DE1416097A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erkennen elektrischer Nutzsignale - Google Patents

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erkennen elektrischer Nutzsignale

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signals
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Description

Pcrfenianvmll itiwy*,
Dr.-lng. Wilhelm Reichel
Frankf urf/Madn-1
Parksiraße 12
P H 16 097. 5 2. Januar 69
General Electric Company ReK-Gu-2518
Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erkennen elektrischer Nutzsignale
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Erkennen elektrischer Nutzsignale gleicher oder ähnlicher, aber unbekannter Kurvenform, die sich in unbe-· "kannten Abständen wiederholen.
Derartige Probleme treten beispielsweise in Radarempfängern auf, wenn sich das angepeilte Ziel mit hoher Geschwindigkeit und großer Entfernung relativ zur Radarstation bewegt. Dabei ist zwar bekannt, daß sich eventuell von einem Ziel reflektierte Impulse wiederholen, man weiß aber nichts über die Kurvenform oder den Abstand der Impulse, um sie daran von Störsignalen unterscheiden oder in einem hohen Rauschpegel feststellen zu können.
Ähnliche Probleme treten bei der fernübertragung von Meßwerten auf, die beispielsweise von Meßsatelliten gesendet werden. Auch ein Meßsatellit bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit relativ zum Empfänger, während die Meßwerte mitunter nicht ständig, sondern nur kurzzeitig zur Erde gefunkt werden, um Sendeenergie zu sparen. Das heißt, wenn sich die Meßgröße über längere Zeit nicht ändert, treffen mehrmals hintereinander gleiche oder ähnliche Meßwerte am Empfänger ein. Nun kann zwar die Auslösung der Meßwertübertragung (vom Empfänger oder dem Satelliten selbst) in gleichen Abstände:-; erfolgen, dennoch werden die Meßwerte in verschiedenen zeitlichen Abständen am Empfänger eintreffen, da sich der Satellit relativ zum Empfänger bewegt.
Neue Unterlagen (ΑΠ. 7 § i Abs. 2 Nr. l Salz 3 des Antkrungie«. v. 4. fc *
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Man kennt zwar ungefähr den zeitlichen Abstand der Meßwerte, aber eine genaue Synchronisation mit den Heßwerten wäre äußerst schwierig.
Ähnliche Probleme ergeben sich bei der Klassifizierung von Signalen.
In der Medizi/n pflegt man z.3. häufig Diagnosen an Hand von Elektrokardiogrammen zu stellen. Dazu muß dem Arzt der charakteristische Verlauf der Herztöne für alle möglichen Krankheiten bekannt sein. Mim ist bei bestimmten Krankheiten einerseits der Puls nicht immer konstant, d.h. die Herzschläge erfolgen in unterschiedlichen Abständen, andererseits haben die Herztöne von Herzschlag zu Herzschlag nicht genau den gleichen Verlauf, sondern sie sind sich in charakteristischen Merkmalen ähnlich, oder anders^gesagt, sie sind miteinander verwandt. Deshalb ist man bei der Elektrokardiografie bestrebt, den Verwandtschaftsgrad oder die Ähnlichkeit t>zw. 'den charakteristischen Verlauf der Herztöne in Abhängigkeit von der Zeit zu analysieren und festzustellen, d.h. zu klassifizieren, um daran Rückschlüsse auf die Krankheit des Patienten zu ziehen.
Auch bei der Klassifizierung oder Analyse von Tonen, x besonders menschlicher Laute, beispielsweise für eine Sprachsynthese ergeben sich die gleichen Probleme.
Dazu kann man eine oder mehrere Personen, z.B. den Vokal "a" oder auch ganze Wörter mehrmals sprechen* lassen, dann werden alle diese Töne oder Laute gewisse Ähnlichkeiten oder Verwandtschaften aufweisen, und an diesem charakteristischen Verlauf ist man besonders interessiert. Die Abweichung von dem charakteristischen Verlauf sind dann mit dem Einfluß von Störsignalen vergleichbar.
Es sind zwar Anordnungen zur Befreiung telegrafischer Impulskombinationen von zusätzlichen Storimpulsen mittels Wiederho-
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lung durch umlaufende Verteiler bekannt. Dabei werden nach dem Prinzip von Verdan die Impulskcmbinationen beim Sender und Empfänger mittels umlaufender Verteiler wiederholt gesendet und empfangen. Io Empfänger "erfolgt dann ein Vergleich der verschiedenen Wiederholungen.* Durch verschiedene bekannte Vergleichsschaltungen wird erstrebt, nur ungestörte Zeichen abzudrucken. Zuvor werden die empfangenen Bits eines Zeichens durch Relais gespeichert.. Dazu ist aber Voraussetzung, daß die Impulskombinationen in gleichbleibenden Abständen gesendet > -,· werden. Andernfalls wüßte nan nicht, wann gestörte Nutzsignale oder nur Störsignale am Empfänger eintreffen, wenn der Störpegel z.B. über dem lutzpegel liegt, denn man will ja nur ungestörte oder gestörte Kutzsignale, aber keine reinen Störsignale speichern. Sender und Empfänger müssen also synchronisiert sein. Darüber hinaus handelt es sich bei den bekannten Anord-...;,-nungen um digital verschlüsselte Informationen, die von vornherein mit größerer Sicherheit zu entschlüsseln sind und nicht um analoge Größen, von denen nicht einmal ungefähr der zeitliche Verlauf, noch die Widerliolfrequenz bekannt ist.
In der Nachrichtentechnik oder sonstigen Informationsverarbeitung ist es ferner bekannt, Signale, Daten oder Informationen entweder auf einer "bestimmten 2rägerfrequenz oder binärcodiert zu übertragen. Dazu sind empfangsseitig auf bestimmte 2req.uenzen abgestimmte filter oder auf die Decodierung bestimmter Binärkombinationen (Zeichen) ausgelegte Decodierer erforderlich. Diese Pilter oder Decodierer "erkennen" nur ganz bestimmte Signale, es sei denn, sie werden von Hand neu eingestellt oder neu ausgelegt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung - gewissermaßen ein "lernendes" oder sich selbst anpassendes Pilter - zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, nach dem oder Kit dem Signale erkannt und gespeichert werden können, deren charakteristischer zeitlicher Verlauf von vornherein nicht-bekannt ist und die von starken
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Stör- oder .Rauschsignalen überlagert sind. Die Signale sollen insbesondere in analoger Form vorliegen, d.h. ihre Kurvenform kontinuierlich ändern. Mit Hilfe dieses Verfahrens und Gerätes soll es möglich sein, sich in unregelmäßigen Abständen in ähnlicher Form wiederholende Signale an Hand des allen Signalen gemeinsamen charakteristischen Verlaufs als Nutzsignale zu erkennen und den allen Signalen gemeinsamen charakteristischen Verlauf wiederzugeben, -auch wenn dieser charakteristische Verlauf nicht von vornherein bekannt ist.
Die Erfindung mach sich dazu die Erkenntnis der Korrelationsanalyse zunutze. Danach sind zwei Kurven oder Meßreihen einander umso ähnlicher oder verwandter, je größer der Mittelwert der Produkte einzelner Meßwerte oder .Amplitudenwerte zweier zu verschiedenen Zeiten gemessener Meßreihen oder Kurvenzüge ist.
(il
V = 1
Xv * Yv,
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
a) das Eingangssignal auf einen Speicher gegeben wird, der den zeitlichen Verlauf des Signalgemisches erkennen läßt (z.B. Verzögerungsleitung), daß ' .
• b) der zeitliche Verlauf des aus Nutz- und Störsignalen bestehenden Signalgemisches an mehreren Punkten des Speichers kurzzeitig abgetastet wird, daß
c) Werte, die der entsprechenden Signalamplitude proportional sind, in je einem individuellen Speicher gespeichert werden, daß
d) aus den individuell gespeicherten Werten einerseits und kontinuierlich abgegriffenen Werten andererseits eine Korrelationsfunktion gebildet wird, daß
ORIGINAL SMSPEGTED 909815/0122
-/ ... - 5 -".' ■."■-. UI6097
a) die Korrelationsfunktion einer Schwellwerteinrichtung zugeführt wird und deren Schwellwert erhöht, sofern sie den · .. . vorherigen Schwellwert überschreitet, und daß in diesem Pail ein Impuls erzeugt wird, der eine erneute kurzzeitige Abtastung gemäß Punkt b) veranlaßt, und daß
f) das Ausgangssignal durch zyklische Abtastung der indivi-
duellen Speicher nach mehrfacher Wiederholung der Schritte a) bia e) gewonnen 'wird.
Erfindungsgemäß wird also praktisch die mit einem Faktor bewertet gespeicherte Meßreihe eines Kurvenzuges.mit-der Meßreihe eines folgenden Kurvenzuges auf ihren Korrelationsgrad bzw. Verwandtschaftsgrad untersucht und der Betrag des Korrelationsgrades gespeichert, wenn er einen bestimmten Schwellwert überschreitet, und gleichzeitig wird die neue Meßreihe ebenfalls mit einem Faktor bewertet gespeichert. Im Anschluß daran werden ständig neue Meßwerte mit den gespeicherten "korreliert", und wenn der Korrelationsgrad' wieder den gespeicherten überschreitet, wird sofort die neue Meßreihe bewertet gespeichert. Dadurch nähert sich die gespeicherte Meßwertreihe immer mehr dem wahren charakteristischen Verlauf des unbekannten Hutζsignals, das. in dem Störsignal enthalten ist. Wewci der Korrelationsgrad sich nicht weiter steigert, entspricht die gespeicherte Meßreihe dem allen wiederholt, empfangenen Mutzsignalen gemeinsamen charakteristischem Verlauf. Die gespeicherte Meßreihe wird nach jedem Korrelationszyklus mindestens einmal abgetastet, d.h. die parallel gespeicherten Meßwerte seriell in einen entsprechenden Kurvenzug umgesetzt.
Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich durch die Anwendung folgender Mittel zur Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte aus: ■
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zua): Verzögerungsleitung mit einer Anzahl von Abgriffen zu.b): Steuerbare Umschalter
zu c): Speicherkondensatoren
zu d): Multiplikatoren und Summierung der Ausgänge dieser Multiplikatoren über Widerstände und einen Verstärker
zu e): Schwellwertschaltung und
zu f): Zyklischer Umschalter
Der Kondensator dient dabei zur Speicherung des Korrelationsgrades bzw. der dem Maximalwert des Korrelationsgrades entsprechenden Spannung, während die Diode verhindert, daß sich der Kondensator nicht wieder rückwärts entlädt. Bevor sich der Kondensator auf einen neuen, größeren Wert aufgeladen hat"} wird dieser größere Wert über eine Umkehrstufe von dem alten gespeicherten Wert subtrahiert, und wenn der neue Wert größer als der alte ist - die Polarität unterscheidet die Diode am Ausgang des Addierverstärkers - dann erzeugt ein dem Addierverstärker nachgeschalteter Impulsgenerator in diesem Ealle ein Schmitt-Trigger, einen Ausgangsimpuls, der einen neuen KorrelationsVorgang einleitet. Um die parallel gespeicherten Meßwerte seriell in einen Kurvenzug umzusetzen, verbindet ein rotierender Kontaktarm die Speicherkondensatoren mit einer Ausgangsleitung.
Die Schaltungsanordnung kann praktisch "lernen", denn sie lernt durch mehrmalige Wiederholung äes Lernstoffes, in etwas abgewandelter Form (Signalgemisch) das Wesentliche (Kutzsignal) vom Unwesentlichen (Störsignal) zu unterscheiden. Dazu hat sie gewissermaßen auch ein Gedächtnis (Speicherkondensatoren) und sie kann auch "vergessen", nämlich sich über den Speicherkondensatoren parallel geschaltete Widerstände entladen, um neue Informationen zu "lernen". Vorzugsweise beträgt die Kapazität der Speieherkondensatoren das n-fache der Kapazität der Abtast'kondensatoren.
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Eine Schaltungsanordnung, die verschiedene einander abwechselnde Kurvenzüge, die sich unregelmäßig wiederholen, erkennen und unterscheiden kann, ist erfindungsgemäß dann so aufgebaut, daß mehrere SchaItungsanordnungen der oben erwähnten Art parallel geschaltet sind und das Ausgangssignal des Impulsgenerators der zweiten Schaltungsanordnung von dem Ausgangssignal des Impulsgenerators der ersten Schaltungsanordnung, das der dritten -von dem der ersten und zweiten, das der vierten von dem der ersten, zweiten und dritten usw. verriegelt ist.
Im folgenden wird an Hand von Ausführungsbeispielen die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
Pig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung.
Pig. 2 zeigt das Schaltbild der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.
Pig. 3 zeigt eine Reihe von Wellenformdiagrammen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung in Verbindung mit der Speicherung eines Nutzsignals, das im Eingangssignalgemisch zusammen mit Stör- oder Rauschsignalen enthalten ist.
Pig. 3a zeigt den Kurvenverlauf des Hutzsignales. Pig. 3b zeigt den Kurvenverlauf der Rauschsignale.
Pig. 3c zeigt den Kurvenverlauf des Eingangssignalgemisches mit dem Kutzsignal und den Rauschsignalen.
Pig. 3d zeigt den Kurvenverlauf eines in einem willkürlichen Zeitpunkt abßotasteten Eingangsaignales, das in die individuellen Speicher eingeführt wird, um zunächst irgendwelche Werte zu speichern, bevor der eigentliche Betrieb beginnt.
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Pig. 3e zeigt den Kurvenverlauf eines gespeicherten Signales in einem ersten Zeitaugenblick.
Pig. 3f zeigt den Kurvenverlauf eines ges-peicherten Signales in einem zweiten Augenblick.
Pig. 3g zeigt den Kurvenverlauf eines gespeicherten Signales in einem dritten Augenblick.
Pig. 3h zeigt den Kurvenverlauf eines gespeicherten Signales in einem vierten Augenblick.
Pig. 3i zeigt den Kurvenverlauf eines gespeicherten Signales in einem fünften Augenblick.
Pig. 3j zeigt den Kurvenverlauf der Korrelationsfunktion.
Pig. 4 zeigt eine Kurvenschar, die darstellt, in welcher Weise die Schaltungsanordnung die gespeicherten den neuen Signalen anpaßt.
Pig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung mit mehreren der vorgenannten Schaltungsanordnungen und
Pig. 6 zeigt, teilweise im Blockschaltbild, zwei Schaltungsanordnungen, die zu einer vereint sind.
Die Schaltungsanordnung wird in Verbindung mit Pig. 1 im folgenden kurz erläutert. Das EingangesignaIgemisch, das das zu erkennende Nutzsignal zusammen mit Rauschsignalen enthält, wird einer Verzögerungsleitung 1 zugeführt. TJm den Vorgang des Erkennens einzuteilen, wird ein willkürlicher Teil des Eingangssignals in einer Speichereinrichtung 2 gespeichert. Die gespeicherten Signale werden laufend mit dem Eingangssignal verglichen, das der Verzögerungsleitung 1 zugeführt wir<l. Dieser Vergleich erfolgt in einem Korrelator 3, der ein Signal erzeugt, das den Korrelationsgrad zwischen den gespeicherten und den EingangsSignalen anzeigt. Wenn zwischen den gespei-
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cherten Signalen und dem Eingangssignal ein hoher Korrelat'ionsgrad besteht, liegt das Ausgangesignal des Zuordners •über einem minimalen Pegel, der durch eine Schwellwertschaltung 4 bestimmt wird. In einem solchen Pail setzt die Schwellwertschaltung 4 eine Recheneinrichtung 5 in Tätigkeit, so daß das Eingangssignal mit hohem Korrelationsgrad in bezug auf das gespeicherte Signal gespeichert wird. Die Recheneinrichtung führt das Eingangssignal derart bewertet in den Speicher, daß das gespeicherte Singal stets etwas zugunsten des zuletzt eingegangenen Eingangssignals bewertet wird. Auf diese Weise erfolgt eine bewertete arithmetische Mittelbildung zwischen dem Eingangssignal, das das Hutzsignal und Rauschsignale enthält, und dem gespeicherten Signal. Dies hat zur Folge, daß die Rauschsignale auf ein Minimum reduziert werden, und der Speicherinhalt etwa dem Nutzsignal entspricht, nachdem eine bestimmte Anzahl von Abtastvorgängen vor der Recheneinrichtung durchgeführt worden sind. Durch Bewertung des zuletzt eingegangenen Eingangssignals ist es'möglich, die Schaltungsanordnung "vergessen" zu lassen, so daß sie sich selbst dem zuletzt eingegebenen Signal anpaßt.
Die Schaltungsanordnung ist im einzelnen in Pig. 2 dargestellt. Eine Verzögerungsleitung ist schematisch in Porm eines länglichen induktiv©11 Bauelementes 10 dargestellt, das von einem geerdeten zylindrischen Leiter 11 umgeben ist. Das Bauelement 10 ist mit mehreren Abgriffen 12, 13 und 14 versehen, die gleichen Abstand voneinander haben und deren Anzahl gleich der Anzahl der gewünschten Abtaststellen ist. Diese Verzögerungsleitung stellt eine Möglichkeit dar, an den verschiedenen Abgriffen Spannung abzutasten, deren Größe den Eingangsspannungen entspricht, die in einem Zeitraum auftreten, der gleich der durch die Verzögerungsleitung bedingten Verzögerung ist. Mit anderen Worten, die Verzögerungsleitung stellt einen Kurzzeitspeieher dar, von dem das Eingangssignal abgetastet werden kann. Ein mechanischer Kommutator oder eine entsprechende elektronische Sehaltοvrrichtung läßt sich ebenfalls
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anstelle der Verzögerungsleitung verwenden, um den verschiedenen Abgriffen Signale zuzuführen. Mach, einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird die Spannung an jedem Abgriff kontinuierlich durch Abtast-Kondensatoren 15 abgetastet und eben-r falls kontinuierlich als Eingangssignal einem Multiplikator über eine Leitung 17 zugeführt. Ein zweites Eingangssignal wird den Multiplikatoren 16 über Leitungen 18 aus Speicherkondensatoren 19 zugeführt. Diese Eingangssignale werden über zwei Röhren eines Katodenfolgers 20 auf die Leitungen 17 und 18 gegeben. Die Ausgangssignale der Multiplikatoren, die proportional den Produkten der an den Abgriffen 12, 13 und 14 der Verzögerungsleitung auftretenden Spannungen sind, und die Spannungen, die an den entsprechenden Speicherkondensatoren anstehen, werden über ein Netzwerk, das Widerstände 21 aufweist, einem Gleichstromverstärker 22 zugeführt. Die Widerstände 21 sind miteinander verbunden und erzeugen das Eingangssignal des Gleichstromverstärkers 22. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers ist dann eine Punktion der Summe der Spannungen, die an den Ausgängen der Multiplikatoren 16 auftreten, und wenn ein Maximum in dieser Spannung auftritt, ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Summe des Produkts der Spannungen an den Abgriffen 12, 13 und 14 und der vorher in äeia. entsprechenden Kondensatoren 19 gespeicherten Spannungen ein Maximum ist. Diese Spannung e·^. ist ein Maß für den .Korrelationsgrad zwischen den gespeicherten und den abgetasteten Spannungen.
Die Ausgangsspannung e^ des Verstärkers 22 wird einer Schwellwertschaltung 23 zugeführt, die einen Impulsgenerator 24 auslöst, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 22 ein Maximum erreicht, das größer ist als die vorausgehende Maximalausgangsspannung dieses Verstärkers. Die Schwellwertschaltung 2"3 vergleicht die Spannung e^ mit dem Maximalwert e^a^» den sie in einem vorangegangenen Abtastzyklus erreicht hatte und der von der Schwellwertschaltung 23 gespeichert wurde. Die
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Ausgangsspannung des Verstärkers 22 wird der Schwellwertschaltung 23 über einem veränderbaren Widerstand 25 und eine Diode 25f zugeführt. Der Abgriff am veränderbaren Widerstand 25 ist mit einer Diode 26 und die Katode der Diode 26 mit einem Kondensator 27. verbunden, der die Maximalwerte der Spannung e·- speichert. Die Spannung am Kondensator 27 ist mit e bezeichnet.
Die Spannung e^> die von der Katode der Diode 25 ! abgenommen wird, liegt über einen Widerstand 28 an einem Umkehrverstärker 29. Der negative Wert von e^ wird der Spannung e aus dem Speicherkondensator 27 hinzuaddiert. Diese beiden Spannungen werden über Widerstände 32 und 33 geführt und an einer Verbindungsstelle der Widerstände addiert. Das Vorzeichen dieses Additionsergebnisses wird wieder durch einen Umkehrverstärker 31 umgekehrt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers ist mit e_ bezeichnet. Eine Begrenzerdiode 35 leitet alle positiven
Werte von e_ über einen Widerstand 36 nach Masse.
el
Die Spannung e„ wird dem Impulsgenerator 24- zugeführt. Dieser
α.
Impulsgenerator 24 enthält vorzugsweise eine Schmitt-Trigger-Schaltung, deren Aus gangs impuls-; differenziert und verstärkt Relaisschaltungen 37 zugeführt wird. Die Schmitt-Trigger-Schaltung kann in an sich bekannter V/eise ausgelegt sein.
Die Wirkungsweise der Schwellwertschaltung 23 ist folgende: Die Spannung e^, die der Schwellwertschaltung 23 zugeführt wird, lädt den Kondensator 27 über die Diode 26 auf eine Spannung e (Pig. 2). Der Wert e entspricht stets dem vorherigen Maximum, d.h. dem größten Spitzenwert der Spannung e-^., da die Diode 26 eine Entladung des Kondensators 27 verhindert, oder einem bestimmten Teil davon, und zwar je nach der Einstellung des Abgriffs am Widerstand 25. Die Spannung e wird dem umgekehrten Wert von ek, der vom Umkehrverstärker· 29 gebildet wird, hinzuaddiert. Das Vorzeichen des Ergebnisses dieser
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Addition wird erneut durch den Umkehrverstärker 31 umgekehrt und die Ausgangsspannung dieses Verstärkers 31 ist e_. Alle . ■ positiven Werte von eo werden durch die Begrenzerdiode 35 ab-
el
geschnitten. Die Werte von eQ werden einer' Schmitt-Trigger-Schaltung zugeführt. Wenn der Ausgangsimpuls der Schmitt-Trigger-Schaltung differenziert wird und die negativen Werte dieses Ausgangsimpulses abgeschnitten werden, erzeugt der Impulsgenerator 24 einen-positiven Ausgangsimpuls, der zeitlich mit dem Maximum der Spannung e^ zusammenfällt. Das bedeutet, daß der erste Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 24 zeitlich dem ersten Maximum der Korrelationsfunkt ion e^ entspricht.
Die Wirkungsweise der Schwellwertschaltung 23 läßt sich einfach dadurch ändern, daß die Einstellung des veränderbaren Widerstandes 25 geändert wird. Dadurch wird der Kondensator 27 auf. einen Bruchteil des Maximalwertes von e^. geladen und der Zeitpunkt, in dem der Impulsgenerator 24 einen Ausgangsimpuls abgibt, wird relativ zum Maximum der Spannung ek verschoben. D.h., daß der Impulsgenerator 24 einen Impuls abgibt, der dem Maximum der Spannung e^ in an sich bekannter Weise leicht vorauseilt.
Der Zündpegel und der Rückstellpegel der Schmitt-Trigger-Schaltung können ebenfalls leicht verändert werden. Es läßt sich jedoch erkennen, daß eine derartige Änderung die Empfindlichkeit des Impulsgenerators 24 in bezug auf geringere Maximalwerte der Spannung e^ erhöht oder verringert.
Der Impulsgenerator 24 löst thyratrongesteuerte Relaisschal,- ■-. tungen 37 (Pig. 2) aus. Jede Relaisschaltung 37 ist mit einem der Abgriffe 12, 13 und 14 verbunden und enthält Relais mit je einem Arbeitskontakt 38 und einem Ruhekontakt 39. Wenn ein Relais betätigt wird, unterbricht es augenblicklich die Verbindung des Abtastkondensators 15 mit dem Verzögerungsleitungsabgriff und verbindet ihn mit dem Speicherkondensator 19,
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so' daß die Spannungen an diesen beiden Kondensatoren gleich. groß werden. Dieses Umschalten erfolgt jedesmal dann, wenn ein Maximum in der Korrelationsfunktion auftritt, um die Kondensatoren auf gleiches Potential zu bringen und in dieser Weise einen Abgleich der Spannung am Kondensator 19 zu erzielen. Die Anzahl der Abtastungen, die erforderlich sind, um die Kondensatoren 19 auf eine Spannung zu bringen, die dem Nutzsignal entspricht, ist durch.das Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatoren 15 und 19, den charakteristischen Verlauf des Nutzsignals und die Größe der Rauschsignale im Eingangssignal bestimmt. Ein Widerstand 40 ist den Speieherkondensatoren 19 parallelgeschaltet und bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Sp'eicherkondensatoren entladen werden. Auf diese Weisewird auch die Geschwindigkeit des "Vergessens", d.h. die Geschwindigkeit, mit der jede Ladung, die einem Signal entspricht, das nicht wieder während einer längeren Zeitspanne auftritt, aus der Spannungsverteilung an den Speicherkondensatoren verschwindet.
Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung wird an einem Kommutator 41 abgenommen, der nacheinander die Spannungen an allen Speicherkondensatoren V9 abtastet. Jeder Speicherkondensator ist über den zugehörigen Katodenfolger 20 mit einem der Kontakte 42,' ,43 nder 44 des Kommutators 40 verbunden. Der Rotor 45 des Kommutators läuft ständig um und verbindet nacheinander alle Speicherkondensatoren mit dem Ausgang, der ständig mit dem Rotor 45 vorhanden ist. Der Kommutatorrotor 45 läuft mit einer Geschwindigkeit um, die der Anzahl von Speicherkondensatoren und der Dauer des Nutζsignales angepaßt ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dem im Eingangssignal enthaltenen Nutzsignal entspricht; In Mg. 2 ist ein mechanischer Kommutator dargestellt. Es kann jedoch auch eine elektronische Abtasteinrichtung dazu verwendet werden.
Der Kommutator ist mit sechs Kontakten dargestellt. Es ist je-. doch klar, daß ein Kommutator so viele Kontakte aufweisen muß,
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wie Speicherkondensatoren vorgesehen sind. Bei N Speicherkondensatforen ist also ein Kommutator mit N Kontakten erforderlich. Eine derartige Schaltungsanordnung würde somit N Katodenfolger, N Multiplikatoren, N Relaisschaltungen, Ii Abtastkondensatoren und eine Verzögerungsleitung mit N Abgriffen erfordern.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung in bezug auf das Erkennen und Speichern eines Nutzsignales und das Unterdrücken von Rauschsignalen läßt sich am besten an Hand von Pig. 3 erläutern. Bei allen in Pig. 3 dargestellten Diagrammen ist die Zeit T in Einheiten aufgetragen, die gleich der Laufzeit von einem Abgriff der Verzögerungsleitung zum nächsten sind. Die Kurvenformen nach Pig. 3 stellen den Pail dar, daß das Eingangssignal ein Hutzsignal und daneben kleine Bauschsignale enthält. In Pig. 3a ist ein Signal dargestellt, das zwischen +3 Volt und -3 Volt schwankt. Dieses Signal tritt wiederholt auf, jedoch in unterschiedlichen Abständen, wie in Pig. 3a gezeigt. Das Eingangssignal enthält auch Rauschsignale, die in Pig. 3b dargestellt sind. Die Rauschsignale schwanken zwischen +1 Volt und -1 Volt und treten ebenfalls unregelmäßig auf. Die Kurvenform nach Pig. 3c ist die algebraische Summe des Signales nach Pig. 3a und der Rauschsignale nach Pig. 3b. Die Kurvenform nach Pig. 3c;jstellt somit das gesamte Eingangssignal, also Nutzsignal plus Rauschsignale dar. Zur Erläuterung ist ein Eingangssignal gewählt, bei dem das Nutzsignal eine höhere Spannung hat als die Rauschsignale. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann jedoch* auch Signale erkennen und speichern, die vollständig im Rauschen untergegangen sind.
In Pig. 3d ist ein willkürlicher Verlauf eines Nutzsignales plus Rauschsignale dargestellt, der zu Anfang in die Speicherkondensatoren eingeführt wird. Pur dieses Beispiel sei angenommen, daß das Anpassungsfilter acht Speicherkondensatoren aufweist. Der Spannungswert der Kurve bei 47 ist im ersten Speicherkondensator gespeichert. Der Wert der Kurve bei 48 ist
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im dritten Speicherkondensator gespeichert usw. Die Kurve nach 3e gib't die Spannung/wieder, die in diesen acht Kondensatoren gespeichert sind, nachdem das erste Maximum in der Korrelationsfunktion, nach Pig. 3 j festgestellt worden ist, wobei das Eingangssignal von jedem Abtastkondensator in den entsprechenden Speieherkondensator übertragen, wird.
In obigem Beispiel wurde die Bewertung der Spannung an einem Abtastkondensatcr in bezug auf die des zugehörigen Speicher-
(Mk + Sk)k
kond ensat ors nach der Formel M/k + ^ \ = — durchgeführt. Darin bedeuten: M-. den an irgendeinem Abgriff abgetasteten Wert, S- den Wert einer in den Speicherkondensator übertragenen Spannung, k die Anzahl der durchgeführten Abtastvorgänge, d.h. die Anzahl der in der Zuordnungsfunktion aufgetretenen Maxima. In ähnlicher Weise zeigt die Pig. 3f die Werte in den Speicheikondensatoren, 'nachdem der zweite Maximalwert in der Korrelationsfunktion festgestellt wurde. Pig.3g stellt die Werte in den Speicherkondensatoren nach dem dritten Maximum in der Korrelationsfunktion'dar. Pig. 3h stellt die Werte in den Speicherkondensatoren nach dem vierten und Pig.3i nach dem fünften Maximum in der Korrelationsfunktion dar. Die Korrelationsfunktion e^ selbst ist durch die Kurve in Pig.3j dargestellt. Der Verlauf der Maximalwerte e- m_v der Korrelationsfunktion ist durch gestrichelte Linien dargestellt. Der Verlauf von ewax ist eine Exponentialkurve, die jeweils bei einem Maximum der Korrelat ions funkt ion beginnt ,»Man ersieht daraus, daß das Maximum in der Schwellwertschaltung allmählich abnimmt. Jedesmal, wenn die Korrelationsfunktion eine der gestrichelten Linien überschreitet, wird die Ladung der Speicherkondensatoren dadurch geändert, daß die Abtastkondensatoren mit den Speicherkondensatoren verbunden werden. Das Zünden erfolgt jedoch nicht im Schnittpunkt der gestrichelten Kurve mit der Korrelationsfunktion, sondern wird so lange verzögert, bis der nächste Maximalwert nach dem Schnittpunkt auftritx, wie in Verbindung Eit der Wirkungsweise der Schwellwertschaltung
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.16. Ί416097
erläutert ist. Me Korrelationsfunktion e^ ist in ilg, 3j "dargestellt, der zu entnehmen ist, daß sie gleich der Summe der Produkte der Speicherinhalte.eines jeden Kondensators, multipliziert mit den Werten des EingangesignaIs ist, die an den ständig mit den Speicherkondensatoren verbundenen Abgriffen auftreten. Nachdem zunächst zur Einleitung des Erkennungsvorgangs beliebige Werte in die Speicherkondensatoren eingegeben worden sind, wie in iig. 3d dargestellt, beginnt der selbsttätige Betrieb der Schaltungsanordnung zur Erkennung des Nutzsignales. Zur Zeit T=O hat die Korrelationsfunktion (Pig. 3d) einen Maximalwert von +2 Volt erreicht. Die Schwellwertschaltung 23 der Pig. 2 stellt diesen Maximalwert fest und betätigt den Impulsgenerator 24. Der Impulsgenerator betätigt seinerseits die verschiedenen Relaisschaltungen und verbindet damit die Abtastkondensatoren 15 mit ' den Speicherkondensatoren 19. Die Laclung der Speicherkondensatoren wird so geändert, daß die neuen Speicherwerte den in Pig. 3e dargestellten entsprechen.' ·
Die Korrelationsfunktion (Pig. 3d) übersteigt dann ungefähr zur Zeit 1 = 5 den Wert e^max> und zwar im Schnittpunkt der Korrelationsfunktion e^ mit der gestrichelten Linie e^ , die den leichten Abfall von dem ursprünglichen Maximalwert von +2 Volt, der in der Schwellwertschaltung 23 gespeichert ist, anzeigt. In diesem Zeitpunkt wird die Ladung der Speicherkondensatoren wieder abgeändert, wie weiter oben bereits
' erläutert, so daß die neue Ladung der Speicherkondensatoren die in Pig. 3f gezeigte Porm annimmt. In ähnlicher Weise überschreitet die Korrelationsfunktion den Maximalwert, der vorher in der Schwellwertschaltung gespeichert war, etwa in den Zeitpunkten T = 11, T = 23 und T = 30. In diesen Zeitpunkten wird die Ladung der Speicherkondensatoren geändert, und der
. resultierende Verlauf der Ladung der Speicherkondensatoren in jedem dieser Zeitpunkte ist in Pig. 3g, 3h und 3i gezeigt. Das Ausgangssignal des Kommutators 41 (Pig. 2) hat dann etwa den in den Pig. 3d bis 3i für die entsprechenden Zeiten darge-
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,atellten Verlauf. Ein Vergleich der Pig. 3e bis 3i zeigt,- daß sich die gespeicherten Werte immer mehr dem Verlauf des Nutzsignals annähern. Die in Fig. 3i dargestellte Kurvenform entspricht ziemlich genau dem Verlauf des Hutzsignals, das in Fig. 3a gezeigt ist, ohne daß das in Pig. 3b dargestellte Rauschen noch enthalten ist. Jedesmal, wenn ein Maximum in der Korrelationsfunktion ek der Pig. 3j auftritt, werden die Abtastkondensatoren 15 mit den Speicherkondensatoren 19 verbunden, wo-bei ein neuer Mittelwert gespeichert wird. Die neue Spannun g· an einem Speicherkondensator 19 wird in einer Weise bewertet, die von dem Verhältnis η der Kapazität des Speicherkondensators 19 zur Kapazität des Abtastkondensators abhängt. Ist η verhältnismäßig groß, so erhält der vorher gespeicherte Wert ein großes Gewicht bei der Festlegung der neuen Spannung am Speicherkondensator. Wenn jedoch η verhältnismäßig klein ist, erhält die Spannung am Abtastkondensator ein großes Gewicht bei der Bestimmung der neuen Spannung am Speicherkondensator. Eine bessere Vorstellung von dem Mittelungsverfahren erhält man an Hand von Pig. 4. Es läßt sich mathematisch nachweisen, daß der Bewertungsfaktor oder das Gewicht, das jedem
Abtastwert beigemessen wird, durch (— ) dargestellt wer-
n + 1
den kann, wobei η das Verhältnis der Kapazität des Speicherkondensators «zur Kapazität des Abtastkondensators ist, und k die Zahl angibt, wie oft ein neuer Wert gespeichert ist, oder wie oft das Nutzsignal wiederholt wurde. Um das Gewicht eines gespeicherten Wertes im Vergleich zum Gewicht der k früheren gespeicherten Werte abschätzen zu können, sind in Pig. 4 Kurven der Größe (■ als Punktion von k für verschiedene Werte' von η eingetragen. Diese Kurvenschar gibt das Gewicht wieder, das den k-Werten, die vorher für verschiedene Werte von η gespeichert werden, augeordnet sind. An Hand der Kurve 60 kann das Gewicht, das den früher abgetasteten Werten zugeordnet wurde, für η =» 5 bestimmt werden. Beispielsweise ist das den fünf vorausgehenden Abtastwerten (k = 5) zugeordnete Gewicht gleich 0,4 und das den zehn vorausgehenden Abtastwer-
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ten !zugeordnete gleich 0,15* In einem anderen Beispiel, wenn ■n gleich 1 ist, wird der letzte Abtastwert (k = 1) mit 0,5 bewertet, während die beiden früheren Abtastwerte (k = 2) mit 0,3 bewertet werden..Die in Pig, 4 dargestellten Kurven dienen zur Erläuterung des Vorgangs, wie sich die Schaltungsanordnung einem kontinuierlich ändernden Signal anpaßt. Wenn η klein gewählt wird, z.B η = 5, ist die Schaltungsanordnung in hohem Maße anpassungsfähig/und die gespeicherten Werte geben in erster Linie den Verlauf des zuletzt gespeicherten Signals .wieder. Bei kleineren Vierten von η ergibt sich kein gespeichertes Signal mit einem günstigen Störabstand. D.h., das gespeicherte Signal enthält auch die Eauschsignale, die in den letzten Eingangssignalen enthalten waren"; Wenn andererseits η verhältnismäßig groß gewählt wird, z.B. η =s 40, ist ein sehr guter Störabstand erzielbar. Dies ist deshalb der EaIl, weil bereits vorher gespeicherte Abtastwerte ein größeres Gewicht erhalten haben und die statistischen Eauschsignale, die in den zahlreichen vorausgehenden Abtastwerten enthalten waren, zum weitaus größten ü)eil beseitigt worden sind. Daraus ist zu ersehen, daß durch Veränderung von η die gewünschte Anpassungsfähigkeit und der Störabstand erzielbar ist. Wenn mehrere verschiedene sich wiederholende Mutzsignale im Eingangssignal enthalten sind, ist es natürlich wünschenswert, diese Signale alle zu erkennen und zu speichern.
In Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß der Pig. 5 sind mehrere Schaltungsanordnungen, wie sie oben beschrieben wurden, se zusammengeschaltet, daß sie eine Schaltungsanordnung ergeben, die mehrere verschiedene, sich wiederholende Kutζ signale, die im Eingangssignal enthalten sind, erkennt und speichert.
In Pig. 5 ist eine derartige Schaltungsanordnung als Blockschaltbild dargestellt, Hier wird das Eingangssignal, das die Nutz- und Rauschsignale enthält, in eine Verzögerungsleitung 50 eingeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung wird parallel mehreren Schaltungsanordnungen obiger Art zugeführt.
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Wie in Pig· 5 äargestell-t ist, sind drei Schaltungsanordnungen"51» 52 und 53 parallel geschaltet. Wie bei den oben "beschriebenen "Schaltungsanordnungen erläutert, enthält die Schaltungsanordnung 51 eine Speichereinrichtung 54, in die zunächst ein beliebiger Teil des Eingangs signals eingeführt wird, so daß mit dem Erkennen begonnen werden kann. Der Inhalt des Speichers wird ständig mit dem Eingabesignal aus der ■Verzögerungsleitung 50 -verglichen. Dieser Vergleich erfolgt in einem Korrelator 55, der ein Signal erzeugt, das den Korrelationsgrad zwischen dem Inhalt der Speichereinrichtung und dem Eingangssignal, das in die Verzögerungsleitung eingeführt wird, anzeigt. Wenn ein hoher Korrelationsgrad vorliegt, wird dies durch eine Schwellwertschaltung 56 angezeigt. In einem derartigen Pail betätigt; die Schwellwertschaltung 56 .eine Recheneinrichtung 57, so daß das Eingangssignal in den Speieher eingeführt wird. Die Schaltungsanordnungen 52 und 53 sind ähnlich wie die Anordnung 51 aufgebaut.
Um zu verhindern, daß mehr als eine Schaltungsanordnung ein bestimmtes· Eingangssignal erkennt, enthalten alle weiteren Schaltungsanordnungen 52,53 zusätzlich eine Verriegelungssohaltung in Form eines Sperrgliedes 58,59. Der Ausgang der Schwellwertschaltung 56 in der Schaltungsanordnung 51 ist mit dem Sperrglied 58 in der Schaltungsanordnung 52 ,und dem Sperrglied 59 in der Schaltungsanordnung 53 verbunden. Wenn die Schaltungsanordnung 51 ein Nutzsignal erkannt hat, werden die Schaltungsanordnungen 52 und 53 vom Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 56 daran gehindert, dieses Nutzsignal ebenfalls zu erkennen.
In ähnlicher Weise ist der Ausgang der Schwellwertschaltung in der Schaltungsanordnung 52 mit dem Sperrglied 59 in der Schaltungsanordnung 53 verbunden. Aufgrund dieser Verbindung wird die Schaltungsanordnung 53 ebenfalls daran gehindert,*''· ~" ein Signal zu erkennen, das die Schaltungsanordnung 52 bereits erkannt hat. Daraus ersieht man, daß für eine Schaltungsanord-
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nung aus q"Schaltungsanordnungen q. -· 1 Sperrglieder erforderlich sind', um nachgeschaltete Schaltungsanordnungen daran zu hindern, ein Signal, das durch die vorausgehende Schaltungsanordnung bereits erkannt wurde,ebenfalls'zu erkennen.
In Pig. 6 ist näher dargestellt, wie zwei Schaltungsanordnungen zu einer Schaltungsanordnung verbunden werden. Das die Nutz- und Rauschsignale enthaltende Eingangssignal wird einer Verzögerungsleitung 61 zugeführt. Die Ausgangssignale der Verzögerungsleitung, die an Abgriffen 62, 63 und 64 abgenommen werden, werden den· Schaltungsanordnungen 65 und 66 parallel zugeführt. Die Schaltungsanordnung 65 enthält Relaisschaltungen 67, Katodenfolgen 68, Multiplikatoren 69, ■Abtastkondensatoren 70 und Speicherkondensatoren 71, die jeweils an einen Abgriff der Verzögerungsleitung 61 angeschlossen sind. Zusätzlich enthält die Schaltungsanordnung 65 eine Schwellwertschaltung 72 und einen Impulsgenerator 73.
Die Schaltungsanordnung 66 enthält eine ähnliche Schaltung und zusätzlich ein Sperrglied· Um die Schaltungsanordnung 66 daran zu.hindern, ein Signal zu erkennen, das von der Schaltungsanordnung 65 bereits erkannt wurde, ist der Ausgang des Impulsgene rators 73 in der Schaltungsanordnung 65 mit dem Sperrglied 74 über einen Widerstand 75 verbunden. Um den Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 73 auf +5 Volt zu begrenzen, ist der Widerstand 75 über eine Begrenzerdiode 76 an eine +5 Volt-Begrenzungsspannung 77 angeschlossen, die mit ihrem · anderen Pol geerdet ist.
Der Ausgang des Impulsgenerators der Schaltungsanordnung 66 ist ferner mit dem Sperrglied 74 und in diesem über einen Widerstand 78 mit einem Umkehrverstärker 79 verbunden. Der umgekehrte Ausgangsimpuls des Impulsgenerators wird mit Hilfe. einer Begrenzerdiode 80 auf -5 Volt begrenzt. Die Begrenzerdiode ist ihrerseits an eine -5 Volt-Begrenzungsspannung 81
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.-ng
.'gelegt, die mit ihrem anderen Pol auf Erdpotential liegt. Der ■ Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 73 in'der Schaltungsan-
·.. Ordnung 65 wird der umgekehrten Abgabe dea Impulsgenerators im Anpassungsfilter 66 dadurch hin^uaddiert, daß die Ausgänge •der beiden Impulsgeneratoren über Widerstände 82 und 83 zu-
. sammengeschaltet sind, Das Vorzeichen der Summe wird mit Hilfe eines Umkehrverstärkers 84 umgekehrt, und alle negativen Werte der Summe werden mit Hilfe einer Begrenzerdiode 85 nach Erde kurzgeschlossen. Das Aus gangs signal des Sperrglieds 74, da.s""' vom Ausgang des Umkehrverstärkers 84 abgenommen wird, ist so geschaltet, daß es· alle Relaisschaltungen der Schaltungsanordnung 66 erregt,
■■-»■' vj
Die Wirkungsweise der in Mg. 6 dargestellten Schaltungsanordnung ist die folgende: ■
Die Schaltungsanordnung 65 erkennt und speichert ein vorgegebenes Anfangssignal in der oben an Hand der einen Schaltungsanordnung beschriebenen Weise. Jedesmal, wenn die Schaltungsanordnung v65 dieses vorgegebene. Signal erkennt (selbsttätiger Betriebszustand) gibt der Impulsgenerator 73 einen positiven Impuls ab, der das Sperrglied 74 in der Schaltungsanordnung 66 sperrt. Der positive Impuls aus dem Impulsgenerator 73 wird durch die Begrenzerdiode 76 auf +5 Volt begrenzt. Die Prüfphase beginnt, wenn die Schaltungsanordnung 66 mit der Erkennung desselben Signals beginnt, das durch die Schaltungsanordnung 65 erkannt wurde. Ist dies der Pail, so erzeugt der Impulsgenerator in der Schaltungsanordnung 66 gleichzeitig · mit dem Impulsgenerator 73 einen Impuls. Der Impuls aus dem Impulsgenerator in der Schaltungsanordnung 66 wird durch den Umkehrverstärker 79 negiert und durch eine Begrenzerdiode 80 auf -5 Volt begrenzt. Wenn der +5 Volt-Impuls aus dem Impulsgenerator 73 und der -5 Volt-Impuls aus dem Impulsgenerator im Anpassungsfilter 66 miteinander über die Widerstände 82 und 83 addiert werden, heben sie sich auf, und das Ausgangs-.signal des Umkehrverstärkers 84 wird Null. Deshalb werden die
_.· - 22- _.-■·■ Η16Ό97
Relaisschaltungen der Schaltungsanordnung 66 nicht "betätigt, d.h., die Schaltungsanordnung 66 wird daran-gehindert, dasselbe Signal zu erkennen und au speichern. Wenn jedoch andererseits die Schaltungsanordnung 66 ein Signal erkennt, das sich, von dem durch die Schaltungsanordnung 65 erkannten Signal unterscheidet, d.h. ein Signal, das zu sinar anderen Zeit auftritt, dann geht der Ausgangsiispuls des Impulsgenerator^ in der Schaltungsanordnung-,66 durch den ümkehrv er stärker 79* Er wird durch einen gleichzeitig aus dem Impulsgenerator 73 im Anpassungsfilter auftretenden Impuls nicht aufgehoben, sondern durch den Verstärker 84 erneut umgekehrt;, Das resultierende Ausgangssignal betätigt die Relaisschaltungen in der Schaltungsanordnung 66. In einem derartigen Fall wird die Schaltungsanordnung 66 nicht daran gehindert, dieses Signal zu er-^ kennen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Mg. 6 wurden lediglich zwei Schaltungsanordnungen dargestellt*■ Es kann jedoch jede beliebige Anzahl von Schaltungsanordiiungen zu einer Schaltungsanordnung vereint werden, und es kann jede Schaltungsanordnung so geschaltet sein, daß sie alle nachfolgenden Schaltungsanordnungen daran hindert, dasselbe Signal aufzunehmen, das in der Schaltungsanordnung bereits erkannt wurde»
Zusammengefaßt ergibt sich folgende Wirkungsweise der-Gesamtschaltungsanordnung: In jede Schaltungsanordnung werden während der Anlaufphase des Betriebs Anfangssignale in willkürlicher Polge eingegeben. Während des Betriebs im selbsttätigen Zustand, der verhältnismäßig lang ist iis Vergleich zur Anlaufphase, wird ein Signal jedesmal dann, wenn es duch einen Kanal der Schaltungsanordnung erkannt wurde, in den Speicher eingeführt. Während der Anlaufphase und des selbsttätigen Zustande ist eine dritte,oder Prüfphase vorgesehen, in der der Speicherinhalt der verschiedenen SchaItungsanordnungen verglichen wird, um zu gewährleisten, daß nur eine Schaltungsanordnung des Systems ein vorgegebenes Signal erkennt.
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Claims (1)

  1. P Xk 16 097. 5 20.JuIi 1968
    General Electric- Company ReK-Al- 2518
    Neue Patentansprüche
    1. Verfahren zum Erkennen elektrischer Nutzsignale gleicher oder ähnlicher, aber unbekannter Kurvenform, die sich in unbekannten Abständen wiederholen, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) das Eingangssignal auf einen Speicher gegeben wird, der den zeitlichen Verlauf des Signalgemisches erkennen läßt (z.B. Verzögerungsleitung), daß
    b) der zeitliche Verlauf des aus Nutz- und Störsignalen bestehenden Signalgemisches an mehreren Punkten des Speichers kurzzeitig abgetastet wird, daß
    c) Werte, die der entsprechenden Signalamplitude proportional sind, in je einem individuellen Speicher gespeichert werden,! daß
    d) aus den individuell gespeicherten Werten einerseits und kontinuierlich abgegriffenen Werten andererseits eine Korrelationsfunktion gebildet wird, daß
    e) die Korrelationsfunktion· einer Schwellwerteinrichtung zugeführt wird und deren Schwellwert erhöht, sofern sie den vorherigen Schwellwert überschreitet, und daß in dieses Fall ein Impuls erzeugt wird, der eine erneute kurzzeitige Abtastung gemäß Punkt b) veranlaßt« und daß
    f) das Ausgangesignal durch zyklische Abtastung der individuellen Speicher nach mehrfacher Wiederholung der Schritte a) bis e) gewonnen wird.
    M-^ Uni erlagen ;ak- ; ^,- - ,r-909815/0122
    2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet -durch Anwendung folgender Mittel zur Durchführung der einzelnen Verfahreneschritte: ·■ zu a)i Verzögerungsleitung (TO) mit einer Anzahl von Abgriffen, zu b): Steuerbare Umschalter (37, 38, 39 ....), zu c){ Speicherkondensatoren
    zu d)t Multiplikatoren (16) und Summierung der Ausgänge dieser Multiplikatoren über Widerstände (21) und einen Verstärker (22),
    zu e)s Schwellwertschaltung (23) und zu f): zyklischer Umschalter (kl).
    3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch geken nzeichnet, daß die Schwellwertschaltung (23) als Eingangssignal (ek) die Summe der Ausgangssignale der Multiplikatoren (i6) etrhält und einen Kondensator (27), der auf den zuletzt aufgetretenen maximalen dder nahezu maximalen Spitzenwert (letzter Schwellwerk der summierten Multiplikatorausgangssignale aufgeladen wird und diesen speichert, sowie eine Vergleichsschaltung (32; 28# 29, 30, 33» 31, 3*0 enthält, die den letzten Schwellwert mit neu zugeführten summierten Multiplikatorausgangssignalen vergleicht, und daß die Vergleichsschaltung, wenn sie feststellt, daß der letzte Schwellwert überschritten wurde, einen Impulsgenerator (2*0 auslöst, der eine neue kurzzeitige Abtastung der Speichervorrichtungen nach den Punkten d) und b) von Anspruch 1 veranlaßt.
    k. Anordnung nach Anspruch 3»dadurch geken nzeichnet, daß die Schwellwertschaltung (23) eine Diode (26) enthält, die dem Kondensator (27) in Durchlaßrichtung die neu zugeführten Multiplikatorausgangssignale zuführt und in Sperrichtung verhindert, daß sich der Kondensator (27) vom letzten Schwellwert entlädt.
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    5» Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge ken n— zeichnet, daß die summierten Multiplikatorausgangssignale der Diode (26) über ein einstellbares Potentiometer (25) zugeführt werden, mit dessen Hilfe der letzte Schwellwert und mithin der Auslösezeitpunkt des Impulsgenerators (24) derart eingestellt werden kann, daß er (der Zündzeitpunkt) zeitlich mit einem neuen maximalen Spitzenwert im summierten MuItiplikatorausgangssignal zusammenfällt ader zeitlich kurz vor einem derartigen maximalen Spitzenwert liegt.
    6. Anordnung nach Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität der Speicherkondensatoren (19) das η-fache der Kapazität der Abtastkondensatoren (.15) beträgt, wobei η J^ 5 ist.
    7. Anordnung nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Speicherkondensator (19) ein Widerstand (4θ) parallel geschaltet ist, der entsprechend der jeweils erforderlichen Entladegeschwindigkeit dimensioniert ist.
    8. Anordnung'nach Ansprüchen 2 bis 7» dadurch gekennz e i chne t, daß ein rotierender Kontaktarm (45) die Speicherkondensatoren (19) nacheinander mit einer Ausgangsleitung verbindet.
    9. Anordnung nach Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennz e lehne t, daß der Impulsgenerator (24) ein Schmitt-Trigger ist.
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    H16097
    10. Schaltungsanordnung mit mehreren Anordnungen nach. Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie parallel geschaltet sind und das Ausgangssignal des Impulsgenerators der zweiten Anordnung von dem Ausgangssignal des Impulsgenerators der ersten Anordnung, das der dritten von dem ersten und zweiten, das der vierten von dem der ersten, zweiten und diLtten, usw. verriegelt ist (Fig. 5,6).
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