DE1257845B - Schaltungsanordnung zur verzoegerungsfreien Bildung einer frei waehlbaren Anzahl von Ausgangsimpulsen pro Zeiteinheit aus einer groesseren Anzahl von nacheinander ankommenden Eingangsimpulsen pro Zeiteinheit - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/22

Nummer: 1257 845

Aktenzeichen: M 68452 VIII a/21 al

Anmeldetag: 18. Februar 1966

Auslegetag: 4. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur verzögerungsfreien Bildung einer frei wählbaren Anzahl von Ausgangsimpulsen pro Zeiteinheit aus einer größeren Anzahl von nacheinander ankommenden Eingangsimpulsen pro Zeiteinheit.

Es kommt häufig vor, daß eine gegebene Anzahl von Impulsen pro Sekunde aus einer Impulsquelle höherer Frequenz erzeugt werden soll. Von besonderer Bedeutung ist dies beispielsweise dann, wenn eine Radarstation für Sekundärradarzwecke eingesetzt werden soll, d. h. Ziele mit Empfänger und Rücksender abfragen soll, die automatisch auf die Abfrageimpulse von der Station ansprechen. Gemäß internationalem Übereinkommen ist die zulässige maximale Impulszahl, die von einer Radarstation für die Abfrage rücksendender Sekundärradarziele übertragen werden kann, auf 450 pro Sekunde begrenzt. Es kann gefordert werden, eine für Primärradarzwecke — beispielsweise Rundsichtradar zur Auffindung inaktiver (d. h. normal reflektierender) Ziele — geschaffene Radarstation für die Abfrage rücksendender Sekundärziele auszulegen. Die normale Impulsfolgefrequenz der Station bei ihrem Einsatz als Primärstation kann sehr gut beträchtlich höher sein als die vorgenannten 450 pro Sekunde maximal. In einem solchen Fall ist es, um der internationalen Übereinkunft zu folgen, notwendig, die Impulsfrequenz auf einen Wert innerhalb der zulässigen Grenze herabzusetzen. Der gegenwärtig übliche Weg, dieses Problem zu lösen, besteht einfach darin, die normale Impulsfolgefrequenz durch den niedrigsten Faktor zu teilen, der eine neue Impulsfolgefrequenz unterhalb der zulässigen Grenze ergibt. In sehr vielen Fällen ergibt sich dabei jedoch eine Frequenz, die wesentlich tiefer als die zulässige Maximalfrequenz ist. Nimmt man z. B. an, die normale Impulsfolgefrequenz sei 600 pro Sekunde, so führt eine Teilung durch 2 zu einer neuen Frequenz von 300 pro Sekunde, die weit unterhalb der zulässigen Maximalfrequenz von 450 pro Sekunde liegt. Die Wirksamkeit der Station ist daher beträchtlich geringer als bei Anwendung der zulässigen Maximalfrequenz von 450 pro Sekunde.

Es ist ferner bekannt, gleichzeitig oder nacheinander ankommende Eingangsimpulse in Kippstufen zwischenzuspeichern und mittels einer Taktimpulsquelle taktiert weiterzugeben, so daß die Eingangssignale in einer gewünschten Taktfolge verarbeitet werden können.

Eine derartige Einrichtung kann zwar auch dazu verwendet werden, eine bestimmte Anzahl von Impulsen aus einer gegebenen Impulsfolge auszuwäh-Schaltungsanordnung zur verzögerungsfreien
Bildung einer frei wählbaren Anzahl von
Ausgangsimpulsen pro Zeiteinheit aus einer
größeren Anzahl von nacheinander
ankommenden Eingangsimpulsen pro Zeiteinheit

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,

Patentanwälte,

3300 Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Eric Davies,

Danbury, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 18. Februar 1965 (7085) - -

len, aber auf Grund des erforderlichen Speichervorganges ist es nicht möglich, aus einer Impulsfolge eine bestimmte Anzahl von Impulsen verzögerungsfrei abzuleiten. Außerdem gelangen bei dieser bekannten Schaltung die Eingangsimpulse nicht direkt an den Ausgang, sondern sie werden zum Setzen einer Kippstufe verwendet, deren beim Rücksetzen auftretendes Ausgangssignal an Stelle des Eingangssignals weiterverarbeitet wird.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zur verzögerungsfreien Bildung einer frei wählbaren Anzahl von Ausgangsimpulsen pro Zeiteinheit aus einer größeren Anzahl von Eingangsimpulsen pro Zeiteinheit, die einen direkten Durchgang des ausgewählten Eingangsimpulses zum Ausgang gewährleistet, einfach aufgebaut ist und sehr sicher arbeitet.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Quelle zur Erzeugung von Signalen vorgesehen ist, deren Anzahl pro Zeiteinheit gleich der Anzahl der geforderten Ausgangsimpulse pro Zeiteinheit ist, und daß diese Quelle eine die Eingangsimpulse empfangende Einrichtung steuert, die nur

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jeweils den unmittelbar auf ein von der Quelle erzeugtes und an die Einrichtung angelegtes Signal folgenden Eingangsimpuls an den Ausgang durchläßt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Gatter vorgesehen sowie Mittel für die Zuführung von Eingangsimpulsen über dieses Gatter an eine Ausgangsklemme, ferner Mittel zum Sperren des Gatters, welche von jedem Eingangsimpuls betätigt werden, eine Taktsignalquelle mit einer Frequenz, die kleiner als die Eingangsfrequenz ist, und Mittel, die, durch jedes Taktsignal betätigt, das Gatter wieder öffnen, wobei nur ein Eingangsimpuls, der einem Taktsignal als nächster folgt, das Gatter passieren kann.

Vorzugsweise wird das Gatter durch einen Steuerkreis, dem Taktsignale und verzögerte Eingangsimpulse zugeführt werden, gesteuert. Der Steuerkreis schließt dabei das Gatter in Abhängigkeit vom Empfang jedes verzögerten Eingangsimpulses und öffnet es wieder bei Empfang eines Taktsignals.

Vorzugsweise ist der Steuerkreis ein Binär-Impulsgenerator, der so geschaltet ist, daß er durch einen verzögerten Eingangsimpuls aus einem Zustand, in dem er das Gatter geöffnet hält, in einen Zustand, bei dem er das Gatter geschlossen hält, umschaltet und durch ein Taktsignal von dem letztgenannten wieder in den erstgenannten Zustand rückschaltet.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Steuerkreis vorgesehen, der zwei mögliche Zustände hat und ein Steuersignal liefern kann, wenn er von dem einen Zustand in den anderen gebracht wird, ferner eine Taktsignalquelle mit einer Frequenz, die kleiner ist als die Eingangsfrequenz, weiterhin Mittel für die Zuführung von Taktsignalen zum Umschalten des vorgenannten Steuerkreises in den anderen Zustand, falls dieser in dem genannten Zustand ist, sowie Mittel, um jedes Steuersignal zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses zu verwenden. Der Steuerkreis ist dabei wieder vorzugsweise ein Binär-Impulsgenerator. Vorzugsweise wird außerdem das Steuersignal von dem Steuerkreis einer Differenzierschaltung zugeführt, die so eingestellt ist, daß sie daraus ein Triggersignal ableitet, welches einen Impulsgenerator zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses triggiert.

Die Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform;

Fig. 2 zeigt ein genaueres Schaltbild der Ausführung nach Fig. 1;

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform als vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild, und

Fig. 4 ist ein genaueres Schaltbild der Ausführung gemäß Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 werden Impulse von einer (nicht dargestellten) Impulsquelle für einen Radarsender (ebenfalls nicht dargestellt) einer Gatterschaltung G von der Eingangsklemme EIN zugeführt, und die von diesem Gatter durchgelassenen Impulse (falls es offen ist) werden von der Klemme AUS zur Weiterverwendung abgeführt. Es soll angenommen werden, die an EIN verfügbaren Impulse haben eine Impulsfolgefrequenz von 600 pro Sekunde. Dies ist ein praktischer Wert, wie er für die Impulsfolgefrequenz einer hochqualifizierten Radarstation für normale Primär-Radarüberwachung in Frage kommt. Weiter soll angenommen werden, daß die gleiche Station auch für Sekundärradar verwendet werden soll. Wie bereits ausgeführt, beträgt die maximal zulässige Impulsfolgefrequenz für einen für diese Zwecke verwendeten Radarsender gemäß internationaler Übereinkunft nur 450 Impulse pro Sekunde. Die zur Zeit übliche Praxis wäre in einem solchen Fall, die verfügbare Impulsfrequenz von 600 pro Sekunde durch 2 zu teilen und für Sekundärradarzwecke nur mit 300 Impulsen pro Sekunde zu senden. Dieser Wert liegt zwar gut innerhalb der zulässigen Maximalo frequenz, jedoch auch weit unter diesem Wert. Ohne Zweifel arbeitet jedoch ein nur mit 300 Impulsen pro Sekunde sendender Sender wesentlich weniger wirksam und zufriedenstellend als einer, der mit einer Frequenz, die nahe bei der maximal zulässigen von 450 pro Sekunde liegt oder dieser entspricht, sendet. Die nachfolgend beschriebene Schaltung ermöglicht es, die maximal zulässige Impulsfrequenz aus jeder beliebigen verfügbaren Impulsfrequenz, wie groß diese auch sein, herzuleiten, vorausgesetzt, daß sie höher ist als der genannte Maximalwert. Wie später ersichtlich, wird das Gatter G derart gesteuert, daß es die überzähligen Impulse aus den an EIN verfügbaren Impulsen ausblendet und nur die geforderte Anzahl von Impulsen, d. h. im vorliegenden

as Beispiel 450 pro Sekunde, durchläßt.

Nach Fig. 1 werden Impulse von EIN weiterhin über eine Verzögerungseinheit D als das eine Eingangssignal einer Steuereinheit C für das Gatter zugeführt, die bei der vorliegenden Ausführung durch einen Binär-Impulsgenerator gebildet wird. Das zweite Eingangssignal für die Steuereinheit C wird von einem Taktimpulsgenerator Γ geliefert, der so eingestellt ist, daß er mit der geforderten zulässigen Impulsfolgefrequenz von 450 pro Sekunde arbeitet.

Das Gatter G ist normalerweise geöffnet, d. h., ein seinem Eingang von EIN zugeführter Impuls gelangt durch das Gatter zur Klemme AUS. Es wird jedoch ein Eingangsimpuls von EIN durch die Verzögerungseinheit D leicht verzögert und dem Binär-Impulsgenerator C zugeführt, der dadurch in einen Zustand gebracht wird, bei dem er das Gatter sperrt. Das Rückkippen des Generators C in den Zustand, bei dem er das Gatter wieder öffnet, erfordert die Zuführung eines Taktimpulses von T. Ist daher die Taktfrequenz 450 pro Sekunde, so können nur 450 Impulse pro Sekunde das Gatter G passieren.

Fig. 2 zeigt die Schaltung nach Fig. 1 in genauerer Darstellung. Das Gatter G enthält zwei Transistoren Gl, GI, die parallel geschaltet sind und einen gemeinsamen Emitterwiderstand haben und von denen der Transistor 1 durch den Binär-Impulsgenerator C gesteuert wird. Dieser enthält zwei Transistoren Cl und C 2. Impulse von EIN werden über die Verzögerungsleitung D, die von an sich bekannter Bauart ist, dem Emitter von Cl zugeführt. Impulse von dem Taktgeber T werden dem Emitter von Cl zugeführt. Der Kollektor von Cl ist mit der Basis von Gl verbunden, der der gesteuerte Transistor des Gatters G ist. Der Taktgeber T ist von an sich bekannter Form und enthält einen Unijunktion-Transistor Tl in Verbindung mit einem Zeitkonstantenschaltkreis, der einen einstellbaren Widerstand Γ 2 enthalten kann, um die Taktfrequenz auf den gewünschten Wert einstellen zu können.

Es soll angenommen werden, das Gatter sei geöffnet. Dann passiert der erste Impuls von EIN das Gatter G und gelangt zur Ausgangsklemme AUS, von der er als Triggerimpuls zum Triggern eines

Sendeimpulses des Radargerätes, um dieses als Sekundärradar zu verwenden, abgeführt werden kann. Dieser erste Impuls wird durch die Verzögerungseinheit D etwas verzögert und erscheint kurze Zeit später am Emitter von Cl und bringt den Binär-Impulsgenerator C in die Stellung »abgeschaltet«, in der eine negative Spannung am Kollektor von Cl liegt und der Transistor Gl nichtleitend gemacht wird, wodurch das Gatter G sperrt. Da die Eingangsfrequenz größer ist als die von T, findet der nächstfolgende Impuls von EIN das Gatter geschlossen und wird somit unterdrückt. Kurze Zeit danach bringt jedoch ein von T dem Emitter von Cl zugeführter Impuls den Binär-Impulsgenerator C in seine Stellung »angeschaltet«, und das Gatter wird geöffnet. Der nächste Impuls von EIN kann daher das Gatter passieren. Allgemein betrachtet, schließt also jeder Impuls von EIN nach einer kurzen Verzögerung durch D das Gatter G und, je nachdem, ob ein Taktimpuls von T das Gatter wieder geöffnet hat, bevor der nächste Impuls von EIN erscheint, kann dieser das Gatter passieren oder nicht. Ist daher die Taktfrequenz 450 pro Sekunde, so erscheinen nur 450 Impulse pro Sekunde an der Ausgangsklemme AUS.

Bei der etwas einfacheren Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 faßt der Binär-Impulsgenerator CG die Funktion des Binär-Impulsgenerators und des Gatters zusammen, und die gesonderte Verzögerungseinheit D gemäß Fig. 1 und 2 entfällt. In der Schaltung nach F i g. 3 und 4 wird die Flanke des Impulses, die den Schaltkreis CG von seinem Zustand »angeschaltet« in den Zustand »abgeschaltet« bringt, vom Kollektor des Transistors CGI in der Einheit CG einem Differenzierkreis DC zugeführt, welcher daraus eine Spannungsspitze ableitet, die einen Impulsgenerator PG triggiert, von dem über die Ausgangsklemme Ausgangsimpulse zur Weiterverwendung abgeführt werden. Taktimpulse von Taktgeber T, der dem in Fig. 2 dargestellten entspricht, werden der Basis des Transistors CGI zugeführt, und Impulse von EIN werden, wie dargestellt, dem Emitter des anderen Transistors CG 2 der Einheit CG zugeleitet. Man erhält einen Ausgangsimpuls, wenn der Binär-Impulsgenerator CG durch einen von EIN zugeführten Impuls in den Zustand »abgeschaltet« gebracht ist. Diese Umschaltung kann jedoch nicht erfolgen, wenn nicht, ehe der Impuls von EIN erscheint, die Einheit CG vorher durch einen Impuls von T in den Zustand »angeschaltet« gebracht worden ist. Somit kann auch bei dieser Schaltung die Anzahl der Ausgangsimpulse pro Sekunde nicht größer sein als die Anzahl der Taktimpulse pro Sekunde.

Im allgemeinen arbeitet der Taktgeber in der Schaltung nach F i g. 3 und 4 asynchron. Beträgt jedoch, wie es der Fall sein kann, die Impulsfolgefrequenz bei EIN ein Vielfaches der Taktfrequenz, so kann der Generator für diese, falls erwünscht, mit der Eingangsfrequenz synchronisiert werden. Dies wird durch F i g. 4 erläutert, gemäß der negative Impulse, die sich an einem Widerstand Γ 3 aufbauen, die Einheit T synchronisieren, wenn die Eingangsfrequenz ein Vielfaches der gewünschten Taktfrequenz beträgt. Eine derartige Synchronisierung ist jedoch gewöhnlich nicht erforderlich, was in F i g. 4 durch den gestrichelt eingezeichneten Kurzschluß über Γ 3 angedeutet ist. Die Möglichkeit, eine Synchronisierung vorzusehen, falls die Frequenzen dafür geeignet sind, ist in Fig.3 durch die gestrichelt gezeichnete Verbindungslinie angedeutet.

Bei beiden Ausführungen kann der Taktgenerator asynchron arbeiten (nach den F i g. 1 und 2 ist er asynchron) und erfordert nur einen mäßigen Stabilitätsgrad. Die in den F i g. 1 und 2 durch die Einheit D erzeugte Verzögerung kann so eingestellt werden, daß sie ein Schließen des Gatters, nachdem die

ίο Anstiegsftanke des Impulses von EIN dieses passiert hat, gewährleistet. Sie kann auch auf eine längere Zeit eingestellt werden, so daß das Gatter sperrt, nachdem der gesamte Impuls hindurchgegangen ist.

In den Fig. 2 und 4 sind praktische Werte zur Bemessung der Schaltkreise gegeben. Diese Werte dienen jedoch nur als Beispiel.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur verzögerungsfreien Bildung einer frei wählbaren Anzahl von Ausgangsimpulsen pro Zeiteinheit aus einer größeren Anzahl von nacheinander ankommenden Eingangsimpulsen pro Zeiteinheit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (T) zur Erzeugung von Signalen vorgesehen ist, deren Anzahl pro Zeiteinheit gleich der Anzahl der geforderten Ausgangsimpulse pro Zeiteinheit ist, und daß diese Quelle eine die Eingangsimpulse empfangende Einrichtung (CG) steuert, die nur jeweils den unmittelbar auf ein von der Quelle (T) erzeugtes und an die Einrichtung (CG) angelegtes Signal folgenden Eingangsimpuls an den Ausgang durchläßt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gatter, durch Mittel für die Zuführung von Eingangsimpulsen durch dieses Gatter zu einer Ausgangsklemme, weiter durch von jedem Eingangsimpuls betätigte Mittel zum Sperren des Gatters, durch eine Taktsignalquelle, die mit einer Frequenz arbeitet, welche kleiner als die Eingangsfrequenz ist, sowie durch Mittel, die von jedem Taktsignal betätigt werden und das Gatter wieder öffnen, wobei nur ein Eingangsimpuls, der einem Taktsignal als nächster Impuls folgt, das Gatter passieren kann.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter von einer Steuerschaltung, der die Taktsignale und verzögerte Eingangsimpulse zugeführt werden, gesteuert wird, wobei die Steuerschaltung das Gatter in Abhängigkeit von jedem verzögerten Eingangsimpuls schließt und in Abhängigkeit von jedem Taktsignal wieder öffnet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung ein Binär-Impulsgenerator ist, der derart geschaltet ist, daß er durch ein verzögertes Eingangssignal aus einem Zustand, in dem er das Gatter geöffnet hat, in einen Zustand, bei dem er das Gatter sperrt, umschaltet und durch ein Taktsignal von dem letztgenannten wieder in den ersten Zustand rückgeschaltet wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung zwei mögliche Zustände aufweist und ein Steuersignal liefern kann, wenn sie von dem einen in

den anderen Zustand gebracht wird, daß ferner eine Taktsignalquelle mit einer Betriebsdifferenz, die kleiner als die Eingangsfrequenz ist, vorgesehen ist und daß Mittel für die Zuführung von Taktsignalen zum Umschalten der Steuerschaltung in den einen Zustand, falls sie in dem genannten anderen Zustand ist, Mittel für die Zuführung von Eingangssignalen zum Umschalten der Steuerschaltung in den anderen Zustand, falls sie in dem genannten einen Zustand ist, sowie Mittel, um jedes Steuersignal zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses auszunutzen, vorgesehen sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung ein Binär-Impulsgenerator ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal von der Steuerschaltung einer Differenzierschaltung zugeführt wird, die so eingestellt ist, daß sie daraus ein Triggersignal ableitet, das einen Impulsgenerator triggert, um einen Ausgangsimpuls zu erzeugen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2992411.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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