DE1214751B - Verstaerkungsregelungssystem - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03g

Deutsche Kl.: 21 a4-29/03

Nummer: 1214 751

Aktenzeichen: M 47640IX d/21 a4

Anmeldetag: 9. Januar 1961

Auslegetag: 21. April 1966

Die Erfindung betrifft Verstärkungsregelungssysteme und bezweckt, verbesserte Systeme zur Vereinfachung der gegebenenfalls automatischen Regelung der Verstärkung von Hochfrequenz- oder anderen Empfängern anzugeben, die für den Empfang von Signalen ausgelegt sind, welche nur während einer relativ kurzen Zeitdauer auftreten.

Häufig müssen Empfänger für insbesondere impulsförmige Signale empfangsbereit sein, die nur während einer relativ kurzen Zeitdauer auftreten, wobei die Empfänger eine vorbestimmte Verstärkung während des Empfangs der Signale haben sollen.

Dies ist beispielsweise bei Empfängern zum Empfang der Signale von Radarstörsendern oder anderen Impulssendern oder zum Empfang normaler Radarechosignale erforderlich. In einem Radarüberwachungssystem kann eine sehr große Anzahl von Empfängern — vielleicht 100 oder sogar über 1000 — vorgesehen sein, die für impulsförmige Signale empfangsbereit sein müssen, beispielsweise für Radarechosignale oder Radarstörsigttäle, und es kann dabei erforderlich sein, daß diese Empfänger ununterbrochen eine bekannte, vorbestimmte Verstärkung besitzen, so daß, wenn von irgendeinem beliebigen dieser Empfänger ein Signal aufgenommen wird, es immer der gleichen Verstärkung unterliegt. Eine übliche Forderung ist, daß das Produkt aus Verstärkung und Bandbreite konstant sein soll. Ein derartiges Erfordernis tritt beispielsweise bei gewissen Radarüberwachungssystemen auf, in denen verschiedene zusammenarbeitende Empfänger zur Feststellung der Lage des Generators eines empfangenen Signals benutzt werden.

Die Erfindung ist vorteilhaft in derartigen Systemen anwendbar und auch in anderen, in welchen der gleiche Verstärkungsgrad von allen einer Anzahl von Empfängern gefordert wird, unabhängig von der Drift der einzelnen Empfänger bezüglich ihrer Verstärkung. Die Erfindung ermöglicht weiterhin gegebenenfalls die Erzeugung eines Warnsignals, falls die Verstärkung irgendeines Empfängers von dem gewünschten Wert abweicht, so daß, falls nötig, die Verstärkung leicht manuell nachgeregelt werden kann, oder es kann die Erfindung — wo eine manuelle Einstellung schwierig durchzuführen, nicht erwünscht oder unpraktisch ist —dazu benutzt werden, um die Verstärkung eines Empfängers zum Empfang von Signalen, welche nur eine relativ kurze Zeitdauer während der gesamten Zeit auftreten, automatisch, bevor die Signale eintreffen, auf einen gewünschten Wert nachzuregeln, welcher wiederum selbst einstellbar sein kann.

Verstärkungsregelungssystem

Anmelder:

The Marconi Company Limited,

Great Baddow, Essex (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,

Hannover, Göttinger Chaussee 76

Als Erfinder benannt:

William Francis Miller, Great Baddow, Essex;

Frank Colston Bennett, Little Baddow, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Januar 1960 (915),
vom 20. September 1960

Das erfindungsgemäße System zur Verstärkungsregelung eines Empfängers, der zum Empfang nur kurzzeitig auftretender Signale dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelung annähernd auf eine vorgegebene Anzahl am Ernpf ängerausgang pro Zeiteinheit auftretender Rauschspitzen, die eine vorgegebene Amplitude überschreiten, in der Weise erfolgt, daß aus der Anzahl der Rauschspitzen oder aus der Abweichung dieser Anzahl vom Sollwert ein Meßwert abgeleitet wird, der entweder zur Ermöglichung einer manuellen Nachregelung der Verstärkung angezeigt wird oder selbst zur Steuerung einer entsprechenden selbsttätigen Nachregelung dient.

Die beim erfindungsgemäßen System gegebenenfalls vorgesehenen Anzeigemittel dienen zur Warnung, falls die Anzahl der Rauschspitzen pro Zeiteinheit ein vorbestimmtes Maximum überschreitet oder aber unter ein vorbestimmtes Minimum fällt. Die gegebenenfalls vorgesehenen Steuermittel sind derart ausgelegt, daß sie eine automatische Einstellung der Verstärkung des Empfängers derart bewirken, daß die erwähnte Anzahl derartiger Spitzen pro Zeiteinheit im wesentlichen konstant ist.

Wie ersichtlich, benutzt die. Erfindung die Rauschspannung, die am Empfängerausgang auftritt, wenn keine Empfangssignale vorhanden sind, um die Abweichung des Verstärkungsgrades vom Sollwert anzu-

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zeigen und/oder die automatische Verstärkungsrege- wertspannung, auf die der Impulsgenerator 6 anhing zu bewirken. Die,Erfindung nutzt die Tatsache spricht, kann gegebenenfalls einstellbar sein,
aus, daß die Rauschausgangsspannung eines Emp- Die Ausgangsimpulse des Generators 6 werden fängers eine Gaußsche, Rayleighsche oder, was mehr einer an sich bekannten binären Stufe 7 zugeführt, wahrscheinlich ist, eine gemischte Gaußsche und 5 welche in an sich üblicher Weise die Ausgangsimpulse Rayleighsche Verteilung aufweist, wobei diese Ver- des Generators 6 in ein nominelles 50/50-Rechteckteilung im großen und. ganzen konstant ist. Darüber wellerisignal umwandelt. Dieses Redhteckwellensignal hinaus ist als sehr wahrscheinlich anzunehmen, daß wird mittels eines Impulszählers 8, an dessen Aussie für alle einer Anzahl von im allgemeinen ahn- gang ein bekannter Integrationskreis 9 angeschlossen liehen Empfängern gleich ist. Dementsprechend wird io ist, in ein Gleichstromsignal umgewandelt. Das die Wahrscheinlichkeit, daß die augenblickliche Gleichstromausgangssignal des Kreises 9 wird als ein Rauschamplitude am Empfängerausgang den Effek- Eingangssignal einer bekannten Gleichspannungsvertivwert um einen gegebenen Faktor überschreitet, gleichsschaltung 10 zugeführt, deren zweiter Eingang gleichermaßen konstant sein, was auch für die Anzahl über die Leitung 11 mit einem Bezugspotential verder Zeitintervalle pro Zeiteinheit gilt, in denen die 15 bunden ist. Die Quelle dieses Gleichstrombezugs-Rauschspitzen einen vorbestimmten Schwellwert potentials wird durch den Gleiter 12 eines Potentioüberschreiten. , meters 13 symbolisiert, um anzudeuten, daß das Be-

Durch die beschriebene Art der vorteilhaften Aus- zugspotential einstellbar sein kann,
nutzung dieser Tatsache werden die gewünschten Er- Die sich ergebende Ausgangsspannung der Vergebnisse erzielt, so daß die gewünschte Anzeige der 20 gleichsschaltung 10 auf Leitung 14 kann über ein ReVerstärkung des Empfängers und/oder ihre auto- laissystem zum Betrieb eines Indikators zur Anzeige, matisdhe Einregelung tatsächlich erhalten wird, bevor ob der Empfänger eine größere oder kleinere als die die Signale empfangen werden. Die Erfindung unter- vorbestimmte gewünschte Verstärkung aufweist, bescheidet sich daher fundamental von allen denjenigen nutzt werden. Wie jedoch gezeigt, wird die Spannung bekannten automatischen Verstärkungsregelungs- 25 über diese Leitung 14 dem Verstärker 2 in an sich systemen, bei denen das die Verstärkung steuernde . bekannter Weise als Regelspannung zur automati-Potential in Abhängigkeit von dem Signal — zum sehen Regelung seiner Verstärkung zugeführt.
Unterschied vom Rauschen — am Empfängerausgang Obgleich das Bezugspotential zur Vereinfachung abgeleitet wird. der Zeichnung als von einem Potentiometer in Ver-

Selbstverständlich werden alle empfangenen Si- 30 bindung mit einem nicht gezeigten Gleichstromgene-

gnale, die den vorbestimmten Rauschspitzenwert rator abgenommen gezeigt ist, besteht in der Praxis

überschreiten, theoretisch zur Verstärkungsanzeige die bequeme Möglichkeit zur Erzeugung eines Be-

beisteuern oder die Verstärkungsregelung beeinflus- zugspotentials mittels eines Generators mit einer Fre-

sen, aber hierbei ist zu beachten, daß bei der Art von quenz von beispielsweise 25 Hz in Verbindung mit

Empfängern, welche die Erfindung betrifft und bei 35 einem Gleichrichter, wobei die Veränderung des Be-

welcher Signale nur einen relativ kurzen Teil der Zeit zugspotentials durch Variation der Frequenz des

ausfüllen, eine derartige Beeinflussung in der Praxis Generators erhalten wird.

vernachlässigbar klein ist. Es kann daher die Ver- In der Praxis wird der Schwellwert des Schmittstärkungsanzeige und/oder die Verstärkungsregelung Triggerkreises 6 vorzugsweise derart eingestellt, daß als durch das Rauschen bewirkt betrachtet werden. 40 in Abwesenheit von Eingangssignalen am Empfänger

Wenn eine Anzahl von Empfängern erfindungs- — d. h. unter Bedingungen des »nur Rauschens« — gemäß in ihrer Verstärkung geregelt und den gleichen die Anzahl der Ausgangsimpulse von dem Trigger-Verstärkungsgrad besitzen soll, kann jeder einzelne kreis ungefähr 50 pro Sekunde beträgt, was in einer Empfänger mit einem ähnlichen Verstärkungsrege- Rechteokwelle, die dem Impulszähler 8 zugeführt lungssystem ausgestattet sein, und es kann eine ge- 45 wird, von etwa 25 Hz resultiert,
meinsame Quelle für das Bezugspotential für alle In Fällen, in denen es gewünscht wird, eine An-Verstärkungsregelungssysteme benutzt werden. zahl von Empfängern automatisch zu steuern, um

An Hand der Abbildung sei im folgenden ein vor- gleiche Verstärkung zu erzielen, könnte jeder Emp-

teilhaftes Ausführungsibeispiel der Erfindung zur fänger mit einem ähnlichen Verstärkungssteuersystem

näheren Erläuterung derselben im einzelnen beschrie- 50 ausgerüstet werden, und für alle Empfänger könnte

ben, soweit es zum Verständnis der Erfindung erfor- die gleiche Quelle für das Bezugspotential benutzt

derlich ist. werden. Dies ist durch gestrichelte Linien in der Ab-

In der Abbildung symbolisiert der Block 1 die bildung angedeutet, in welcher ein zweiter Empfänger

Hochfrequenz- und Frequenzumsetzerstufen eines. durch einige seiner Teile dargestellt ist. Hierbei ent-

Hochfrequenzempfängers des Überlagerungstyps, 55 sprechen die Teile 1', 2', 3' und 10' den Teilen 1, 2, 3

2 einen Zwischenfrequenzverstärker, 3 einen Gleich- und 10 des bereits beschriebenen Empfängers, und

richter und 4 einen Niederfrequenzverstärker, von das Bezugspotential für den Komparator 10' wird

dem über die Leitung 5 das Ausgangssignal nicht ge- diesem über idie Leitung 11' zugeführt,

zeigten Auswertemitteln zugeführt wird. Der soweit Wenn eine Verstärkungsüberwachung einer Anzahl beschriebene Empfänger ist an sich bekannt und 60 von Empfängern erwünscht ist, enthält eine befriedi-

erfordert keine weitere Beschreibung. gend arbeitende Anordnung ein verstärkungsabhän-

Die Ausgangsspannung des Niederfrequenzver- giges System gemäß der Erfindung, beispielsweise ein

stärkers 4 wird weiterhin einem Schmitt-Triggerkreis System, das aus den gezeigten Anordnungen 6,7, 8,

oder einem ähnlichen Impulsgenerator 6 zugeführt, 9, 10, 12 und 13 mit einem Indikator besteht, der der in an sich bekannter Weise derart ausgelegt ist, 65 durch die Spannung auf Leitung 14 betrieben wird,

daß er jedesmal dann einen Impuls abgibt, wenn die und weiterhin einen Prüfschalter, der in zyklischer

ihm vom Verstärker 4 zugeführte Spitzenspannung = Reihenfolge die Eingänge des Systems (Eingang der

einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Schwell-, Einheit 6) mit dem Ausgang jedes Empfängers ab-

wechselnd für eine genügende Zeitdauer verbindet, um den Integrationskreis 9 zu betreiben, beispielsweise 3V2 Sekunden lang, um eine praktische Zahl zu nennen.

Der Prüfschalter kann beliebiger bekannter Art sein, beispielsweise ein durch einen Motor angetriebener, und schaltet fortlaufend die Empfängerausgänge so lange mit dem Steuersystem zusammen, wie ihre Verstärkungen innerhalb vorbestimmter Grenzen liegen. Falls jedoch irgendein derart geprüfter Empfänger eine falsche Verstärkung aufweist, verursacht die Spannung auf Leitung 14 nicht nur über ein geeignetes Relaissystem die Warnung einer Bedienungsperson, sondern bewirkt gleichzeitig über andere geeignete Relais, daß der Prüf schalter in der Stellung gestoppt wird, die dem Empfänger mit der falschen Verstärkung entspricht. Die Bedienungsperson kann dann die Verstärkung dieses Empfängers nachregeln und darauf den Prüfschalter wiederum in Betrieb setzen. Ein Anzeigesystem dieser Art ist praktisch eingesetzt worden und hat fast 200 Empfänger überwacht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. System zur Verstärkungsregelung eines Empfängers, der zum Empfang nur kurzzeitig auftretender Signale dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelung annähernd auf eine vorgegebene Anzahl am Empfängerausgang pro Zeiteinheit auftretender Rausdhspitzen, die eine vorgegebene Amplitude überschreiten, in der Weise erfolgt, daß aus der Anzahl der Rauschspitzen oder aus der Abweichung dieser Anzahl vom Sollwert ein Meßwert abgeleitet wird, der entweder zur Ermöglichung einer manuellen Nachregelung der Verstärkung angezeigt wird oder selbst zur Steuerung einer entsprechenden selbsttätigen Nadhregelung dient.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des Meßwertes Tmpulse einer Anzahl pro Zeiteinheit erzeugt werden, die proportional zur Anzahl der Rauschspitzen ist, welche während der Zeiteinheit die vorgegebene Amplitude überschreiten, daß ein der Anzahl der pro Zeiteinheit erzeugten Impulse entsprechendes Gleichstrompotential gewonnen wird und daß das Gleichstrompotential zur Gewinnung des Meßwertes mit einem Bezugsgleichstrompotential verglichen wird.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Gleichstrompotentials die Impulse in ein Rechteckwellensignal umgewandelt werden, daß das Rechteckwellensignal einen Impulszähler beaufschlagt und daß die Ausgangssignale des Impulszählers integriert werden.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der automatischen Verstärkungsregelung einer Mehrzahl von Empfängern die einzelnen Systeme durch ein gemeinsames Bezugspotential beaufschlagt werden.

5. Eine Verstärkungsüberwachungseinrichtung für eine Mehrzahl von Empfängern, wobei die Einrichtung ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält, gekennzeichnet durch einen Prüfschalter, durch den der Eingang des Systems mit den Ausgängen jedes der Empfänger abwechselnd möglichst kurzzeitig verbunden wird, und Mittel, die auf die Ausgangsspannung des Systems ansprechen, um den Prüfschalter dann zu stoppen, wenn die Ausgangsspannung vorbestimmte Grenzen überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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