DE1448976C - Verfahren zur Verhinderung von Fehlmessungen bei der digitalen Azimutmessung durch Phasenvergleich nach der Start-Stop-Methode beim Tacan-System und Schaltungen zur Durchführung der Verfahren - Google Patents

Description

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In Digitalsystemen zur Winkelmessung wird zur . D ein Ausgangssignal vom Zähler bei 80°,
Verringerung des Fehlers, der durch Jitter (zeitliche E das Ausgangssignal der bistabilen Kippschal-Schwankungen der Impulsflanken bzw. phasenmäßig tung 5,

engtolerierte Phasen- bzw. Momentan-Frequenz- F das Ausgangssignal der bistabilen Kippschalschwankungen) des analogen Signals verursacht 5 tung 12,

wird, der Mittelwert aus mehreren Digital-Signalen G das Aüsgärigssignal am Ausgang R der bistabilen

in dem Zähler gebildet. Die analoge Darstellung der Kippschaltung 25, '

Richtungsfunktion ist sinusförmig. Andererseits hat H das Ausgangssignal an der UND-Schaltung 11

die digitale Form der Richtungsanzeige eine scharfe ' und

Diskontuität bei 360°. io /die Nulldurchgangs-Ausgangssignale von der

In dem -Tacan-Navigations-Richtungsanzeige- ODER-Schaltung 22.
system (TACtial Air Navigation; ein mit Impulsen¹

arbeitendes System) tritt diese Diskontinuität zusatz- Die entsprechenden Punkte sind in der Fig. 1 mit

Hch bei jedem 40°-Abschnitt für die feine Richtüngs- den gleichen Buchstaben gekennzeichnet. Die An-

anzeige auf. Wenn der Nülldurchgang der Modula- 15 Ordnung hat zwei Eingänge 1 und 2 für die Eingangs-

tion bei einer dieser Diskontinuitäten auftritt, kön- impulssignale. Über den Eingang 1 wird ein Signal

nen sich Schwierigkeiten ergeben. für den Nulldurchgang der Modulation bei 0° und

Wenn die digitalen Messungen, gemacht werden, über den Eingang 2 ein Signal für den Nulldurchgang

kann das Signal auf verschiedenen Seiten der Diskon- der Modulation bei 180° angelegt. Diese Signale sind

tinuität infolge des Signal-Jitters gemessen werden. 20 von einem nicht dargestellten Nuldurchgangs-Fest-

Während der digitalen Mittelwertbildung kann ein Stellungskreis abgeleitet.

erheblicher Fehler auftreten (z.B. ist der Mittelwert Die Startimpulse für diese..Schaltung werden an von 0 und 360° gleich 180°). Als Beispiel sei ange- den Eingang 3 und die Bezügsimpulse an den Einnommen, daß ein Richtungssignal in einer Messung gang 4 angelegt. Mit dem Startimpuls beginnt die bei 350° auftritt und in einer zweiten Messung das 25 Auswahl, wie es noch beschrieben wird. Der Startgleiche Signal infolge von Jitter bei 10° auftritt. Der impuls tritt z.B. bei Zusammenarbeit mit einem Mittelwert dieser zwei Signale ist dann 180°. Um Tacan-System alle 530 Millisekunden auf. Der Bediese Möglichkeit auszuschließen, wird von dieser zugsimpuls kann z. B. wie beim Tacan der Nord-Tatsache Gebrauch gemacht, daß bei einem in posi- · Bezügsimpuls sein, der mit 15 Hz auftritt.* Der Starttive Richtung führenden Nulldurchgang der Modula- 30 impuls ist in Zeitkoinzidenz mit einem Bezugsimpuls tion (0°) bei der Diskontinuitätsstelle der in negative und in diesem Ausführungsbeispiel mit jedem 8. Be-Richtung führende Nulldurchgang (180°) weit ent- zugsimpuls. Wie es später noch ausführlich erläutert fernt ist:. . . . : ' wird, bedeutet dies, daß 8 Werte von einem bestimm-

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und. ten Winkel empfangen werden können, um daraus eine Schaltungsanordnung zur Verhinderung von 35 den Mittelwert zu bilden. Der Startimpuls wird an die Fehlmessungen anzugeben, die bei der digitalen bistabile Kippschaltung 5 und an die bistabile Kipp-Azimutmessung durch Phasenvergleich nach der schaltung 6 angelegt. Ein Taktgeber 7 ist mit einem Start-Stop-Methode beim TACAN-System und bei Zähler 8 über eine Torschaltung 9 gekoppelt. Diese der Mittelwertbildung der Azimutwerte über mehrere Torschaltung ist mit dem Ausgang der bistabilen Signalperioden infolge Diskontinuitäten des sinus- 40 Kippschaltung 6 gekoppelt..Das Ausgangssignal des förmigen, durch Demodulation des empfangenen Zählers 8, das ein Impuls bei 80° nach dem Bezugs-Hpchfrequenzträgers, gewonnenen Richtungssignals impuls ist, ist an die , UND-Schaltung 10 angelegt, auftreten können, wobei aus dem Nulldurchgang des Der Bezugsimpuls wird an die bistabile Kippschal-Richtungssignals der Stopimpuls und aus dem Be- tung 5 angelegt. Der Ausgang der bistabilen Kippzugssignal der Startimpuls für die digitale Phasen- 45 chaltung 5 ist verbunden mit den UND-Schaltungen meßeinrichturig abgeleitet wird. ·. ,-. 10 und 11. Der Ausgang der UND-Schaltung 10 ist

Erfindungsgemäß wird sowohl aus dem in positiver mit der bistabilen Kippschaltung 12 verbunden, die

(0°-Durchgang) als auch in negativer (180°-Durch- ebenfalls mit dem Ausgang der ODER-Schaltung 13

gang) Richtung gehenden Nülldurchgang des sinus- verbunden ist. ' ' .: ·;

förmigen Richtungssignals ein Impuls bereitgestellt, 50 Die bistabile Kippschaltung 12 ist verbunden mit und es wird derjenige Impuls zur weiteren Phasen- den UND-Schaltungen 11, 15 und 16. Das Ausmessung für die Zeit der Mittelwertbildung heran- gangssignal der UND-Sch'äUung 11 wird an die UND-gezogen und durch eine Auswahllogik ausgewählt, Schaltungen 20 und'&l angelegt. Die Eingangssignale der zeitlich als nächster Impuls auf einen um eine - des Nulldurchganges der Modulation an 1 und 2 sind vorgegebene Zeit (z. B. 80°) nach Auftreten des Be- 55 an die UND-Schaltungen 16 und 20 bzw. 15 und 21 zugsimpulses auftretenden Impuls folgt. angelegt.

Die Erfindung wird nun an Hand des in den bei- . Die Ausgänge der UND-Schaltungen 20 und 21

liegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei- liegen an der ODER-Schaltung 22 zusammen mit

spieles näher erläutert. Es zeigt einem Ausgang der ODER-Schaltung 13. Die bi-

F i g. 1 ein Blockdiagramm der Schaltung 25 und 60 stabile Kippschaltung 25 hat zwei Ausgänge. Ein

Fig. 2 die Wellenform an verschiedenen Punkten Ausgang liegt an der UND-Schaltung 21 und ist ein

der Schaltung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausgangssignal dieser Auswahlschaltung, die anzeigt,

Anordnung nach Fig. 1. daß der gewählte Nulldurchgang 180° beträgt, der

In der F i g. 2 sind dargestellt unter: andere Ausgang liegt an der UND-Schaltung 20 und

65 zeigt an, daß der gewählte Nulldurchgang bei 0°

A die Bezugsimpulse, liegt. Diese beiden Signale liegen auch noch an den

B die Nulldurchgänge der Modulation bei 0° Ausgängen 18 und 19. Am Ausgang der ODER-

C die NuIIdurchänge der Modulation bei 180°, Schaltung 22 liegt ein Signal, das angibt, daß ein

Nulldurchgang ausgewählt ist. Dieses Signal kann am Ausgang 17 abgenommen werden. Um welchen Nulldurchgang es sich handelt, wird vom Ausgang der bistabilen Kippschaltung 25 angezeigt werden und kann von den schon erwähnten Ausgängen 18 bzw.

19 abgenommen werden. Die UND-Schaltungen 10, 15 und 16 sind von dem Typ, wie er auf den Seiten 397 bis 400 άέτ Veröffentlichung »Pulse and Digital Circuits« von Mi Π man und Taub, veröffentlicht von der Mc Graw-Hill Book Comp. 1956 beschrieben ist. Die UND-Schaltungen 11,' 20 und 21 sind von dem Typ, wie er auf den Seiten 401 bis 404 der gleichen Veröffentlichung beschrieben ist und haben einen Inhibitionskreis, *der durch einen Punkt dargestellt ist: Diese UND-Schaltungen haben die' Eigenart, daß ein, Ausgangssignal nur dann auftritt, wenn Impulse an alle Eingänge angelegt sind und kein Impuls an dem Inhibitionseingang anliegt.

Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist wie folgt: Der Auswahlkreis für die Null-Durchgänge der Modulation wählt einen Nulldurchgang aus, der weit von der numerischen Diskontinuität 0 bis 360° entfernt ist. Zu Beginn kann kein Nulldurchgangsimpuls über die UND-Schaltungen 15 oder 16 zu dem Multivibrator 25 gelangen, der der Auswahlschalter ist. Wenn die Winkelmessung, wie beschrieben, mit dem Empfang eines Startimpulses beginnt, wird der Steuerschalter, nämlich die bistabile Kippschaltung 5, in die Stellung S gebracht. Dadurch wird verhindert, daß irgendein Nulldurchgang über die UND-Schaltungen

20 und 21 läuft und damit auch über den Ausgang der ODER-Schaltung 22 (s. auch E in Fig. 2). Da das Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung ein Signal zu der UND-Schaltung 11 darstellt und da keine Spannung an dem Inhibitionskreis der UND-Schaltung 11 anliegt, liegt am Ausgang der Inhibitionsschaltüng eine Spannung an, wodurch die UND-Schaltung 11 ein Ausgangssignal abgeben kann. Dieses Ausgangssignal' wird an den Eingang der Inhibitionskreise der UND-Schaltungen 20 und 21 angelegt, wodurch dann kein Ausgangssignal von den Inhibitionskreisen an die UND-Schaltungen 20 bzw.

21 abgegeben wird. Es ist 'dadurch jedes Ausgangssignal von diesen UND-Schaltungen unterdrückt.

Der Startimpuls schaltet weiterhin die Kippschaltung 6, so daß diese jetzt die Torschaltung 9 öffnet und die Taktimpulse vom Taktgeber 7 auf den Zähler 8 gelangen. Wenn der Zähler 8 den gewünschten Punkt erreicht, gibt er ein Ausgangsimpuls, der hier 80° von dem Bezugsimpuls entfernt liegt (D in Fig. 2).

Dieser 80°-Impuls, der vom Zähler 8 abgegeben wird, läuft über die UND-Schaltung 10, die durch den Multivibrator 5 in der Stellung S dazu freigegeben ist. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung· 10 schaltet die bistabile Kippschaltung 12 in die Stellung S; Dadurch liegt ein Signal an den UND-Schaltungen 15 und 16 an, und gleichzeitig wird die UND-Schaltung 11 über den Inhibitionseingang gesperrt. Das Ausgangssignal von der Kippschaltung 12 wird an den Eingang des Inhibitionskreises der UND-Schaltung 11 angelegt, und umgekehrt, so daß kein Signal am Eingang der UND-Schaltung anliegt. Dadurch wird die UND-Bedingung für diesen Kreis gestört, und es wird verhindert, daß ein Ausgangssignal abgegeben wird. Wenn die UND-Schaltung 11 kein ■ Ausgangssigna! abgibt, dann bedeutet das ein UND-Signal für die UND-Schaltungen 20 und 21 über ihre zugehörigen Inhibitionskreisc. Dadurch kann entweder die UND-Schaltung 20 oder 21 das Signal weitergeben, wenn an beiden anderen Eingangen, nämlich an dem Nulldurchgangssignal-Eingäng 'und dem Eingang von der Kippschaltung 25 gleichzeitig ein Signal anliegt.

Der nächste Nülldurchgang der Modulation, der dem 80°-Impuls folgt, kippt den Wählschalter, nämlich die Kippschaltung 25 in den Zustand S, wenn es

:o ein 18Q°-Nulldurchgang ist und in die Stellung/?, wenn.es ein O°-Nulldurchgang ist. Ein Ausgangssignal von den UND-Schaltungen 15 oder. 16 gibt weiterhin ein Ausgangssignal über die ODER-Schaltung 13, die dann die Kippschaltungen.6, und 12 und den Zähler 8 zurückstellt (F in Fig: 2). Dadurch wird das Ausgangssignal von der Kippschaltung 12 abgeschaltet, die damit die LJÜD-Schaltungen 15 und sperrt. Dadurch wird die Kippschaltung 25 in der ausgewählten Stellung festgehalten, in diesem Fall in der Stellung S. ^:

Man erhält also ein Ausgangssignal von der Kippschaltung 25, die im erläuterten Beispiel anzeigt, daß das Signal einen Nulldurchgang von 180° darstellt. Beim nächsten Bezugsimpuls, der dem Startimpuls folgt, wird die Kippschaltung 5 zurückgestellt (E, H, F i g. 2). Dadurch wird das Signal von der UND-Schaltung 10 abgetrennt, so daß die Kippschaltung 12 während dieses Zyklus nicht betätigt wird. Die gewählten Nulldurchgänge der Modulation gehen nun entweder über die UND-Schaltungen 20 und 21, abhängig von der Stellung der Kippschaltung 25.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung von Fehlmessungen, die bei der digitalen Azimutmessung durch Phasenvergleich nach der Start-Sfop-Methode beim TACAN-System und bei der Mittelwertbildung der Azimutwerte über mehrere Signalperioden infolge Diskontinuitäten des sinusförmigen, durch Demodulation des empfangenen Hochfrequenzträgers gewonnenen

ν - Richtungssignals auftreten können, wobei aus

dem Nulldurchgang des Richtungssignals der Stopimpuls und aus dem Bezugssignal der Startimpuls für die digitale Phasenmeßeinrichtung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl aus dem in positiver (O°-Durchgang) als auch in negativer (180°-Durchgang)

Richtung gehenden Nulldurchgang des sinusförmigen Richtungssignals ein Impuls bereitgestellt wird und daß derjenige Impuls zur weiteren Phasenmessung für die Zeit der Mittelwertbildung herangezogen und durch eine Auswahllogik aus-

gewählt wird, der zeitlich als nächster Impuls auf einen um eine vorgegebene Zeit (z. B. 80°) nach Auftreten des Bezugsimpulses auftretenden Impuls folgt.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des

Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Bezugsimpuls (Eingang 3, Fig. 1) ein Zeitkreis (erste und zweite bistabile Kippschaltungen 5 und 6, Taktgeber 7, Torschaltung 9, Zähler 8) gestartet wird, dessen Zähler (8)

nach der vorgegebenen Zeit (z. B. 80°) nach Auftreten des Bezugsimpulses ein Signal ausgibt, das über eine vom Ausgangsimpuls der ersten bistabilen Kippschaltung (5) freigegebene erste

UND-Schaltung (10) eine dritte bistabile Kippschaltung (12) »setzt«, deren Ausgangsimpuls als Freigabesignal einer zweiten und dritten UND-Schaltung (15, 16) zugeführt wird, deren anderen Eingängen die bereitgestellten Nulldurchgangsimpulse (180°-Durchgang, Eingang 2, bzw. O°-Durchgang, Eingang 1) eingegeben werden, daß die Ausgangsimpulse dieser zweiten und dritten UND-Schaltung (15, 16) als Steuersignale den Eingängen (S bzw. R) einer vierten bistabilen Kippschaltung (25) zugeführt werden, an deren entsprechenden Signalausgängen der jeweils ausgewählte Impuls abgenommen werden kann (Ausgänge 18 bzw. 19).

3. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpülse der zweiten und dritten UND-Schaltung (15, 16) den Eingängen einer ODER-Schaltung (13) eingegeben werden, deren Ausgangssignal den Rückstelleingängen ό°,τ dritten (12) und zweiten (6) bistabilen Kippschaltung und des Zählers (8) als Rückstellsignal zugeführt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkreis (erste und zweite bistabile Kippschaltung 5 und 6) von jedem η-ten Bezugsimpuls gestartet wird und daß die erste bistabile Kippschaltung vom auf diesen folgenden Bezugsimpuls zurückgestellt wird, wobei η die Zahl der Signalperioden ist, über die die Mittelwertbildung erfolgt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle einer erfolgten Auswahl die bereitgestellten Nulldurchgangsimpulse (Eingang 1 und 2) und die entsprechenden jeweils ausgewählten Impulse· (Ausgänge der vierten bistabilen Kippschaltung 25) den Eingängen einer vierten bzw. fünften UND-Schaltung (20 bzw. 21) eingegeben werden, deren Ausgänge über eine weitere ODER-Schaltung (22) zusammengefaßt werden (Ausgang 17).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen