20)·UBS + 9/2 (11/20)·UBS +(9/20)·UBS = 11/2 – 9/2 UBS = 9/2 – 11/2 = –1 (9/20) · U BS + 11/2 = (11/20) · U AS + 9/2 - (9/20) · U AS + 11/2 = (11/20) · U AS + 9/2 (11/20) · U AS + (9/20) · U AS = 11/2 - 9/2 U AS = 11/2 - 9/2 = 1 (9/20) · U BS + 11/2 = - (11/20) · U BS + 9/2 (11/20) · U BS + (9/20) · U BS = 11/2 - 9/2 U BS = 9/2 - 11/2 = -1 -
• Bestimmung der Funktionswerte E1S und ES2 im Komparator-Schaltpunkt
(9/20)·UBS + 11/2 = E2S E2S = 11/2 – 9/20 = 110/20 – 9/20 = 101/20 ≈ 5 (11/20)·UAS + 9/2 = E1S E1S = 11/20 + 9/2 = 11/20 + 90/20 = 101/20 ≈ 5 (9/20) · U BS + 11/2 = E 2S E 2S = 11/2 - 9/20 = 110/20 - 9/20 = 101/20 ≈ 5 (11/20) · U AS + 9/2 = E 1S E 1S = 11/20 + 9/2 = 11/20 + 90/20 = 101/20 ≈ 5
9.3 Vorgaben zur Auslegung des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers”9.3 Specifications for the design of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver"
Aus dem Aufbau (siehe Abschnitt: 9.1) und den theoretischen Grundlagen (siehe Abschnitt: 9.2) kennen folgende Vorgaben zur Auslegung und Dimensionierung des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers” abgeleitet werden.From the setup (see Section: 9.1) and the theoretical principles (see Section: 9.2), the following specifications for the design and dimensioning of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver" can be derived.
9.3.1 Auslegung der „Signal-Meß-Brücke”9.3.1 Design of the "signal measuring bridge"
9.3.1.1 Allgemeine Vorgaben zur Auslegung der „Signal-Meß-Brücke”9.3.1.1 General requirements for the design of the "signal measuring bridge"
Die „Signal-Meß-Brücke” wird wie folgt ausgelegt:
- • Die „Signal-Meß-Brücke wird generell so ausgelegt, daß im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C in den vorgesehenen Betriebsarten (BA): – „BA: Referenz-Impuls-Empfang” ein auswertbares Meßsignal – „BA: Simultan-Betrieb” ebenfalls ein auswertbares Meßsignal – „BA: Kommando-Sendung” kein auswertbares Meßsignal am Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” erzeugt wird.
- • Die „Signal-Meß-Brücke” wird so ausgelegt, daß in den vorgesehenen Betriebsarten generell Differenz-Signale, d. h. Signale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität erzeugt werden.
- • Die „Signal-Meß-Brücke” wird zudem so ausgelegt, daß sich die „auswertbaren Meßsignale” von den „nicht auswertbaren Meßsignalen” durch die Polarität der beiden Differenz-Signale unterscheiden, wobei diese auf die Polarität eines Signal am jeweiligen Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” bezogen ist.
- • The "signal measuring bridge is generally designed so that in the entire specified operating temperature range of -40 ° C to + 80 ° C in the intended operating modes (BA): -" BA: reference pulse reception " an evaluable measuring signal - "BA: simultaneous operation" likewise an evaluable measuring signal - "BA: command transmission" no evaluable measuring signal at the output of the "signal measuring bridge" is generated.
- • The "signal measuring bridge" is designed in such a way that differential signals, ie signals of the same magnitude but of different polarity, are generally generated in the intended operating modes.
- • The "signal measuring bridge" is also designed so that the "evaluable measuring signals" differ from the "non-evaluable measuring signals" by the polarity of the two differential signals, which depends on the polarity of a signal at the respective output of the " Signal measuring bridge "is related.
9.3.1.2 Vorgaben zur Dimensionierung der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”9.3.1.2 Specifications for dimensioning the "line current measuring elements"
Für die Dimensionierung der beiden „Meßwiderstände” und der beiden „Kompensations-Kondensatoren” gelten folgende Bedingungen:
- • Der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes” muß viel kleiner sein, d. h. Faktor: m > 10, als der Gesamt-Widerstand des Lenkdrahtes (Hin- und Rückleitung).
- • Die Kapazität der „Kompensations-Kondensatoren” wird so dimensioniert, daß die Zeitkonstante von Meßwiderstand und Kompensation-Kondensator so eingestellt wird, daß die kapazitiven Lade-Ströme des Lenkdrahtes bei Kommando-Sendung derart kompensiert werden, daß am Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” Impuls-Signale mit reduzierten Über- und Unterschwingern geliefert werden, wobei für die reduzierten Signal-Überschwinger und Signal-Unterschwinger ein Grenzwert < 10% eingestellt wird.
- • The resistance value of a "measuring resistor" must be much smaller, ie factor: m> 10, than the total resistance of the steering wire (outgoing and return line).
- • The capacity of the "compensation capacitors" is dimensioned so that the time constant of the measuring resistor and compensation capacitor is set so that the capacitive charging currents of the steering wire are compensated for command transmission in such a way that at the output of the "Signal Bridge Pulse signals are delivered with reduced overshoots and undershoots, with a limit <10% being set for the reduced signal overshoots and signal undershoots.
9.3.1.3 Vorgaben zur Dimensionierung der „Koppel-Netzwerke”9.3.1.3 Specifications for the dimensioning of the "coupling networks"
9.3.1.3.1 Vorgaben zur Dimensionierung der „Widerstands-Spannung-Teiler”9.3.1.3.1 Specifications for Dimensioning the "Resistance-Voltage Divider"
Für die Dimensionierung der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” gelten folgende Bedingungen:
- • Jeder der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” besteht seinerseits aus zwei Einzel-Widerständen.
- • Der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers” muß viel größer sein, d. h.
- Faktor: i > 100, wie der Widerstandswert eines „Meßwiderstandes” der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”.
- • Sowohl die Summen-Widerstände als auch die Parallel-Ersatz-Widerstände der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” sind untereinander gleich.
- • Das Verhältnis der Einzel-Widerstands-Werte der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” ist ebenfalls untereinander gleich.
- • In Abhängigkeit von den „Meßwiderständen” und dem Lenkdraht-Widerstand wird das Verhältnis der Einzelwiderstände jedes „Widerstands-Spannungs-Teilers” zudem so eingestellt, – daß die „Signal-Meß-Brücke” bei der negativen Ecktemperatur von –40°C im Fall der Kommando-Sendung den Spannungswert: 0 V, d. h. kein Ausgangssignal liefert, während im Fall des Referenz-Impuls-Empfangs ein Signal erzeugt wird, dessen Betrag: > 0 V ist. – daß bei der positiven Ecktemperatur von +80°C im Fall der Kommando-Sendung Meßsignale geliefert werden, deren Polarität entgegengesetzt der Polarität der Meßsignale beim Referenz-Impuls-Empfang ist. – daß bei der positiven Ecktemperatur von +80°C im Fall des Referenz-Impuls-Empfangs Mceßignale geliefert werden, deren Polarität mit der Polarität der Referenz-Impuls-Meßsignale im übrigen Betriebs-Temperatur-Bereich identisch ist. – daß im gesamten Betriebs-Temperatur-Bereich im Fall des Simultan-Betriebs Meßsignale geliefert werden, deren Polarität mit der Polarität der Referenz-Impuls-Meßsignale identisch ist. – daß von den beiden „Spannungs-Teilern” im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs generell Meßsignale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität geliefert werden.
- • Each of the two "resistor voltage dividers" consists of two single resistors.
- • The total resistance of a "resistor-voltage divider" must be much larger, ie
- Factor: i> 100, such as the resistance value of a "measuring resistor" of the "line current measuring elements".
- • Both the sum resistors and the parallel-equivalent resistors of the two "resistance-voltage dividers" are equal to each other.
- • The ratio of the single resistance values of the two "resistance-voltage dividers" is also equal to each other.
- • Depending on the "measuring resistances" and the steering wire resistance, the ratio of the individual resistances of each "resistance-voltage divider" is also set so that the "signal measuring bridge" is set at the negative corner temperature of -40 ° C in Case of the command transmission the voltage value: 0 V, ie no output signal, while in the case of the reference pulse reception, a signal is generated, the amount of which:> 0 V. - That at the positive corner temperature of + 80 ° C in the case of the command transmission measuring signals are supplied, the polarity of which is opposite to the polarity of the measuring signals in the reference pulse reception. - Are supplied at the positive corner temperature of + 80 ° C in the case of the reference pulse reception Mceßignale whose polarity with the polarity of the reference pulse measurement signals in the remaining operating temperature range is identical. - That in the entire operating temperature range in the case of simultaneous operation measuring signals are supplied, the polarity of which is identical to the polarity of the reference pulse measurement signals. - That of the two "voltage dividers" in the case of a reference pulse reception generally measuring signals of the same magnitude, but different polarity are supplied.
9.3.1.3.2 Formeln zur Dimensionierung der „Widerstands-Spannungs-Teiler”9.3.1.3.2 Formulas for sizing the "resistance-voltage divider"
Die Dimensionierung der „Widerstands-Spannungs-Teiler” wird wie folgt vorgenommen:
- • Die Widerstandswerte der „Meßwiderstände (RM1 und RM2)” sind untereinander gleich sowie viel kleiner, d. h. Faktor: m > 10, als der „Gesamt-Widerstand des Lenkdrahtes (RL)”. d. h.:
RM1 = RM2 ≈ RL/10 - • Das „Verhältnis (q0ϑ)” der Einzel-Widerstände der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” errechnet sich aus den „Meßwiderständen (RM1 = RM2 = RM)” und dem „Lenkdraht-Widerstand (RL(–40))” wie folgt:
RL20 = 2·L·r des Lenkdrahts mit 4,7 [Ω/m]RL(–40) = RL20·[1 + (– 40 – 20)·α] - Das „Verhältnis (m)” der Widerstände RM und RL errechnet damit zu:
- Das „Widerstandsverhältnis (q0ϑ)” ergibt sich dann zu:
- • Die „Einzel-Widerstands-Werte (R1, R2, R3, R4)” der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” bestimmen sich aus dem errechneten „Widerstandsverhältnis (q0ϑ )”, sowie aus der Vorgabe, daß die Summen-Widerstände der „Widerstands-Spannungs-Teiler (R1 + R3) bzw. (R2 + R4)” viel gößer (Faktor: i) sind als die Widerstandswerte der „Meßwiderstände (RM1 bzw. RM2)” der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”, wie folgt:
(1)
R3 = q0ϑ·R1 R2 = q0ϑ·R4 R1 + R3 = R2 + R4 R1 + R3 ≥ i·RM mit: RM1 = RM2 = RM R2 + R4 ≥ i·RM mit: RM1 = RM2 = RM - Damit errechnet sich der „Widerstand (R1)” zu:
- • The resistance values of the "measuring resistors (R M1 and R M2 )" are equal to each other and much smaller, ie factor: m> 10, than the "total resistance of the steering wire (R L )". ie:
R M1 = R M2 ≈ R L / 10 - • The "ratio (q 0θ )" of the individual resistances of the two "resistance-voltage dividers" is calculated from the "measuring resistances (R M1 = R M2 = R M )" and the "steering wire resistance (R L (-). 40) ) "as follows:
R L20 = 2 * L * r R L (-40) = R L20 · [1 + ( -40-20 ) · α] - The "ratio (m)" of the resistors R M and R L thus calculates:
- The "resistance ratio (q 0θ )" then results in:
- • The "single resistance values (R 1 , R 2 , R 3 , R 4 )" of the two "resistance-voltage divider" are determined from the calculated "resistance ratio (q 0θ )", as well as from the specification that the sum resistances of the "resistance voltage dividers (R 1 + R 3 ) and (R 2 + R 4 )" are much larger (factor: i) than the resistance values of the "measuring resistors (R M1 or R M2 ) "Of the line current measuring members" as follows: (1)
R 3 = q 0θ · R 1 R 2 = q 0θ · R 4 R 1 + R 3 = R 2 + R 4 R 1 + R 3 ≥ i · R M with: R M1 = R M2 = R M R 2 + R 4 ≥ i · R M with: R M1 = R M2 = R M - This computes the "resistance (R 1 )" to:
9.3.1.3.3 Vorgaben zur Dimensionierung der „Kompensations-Netzwerke”9.3.1.3.3 Requirements for dimensioning the "compensation networks"
Für die Dimensionierung der beiden „Kompensations-Netzwerke” gelten folgende Bedingungen:
- • Der Widerstandswert eines „Ableit-Widerstandes (RA1 bzw. RA2)” muß viel größer sein, d. h.
- Faktor: n > 2, wie der Gesamtwiderstand eines „Widerstand-Spannungs-Teilers (R1 + R3 bzw. R2 + R4)”.
- • Die Kapazität der zusätzlichen „Kompensations-Kondensatoren” wird so dimensioniert, daß die Zeitkonstante von „Ableit-Widerstand” und „Kompensations-Kondensator” so eingestellt wird, daß die kapazitiven Lade-Ströme des Lenkdrahtes bei Kommando-Sendung derart kompensiert werden, daß am Ausgang der „Signal-Meß-Brücke” Impuls-Signale mit weiter reduziertem Über- und Unterschwingverhalten geliefert werden, wobei für die Signal-Über- und Signal-Unterschwinger an dieser Stelle ein Grenzwert < 2% eingestellt wird.
- • The resistance value of a "leakage resistor (R A1 or R A2 )" must be much larger, ie
- Factor: n> 2, such as the total resistance of a "resistor-voltage divider (R 1 + R 3 or R 2 + R 4 )".
- • The capacity of the additional "compensation capacitors" is dimensioned so that the time constant of "leakage resistance" and "compensation capacitor" is adjusted so that the capacitive charging currents of the steering wire are compensated for command transmission such that At the output of the "signal measuring bridge" pulse signals are supplied with further reduced overshoot and undershoot behavior, wherein for the signal over- and signal undershooters at this point, a limit <2% is set.
9.3.1.3.4 Formeln zur Dimensionierung der „Kompensations-Netzwerke”9.3.1.3.4 Formulas for sizing the "compensation networks"
Die Dimensionierung der „Kompensations-Netzwerke” wird wie folgt vorgenommen:
- • Die Widerstandswerte der „Ableit-Widerstände (RA1 bzw. RA2)” sind viel größer (Faktor: n) als die Gesamtwiderstände der zugehörigen „Widerstand-Spannungs-Teiler (R1 + R3 bzw. R2 + R4)” und zusätzlich untereinander gleich, d. h.:
RA1 ≈ n·(R1 + R3) RA2 ≈ n·(R2 + R4) RA1 = RA2
- • The resistance values of the "leakage resistors (R A1 or R A2 )" are much larger (factor: n) than the total resistances of the associated "resistance-voltage dividers (R 1 + R 3 or R 2 + R 4 ) "And in addition to each other, ie:
R A1 ≈ n · (R 1 + R 3 ) R A2 ≈ n · (R 2 + R 4 ) R A1 = R A2
9.3.2 Auslegung des „Impuls-Diskriminators”9.3.2 Interpretation of the "pulse discriminator"
9.3.2.1 Allgemeine Vorgaben zur Auslegung des „Impuls-Diskriminators”9.3.2.1 General specifications for the design of the "pulse discriminator"
Der „Impuls-Diskriminator” wird wie folgt ausgelegt:
- • Der „Impuls-Diskriminator” wird so ausgelegt, daß er die differentiellen Ausgangssignale der „Signal-Meß-Brücke”, d. h. Signale gleichen Betrags, jedoch unterschiedlicher Polarität, verarbeiten kann.
- • Der „Impuls-Diskriminator” wird so ausgelegt, daß bei „Kommando-Sendung” an seinem Ausgang keinen Impuls-Signal geliefert wird, während beim „Referenz-Impuls-Empfang” und bei „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal erzeugt wird.
- • Der „Impuls-Diskriminator” wird zudem so ausgelegt daß bei Gleichtakt-Störungen ebenfalls kein Ausgangssignal erzeugt wird.
- • The "Pulse discriminator" is designed so that it can process the differential output signals of the "signal measuring bridge", ie signals of equal magnitude but different polarity.
- • The "pulse discriminator" is designed in such a way that no pulse signal is delivered at its output during "command transmission", while a pulse signal is generated in "reference pulse reception" and in "simultaneous operation" ,
- • The "pulse discriminator" is also designed so that no output signal is generated in common-mode noise.
9.3.2.2 Vorgaben zur Dimensionierung der „Komparator-Eingangs-Beschaltung”9.3.2.2 Specifications for the dimensioning of the "comparator input circuit"
Die „Komparalor-Eingangs-Beschkaltung” setzt sich aus zwei „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” zusammen, die folgendermaßen ausgelegt werden:
- • Der Gesamtwiderstand eines „Eingangs-Widerstands-Netzwerks (R11 + R22 bzw. R33 + R44)” muß viel größer sein, d. h.: Faktor: i > 2, als der Gesamtwiderstand des zugehörigen „Widerstands-Spannungs-Teilers (R2 + R4 bzw. R1 + R3)” der „Signal-Meß-Brücke”.
- • Sowohl die Summen-Widerstände als auch die Parallel-Ersatz-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” sind untereinander gleich.
- • Das Verhältnis der Einzel-Widerstands-Werte der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” sind ebenfalls untereinander gleich.
- • Das Verhältnis der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” wird zudem so eingestellt: – daß sich in Abhängigkeit vom Betrag der am „Eingangs-Widerstands-Netzwerk” anliegenden Referenz-Spannung im Fall eines „Referenz-Impuls-Empfangs” bei (ca. 50% der dabei gelieferten minimalen Ausgangsspannung der „Signal-Meß-Brücke” Spannungs-Gleichheit (Schwellwert) am Eingang des „Spannungs-Komparators” einstellt. – daß im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C bei „Kommando-Sendung” am Ausgang des „Spannungs-Komparators” kein Impuls-Signal geliefert wird. – daß im gesamten spezifizierten Betriebs-Temperatur-Bereich von –40°C bis +80°C sowohl beim „Referenz-Impuls-Empfang” als auch beim „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal am Ausgang des „Spannungs-Komparators” erzeugt wird.
- • The total resistance of an "input resistance network (R 11 + R 22 or R 33 + R 44 )" must be much larger, ie: Factor: i> 2, than the total resistance of the associated resistor-voltage divider ( R 2 + R 4 or R 1 + R 3 ) "of the" signal measuring bridge ".
- • Both the sum resistors and the parallel-equivalent resistors of the two "input resistance networks" are equal to each other.
- • The ratio of the single resistance values of the two "input resistance networks" are also equal to each other.
- • The ratio of the individual resistances of the two "input resistance networks" is also set in the following way: - that, depending on the amount of reference voltage applied to the "input resistance network" in the case of a "reference pulse reception At (about 50% of the minimum output voltage supplied to the "signal measuring bridge" sets voltage equality (threshold) at the input of the "voltage comparator".) Over the entire specified operating temperature range of -40 ° C up to + 80 ° C "command transmission" at the output of the "voltage comparator" no pulse signal is delivered - that in the entire specified operating temperature range of -40 ° C to + 80 ° C both in the " Reference Pulse Reception "as well as the" simultaneous operation "a pulse signal at the output of the" voltage comparator "is generated.
9.3.2.2.1 Formeln zur Dimensionierung der „Komparator-Eingangs-Beschaltung”9.3.2.2.1 Formulas for sizing the "comparator input circuit"
Das „Verhältnis (k)” der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” berechnet sich wie folgt aus der verwendeten „Referenzspannung (UREF)” sowie den „Schwellwerten der Ausgangs-Spannungen der Signal-Meß-Brücke (UAS und UBS)” zu: The "ratio (k)" of the individual resistances of the two "input resistance networks" is calculated as follows from the "reference voltage (U REF )" used and the "threshold values of the output voltages of the signal measuring bridge (U AS and U BS ) "to:
Die zur Ermittlung des Verhältnisses (k) benötigten „Komparator-Schwellwerte (UAS und UBS)” werden so ermittelt, daß sich im Fall eines „Referenz-Impuls-Empfangs” bei ca. 50% der dabei gelieferten minimalen „Ausgangsspannungen (UAKT(+80))” der Signal-Meß-Brücke Spannungs-Gleichheit am Eingang des „Spannungs-Komparators” einstellt.The "comparator threshold values (U AS and U BS )" required to determine the ratio (k) are determined in such a way that, in the case of a "reference pulse reception", approximately 50% of the minimum output voltages (U AKT (+80) ) "sets the signal measuring bridge voltage equality at the input of the" voltage comparator ".
Die „Komparator-Schwellwerte (UAS und UBS)” errechnen sich damit zu: The "comparator thresholds (U AS and U BS )" are calculated as follows:
Mit dem errechneten „Verhältnisses (k)” werden dann die „Einzel-Widerstände (R11, R22, R33, R44 )” der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” wie folgt bestimmt, wobei wie vorstehend zusätzlich vorausgesetzt wird, daß der Gesamtwiderstand eines „Eingangs-Widerstands-Netzwerks (R33 + R44) bzw. (R11 + R22)” des Komparators viel größer ist (Faktor: j) als der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3) bzw. (R2 + R4)” der „Signal-Meß-Brücke”, d. h.:
9.3.2.3 Auslegung des „Diffentiellen Spannungs-Komparators”9.3.2.3 Design of the "Diffential Voltage Comparator"
Der „Differentielle Spannungs-Komparator” wird wie folgt ausgelegt:
- • Die differentiellen Eingänge des „Spannungs-Komparators” werden zudem derart mit den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” verbunden, daß im Fall eines Referenz-Impuls-Empfangs am Ausgang des „Spannungs-Komparators” ein positiver Ausgangs-Impuls erzeugt wird.
- • Zur Erzielung der Resistenz des „Impuls-Diskriminators” gegenüber Gleichtakt-Störungen wird zudem die am invertierenden Eingang maximal anliegende Spannung auf einen Wert begrenzt, der kleiner ist wie die an den „Eingangs-Widerstands-Netzwerken” anliegende Referenz-Spannung, jedoch größer ist wie der eingestellte Schwellwert beim Referenz-Impuls-Empfang.
- • The differential inputs of the "voltage comparator" are also connected to the "input resistance networks" in such a way that a positive output pulse is generated in the case of a reference pulse reception at the output of the "voltage comparator".
- • In order to achieve the resistance of the "pulse discriminator" to common mode noise, the maximum voltage applied to the inverting input is limited to a value smaller than the reference voltage applied to the "input resistance networks", but larger is like the set threshold value for reference pulse reception.
9.3.3 Auslegung der „Verriegelungs-Logik”9.3.3 Interpretation of the "locking logic"
9.3.3.1 Allgemeine Vorgaben zur Auslegung der „Verriegelungs-Logik”9.3.3.1 General requirements for the interpretation of the "interlocking logic"
Die„Verriegelungs-Logik” wird wie folgt ausgelegt:
- • Die „Verriegelungs-Logik” wird so ausgelegt, daß sie die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen” verhindert, die sonst, bedingt durch die sogenannten „Entlade-Impulse” unerwünscht generiert werden würden.
- • Die „Verriegelungs-Logik” wird zudem so ausgelegt, daß bei „Kommando-Sendung” an seinem Ausgang kein Impuls-Signal geliefert wird, während beim „Referenz-Impuls-Empfang” sowie bei „Simultan-Betrieb” ein Impuls-Signal erzeugt wird.
- • The "lock logic" is designed to prevent the generation of "pseudo-reference pulses" that would otherwise be undesirably generated due to the so-called "discharge pulses".
- • The "interlocking logic" is also designed in such a way that no pulse signal is delivered at its output at "command transmission", while at "reference pulse reception" and at "simultaneous operation" a pulse signal is generated becomes.
9.3.3.2 Vorgaben zur Auslegung der „Zeitglieder”9.3.3.2 Requirements for the design of the "Timers"
9.3.3.2.1 Vorgaben zur Auslegung des „Zeitglieds Δt1”9.3.3.2.1 Specifications for the design of the "timer Δt1"
Um die Aufgabe des „Zeitglieds Δt1” die Erzeugung von „Pseudo-Referenz-Impulsen”, bedingt durch die sogenannten „Entlade-Impulse”, zu verhindern, wird das „Zeitglied Δt1” wie folgt ausgelegt:
- • Der logische Pegel des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt1” wird so ausgelegt, daß die „Logische Und-Tor-Schaltung” während der Dauer des „Entlade-Impulses” sicher gesperrt wird.
- • Die Zeitdauer des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt1” wird so ausgelegt, daß seine Dauer größer als die des „Entlade-Impulses” ist.
- • The logic level of the output signal of the "timer Δt1" is designed so that the "logical AND gate circuit" during the duration of the "discharge pulse" safely locked.
- • The duration of the output signal of the "timer Δt1" is designed so that its duration is greater than that of the "discharge pulse".
9.3.3.2.2 Vorgaben zur Auslegung des „Zeitglieds Δt2”9.3.3.2.2 Requirements for the design of the "timer Δt2"
Um die Aufgabe des „Zeitglieds Δt2”, im Fall des zeitlichen Zusammentreffens von „Referenz-Impuls-Empfang” und Erzeugung des „Entlade-Impulses”, die Erzeugung von Doppel-Impulsen zu verhindern, wird das „Zeitglied Δt2” wie folgt ausgelegt:
- • Die Zeitdauer des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt2” wird so ausgelegt, daß seine Dauer größer als die Zeitdauer des Ausgangsignals des „Zeitglieds Δt1” ist.
- • The duration of the output signal of the "timer .DELTA.t2" is designed so that its duration is greater than the time duration of the output signal of the "timer .DELTA.t1".
9.4 Berechnungs-Beispiel zur Auslegung des „Simultan-Referenz-Impuls-Empfängers” für den Flugkörper „MILAN”9.4 Calculation example for the design of the "Simultaneous Reference Pulse Receiver" for the missile "MILAN"
9.4.1 Dimensionierung der „Meßwiderstände”9.4.1 Dimensioning of the "measuring resistors"
Ausgehend von den Parametern des Lenkdrahtes errechnen sich die Widerstandswerte der „Meßwiderstände (RM1 und RM2)” wie folgt:
RL20 = Widerstand Lenkdraht bei +20°C
L = Länge des Lenkdrahtes 2000 [m]
r = Widerstands-Belag Lenkdraht 4,7 [Ω/m]
m = Verhältnis RL(–40)/RM ≈ 10
R L20 = resistance steering wire at + 20 ° C
L = length of the steering wire 2000 [m]
r = Resistance cover steering wire 4.7 [Ω / m]
m = ratio R L (-40 ) / R M ≈ 10
9.4.2 Dimensionierung der „Widerstands-Spannungs-Teiler”9.4.2 Dimensioning the "Resistance-Voltage Divider"
Die Dimensionierung der „Widerstands-Spannungs-Teiler” wird wie folgt vorgenommen:
- • Das „Verhältnis (q0ϑ)” der Einzel-Widerstände der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” errechnet sich aus den „Meßwiderständen (RM1 = RM2 = RM)” und dem „Lenkdraht-Widerstand (RL(–40))” wie folgt:
RL(–40) = RL20·[1 + (– 40 – 20)·α] RL(–40) = 18800·[1 – 60·3,93·10–3] RL(–40) = 18800·0,7642αCU = 3,93·10–3 [1/°C] RL(–40) = 14366,96 [Ω] ≈ 14,4 [kΩ]
- • The "ratio (q 0θ )" of the individual resistances of the two "resistance-voltage dividers" is calculated from the "measuring resistances (R M1 = R M2 = R M )" and the "steering wire resistance (R L (-). 40) ) "as follows:
R L (-40) = R L20 * [1 + ( -40-20 ) * α] R L (-40) = 18,800 * [1-60 * 3,93 * 10 -3 ] R L (-40) = 18800 x 0.7642α CU = 3.93 x 10 -3 [1 / ° C] R L (-40) = 14366.96 [Ω] ≈ 14.4 [kΩ]
Das „Verhältnis (m)” der Widerstände RM und RL(–40) errechnet damit zu: The "ratio (m)" of the resistors R M and R L (-40) thus calculates:
Das „Wderstandsverhätnis (q0ϑ)” ergibt sich dann zu:
- • Die „Einzel-Widerstands-Werte (R1, R2, R3, R4)” der beiden „Widerstands-Spannungs-Teiler” bestimmen sich aus dem errechneten „Widerstandsverhältnis (q0ϑ )”, sowie aus der Vorgabe, daß die Summen-Widerstände der „Widerstands-Spannungs-Teiler (R1 + R3) bzw. (R2 + R4)” viel größer sind (Faktor: i) als die Widerstandswerte der „Meßwiderstände (RM1 bzw. RM2)” der „Leitungs-Strom-Meß-Glieder”, wie folgt:
(1) R3 = q0ϑ·R1 (2) R2 = q0ϑ·R4 (3) R1 + R3 = R2 + R4 (4) R1 + R3 ≥ i·RM (5) R2 + R4 ≥ i·RM
- • The "single resistance values (R 1 , R 2 , R 3 , R 4 )" of the two "resistance-voltage divider" are determined from the calculated "resistance ratio (q 0θ )", as well as from the specification that the sum resistances of the "resistance voltage dividers (R 1 + R 3 ) and (R 2 + R 4 )" are much larger (factor: i) than the resistance values of the "measuring resistors (R M1 or R M2 ) Of the "line current measuring elements" as follows:
(1) R 3 = q 0θ · R 1 (2) R 2 = q 0θ · R 4 (3) R 1 + R 3 = R 2 + R 4 (4) R 1 + R 3 ≥ i · R M (5) R 2 + R 4 ≥ i · R M
9.4.3 Dimensionierung der „Komparator-Eingangs-Beschaltung”9.4.3 Dimensioning of the "comparator input circuit"
- • Die „Komparator-Schwellwerte (UAS und UBS)” werden so ermittelt, daß sich im Fall eines „Referenz-Impuls-Empfangs” bei (ca 50% der dabei gelieferten minimalen Ausgangsspannungen (Schwellwerte) der „Signal-Meß-Brücke” Spannungs-Gleichheit am Eingang des „Spannungs-Komparators” einstellt.• The "comparator thresholds (U AS and U BS )" are determined in such a way that in the case of a "reference pulse reception" at (approx. 50% of the minimum output voltages (threshold values) supplied by the "signal measuring bridge "Sets voltage equality at the input of the" voltage comparator ".
Ermittlung der „minimalen Ausgangsspannung (UAKT(+80))” der Signal-Meß-Brücke Determination of the "minimum output voltage (U AKT (+80) )" of the signal measuring bridge
Damit errechnen sich die „Komparator-Schwellwerte (UAS und UBS)” zu:
- • Das „Verhältnis (k)” der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” berechnet sich wie folgt aus der verwendeten „Referenzspannung (UREF)” sowie den „Schwellwerten der Ausgangs-Spannungen der Signal-Meß-Brücke (UAS und UBS)” zu:
- • Mit diesem errechneten „Verhältnisses (k)” werden dann die „Einzel-Widerstände (R11, R22, R33, R44)” der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” wie folgt bestimmt, wobei zusätzlich vorausgesetzt wird, daß der Gesamtwiderstand eines „Eingangs-Widerstands-Netzwerks (R33 + R44) bzw. (R11 + R22)” des Komparators viel größer (Faktor: j) ist als der Gesamtwiderstand eines „Widerstands-Spannungs-Teilers (R1 + R3) bzw. (R2 + R4)” der „Signal-Meß-Brücke”, d. h.:
- • Mit diesen gewählten Normwerten der E24-Reihe für die „Einzel-Widerstände (R11, R22, R33, R44)” der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” errechnet sich das „realisierte Verhältnis (k)” zu:
- • Mit dem errechneten „Verhältnis (k)” der Einzel-Widerstände der beiden „Eingangs-Widerstands-Netzwerke” ergeben sich die „realisierten Schwellwerte der Ausgangs-Spannungen der Signal-Meß-Brücke (UAS und UBS)” zu:
- • The "ratio (k)" of the individual resistances of the two "input resistance networks" is calculated as follows from the "reference voltage (U REF )" used and the "threshold values of the output voltages of the signal measuring bridge ( U AS and U BS ) "to:
- With this calculated "ratio (k)", the "individual resistances (R 11 , R 22 , R 33 , R 44 )" of the two "input resistance networks" are determined as follows, in which case it is additionally assumed that the total resistance of an input resistance network (R 33 + R 44 ) or (R 11 + R 22 ) of the comparator is much larger (factor: j) than the total resistance of a resistance-voltage divider (R 1 + R 3 ) or (R 2 + R 4 ) "of the" signal measuring bridge ", ie:
- • With these selected standard values of the E24 series for the "single resistances (R 11 , R 22 , R 33 , R 44 )" of the two "input resistance networks", the "realized ratio (k)" is calculated as:
- • The calculated "ratio (k)" of the individual resistances of the two "input resistance networks" results in the "realized threshold values of the output voltages of the signal measuring bridge (U AS and U BS )":
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