DE1466053C - Selbsttätig arbeitendes Funksystem zur Datenübertragung und gleichzeitigen Entfernungsmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem selbsttätig arbeitenden Funksystem zur Datenübertragung und gleichzeitigen Entfernungsmessung zwischen einer sich an Bord eines oder mehrerer Satelliten befindenden Primärstation und einer Anzahl sich an Bord von Radioballonsonden oder Schiffen befindenden Sekundärstationen, in welchen jede Sekundärstation durch Empfang eines digital kodierten Abfragesignals in Tätigkeit gesetzt wird, das von der Primärstation kommt und eine Adressennummer enthält, die mit der in der Sekundärstation gespeicherten, diese kennzeichnenden Adressennummer übereinstimmt, worauf diese ein digital kodiertes Antwortsignal sendet, wobei die Sekundärstationen ihren Standort zur Primärstation verändern und drahtlose Sende/Empfangseinrichtungen enthalten und die Primärstation alle Daten aufnimmt.

Selbsttätig arbeitende Funksysteme zur Datenübertragung zwischen einer oder mehreren Primärstationen und einer oder mehreren Sekundärstationen sind bekannt. Aus der deutschen Patentschrift 878 516 ist es auch bekannt, nicht nur von der Primärstation aus über ein Selektivrufsignal jeweils zu einer ganz bestimmten Sekundärstation Verbindung aufzunehmen, sondern auch durch diesen" Selektivruf in dieser betreffenden Sekundärstation ein Rückrufsignal auszulösen, welch letzteres beispielsweise auch zur Datenübertragung von der Sekundärstation zur Primärstation verwendet werdea könnte. Von einer derartigen Technik wird häufig aucK BSkden Funkverbindungen zwischen Satelliten und dereri^Bodenstationen insofern Gebrauch gemacht, als der Satellit Einrichtungen enthält, die irgendwelche interessierenden Daten zunächst speichern und erst auf ein von der Bodenstation (selektiv) abgegebenes Abfragesignal aussenden.

Aus der französischen Patentschrift 1 315 014 ist es für ortsfeste Primär- und Sekundärstationen bekannt, jeder der einer Primärstation zugeordneten Sekundärstationen eine bestimmte, sie kennzeichnende digital kodierte Adresse zu geben und die Primärstation alle Sekundärstationen zyklisch abfragen zu lassen, wobei die im Abfragesignal enthaltene Adresse in jeder Sekundärstation mit deren eigener Adresse verglichen wird und bei festgestellter Übereinstimmung ein Antwortsignal abgestrahlt wird, das zunächst die -betreffende Adresse enthält und diese so gewissermaßen wiederholt, worauf dann die zu übertragenden Daten folgen.

Alle diese vorbekannten Funksysteme eignen sich jedoch nicht für das Anwendungsgebiet, auf das die Erfindung sich bezieht. Hierbei handelt es sich um meteorologische Untersuchungen großen Maßstabes, für die ein oder mehrere künstliche Satelliten, die sich auf einer Umlaufbahn um die Erde befinden, zusammen mit einer Vielzahl von sogenannten Wetterballons oder Radioballonsonden eingesetzt werden, welch letztere man periodisch von einer großen Zahl von um die Erde verteilten Punkten aufsteigen läßt. Diese Ballons tragen eine Meßausrüstung, mit der interessierende Daten der Atmosphäre, beispielsweise Temperaturen und Drücke, ermittelt werden sollen. Um nun über diese Daten verfügen zu können, sind an Bord der Ballons und des oder der Satelliten selbsttätig arbeitende Funkeinrichtungen vorzusehen, über die die von den Ballons aufgenommenen Daten zu dem Satelliten übertragen, dort gespeichert und auf ein Abrufsignal hin von diesem gesendet werden. Der Satellit passiert auf seinem Umlauf um die Erde eine oder mehrere Bodenstationen und strahlt dabei alle Daten für diese Station oder diese Stationen ab, die er von den Wetterballons während des vorhergehenden Umlaufs aufgenommen hat. Diese Daten sind nur dann verwertbar, wenn die zugehörigen Meßpunkte, d. h. die Standorte der Wetterballons, bekannt sind. Dazu ist es aber neben der Durchführung von Funkpeilungen notwendig, gleichzeitig mit der Übertragung der Daten von den die Sekundärstationen darstellenden Wetterballons zu dem oder den die Primärstation oder Primärstationen darstellenden Satelliten deren gegenseitige Entfernung festzustellen. . .

Um nun auf diese Weise ständig Daten über die wechselnden atmosphärischen Bedingungen rund um die Erde zu erhalten, ist es also notwendig, von der Primärstation aus die einzelnen Sekundärstationen, d. h. die Wetterballons selektiv abzufragen sowie deren Adresse zusammen mit den von dieser über- ■ tragenen Daten und der gleichzeitig festgestellten Entfernung bis zum Abruf durch die Bodenstation zu speichern. Die vorgesehene große Anzahl von etwa 500 Wetterballon sowie die ebenfalls große Anzahl von Daten (beispielsweise Temperatur- und Druckdaten), für deren Übertragung in binärer Form beispielsweise 230"BTrt-eTforderlich.-sinä, macht verhältnismäßig aufwendige Adressenspeicher- und Verarbeitungseinrichtungen notwendig. Erschwerend tritt hinzu, daß die Sekundärstationen, d. h. die Wetterballons, nur eine verhältnismäßig kleine Last tragen können und im übrigen meist verlorengehen, so daß Stromverbrauch, Gewicht und Kosten der elektronischen Ausrüstung auf einem Minimum gehalten werden müssen.

Diese Forderungen sind weder mit den bekannten Systemen der eingangs beschriebenen Art noch mit automatischen Funkbaken, Sekundärradareinrichtungen, Freund-Feind-Erkennungssystemen oder Satellitennachrichtenverbindungen erfüllbar. .

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Funksystem der einleitend angegebenen Art zu schaffen, das bei hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit, geringem Gewicht und geringem Stromverbrauch sowie bei geringen Kosten eine störungssichere selektive Abfrage einer großen Anzahl von Sekundärstationen mit anschließender Aufnahme der daraufhin übermittelten Daten unter gleichzeitiger Feststellung der gegenseitigen Entfernung beider Stationen vorzunehmen gestattet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Primärstation eine Schaltungsanordnung zur Messung der Zeit enthält, die vom Senden einer bestimmten Digitalstelle in einem Abfragesignal mit einer bestimmten Adressennummer bis zum Empfang einer bestimmten Digitalstelle im Antwortsignal mit derselben Adressennummer verstreicht, und diese Zeit als Maß für die Entfernung zwischen der Primärstation und der Sekundärstation mit dieser Adressenzahl zum Zeitpunkt des Informationsaustausches dient.

Dieses Funksystem hat den Vorteil, daß über die für die Datenübertragung zwischen den Stationen ohnehin erforderliche Ausrüstung hinaus nur ein geringer zusätzlicher Schaltungsaufwand für die mit hoher Genauigkeit erfolgende Feststellung der Entfernung zwischen der Primärstation und jeder einzelnen vSekundärstation notwendig ist. Auf diese

lieh dergestalt, daß die kodierten Abfragesignale mittels binärer Phasentastung in impulskodierte Signale umgewandelt werden, bevor sie den gesendeten Träger modulieren, derart, daß dabei eine Binärziffer oder ein Bit einerseits durch eine Änderung des Zustandes — bezogen auf den vorhergehenden Zustand — zu Beginn des Bits wiedergegeben wird und andererseits, daß ein Bit, z. B. eine binäre Null, durch ein erstes Zeitintervall (200 ,us) zwischen aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen, die der Tastfrequenz entsprechen, wiedergegeben wird, während ein anderes Bit, z. B. eine binäre Eins, durch ein zweites Zeitintervall (100 μ$) zwischen aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen wiedergegeben wird, derart, daß zwei der zweiten Zeitintervalle innerhalb eines ersten Zeitintervalls liegen, und daß das zur Signaldemodulation durch Zeitintervallmessung dienende Digitalfilter mit seinem Eingang mit dem Empfänger verbunden ist und einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang hat und über seinen ersten Ausgang einen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang aufeinanderfolgende Zustandsänderungen in einem ersten vorgeschriebenen Bereich (150 bis 250 μβ), der das erste Zeitintervall (200 μβ) einschließt, auftreten, und an seinem zweiten Ausgang einen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang aufeinanderfolgende Zustandsänderungen mit einem Zeitintervall innerhalb eines zweiten "vorgeschriebenen Bereiches (50 bis 150 μβ), der das zweite Zeitintervall (100 μβ) einschließt, auftreten, wobei der erste Ausgang des Dlgiralfilters mit einem Eingang des Phasendiskriminators füi-^die Synchronisierung des Ausgangsimpulszuges des Oszillators verbunden ist und der zweite Ausgang des Digitalfilters mit dem digitalen Schieberegister des Digitalvergleichers verbunden ist.

Eine Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Digitalfilter einen dritten Ausgang hat und über diesen einen Impuls abgibt, wenn aufeinanderfolgende Zustandsänderungen mit einem Zeitintervall auftreten, das in keinem der beiden Bereiche (kleiner als 50 μβ und größer als 250 μ8) liegt und dieser dritte Ausgang mit dem Löscheingang des Digital-Schieberegisters des Digitalvergleichers zur Löschung dessen Inhalts verbunden ist.

Bei einer anderen Weiterbildung wird eine weitere Gerätevereinfachung dadurch erreicht, daß die zweite Tastfrequenz so gewählt ist, daß ein Antwortsignal von einer anderen Sekundärstation, das vom Empfänger aufgenommen wird, aufeinanderfolgende Zustandsänderungen am Eingang des Digitalfilters hervorruft, deren Zeitintervalle in keinen der beiden Bereiche hineinfallen.

Eine Datenübertragung in umgekehrter Richtung ist dadurch möglich, daß der erste Teil ein Binärwort enthält, das Informationen von der Primärstation zu der Sekundärstation übermittelt und daß die Sekundärstation außerdem ein auf den Übertragungssteuerbefehl hin ausgelöstes Schieberegister zur Übertragung des Binärwortes an einen Informationsausgang besitzt.

In der Zeichnung ist ein Funksystem der erfindungsgemäßen Art in beispielsweise gewählten Ausführungsformen an Hand von Blockschaltbildern und Diagrammen schematisch erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der zeitlichen Aufeinanderfolge der Abfrage- und Antwortsignale zwischen einer Primärstation und einer Vielzahl von Sekundärstationen,

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des verwendeten Kodes,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Sende/Empfangssystems einer Sekundärstation,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Sende/Empfangseinrichtungen einer Sekundärstation,

ίο F i g. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 6 ein Blockschaltbild des in dem erfindungsgemäßen System verwendeten Digitalfilters,
F i g. 7 ein Blockschaltbild eines Teiles der elekironischen Ausrüstung einer Primärstation einschließlich der Entfernungsmeßeinrichtungen.

Die Linie (a) der F i g. 1 zeigt ein Signal, das von der Primär- oder Hauptstation gesendet wird, z. B. einem künstlichen Satelliten, der sich in einer Umlaufbahn um die Erde befindet. Das Signal besteht aus zwei Teilen, einem sogenannten Synchronisationsteil, der mit / bezeichnet ist und einem Adressenteil, der mit η bezeichnet ist. Während hier der Adressenteil dem Synchronisationsteil folgt, könnte erfindungsgemäß eine umgekehrte Anordnung ebenfalls verwendet werden, die noch erläutert werden wird.

Der Adressenteil η der Nachricht, von der Hauptstation ist eirie^digital. kodierte^'Nummer, die dazu dient, diejenige Sekundärstation zu identifizieren, für die diese Nachricht bestimmt ist. Die Sekundärstationen können Radioballonsonden sein, mehrere hundert an der Zahl, die von Wetterstationen aufgelassen werden, die über den ganzen Erdball verteilt sind und die von dem Satelliten überwacht werden sollen. Die Sekundärstationen haben entsprechende, ihnen zugeordnete Kennummern bzw. Adressen, und die Primärstation an Bord des Satelliten ist so programmiert, daß sie zyklisch Abfragesignale sendet, die nacheinander von jeder der Sekundärstationen (an Bord der Ballons) verarbeitet werden. Demgemäß zeigt die Linie (a) der F i g. 1 ein erstes Abfragesignal, das für den Ballon η bestimmt ist und worin das Adressenwort demgemäß η ist, und ein darauffolgendes Abfragesignal, das für den Ballon (n + 1) bestimmt ist, worin das Adressenwort (n + 1) ist.

Die Linie (6) der F i g. 1 zeigt das erste Abfragesignal, wie es von der Funkempfangsanlage an Bord des Ballons η empfangen wird. Die waagerechte Zeitverschiebung zwischen dem Abfragesignal der Linie

(b) und demjenigen der Linie (a) gibt die Laufzeit an, die der Entfernung zwischen der Primärstation und der betreffenden η-ten Sekundärstation zum Sendezeitpunkt entspricht.

Die Linie (c) der F i g. 1 veranschaulicht das Antwortsignal, das von der Sekundärstation bei Empfang des ersten für sie bestimmten Abfragesignals gesendet wird. Wie gezeigt, wird das Antwortsignal so ausgelöst, daß es sofort nach dem Empfang des vollständigen Abfragesignals beginnt, das die richtige Adressennummer (in diesem Falle n) enthält. Das Antwortsignal besteht aus einem Informationsteil / und einem Adressenteil n. Dieser letztere enthält die gleiche Nummern wie das dazugehörige Abfragesignal, d. h. die Adressennummer der betrachteten Sekundärstation, und dient dazu, der Primärstation die jeweilige Sekundärstation anzuzeigen, von der das Antwortsignal stammt, d. h., es dient nur als »Absenderangabe« anstatt als Adressenangabe.

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Weise bleiben Stromverbrauch, Gewicht und Kosten frequenz kodiert sind, wobei eine der Tastfrequenzen

gering. ein Vielfaches der anderen Tastfrequenz ist und ein

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungs- Frequenzteiler die zweite von der ersten Tastfrequenz

gemäßen Funksystems zeichnet sich dadurch aus, daß ableitet.

die Schaltungsanordnung zur Zeitmessung einen Im- 5 Die exakte zeitliche Staffelung von Abfrage- und

pulsgenerator als Taktgeber enthält, der eine HF- Antwortsignal wird nach einer weiteren vorteilhaften

Taktimpulsfolge erzeugt, ferner einen Zähler, der Ausführungsform dadurch erreicht, daß der Oszilla-

diese Taktimpulse zählt, Logikglieder, die den Zähl- tor und der Teiler in den Sekundärstationen einen

beginn für die Taktimpulse gleichzeitig mit dem Auf- Synchronisationsimpulszug mit einer Folgefrequenz

treten einer bestimmten Digitalstelle in einem Ab- io abgibt, die der zweiten Tastfrequenz entspricht, und

fragesignal mit einer bestimmten Adressennummer (n) daß weiterhin elektronische Einrichtungen auf den

auslösen, sowie Prüf- und Steuerschaltungen zur Ubertragungsbefehl hin die Synchronisationsimpulse

Stillsetzung des Zählers bei Empfang einer im Ant- mit der zweiten Tastfrequenz als Schiebeimpulse an

wortsignal mit derselben Adressennummer (n) an das Schieberegister anlegen, deren Inhalt zum Sender

einer bestimmten Stelle enthaltenen Ziffer. Hierdurch 15 gelangen lassen und die Aussendung der Adressen-

wird in einfacher Weise durch Impulszählung die die nummer im Antwortsignal auslösen.

Entfernung kennzeichnende Signallaufzeit bestimmt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sich dadurch aus, daß der Synchronisationsimpulszug läßt sich in einfacher Weise die Übertragung der eine Folgefrequenz hat, die der zweiten Tastfrequenz Adressennummer zusammen mit den aufgenommenen 20 entspricht, die zur Kodierung des Antwortsignals in Daten in demselben Signal dadurch erreichen, daß einem Modulator dient und die durch den Übertrajede mit einer Ausrüstung zur Aufnahme von Daten, gungsbefehl gesteuerten elektronischen Einrichtunbeispielsweise Meßwerten, und/oder zu deren Spei- gen außer zur Abtrennung der Schiebeimpulse von cherung versehene Sekundärstation ein Schiebe- dem Schieberegister des Digitalvergleichers auch zum register für diese Daten zu deren serieller Übertra- 25 Anlegen der Synchronisationsimpulse mit einer der gung in digital kodierter Form an ihren Sender ent- Tastfrequenz des Antwortsignals entsprechenden hält und weiterhin ein Glied vorgesehen ist, das· auf Folgefrequenz al^Schrebeimpulse -zur seriellen Übereinen Übertragungsbefehl hin den Sender veranlaßt, gäbe der von der Meßausrüstung gesammelten ein Antwortsignal zu-senden, daß diese Daten zu- Daten zur Abstrahlung durch den Sender dient,
sätzlich zu der Adressennumtner enthält. 30 Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeich-

Diese Zusammenfügung des-^Daten- mit dem net sich dadurch aus, daß der Oszillator und der Adressenteil gelingt nach einer weiteren vorteilhaften Teiler eine erste und eine zweite Synchronisations-Ausführungsform dadurch, daß die Daten und die impulsfolge mit der entsprechenden ersten und zwei-Adressennummer im Antwortsignal als serielle Teile ten Tastfrequenz erzeugen und die durch den Übergesendet werden und daß jede Sekundärstation einen 35 tragungssteuerbefehl ausgelösten elektronischen Einvon dem Übertragungsbefehl ausgelösten Zähler ent- richtungen den ersten Synchronisationsimpulszug, hält, der das der Dauer des ersten Teiles entspre- dessen Impulse als Schiebeimpulse dienen, vom chende Zeitintervall zählt und danach die Über- Schieberegister des Digitalvergleichers abtrennen und tragung des anderen Teiles des Antwortsignals aus- den zweiten Synchronisationsimpulszug als Schiebelöst. 40 impulse zur seriellen Übertragung der von der Aus-

Die in einem ankommenden Abfragesignal ent- rüstung gesammelten Daten an den Sender an das haltene Adresse wird in jeder Sekundärstation auf zugehörige Schieberegister anlegen.
Identität mit der dieser zugeordneten Adressenzahl Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichdadurch geprüft, daß die Sekundärstation ein mit net sich dadurch aus, daß der zweite Synchronisaihrem Empfänger verbundenes digitales Schiebe- 45 tionsimpulszug auf einen Zähler gelangt, der so viele register enthält, das die vom Empfänger kommenden Synchronisationsimpulse mit der zweiten Tast-Abfragesignale aufnimmt, und daß weiterhin ein Di- frequenz zählt, wie Zeichen oder Stellen im Inforgitalvergleicher vorgesehen ist, der das Schieberegi- mationsteil des Antwortsignals vorhanden sind,
ster mit einem voreingestellten Speicher verbindet Eine einfache Synchronisation des Oszillators der und einen Ubertragungsbefehl abgibt, wenn die digi- 50 Sekundärstationen auf die Tastfrequenz des Abfragetalen Inhalte des Schieberegisters einerseits und des signals läßt sich nach einer weiteren vorteilhaften Adressenspeichers andererseits übereinstimmen, und Ausführungsform dadurch erreichen, daß der Oszildaß ferner ein Oszillator vorgesehen ist, der eine lator ein frequenzveränderlicher Oszillator mit einem Synchronisationsimpulsfolge mit einer der Tast- Steuer- oder Regeleingang zur Beeinflussung der frequenz für die Kodierung des Abfragesignals ent- 55 Frequenz und Phase des Impulszuges am Oszillatorsprechenden Frequenz erzeugt, daß weiterhin logi- ausgang ist und daß von diesem Ausgang eine Gesche Glieder vorgesehen sind, die die Synchronisier- genkopplungsleitung zu dem einen Eingang eines impulse an das Schieberegister zur Einlesung des Phasendiskriminators führt, der mit dem Regeleinvom Empfänger kommenden Abfragesignals über- gang des Oszillators verbunden ist und dessen zweitragen, wobei weitere logische Glieder auf den Über- 6° ter Eingang über ein Digitalfilter mit dem Empfäntragungsbefehl hin die Schiebeimpulse unterbrechen, gerausgang verbunden ist und die so gebildete Phaso daß weitere Abfragesignale nicht angenommen sensynchronisationsschleife den vom Generator abwerden. gegebenen Impulszug mit der Tastfrequenz des Ab-

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform fragesignals synchronisiert.

lassen sich Abfrage- und Antwortsignale dadurch 65 Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des leicht unterscheiden, daß die Abfragesignale mit einer erfindungsgemäßen Funksystems ermöglicht einen ersten Tastfrequenz kodiert sind und die Antwort- besonders einfachen schaltungsgemäßen Aufbau durch signale mit einer zweiten, wesentlich anderen Tast- Verwendung einer besonderen Modulationsart, näm-

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Die Linie (d) in F i g. 1 zeigt das gleiche Antwort- teiles «. Das gesamte Abfragesignal ist in dem signal, wie es in der Primärstation empfangen wird, beschriebenen Verfahren kodiert. Der Synchroni- und zwar mit einer Zeitverschiebung, die wiederum sationsteil/ enthält in der dargestellten Form nur der Laufzeit zwischen den beiden betrachteten Sta- binäre Nullen. Darauf folgt eine binäre Eins als tionen entspricht. 5 Startimpuls 5, worauf eine Kombination der beiden

Alle Signale sind in einem besonderen Binärdigital- Binärziffern folgt, die die Nummer η in Binärform kode kodiert, der nachstehend noch im einzelnen er- enthalten, die die Adresse der Sekundärstation kennläutert werden wird. zeichnet, für die die Nachricht bestimmt ist. Die

Die Abfragesignale, die von der Primärstation ge- waagerechte Koordinate ist dabei die Zeit, und die sendet werden, haben jedes eine Gesamtwortlänge io senkrechte Koordinate kann die Amplitude oder von 64 Bits, und zwar 54 Bits im Synchronisations- Frequenz der -Trägerwelle sein,
teil / und 10 Bits im Adressenteil ti; wobei das erste Weiter ist in F i g. 2 ein Ausschnitt aus einem

dieser zehn Bits ein Startbit ist. Theoretisch können Antwortsignal veranschaulicht, wobei der Maßstab somit in 2⁹ = 512 Sekundärstationen (Wetterballons) für die Zeitkoordinate viermal kleiner als derjenige gleichzeitig zyklisch abgefragt werden. Jedes Bit hat 13 im oberen Teil der Figur gewählt ist. Der Informaeine Grundzeitdauer von 200 Mikrosekunden. Mit tionsteil / enthält aus den beiden Binärteilchen beanderen Worten beträgt die Grundtastfrequenz der stehende Binärzahl, die beispielsweise eine Anzahl Signale 5000 Hertz. Die. gesamte Zeitdauer eines Ab- atmosphärischer Temperatur- und Druckmessungen fragesignals, die in Fig. 1 mit ti bezeichnet ist, be- darstellt, die von der Radiosondeneinrichtung der trägt somit 200 μβ · 64 = 12,8 Millisekunden. so Sekundärstation vorgenommen wurden. In diesem

Die Zyklusperiode, die mit tC bezeichnet ist und Falle ist der Informationsteil J von dem Adressendie zwischen aufeinanderfolgenden Abfragesignalen teil η durch eine Startgruppe 5/ getrennt, die hier aus liegt, die von der Primärstation gesendet werden und der zweimal auftretenden Binärziffer Eins besteht, für die verschiedenen Sekundärstationen bestimmt wobei diese Kombination von der Kodierung des sind, beläuft sich auf 256"Millisekunden. 25 Informationsteiles J getrennt ist, um jegliche Ver-

Für eine Gesamtzahl von 512 Sekundärstationen wechslung mit der Startgruppe auszuschließen. Der dauert ein voller Abfragezyklus 256 ms-512 Adressenteil η "=^!£*A%sender«) jst-^ielbstverstandlich = 131,072 Sekunden, d. h. ungefähr 2 Minuten identisch mit dem Adressenteil η im Abfragesignal. 11 Sekunden. .___ Die Ordinaten können die gleichen sein wie beim

Die Antwortsignale Reiter, Sekundärstation haben 30 Abfragesignal.

je eine Gesamtwortlänge voiT\240 Bits, 230 Bits für In Fig. 3 ist im Blockschaltbild das in einer

den Informationsteil / und naturgemäß 10 Bits für Sekundärstation, wie etwa einem Wetterballon geden Adressenteil n. Jedes Antwortbit hat eine Grund- maß der Erfindung vorgesehene automatische Funkzeitdauer von 800 Mikrosekunden. Die für die Ant- übertragungssystem dargestellt,
wortsignale verwendete Tastfrequenz ist also 35 Eine Antenne 2 ist über einen Sendeempfangs-1250 Hertz, viermal langsamer als die Tastfrequenz Schalter 4 mit dem Eingang eines geeigneten Frefür die Abfragesignale. Der Grund dafür wird später quenzmodulationsempfängers 6 üblicher Art verbunerläutert werden. Die Dauer eines Antwortsignals ist den. Der Empfängerausgang ist mit dem Eingang daher 800 μβ · 240 = 192 ms. eines Digitalfilters 8 verbunden, der auch als Zeittole-

Die Art der digitalen Modulation des Trägers und 40 ranzdetektor-Demodulator bezeichnet werden kann, der verwendete Kode bei dem erfindungsgemäßen Der Digitalfilter 8 hat einen mit dem Empfänger 6

System sind unter anderem in »Handbook of Tele- verbundenen Eingang 7 und drei Ausgänge, nämlich metry and Remote Control«, McGraw-Hill Book die Leitungen 10, 12, 14. Er spricht auf die zwischen Company, 1967, S. 8-28, 8-29, dargestellt. Danach benachbarten Impulsflanken liegenden Zeitintervalle wird der PCM/FM- oder PCM/PM- oder PCM/AM- 45 an, die ihrem Eingang 7 zugeführt werden, und gibt Träger mit dem PCM-Signal moduliert, das vorher je nach ermitteltem Zeitintervall eine Ausgangsspannach dem Verfahren der binären Phasentastung er- nung an einem der drei Ausgänge ab. Auf der Leihalten wurde. Bei der binären Phasentastung ent- tung 10 erscheint ein Ausgangssignal immer dann, spricht einer binären Null beispielsweise die Beibe- wenn das Zeitintervall zwischen den Eingangsimpulshaltung der Phasenlage der Impulsflanke eines Recht- 50 flanken innerhalb des Bereiches von 50 bis 150 μβ ecksignals in bezug auf die vorhergehende Impuls- liegt. Auf Leitung 12 tritt ein Ausgangssignal auf, flanke, während die binäre Eins dann durch einen wenn das Zeitintervall zwischen zwei Eingangsim-Phasensprung um 180° wiedergegeben wirdr eben- pulsflanken als innerhalb des Bereiches 150 bis 250 μβ sogut kann natürlich der binären Null der Phasen- liegend ermittelt wird, und ein Ausgangssignal ersprung und der binären Eins die Beibehaltung der 55 ε-cheint auf der Leitung 14, wenn das abgetastete Phase zugeordnet werden. Zeitintervall außerhalb der beiden angegebenen

Bei einer Grundtastzeitdauer von 200 με für die Bereiche liegt, d. h. entweder kürzer als 50 μ5 oder Abfragesignale und von 800 μβ für die Antwort- länger als 250 μβ ist.

signale liegt dann bei einem Abfragesignal eine binäre Wenn somit ein Abfragesignal der in Fig. 2 a

Null bei einem Abstand von 200 μ8 zwischen be-. 60 gezeigten Art von dem System empfangen und dem nachbarten Impulsflanken und eine binäre Eins bei Eingang 7 des Digitalfilters 8 zugeleitet wird, bewirkt einem Abstand von 100 μ8 zwischen zwei benach- jede digitale VaIl oder Eins in dem Signal, daß der harten Impulsflanken vor, während bei einem Ant- Digitalfilter ein Ausgangssignal über die Synchroniwortsignal die entsprechenden Abstände 800 und sationsleitung genannte Leitung 12 abgibt, da das 400 μβ betragen. 65 Zeitintervall zwischen den Impulsflanken, die eine

In F i g. 2 ist oben ein Ausschnitt aus einem Ab- Null charakterisieren, wie bereits erläutert, 200 μβ fragesignal dargestellt, und zwar das Ende des Syn- beträgt. Und jede Eins in dem empfangenen Signal chronisationsteiles / und der Anfang des Adressen- führt zusätzlich zu einem Ausgangssignal auf der

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Informationsleitung genannten Leitung 10, da eine Die Arbeitsweise des Systems bis zu diesem Punkt

Eins durch lOO^s-Zeitintervalle zwischen zwei Im- ist folgende: Ein Abfragesignal, das von der Sekun-

pulsflanken gekennzeichnet ist. ■ .därstation empfangen wurde, wird dem Digitalfilter

Die Synchronisationsleitung 12 ist über einen ver-..^{1 ;} oder Zeittoleranzdetektor 8 zugeleitet. Der Informaänderlichen Phasenschieber oder Phasendiskriminator 5 tionsteil/ dieses Signals mit 54 Bit möge ausschließ- 16 mit dem Eingang eines Oszillators 18 veränder- lieh die Binärwerte Null enthalten. Diese gelangen lichef Frequenz verbunden. Der Ausgang 20 des über das Digitalfilter 8 auf Leitung 12 und dienen Oszillators 18 ist durch, eine Gegenkopplungsleitung dazu, den Taktgeber-Oszillator 18 zu synchronisieren, 22 mit dem Phasenregeleingang des Phasenschiebers so daß am Ausgang 20 ein kontinuierlicher Zug von oder Phasendiskrimiriators 16 verbunden. Dieser io 200-,us-Synchronisationsimpulsen zur Verfügung steht. Stromkreis 16-18-20-22 stellt eine bekannte Phasen- Diese Impulse passieren das UND-Glied 28, da über synchronisierschleife J, dar, ' die den Oszillator 18 das NICHT-Glied 32 zunächst eine Spannung am zwingt, ein Ausgangssigrial abzugeben, das genau anderen Eingang dieses UND-Gliedes anliegt. Von mit dem Eingangssignal. sowohl nach Frequenz als dort werden sie durch das ODER-Glied 30 auf die auch nach Phase ^synchronisiert ist. Daher erzeugt 15 Schiebeleitung 26 des Schieberegisters 24 übertragen, beim Auftreten einer- Folgevon 200^s-Impulsen auf Die parallele Verbindung Takt-Schiebeleitung 26 mit der Leitung 12 des ,,Oszillators ein kontinuierliches. allen Stufen des Schieberegisters bewirkt, daß jede Ausgangssignal von 200^s-Impulsen Impulse, die Digitaliriformation,.-die. der.ersten Stufe dieses Rein ihrer genau vorgeschriebenen Frequenz und Phase gisters zugeführt wird, um 200 μβ taktweise durch über lange Zeit stabil sind. Der phasenstarre Oszilla- 20 die folgenden Registerstufen geschoben wird,
tor 18 integriert somit eine längere Serie der emp- Das Start-Bit mit dem Wort Eins im Abfrägefangenen 200^s-Impulse, filtert dadurch die Impulse signal sowie alle darauffolgenden Werte Eins, die und gleicht Phasenschwankungen infolge des Sender- einen Teil des Adressenteiles η des genannten Signals rauschens aus oder verringert sie stark. Die Genauig- bilden, werden über die Informationsleitung 10 dem keit, die mit diesem Verfahren erreicht werden kann, 25 Schieberegister 24 zugeleitet und durch die Schiebebeträgt ungefähr 1 μ5 bezüglich des nominalen impulse durch die Stufen des Registers geschoben: Phasenwertes und wird ungefähr 200 μ5~Μϋ1ι Emp- Wenn die vollständige AdressenzahT« in diesem Abfang des Synchronisationssignals erreicht. Der 200-μ5- fragesignal in das Schieberegister 24 eingespeichert Impulszug, der am Oszillatorausgang 20 vorhanden ist, erzeugt das Ausgangs-UND-Glied 38 des Digitalist, dient als Synchronisations- bzw. Taktgeber-Im- 30 vergleichen 35 am Ausgang 40 ein Signal, wenn diese pulsreihe, wie nachstehend ertäutert wird. Zahl gleich der.im' Register 34 voreingestellten Zahl

Die Leitung 10 des Digitalfilfers 8 ist mit dem ist, die die Kennummer der betrachteten Sekundär-Eingang der ersten Stufe eines Digital-Schieberegisters station darstellt. Dieses Signal gelangt auf das NICHT-24 verbunden, das zehn Stufen hat und so dem Zehn- Glied 32, das daraufhin den zweiten Eingang des Bit-Adressenteil des Abfragesignals entspricht. Das 35 UND-Gliedes 28 stromlos macht, so daß keine Digital-Schieberegister 24 erhält seine Schiebeimpulse Schiebeimpulse mehr zum. Schieberegister 24 gelanfür die zehn Binärstufen parallel über die Schiebe- gen. Die Adressennummer η ist dadurch im Schiebeleitung 26, die mit dem Ausgang 20 des Oszillators register 24 zur späteren Verwendung gespeichert.
18 über ein UND-Glied 28 und ein ODER-Glied 30 Alle anderen Signale, die von dem System emp^ verbunden ist. Das UND-Glied 28 hat zusätzlich zu 40 fangen werden und keine von der Hauptstation stamseinem Eingang, der mit dem Oszillatorausgang 20 menden echten Abfragesignale sind, lassen das verbunden ist, einen weiteren Eingang, der von einer System nicht in der gerade beschriebenen Art und Komplementärschaltung oder NICHT-Glied-Schal- Weise arbeiten. Beispielsweise kann die Antenne 2 tung 32 kommt, deren Arbeitsweise später erläutert der Sekundärstation Antwortsignale empfangen, die werden wird. 45 von irgendeiner anderen Sekundärstation, wie etwa

Das Schieberegister 24 ist mit einem Binärregister einem Wetterballon, der zufällig innerhalb der Reich-34 ähnlicher Kapazität verbunden, in dem ständig weite oder Funkverbindung liegt, gesendet werden; die Binärzahl η voreingestellt ist, die der Adresse Solche Antwortsignale haben, wie unter Hinweis auf der betrachteten Sekundärstation entspricht. Einander F i g. 2 erläutert wurde, eine Tastfrequenz, die vierentsprechende Stufen der Register 24 und 34 sind 50 mal geringer ist als die der Abfragesignale der Hauptmit den entsprechenden Eingängen eines Satzes von station, d. h., ihre Grundimpulsbreite beträgt 800 UND-Gliedern 36 verbunden, deren Ausgänge alle statt 200 με. Daher würden derartige Signale auf die mit den Eingängen eines weiteren gemeinsamen Digitalfilterausgangsleitung 14 gelangen, das Schiebe-UND-Gliedes 38 verbunden sind. Die Gruppe 24- register 24 auf Null rückstellen und somit vorher 34-36-38 bildet einen üblichen Digitalvergleich 35. 55 darin gespeicherte Informationen löschen, wodurch Wenn die Binärziffern aller Stufen des Schiebe- mögliche Fehler verhütet werden. Die gleiche Wirregisters 24 gleich den Binärziffern sind, die in den kung würden auch alle anderen Signale auslösen/die entsprechenden Stufen des Registers 34 voreingestellt eine Modulationsfrequenz außerhalb des vorher sind, so daß alle UND-Glieder 36 gleichzeitig Aus- bestimmten Bereiches der Testfrequenz der Abfragegangssignale abgeben, dann gibt das Ausgangs-UND- 60 signale hätten. Es ergibt sich daher daraus, daß der Glied 38 eine Ausgangsspannung über Leitung 40 ab. Digitalfilter 8 zusätzlich zu seiner Synchronisations-Diese Spannung stellt einen Übertragungsbefehl dar. funktion und der Aufgabe der Informationsermitt-

Das Schieberegister 24 hat einen Eingang für die lung als Filter für Störsignale am Eingang dient.

Rückstellung auf Null, der mit dem Ausgang 14 des Das Auftreten eines .Übertragungsbefehls an der

Digitalfilters 8 verbunden ist. 65 Klemme 40, das beim Empfang eines Abfragesignals

Der Ubertragungsbefehl am Ausgang 40 gelangt auftritt, das für die! .betrachtete Sekundärstation beunter anderem auf den Eingang des NICHT- stimmt ist, unterbricht die,'Zufuhr der Schiebeimpulse

Gliedes 32. zum Schieberegister 24 und sperrt dadurch zeitweilig

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den Empfang weiterer Abfragesignale. Der Über- gang mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 52 vertragungsbefehl schaltet gleichzeitig die Sekundär- bunden ist. Der Ausgang des Zählers 64 ist weiterhin station vom Empfangszustand in den Sendezustand, mit einem Eingang eines UND-Gliedes 68 verbunden, und es werden Antwortsignale mit einer Tastfrequenz dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 45 vergesendet, die viermal niedriger ist als die der emp- 5 bunden ist, während dessen Ausgang mit einem Einfangenen Abfragesignale. gang des vorher erwähnten ODER-Gliedes 30 ver-

Zu diesem Zwecke ist der Ausgang 20 des Takt- bunden ist, dessen Ausgang mit der Schiebeleituhg geber-Oszillators 18 mit einem Eingang eines UND- 26 des Adressenregisters 24 verbunden ist. Schließ-Gliedes 42 verbunden, dessen anderer Eingang mit lieh versorgt der Zähler 64 einen Eingang des ODER-der Klemme 40 verbunden ist. Der Ausgang des io Gliedes 61. Sowohl der Teiler 44 als auch der Zähler UND-Gliedes 42 ist mit dem Eingang eines zwei- 64 haben Rückstelleingänge, die über eine gemeinstufigen Binärzählers 44 verbunden, der als ein Fre- same Leitung 70 mit der Digitalfilterausgähgsleitung quenzteiler 1:4 dient. Auf diese Weise bewirkt das 14 verbunden sind. .'.'."'' Auftreten einer Spannung an der Klemme 40 gleich- Der bis hierher beschriebene Stromkreis arbeitet zeitig mit der Unterbrechung der 200^s-Schiebe- 15 wie folgt: Die 800^s-Taktimpulse, die am Teilerausimpulse die Erzeugung voa^OO^s-Synchronisations- gang 45 auftreten, werden so, wie sie den Informaimpulsen, was der Tastfrequenz der Antwortsignale tionsgehalt aus dem Register 46 in den Modulator entspricht. ■ 54 verschieben, dem Zähler 64 zugeführt. Der Zäh-

Die von der Sekundärstation zu übertragende binär ler 64 beendet seine Zählung 240 Perioden später, kodierte Information, wie etwa die Werte atmosphä- 20 d. h. ganz kurz, nachdem das letzte Informationsbit rischer Temperatur- und Druckmessungen der Aus- aus dem Register 46 in den Modulator 54 verschoben röstung des Ballons, wird von beliebigen geeigneten worden ist. Bei Zählende liefert der Zähler 64 ein Meßwertaüfnehmern und/oder Speichern, die allge- Ausgangssignal, das dem UND-Glied 60, dem UND-mein mit 47 bezeichnet sind, erzeugt und einem Glied 66 und dem UND-Glied 68 zugeleitet wird, Digital-Schieberegister 46 zugeführt, das beispiels- 25 wodurch diese durchgeschaltet werden. Das Einschalweise 230 Stufen besitzt. Das Register 46 hat eine ten des UND-Gliedes 68 bringt die, 800^s-Takt-Schiebeleitung 48, die mit dem Ausgang eines UND- impulse vom Tetfexansgang 45.^über die ODER-Gliedes 50 verbunden ist, dessen einer Eingang mit Schaltung 30 zur Schiebeleitung 26 des Adresserider Klemme 40, dessen, anderer Eingang mit dem registers 24. Der Inhalt dieses Registers, die Adres-Ausgang 45 des Teilers 44 verbunden ist. Demgemäß 30 sennummer n, die die Sekundärstation identifiziert, werden die 800^s-Impulse, dieliixdem Teilerausgang wird so durch das Register 24 mit einer Geschwin-

45 auftreten, über das UND-Glied 50 als Schiebe- digkeit von 800 μ5 je Stufe geschoben. Das Einschalimpulse zum Register 46 geleitet und schieben dessen ten des UND-Gliedes 60 (durch das ODER-Glied 61) Inhalt mit einem 800^s-Takt gegen den Ausgang. legt den Sender 56 an die Versorgungsspannung: Das Vom Registerausgang gelangen die Informations- 35 Einschalten des UND-Gliedes 66 läßt die Adressen-Bits in Serie über ein ODER-Glied 52 in einen Über- Bits vom Register 24 über das ODER-Glied 52 zum gangskodierer bzw. einen Modulator 54 vor dem Ein- Modulator 54 gelangen, so daß die gesendete Trägergang eines Senders 56. Der Sender hat einen Ver- welle, nachdem sie mit den Bits vom Informationssorgungsspannungseingang 58, der mit dem Ausgang register 46 moduliert ist, mit den Adressen-Bits moeines UND-Gliedes 60 verbunden ist. Ein Eingang 40 duliert wird. Der Arbeitszyklus der betrachteten Seder UND-Schaltung 60 ist mit einer Gleichstrom- kundärstation ist damit beendet.

quelle 62 verbunden, der andere Eingang ist mit der In der zuletzt beschriebenen Betriebsphase wurde Klemme 40 über ein ODER-Glied 61 verbunden. die Adressennummer η im Antwortsignal vom Adres-Der Senderausgang ist über den Sende-Empfangs- senregister 24 abgeleitet, in dem diese Nummer von schalter 4 mit der Antenne 2 verbunden. Das Auf- 45 dem empfangenen Abfragesignal her gespeichert war: treten eines Übertragungsbefehls an der Klemme 40 Da die Nummer η ein festes Kennzeichen der beschaltet daher gleichzeitig mit den bereits beschrie- trachteten Sekundärstation und im Register 34, wie benen Vorgängen über das UND-Glied 60 den Sender vorher beschrieben, voreingestellt ist, kann die Adres-56 an die Versorgungsspannung und läßt die Infor- sennummmer aber auch, falls erwünscht, von diesem mationsbit-Serie vom Register 46 in den Modulator 5° Register 34 abgeleitet werden. Es hat sich jedoch als 54 gelangen, so daß die Sendeträgerfrequenz mit den besonders günstig gezeigt, die Adressennummer vom Informationen moduliert wird, die vorher im Register Register 24 abzuleiten, weil sich damit die Zahl der

46 gespeichert waren, und zwar mit der Tast- erforderlichen Schieberegister verringert, geschwindigkeit von 800 μβ. In der Ausführungsform nach F i g. 3 wurde an-

Das Antwortsignal der Sekundärstation enthält 55 genommen, daß der Informationsteil des Abfragenach den 230 Bits des Informationsteiles / (s. Fig. 1) signals lediglich Binär-Ziffern Null umfaßt. Wie ereinen Zehn-Bit-Adressenteil, nämlich die Kenn- läutert, dient dieser Abschnitt / grundsätzlich der nummer η der Sekundärstation. Nachdem das letzte Synchronisation des Taktgeber-Oszillators 18 für den Informationsbit vom Informationsregister 46 dem 200^is-Tastzyklus der Abfragesignale. Die einfachen Modulator zugeführt worden ist, muß diesem daher ^6o Taktgeber, wie sie vorteilhaft nach der Erfindung auch die Kennummern in Serie zugeführt werden. verwendet werden, erfordern eine verhältnismäßig Zu diesem Zweck ist der Ausgang 45 des Teilers 44 große Anzahl von Impulsen der vorgeschriebenen mit dem Eingang eines Zählers 64 verbunden, dessen Dauer (hierin beispielsweise 200 με), um richtig syn-Zählkapazität bis zweihundertundvierzig reicht. Der chronisiert zu werden, worauf sie dann genau syn-Ausgang des Zählers 64 ist mit einem Eingang eines ⁶5 chrone Taktimpulse über einen unbeschränkten Zeit-UND-Gliedes 66 verbunden, dessen anderer Eingang raum liefern. Trotz dieser Forderung nach einer lanmit dem Ausgang der letzten Stufe des Adressen- gen Serie empfangener 200^s-Impulse tritt die Schieberegisters 24 verbunden ist und dessen Aus- Synchronisation des Taktgeber-Oszillators in dem be-

schriebenen System deswegen sicher und zuverlässig ein, weil die Synchronisationsleitung 12 des Digitalfilters 8 der Taktgeberschaltung jedesmal dann Synchronisationsimpulse zuführt, wenn die Sekundärstation von der Primärstation ein Abfragesignal erhält, unabhängig davon, ob dieses Signal tatsächlich für die betrachtete Sekundärstation bestimmt ist, oder für eine beliebige andere der Vielzahl von Sekundärstationen, die in.dem Gesamtsystem vorhanden sind. Mit anderen Worten stehen für das Synchronisieren des Taktgeber-Oszillators 18 irgendeiner' Sekundärstation η nicht nur die Ziffern Null in dem /-Teil des Abfragesignals zur Verfügung, dessen Adressenabschnitt die Nummer η (s. F i g. 1) enthält, sondern die Ziffern Null in den /-Teilen aller zyklisch übertragenen Abfragesignale mit den Adressenteilen 1, 2,... (l)( + l)

Infolge dieser vorteilhaften Eigenschaft des'Systems nach der Erfindung ist es möglich, den Teil / eines jeden Abfragesignals zusätzlich dazu zu verwenden, Informationen von der Primärstation zu den Sekundärstationen zu übermitteln, wenn dies wünschenswert ist. Eine derartige Information hätte dann die Form einer Binärzahl, die sich aus den Ziffern Null und Eins im Informationsteil des Abfragesignals zusammensetzt. In einem solchen Falle würde das Startsignal 8, das dazu dient, den Informationsteil / vom Adressenteil η des Abfragesignals zu trennen, statt einer einzigen Ziffer Eins eine Gruppe von zwei oder mehr Ziffern Eins enthalten, welche dann von dem Kode ausgenommen wirdTMer im Informationsteil / wie beschrieben verwendet wird*· Ebenso würden die binären Kombinationen, die in den Adressenteilen der Abfragesignale verwendet werden, ebenfalls aus der Kodierung des Informationsteiles/ ausgeschlossen, um ein zufälliges Ansprechen des Digitalvergleichers 35 auszuschließen, wie dies aus den vorangegangenen Erläuterungen hervorgeht.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 eignet sich dort, wo der Teil / des Abfragesignals zur Übermittlung von Informationen verwendet wird. Einander entsprechende Teile der F i g. 3 und 4 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.

Ein Adressenschieberegisterteil 24 und ein Informationsregisterteil 23 bilden zusammen ein einziges Schieberegister, wobei der Informationsregisterteil verundfünfzig Stufen umfaßt, die die Fortsetzung der zehn Stufen des Adressenregisterteiles 24 sind. Der Registerteil 23 erhält die gleichen Schiebe- und Rückstell-Impulse über die Leitungen 26 und 27 wie der Registerteil 24. Der Ausgang des Registerteiles 23 ist mit einer Informationsausgangsklemme 72 -verbunden. Beim Vorliegen eines Übertragungsbefehles an der Klemme 40 wird die empfangene Information im Registerteil 23 seriell im 800^s-Takt zum Ausgang 72 verschoben, an den sich nicht gezeigte Verarbeitungseinrichtungen anschließen, deren Art von der Natur der Informationen abhängt.
' F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Gerätes, das in einer Sekundärstätion nach der Erfindung verwendbar ist in Fällen, wo der Adressenteil η dem Informationsteil in dem Antwortsignal vorausgeht, anstatt ihm folgt. Das Abfragesignal wird hier jedoch als ähnlich angeordnet angenommen, wie in dem ersten Beispiel, d. h., daß Teil / dem Teil η vorausgeht.

Die in F i g. 5 gezeigte Schaltung ist der in F i g. 3 gezeigten weitgehend ähnlich, und einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichr net, die mit einem hochgestellten Strich versehen sind, wo das angemessen ist. Bei dieser Ausführungsform bewirkt der Ubertragungsbefehl an der Klemme 40' die sofortige Übertragung des Inhalts des Adressenregisters 24' auf den Sendermodulator 54, anstatt nach einer Verzögerung von zweihundertdreißig 800-^is-Taktimpulsen, wie bei der Ausführungsform

ίο nach F ί g. 3 und 4. Dazu ist der 240-Bit-Zähler hier weggelassen und die Klemme 40' direkt mit einem Eingang des UND-Gliedes 66' verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der letzten Stufe des Registers 24' verbunden ist. Andererseits darf der Inhalt des Informationsregisters 46 in diesem Falle auf den Modulator 54 erst übertragen werden, wenn die zehn Adressenbits übertragen wurden. Dazu ist ein Zehn-Bit-Zähler 74 vorgesehen, dem 800^s-Taktimpulse vom Ausgang 45 des 1:4-Teilers 44 über ein UND-Glied 76 zugeleitet werden, dessen anderer Eingang mit der Klemme 40' verbunden ist. Der Ausgang des Zählers 74 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 78 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Teilerausgang 45 und dessen Ausgang mit der Schiebeleitung 48 des Informationsregisters 46 verbunden ist. Nachdem der Zehn-Bit-Adressenteil π vollständig derjj_Modulator 54 übej-das ODER-Glied 52 zugeführt wor'den ist, gibt der Zähler 74 ein Signal ab, das das UND-Glied 78 für die 800^s-Taktimpulse des Teilerausgangs 45 durchlässig schaltet, um die Informationsbits im Register 46 durch dieses hindurchzuschieben und damit über das ODER-Glied 52 dem Modulator 54 im 800-,us-Takt zuzuführen.
Da die vorliegende Erfindung als wichtigen Bestandteil das Digitalfilter oder Zeittoleranzdetektor 8 verwendet, wird im folgenden eine kurze Beschreibung dieser Schaltung gegeben.

Wie in Fig. 6 gezeigt, enthält der Zeittoleranzdetektor, der in F i g. 3, 4 und 5 allgemein mit 8 bezeichnet ist, als Eingangsstufe einen Differenzierverstärker mit Vorzeichenumkehr, der schematisch als Block 82 dargestellt ist. Seine Funktion ist, jede ansteigende oder abfallende Impulsflanke der vom Empfänger über Leitung 7 kommenden Impulse in einen Nadelimpuls negativer Polarität umzuwandeln, wie durch die Impulsformen am Ausgang 83 des Blockes 82 gezeigt.

Die Ausgangsklemme 83 ist über die später beschriebenen UND-Glieder 84, 105, 86, 88 mit den Ausgangsleitungen 10, 12, 14 des Digitalfilters 8 verbunden.

Es sind weiter drei bistabile Multivibratoren 90,92, 94 vorgesehen, deren jedem eine Verzögerungsleitung 96, 98, 100 zugeordnet ist. Jede Verzögerungsleitung ist mit ihrem Eingang mit dem Stell-Ausgang und mit ihrem Ausgang mit dem Rückstell-Eingang der zugehörigen bistabilen Schaltung verbunden, wodurch eine monostabile Schaltung entsteht. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsleitungen 96, 98, 100 sind 100, 100 und 50 μβ.

In jeder der bistabilen Schaltungen ist das Feld mit dem Stell^:Eingang und dem damit gestellten Ausgang nicht schraffiert dargestellt, während das Feld mit dem Rückstell-Eingang und dem damit rückgestellten Ausgang schraffiert ist.

Solange keine Impulse empfangen werden, werden alle drei bistabilen Schaltungen durch die zugehörigen Verzögerungsleitungen in ihren Ausgangs- oder

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Ruhezustand gebracht. Die UND-Glieder 105, 103 Leitungen 10, 14 und 12 ab, je nachdem, ob diese

und 88 sind daher alle für die Impulse auf der Lei- Zeitdauer etwa 100 με, etwa 200 μ3 oder weniger als

tung 83 durchlässig. 50 με bzw. mehr als 250 με beträgt.

Auf der Empfängerausgangsleitung 7 möge eine Wie einleitend angegeben, soll das System nach erste Impulsflanke erscheinen. Die Flanke wird, 5 der Erfindung eine Abstandsmessung zwischen zwei gleichgültig ob sie steigend oder fallend verläuft, in Funkstationen oder Baken, wie etwa einem künsteinen negativen Nadelimpuls umgewandelt, der an liehen Satelliten und einem Wetterballon mit hoher der Klemme 83 des Differenzierverstärkers 82 auf- Genauigkeit, ermöglichen, wozu einfache und billige tritt. Der anfängliche negative Nadelimpuls gelangt Einrichtungen verwendet werden sollen, die größtenüber das UND-Glied 88, das zu diesem Zeitpunkt io teils in den Stationen für den Austausch von Inforleitend ist, auf die Ausgangsleitung 14 und damit an mationen bereits vorhanden sind,
die verschiedenen Zähler und Register nach F i g. 3, 4 · Aus F i g. 1 ergibt sich, daß der Abstand (D) zwi- und 5. Dieser erste Nadelimpuls gelangt weiterhin sehen der Primärstation und der Sekundärstation η über das UND-Glied 103 an den Stell-Eingang der durch

bistabilen Schaltung 94 und bringt sie in anderen Zu- 15 .
stand, bei dem sie eine negative Spannung an ihrem ' ... D = - (t₃ — t - t₂)
entsprechenden Ausgang abgibt. Diese negative Span- 2
nung gelangt 50 με später über die Verzögerungsleitung 100 auf den Rückstell-Eingang der Schaltung gegeben ist, worin C die Lichtgeschwindigkeit ist und 94. Während der Verzögerungszeit schaltet die Schal- 20 t_v f₂, t_z die Zeitintervalle sind, die in der Tabelle antung 94 über das ODER-Glied 104 des UND-Gliedes gegeben sind. In dem bereits angegebenen numerischen 88 durchlässig, das somit nur dann in der Lage ist, Beispiel ist t_x = 64 · 0,2 = 12,8 Millisekunden und folgende Nadelimpulse zur Ausgangsleitung 14 ge- ί₂ = 240 · 0,8 = 192 Millisekunden. Daher ergibt sich langen zu lassen, wenn dieser weniger als 50 με nach D = 150 (f₃ — 204, 800), mit t₃ in Mikrosekunden dem betrachteten ersten Nadelimpuls auftreten. 23 und D in Metern.

Durch die Rückstellung der bistabilen Schaltung 94 F i g. 7 zeigt einen Teil der Einrichtungen, die in

wird die bistabile Schaltung 90 gekippt, die ihrerseits der. Primärstatign in_einem System-nach der Erfin-

durch die Verzögerungsleitung 96 100 μβ später'rück- dung vorgesehen "sind und aus-der Abstandsmeßein-

gestellt wird. Während des Ablaufs der Verzögerungs- richtung und der Einrichtung zur Abfrage und zur

zeit der Schaltung 90 -schattet diese das UND-Glied 30 Adressenkontrolle besteht.

34 durchlässig, das daher^Nadelimpulse zur Aus- Die gezeigte Anordnung enthält einen Programmgangsleitung 10 nur durchläßtV"wenn dices Impulse stsuerieil, der von einem Impulsgenerator 162 3cinnerhalb eines Zeitraumes von 50 bis 150 μ5 nach speist wird, der Taktimpulse mit einer Frequenz von dem ersten Nadelimpuls auftreten. 1 MHz erzeugt. Der Programmsteuerteil besteht aus

Durch die Rückstellung der bistabilen Schaltung 90 35 einer Reihe von als Teiler wirkenden Digitalzählern, wird die bistabile Schaltung 92 in ihren anderen Zu- die in Serie dem Ausgang des Generators 162 nachstand gekippt, die ihrerseits durch die Verzögerungs- geschaltet sind und verschiedene in dem System leitung 98 100 μβ später rückgestellt wird. Während verwendete Tastfrequenzen erzeugen. Insbesondere des Ablaufs der Verzögerungszeit schaltet sie das erzeugt ein erster Teiler 160 mit dem Teilerverhält-UND-Glied 86 durchlässig, das daher Nadelimpulse 40 nis 1:200 die 200^is-Impulse, die als Grundtastfrezur Ausgangsleitung 12 nur dann leitet, wenn sie quenz in den Abfragesignalen verwendet wird (vgl. während eines Zeitintervalls von 150 bis 250 με nach Fig. 1); ein zweiter Teiler 159,Teilerverhältnis 1:64, dem ersten Nadelimpuls eintreten. erzeugt eine 12,8-ms-Impulsdauer, die die Länge t_x

Nadelimpulse, die an der Klemme 83 später als eines Abfragesignals bestimmt;, ein dritter Teiler 158, 250 με nach dem ersten Impuls auftreten, gelangen 45 Teilerverhältnis 1:20, erzeugt eine 256-ms-Impulsauf die Ausgangsleitung 14 über das ODER-Glied dauer, die die Zeit t₀ zwischen aufeinanderfolgenden 104, ebenso Impulse, die weniger als 50 μ5 nach dem Abfragesignalen definiert, und schließlich ist ein vierersten Impuls auftreten, und zwar deshalb, weil diese ter, ebenfalte als Zähler aufgebauter Teiler 157, Tei-Impulse zu einem Zeitpunkt auftreten, zu dem die lerverhältnis 1:512, dem Teiler. 158 nachgeschaltet beiden bistabilen Schaltungen 90 und 92 rückgestellt 50 und zählt zyklisch 512 aufeinanderfolgende ganze sind und das UND-Glied 102 demgemäß eine Aus- Zahlen, die die Adressennummern der entsprechengangsspannung erzeugt, die das UND-Glied 88 über den Sekundärstationen darstellen^ So stellt während das ODER-Glied 104 durchlässig schaltet. . · « · jeder einzelnen ms-Periode /₀ von 256 ms des Ge-

Da8 UND-Glied 103 ist immer dann gesperrt, samtabfragezyklus (Dauer 256 ms· 512 = ungefähr wenn das UND-Glied 84 durchlässig ist, so daß das 55 131 Sekunden) der Inhalt des Zahlers 157 die Adres-Kippen der Schaltung 94 durch eine binäre Εϊηε 8ennummer derjenigen Sekundärstation dar, die wähkennzeichnende Flanken verhindert wird. Weiterhin rend dieser Periode abgefragt wird,
wird das UND-Glied 105 nach Empfang der ersten Der Zähler 157 ist mit seinen neun Stufen mit den Flanke abgesperrt (die die bistabile Schaltung 94 ersten Eingängen entsprechender UND-Glieder 151 kippt, wie oben erläutert). Hiermit wird erreicht, daß 60 verbunden, deren Ausgänge mit den ersten neun Stuein zweiter Impuls (falls ein solcher auftritt), der in- fen eines zehnstufigen Schieberegisters 155 verbunden nerhalb der 50^s-Verzögerungszeit der Schaltung 94 sind. Beim Anlegen einer Spannung an die parallelempfangen wird, das UND-Glied 86 gleichzeitig mit geschalteten zweiten Eingänge der UND-Glieder 151 dem UND-Glied 88 pas8iert. gelangt der aus neun Bits bestehende kennzeichnende

Das Digitalfilter oder Zeittoleranzdetektoreinheit 8 65 Teil der Adressennummer vom Zähler 157 in das Retastete somit, wie bereits erläutert, die Zeitdauer ab, gister 155.

die aufeinanderfolgende Impulsflanken eines impuls- Der Teiler 158 erzeugt ein Signal am Ausgang kodemodulierten Signals trennt, gibt Impulse über die eines zugehörigen UND-Gliedes 154, und zwar wah-

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rend 12,8 ms am Beginn jeder 256-ms-Abfrage¹ ren Eins entsprechende Stellung, die die Startmarkieperiode, wobei diese 12,8 ms die Dauer eines Ab- rung in dem gesendeten Abfragesignal darstellt,
fragesignals darstellen, wie durch I₁ in F i g. 1 ange- Das Schieberegister 155 veranlaßt den Modulator geben. Zu diesem Zweck ist das UND-Glied 154 mit 166 zur Übertragung eines Abfragesignals, das vierseinen Eingängen, wie schematisch angedeutet, mit 5 undfiinfzig Nullen enthält (den Synchronisierteil /), den entsprechenden Ausgängen einer üblichen (nicht worauf die Adressennummern der gerade betrachtedargestellten) Diodenmatrix verbunden, die zum Tei- ten Sekundärstation folgt, wobei dieser letzteren Numler 158 gehört, so daß alle genannten Eingänge wäh- mer ein Startmarkierungsbit vorausgeht. Wenn der rend des Zustandes »Null« des Teilers 158 zu Beginn Teiler 158 von seiner in seinem Zählzyklus von Steljedes Zählzyklus an Spannung liegen. Das Signal, das ίσ lung »Null« auf Stellung »Eins« übergeht, d. h. nachvon dem UND-Glied 154 abgegeben wird, löst ver- dem das Abfragesignal vollständig gesendet worden schiedene Vorgänge aus. Zunächst wird das Signal ist, wird das UND-Glied 154 stromlos gemacht, sperrt des UND-Gliedes 154 dem Sender 168 der Primär- damit das UND-Glied 152 und macht den SendeT 168 station zugeführt, um ihn sendebereit zu machen. stromlos.

Gleichzeitig schaltet das Signal ein UND-Glied 152 »5 In der Zwischenzeit werden Antwortsignale an der

durchlässig, das daraufhin die 200^s-Taktimpulse Antenne 172 empfangen (die gegebenenfalls die

am Ausgang des Teilers 160 über ein ODER-Glied gleiche sein kann wie die Antenne 170) und zum

150 als Schiebeimpulse zu den Stufen des Adressen- Empfänger 174 geleitet. Der Empfängerausgang ist registers 153 leitet. Der Inhalt dieses Registers, vor mit einem Digitalfilter 176 verbunden, ähnlich dender Übertragung der Adressennummer vom Zähler 20 jenigen, die in jeder der Sekundärstationen nach der 157 in das Register ausschließlich a'us binären Nullen Erfindung verwendet und mit Bezug auf F i g. 6 bebestehend, gelangt, so in Serie vom Registerausgang schrieben wurden, mit der Ausnahme, daß die Zeit-' über eine Leitung 164 im 200^s-Takt in einen Kode- Intervalle, zwischen denen das Filter unterscheidet, modulator 166 und wird dann über den Sender 168 nun der Antworttastfrequenz statt der Abfragetastfreund die Antenne 170 als Abfragesignal abgestrahlt. 25- quenz angepaßt und daher viermal länger sind als

Gleichzeitig wird das Signal des UND-Gliedes 154 die vorher angegebenen Intervalle. Hierzu sind ledigauf den Stelleingang einer bistabilen Schaltung .161 lieh die Zeitkonstanten-der Verzöggrafigseinheiten 96, gegeben. Die Schaltung 161 gibt dann ein Ausgangs- 98, 100 nach F i g. 6 entsprechend anders bemessen, signal ab, das ein UND-Glied 169 durchlässig schal- Insbesondere hat das Filter 176Γ eine Informationstet, so daß die Mikrdsekundenimpulse des 1-MHz- 30 impulsausgangsleitung 178, die einen Impuls abgibt, Impulsgenerators 162 an einen Entfernungszähler 163 wenn das Intervall zwischen zwei Impulsflanken ingelangen können. ^" nerhalb von 200 bis 600 ^is liegt, weiter eine Syn-

Die Entfernungsmessung ist somit eingeleitet. Der chronisationsimpulsausgangsleitung 180, die einen

Zähler 163 fährt fort, die Mikrosekundenimpulse aus- Impuls abgibt, wenn das zwischen den Impulsflanken

zuzählen, bis die bistabile Schaltung 161 wieder rück- 35 liegende Zeitintervall in den Bereich 600 bis 1000 μβ

gestellt wird und das UND-Glied 169 sperrt. Dies fällt, und schließlich eine FehleTkontrollausgangslei-

geschieht beim Empfang eines Antwortsignals durch tung 182, die einen Impuls immer dann abgibt, wenn

den Empfänger 174 der Primärstation, dessen Adres- der Abstand zwischen den Impulsflanken in keinen

sennummer mit der Adressennummer des betreffen- dieser Bereiche fällt.

den Abfragesignals übereinstimmt, das die Abstands- <t<r Die Antworttastfrequenzimpulse, die von der Syn-

zählung einleitet. chronisationsleitung 180 abgenommen werden, wer-

Das Signal des UND-Gliedes 154 wird schließlich den einem phasensynchronisierten Oszillator 192 über

gleichzeitig über ein ODER-Glied 165 dem Rück- einen Phasenvergleicher bzw. Diskriminator 194 zu-

stelleingang einer weiteren bistabilen Schaltung 167 geführt, ähnlich wie bei den Sekundärstationen. Auch

zugeführt, deren Funktion noch erläutert werden 45 hier gibt der Oszillator 192 eine Serie von Synchro-

wird. nisationsimpulsen ab, hier mit einer Taktfrequenz von

Wie bereits erklärt (Fig. 1 und 2), umfaßt das 800 μ5, die genau mit der Nenntastfrequenz der Ant-Abfragewort einen Synchronisierteil I, der aus vier- wortsignale synchronisiert sind, und zwar infolge der undfünfzig aufeinanderfolgenden Binärziffern Null Integrationswirkung des phasenstarren Oszillators,
besteht, worauf der Adressenteil η folgt, der am An- 5°· Die Binärziffern Eins (400^s-Impulse) der Filterfang eine binäre Eins als Startmarkierung umfaßt, ausgangsleitung 178 werden einer als Startdetektor worauf neun Adressenbits folgen. Demgemäß muß die bezeichneten Schaltung 190 zugeführt, die ein AusÜbertragung der laufenden Adressennummerm vom gangssignal liefert, wenn an ihrem Eingang zwei Zif-Zähler 157 in das Register 155 über die UND-Glieder fern Eins aufeinanderfolgen, die in dem Beispiel

151 nach dem vierundfünfzigsten 200^s-Impuls erfol- 55 eine Startmarkierung im Antwortsignal darstellen (s. gen, gerechnet ab dem ersten auf das Register 155 F i g·. 2). Der Startdetektor 190 kann aus einer bistagelangenden Schiebeimpuls. Zu diesem Zwecke ist bilen Schaltung 302 und einem zugehörigen UND-dem Teiler 159 ein UND-Glied 156 zugeordnet, des- Glied 304 bestehen. Das Eingangssignal des Deteksen Eingänge so mit den Matrixausgängen des ge- tors 190 gelangt gleichzeitig auf den Stelleingang der nannten Teilers verbunden sind, daß ein Ausgangs- Ga bistabilen Schaltung 302 und auf einen Eingang des signal jedesmal dann erzeugt wird, wenn der Teiler UND-Gliedes 304. Der zugehörige Ausgang der bi- 159 die vierundfünfzigste Stellung in einem 64-Perio- stabilen Schaltung ist mit dem anderen Eingang des den-Zählzyklus erreicht. Der Ausgang des UND- UND-Gliedes und mit einer Verzögerungsleitung verGliedes 156 ist demgemäß über ein ODER-Glied 171 bunden, die eine Zeitkonstante von beispielsweise mit den zweiten Eingängen aller UND-Glieder 151 65 1000 μβ besitzt und deren Ausgang mit dem Rückverbunden. Das genannte Ausgangssignal des UND- Stelleingang der bistabilen Schaltung verbunden ist. Gliedes 156 gelangt gleichzeitig auf die zehnte Stufe Der Ausgang des UND-Gliedes 304 stellt den Aus-'des Registers 155 und bringt diese in die einer binä- gang des Startdetektors 190 dar. Ein einer binären

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Eins entsprechendes Impulsflankenpaar, das dem Ein- Gliedes verbunden ist und dessen Ausgang den Ausgang des Startdetektors 190 zugeführt wird, kippt die gang des Detektors 196 bildet. Der zweite Eingang bistabile Schaltung. Wenn nun eine weitere Eins in- des Detektors 196, der mit dem Ausgang des UND-nerhalb von 400 μβ folgt, erzeugt der Detektor 190 an gliedes 204 verbunden ist, bewirkt das Kippen der seinem UND-Glied ein Ausgangssignal. 5 bistabilen Schaltung 307. Diese Einheit zusammen Der Startdetektor 190 kann kurzgeschlossen wer- mit der zugehörigen 600^s-VerzögerungsIeitung 309 den, wenn der Adressenteil dem Informationsteil / stellt eine monostabile Schaltung dar. Während der in den Antwortsignalen vorangeht, statt ihnen zu fol- 600-μδ-Verzögerungszeit der Schaltung 307 ist das gen, da in solchen Fällen der Start durch eine einzige UND-Glied 306 durchlässig. Hiermit wird die Koin-Binärziffer Eins markiert wird. io zidenz im Falle kleiner zeitlicher Verschiebungen der Das Ausgangssignal des Startdetektors 190 wird verglichenen Impulse untereinander überprüft. Der • dem Stelleingang der bereits erwähnten bistabilen Detektor 196 gibt somit einen Ausgangsimpuls ab, Schaltung 167 zugeführt und gelangt außerdem über wenn in irgendeinem der neun Paare von Bits, die das ODER-Glied 171 zu den UND-Gliedern 151 für seriell seinen Eingängen zugeleitet werden, keine die Adressenübertragung. Beim Auftreten des Start- ig Übereinstimmung vorliegt. Der Ausgangsimpuls des impulses wird ein UND-Glied 206 über den rück- Antikoinzidenzdetektors 196 wird —■ sofern ein sol· gestellten Ausgang der bistabilen Schaltung 167 ge- eher vorliegt — über das ODER-Glied 165 zur Rücksperrt. Dies stellt sicher, daß das ODER-Glied 171 stellung der bistabilen Schaltung 167 verwendet, nicht durch zufällige, dem Startzeichen entsprechende sperrt dadurch das UND-Glied 191 und unterbricht Impulsgruppen in dem Kode betätigt wird. Bei Fest- 20 so die Schiebeimpulse für das Register,
stellung einer Startmarkierung im Antwortsignal löst Da Kippen der bistabilen Schaltung 167 zu Beder Startdetektor 190 die Übertragung der neun ginn einer Startimpulsgruppe durch den Detektor 190 Kennzeichnungs-Bits der Adressennümmer des Ab- macht — wie beschrieben — das UND-Glied 191 fragungssignals vom Zähler 157 in das Schieberegister durchlässig und läßt die 800^s-ImpuIse vom syn- 155 aus und bewirkt gleichzeitig, daß Schiebeimpulse ag chronisierten Oszillator 192 auf einen Digitalzähler mit der Antworttastgeschwindigkeit von 800 με den 197 gelangen, wo sie gezählt werden. Die Zählkapa-Schieberegisterstufen über das ODER-Glied 150. zu- zitätdes Zählers45>7_muß groß geiyigfsein, um sichergeleitet werden, die vom Ausgang eines UND-Gliedes zustellen, daß eine genügende Anzahl von δΟΟ-με- 191 kommen, dessen einer Eingang mit dem Ausgang Impulsen des Oszillators 192 verarbeitet werden kann, des SynchronisationsöszillatQr^s 192, dessen anderer 30 um diesen phasenstarr zu synchronisieren. Der Zäh-Eingang mit dem gekippten Ausgang der bistabilen ler 197 erzeugt am Ende der Zählung ein Signal am Schaltung 167 verbunden ist, welch letzterer ein Si- Ausgang eines UND-Gliedes 199, dessen Eingänge gnal abgibt, da die bistabile Schaltung durch den in geeigneter Weise mit der Diodenmatrix des Zäh-Startdetektor gestellt bzw. gekippt wurde, wie bereits lers verbunden sind. Dieses- Signal gelangt auf den angegeben. 35 einen Eingang eines UND-Gliedes 203, wodurch die-Die Abfrageadressenziffern wurden daher durch ses den nächsten 800-us-Impuls des Oszillators 192 das Register 155 (800^is-Takt) geschoben und gelan- zum Rückstellungseingang der bistabilen Schaltung gen so nacheinander auf eine Leitung 205, die mit 161 gelangen läßt. Das Rückstelln der Schaltung 161 dem Ausgang der neunten Registerstufe verbunden sperrt das UND-Glied 169, womit die Zählung im ist. Von der Leitung 205 werden die Abfrageadres- 40 Entfernungszähler 163 beendet ist:
senziffem seriell' einem Eingang eines UND-Gliedes Der Zähler'197 ist mit einem weiteren UND-Glied 204' zugeleitet, dessen anderer Eingang mit dem ge- an seiner Ausgangsmatrixf versehen, das so geschaltet stellten Ausgang der jetzt an Spannung liegenden bi- ist, daß ein A-üsgangssignal erzeugt wird, wenn der stabilen Schaltung 167 verbunden ist, so daß' die ge- Zähler die neunte Stellung in seinem Zählzyklüs'ernannten Abfrageadressenziffern über das UND-Glied 45 reicht hat, gerechnet vom Beginn der Zählung an, 204 einem Eingang eines' Vergleichers zugeleitet wer- die bei Feststellung der Startimpulsgruppe im Antden, das allgemein mit 196 bezeichnet und in diesem wortsignal durch- den Startdetektor 190 ausgelöst Ausfuhrungsbeispiei als Antikoinzidenzdetektor aus- wurde. Das Aüsgangssignal· des UND-Gliedes¹ 198-gebildet ist. wird dem Antikoinzidenzdetektor 196 zugeführt, um-Der Antikoinzidenzdetektor 196 hat einen weiteren 50 dessen Arbeite» zu- beenden. Zu diesem Zweck kann Eingang, der mit einem UND-Glied 193 verbünden der Ausgang des UND-Gliedes 198 über ein NICHT-ist, dessen einer Eingang mit der Infofmationsifflpuls- Glied 3IO mit einem dritten Eingang des UND-GIieausgangsleitung 178 des Digitalfilters verbünden ist des 306 verbunden sein, das einen Teil· des Anti·* und dessen zweiter Eingang mit dem gekippten Aus- koinzidenzdetektbrs bildet. Dieser letztere erzeugt gang der bistabilen Schaltung 167 in Verbindung 55 dann ein Ausgangssignal, das über das ODER-Glied steht. Wenn die Schaltung· 167 durch den Startdetek- 165 die bistabile Schaltung 167 rückstellt und die Eintor 190 gekippt ist, läßt das UND-Glied 193 die einer speisung der Schiebeimpulse in das Abfrageadressen-Eins entsprechenden Impulse im Antwortsignal zum schieberegister 155 unterbricht. Das Ausgangssignal Vergleich in den Antikoinzidenzdetektor 196 durch, des UND-Gliedes 198 wird außerdem den ersten Einwobei die Ziffern Eins des Adressenteiles des Ab- 60 gangen der entsprechenden UND-Glieder 201 und fragesignals dem ersten Eingang des Antikoinzidenz- 202 zugeleitet, deren Ausgänge mit der Dekodierdetektors zugeführt werden. schaltung verbunden sind, die nicht dargestellt ist. Der Antikoinzidenzdetektor 196 umfaßt ein UND- Die UND-Glieder 201 und 202 leiten, wenn sie so Glied 306 mit zwei Eingängen, die mit dem Ausgang durchlässig geschaltet sind, die nachfolgenden δΟΟ-μβ-eines UND-Gliedes 193 bzw. mit dem rückgestellten 65 Synchronisationsimpulse des Oszillators 192 und die Ausgang einer bistabilen Schaltung 307 verbunden darauffolgenden Informationsimpulse vom Digitalsind, sowie ein Komplementär- oder NICHT-Glied filterausgang 178 zum Dekoder. Diese folgenden Syn- 308, dessen Eingang mit dem Ausgang des UND- chronisations- und Informationsimpulsziffern, die dem

Dekoder zugeleitet werden, nachdem der Zähler 199 neun 800^s-Impulse nach einer Startimpulsgruppe gezählt hat, stellen den Informationsteil des Antwortsignals dar.

Wenn ein einem Störsignal entsprechendes Signal auf der Digitalfilterausgangsleitung 182 auftritt oder vom. Detektor 196 fehlende Koinzidenz festgestellt wird, bewirkt dieses Signal über das ODER-Glied 165 die Rückstellung der bistabilen Schaltung 167, so daß die Übertragung der Antwortbits und Abfrageadressenbits vom Schieberegister 155 zum Vergleicher 196 unterbrochen wird. Die Schaltung 167 wird ebenso über einen dritten Eingang des ODER-Gliedes 165 rückgestellt, wie durch ein Signal des UND-Gliedes 154, d. h. bei Beginn der Sendung eines Abfragesignals durch die Primärstation.

Die bistabile Schaltung 167 wird entweder bei Feststellung eines Fehlers oder bei Beginn der Verarbeitungsvorgänge rückgestellt, was durch eine übliche Differenzierschaltung 207 erreicht wird, die eine steile Flanke erzeugt. Zu diesen Zeitpunkten werden beide Zähler 197 und 163 mit Hilfe einer Rückstelleitung auf Null bzw. einen voreingestellten Wert rückgestellt. Dadurch wird die Entfernungsmessung gelöscht, wie im Falle eines Fehlers erforderlich, und das System ist zur weiteren Verarbeitung wieder bereit.

Der Entfernungszähler 163 wird zunächst auf einen Wert voreingestellt, der sich aus der Gleichung für D ergibt, wobei jedoch zusätzlich die Laufzeiten in den Geräten der Primär- üritKder Sekundärstation einschließlich der Verzögerung, ^ie der Zählperiode des Zählers 197 entspricht, berücksichtigt werden, welche Laufzeiten Systemkonstanten sind, so daß die Zählung die wahre Entfernung der Sekundärstation von der Primärstation angibt. Das vorstehend beschriebene Entfernungszählgerät erfordert nur sehr wenige Zusatzeinrichtungen gegenüber denen, die zur Verarbeitung der Abfrage- und Antwortsignale in der Primärstation ohnehin benötigt werden. Gleichzeitig ist die Entfernung äußerst genau. Die erzielbare Genauigkeit ist nur wenig geringer als diejenige, die rechnerisch der Dauer der Hochfrequenzimpulse des Generators 162 entspricht, d. h. in diesem Falle als 150 Meter, d. h. als die Entfernung, die einer Mikrosekunde Laufzeit für die Hin- und Rückübertragung entspricht. Dies ist deswegen der Fall, weil Zählbeginn und Zählende der Mikrosekundenimpulse im Entfernungszähler auf jeweils ± 1 με genau mit einem sehr geringen zusätzlichen Fehler bestimmt sind, der auf die Phasenschwankungen der 80(His-Impulse des synchronisierten Oszillators 192 zurückzuführen sind. Dieser zusätzliche Fehler ist jedoch äußerst gering, da sich, wie bereits erläutert, die Phasenschwarikungen über die Gesamtzahl der für die Entfernungsmessung verwendeten Bits ausmitteln.

Claims (18)

. Patentansprüche: ·

1. Selbsttätig arbeitendes Funksystem zur Datenübertragung und gleichzeitigen Entfernungsmessung zwischen einer sich, an Bord eines oder mehrerer Satelliten befindenden Primärstation und einer Anzahl sich an Bord von Radioballonsonden oder Schiffen befindenden Sekundärstationen, in welchen jede Sekundärstation durch Empfang eines digital kodierten Abfragesignals in Tätigkeit gesetzt wird, das von der Primärstation kommt und eine Adressennummer enthält, die mit der in der Sekundärstation gespeicherten, diese kennzeichnenden Adressennummer übereinstimmt, worauf diese ein digital kodiertes Antwortsignal sendet, wobei die Sekundärstationen ihren Standort zur Primärstation verändern und drahtlose Sende/Empfangseinrichtungen enthalten und.die Primärstation alle Daten aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstation (F i g. 7) eine Schaltungsanordnung (162, 163,154-161-169,196-197-203) zur Messung der Zeit (t_s) enthält, die vom Senden einer bestimmten Digitalstelle in einem Abfragesignal (/) mit. einer bestimmten Adressennummer (n) bis zum Empfang einer bestimmten Digitalstelle im Antwortsignal mit derselben Adressennummer (n) verstreicht, und diese Zeit als Maß für die Entfernung zwischen der Primärstation und der Sekundärstation (F i g. 3, 4, 5) mit dieser Adressenzahl (n) zum Zeitpunkt des Informationsaustausches dient.

2. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Zeitmessung einen Impulsgenerator (162) als Taktgeber enthält, der eine UF-Taktimpulsfolge erzeugt, ferner einen Zähler (163), der diese Taktimpulse zählt, Logikglieder (154-161-169),

- die den Zähib_eginn für die^TaTctimpulse gleichzeitig mit dem Auftreten einer bestimmten Digitalstelle in einem Abfragesignal mit einer bestimmten Adressennummer (n) auslösen, sowie Prüf- und Steuerschaltungen (196-197-203-161-169) zur Stillsetzung des Zählers (163) bei Empfang einer im Antwortsignal (/) mit derselben Adressennummer (n) an einer bestimmten Stelle enthaltenen Ziffer.

3. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede mit einer Ausrüstung (47) zur Aufnahme von Daten, beispielsweise Meßwerten, und/oder zu deren Speicherung versehene Sekundärstation ein Schieberegister (46) für diese Daten zu deren serieller Übertragung in digital kodierter Form an ihren Sender (56) enthält und weiterhin ein Glied (60) vorgesehen ist, das auf einen Übertragungsbefehl hin den Sender (56) veranlaßt, ein Antwortsignal (7) zu senden, das diese Daten zusätzlich zu der Adressennummer (n) enthält. , ■

4. Funksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten und die Adressennummer (n) im Antwortsignal (/) als serielle Teile gesendet werden und daß jede Sekundärstation einen von dem Übertragungsbefehl ausgelösten Zähler (64 in Fig. 3, 4; 74 in Fig. 5) enthält, der das der Dauer des ersten Teiles entsprechende Zeitintervall zählt und danach die Übertragung des anderen Teiles des Antwortsignals auslöst.

5. Funksystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärstation ein mit ihrem Empfänger (6) verbundenes digitales Schieberegister (24 in Fig. 3, 4; 24' in F i g. 5) enthält, das die vom Empfänger kommenden Abfragesignale (/) aufnimmt, und daß weiterhin ein Digitalvergleicher (35) vorgesehen ist, der das Schieberegister (24, 24') mit einem voreingestellten Speicher (35 in Fig. 3, 4; 34' in F i g. 5) verbindet und einen Ubertragungsbefehl abgibt, wenn die digitalen Inhalte des Schiebe-

registers (24; 24') einerseits und des Adressenspeichers (34, 34') andererseits übereinstimmen, und daß ferner ein Oszillator (18) vorgesehen ist, der eine Synchronisationsimpulsfolge mit einer der Tastfrequenz für die Kodierung des Abfrage- _: 5 ■; signals entsprechenden Frequenz erzeugt, daß weiterhin logische Glieder (28, 30) vorgesehen sind, die die Synchronisierimpulse als Schiebeimpulse (26) an das Schieberegister (24; 24') zur Einlesung des vom Empfänger (6) kommenden n> Abfragesignals übertragen, wobei weitere logische Glieder (32) auf den Übertragungsbefehl hin die Schiebeimpulse (26) unterbrechen, so daß weitere Abfrageimpulse nicht angenommen werden.

6. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrage- ; signale (/) mit einer ersten Tastfrequenz kodiert sind und die Antwortsignale mit einer zweiten, _; wesentlich anderen j Tastfrequenz kodiert sind, wobei eine der Tastfrequenzen ein Vielfaches der anderen Tastfrequenz ist und ein Frequenzteiler (44) die zweite von der ersten Tastfrequenz ab- '■ leitet.

7. Funksystem nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (18) und der Teiler (44) in den Sekundärstationen einen Synchronisationsimpulszug mit" einer Folgefrequenz abgibt, die der zweiten Tastfrequenz entspricht, und daß weiterhin elektronische Einrichtungen (42, 64,-6Sk_sin Fig. 3, 4; 42;76, 74, 78, 66' in Fig. 5) auf den Ubertragungsbefehl hin die Synchronisationsimpülse mit der zweiten Tastfrequenz als Schiebeimpulse an das Schieberegister (46) anlegen, deren Inhalt zum Sender (56) gelangen lassen und die Aussendung der Adressennummer (n) im Antwortsignal auslösen.

8. Funksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisationsimpulszug eine Folgefrequenz hat, die der zweiten Tastfrequenz entspricht, die zur Kodierung des Antwortsignals (/) in einem Modulator (54) dient und die durch den Ubertragungsbefehl gesteuerten elektronischen. Einrichtungen (64, 66 in Fig. 3, 4; 74, 66' in Fig. 5) außer zur Abtrennung der Schiebeimpulse (26) von dem Schieberegister (24) des Digitalvergleichers (35) auch zum Anlegen der Synchronisationsimpulse mit einer der Tastfrequenz des Antwortsignals entsprechenden Folgefrequenz als Schiebeimpuls (48) zur seriellen Übergabe der von der Meßausrüstung (47) gesammelten Daten zur Abstrahlung durch den Sender (56) dient.

9. Funksystem nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (18) ■und der Teiler (44) eine erste und eine zweite Synchronisationsimpulsfolge mit der entsprechenden ersten und zweiten Tastfrequenz erzeugen und die durch den Übertragungssteuerbefehl ausgelösten elektronischen Einrichtungen (64, 66 in Fig. 3,4; 74, 66' in Fig. 5) den ersten Synchronisationsimpulszug, dessen Impulse als Schiebeimpulse dienen, vom Schieberegister (24; 24') des Digitalvergleichers (35) abtrennen und den zweiten Synchronisationsimpulszug als Schiebeimpulse (48) zur seriellen Übertragung der von der Ausrüstung (47) gesammelten Daten an den Sender (56) an das zugehörige Schieberegister (46) anlegen.

10. Funksystem nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Synchronisationsimpulszug auf einen Zähler (64 in Fig. 3, 4; 74 in Fig. 5) gelangt, der so viele Synchronisationsimpulse mit der zweiten Tastfrequenz zählt, wie Zeichen oder Stellen im Inf ormationsteil. (/) des. Antwortsignals vorhanden sind. ι -...·■..

11. Funksystem nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (18) ein frequenzveränderlicher Oszillator mit einem Steuer- oder Regeleingang" zur Beeinflussung der Frequenz und Phase des Impulszuges am Oszillatörausgang ist und. daß von diesem Ausgang eine Gegenkopplungsleitung zu dem einen Eingang eines. .Phasendiskriminators (16) führt, der mit dem Regeleingang des Oszillators (18) verbunden ist und dessen zweiter Eingang: über ein Digitalfilter (8) mit dem Empfängerausgang (6) verbunden ist und die so gebildete Phasensynchronisationsschleife den von dem Generator (18) abgegebenen Impulszug mit der Tastfrequenz des Abfragesignals (/) synchronisiert.

12. Funksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kodierten Abfragesignale (7) mittels binärer Phasentastung in

- impulskodeHiodtttierte Signale^ümgewandelt werden, bevor sie den gesendeten Träger modulieren, derart, daß dabei eine Binärziffer oder ein Bit einerseits durch eine Änderung des Zustandes — bezogen auf den vorhergehenden Zustand — zu Beginn des Bits wiedergegeben wird und andererseits, daß ein Bit, z. B. eine binäre Null, durch ein erstes Zeitintervall (200 μβ) zwischen aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen, die der Tastfrequenz entsprechen, wiedergegeben wird, während ein anderes Bit, z. B. eine binäre Eins, durch ein zweites Zeitintervall (100 μ$) zwischen aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen wiedergegeben wird, derart, daß zwei der zweiten Zeitintervalle innerhalb eines ersten Zeitintervalls liegen, und daß das zur Signaldemodulation durch Zeitintervallmessung dienende Digitalfilter (8) mit seinem Eingang (7) mit dem Empfänger (6) verbunden ist und einen ersten Ausgang (12) und einen zweiten Ausgang (10) hat und über seinen ersten Ausgang (12) einen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang (7) aufeinanderfolgende Zustandsänderungen in einem ersten vorgeschrieberen Bereich (150 bis 250 μβ), der das erste Zeitintervall (200 μβ) einschließt, auftreten, und an seinem zweiten Ausgang (10) einen Impuls abgibt, wenn an seinem Eingang aufeinanderfolgende Zustandsänderungen mit einem Zeitintervall innerhalb eines zweiten vorgeschriebenen Bereiches (50 bis 150 μ5), der das zweite Zeitintervall (100 μβ) einschließt, auftreten, wobei der erste Ausgang (12) des Digitalfilters (8) mit einem Eingang des Phasendiskriminators (16) für die Synchronisierung des Ausgangsimpulszuges des Oszillators (18) verbunden ist und der zweite Ausgang (10) des Digitalfilters (8) mit dem digitalen Schieberegister (24; 24') des Digitalvergleichers (35) verbunden ist.

13. Funksystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter (8) einen dritten Ausgang (14) hat und über diesen einen Impuls abgibt, wenn aufeinanderfolgende Zu-

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Standsänderungen mit einem Zeitintervall auftreten, das in keinem, der beiden Bereiche (kleiner 50 μβ und größer 250 με) liegt und dieser dritte Ausgang (14) mit dem Löscheingang des Digital-Schieberegisters (24; 24') des Digitalvergleichers (35) zur Löschung dessen Inhalts verbünden ist.

14. Funksystem nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tastfrequenz so gewählt ist, daß ein Antwortsignal von einer anderen Sekundärstation, das vom Empfänger (6) aufgenommen wird, aufeinanderfolgende Zustandsänderungen am Eingang des Digitalfilters (8) hervorruft, deren Zeitintervalle in keinen der beiden Bereiche hineinfallen.

15. Funksystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abfragesignal (/) aus zwei aufeinanderfolgenden Teilen besteht, deren einer die Adressennummer

(n) enthält und deren anderer in erster Linie zur Synchronisation des Oszillators (18) dient.

16. Funksystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht die Adressennummer enthaltende Teil eine der Synchronisierung dienende Folge von Binärziffern, z. B. fortwährend die binäre Null enthält.

17. Funksystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil ein Binärwort

ίο enthält, das Informationen von der Primärstation (Fig. 7) zu der Sekundärstation übermittelt und daß die Sekundärstation (F i g. 4) außerdem ein auf den Übertragungssteuerbefehl hin ausgelöstes Schieberegister (23) zur Übertragung des Binärwortes an einen Informationsausgang (72) besitzt.

18. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstation Abfragesignale (/) in zyklischer Folge an jede der Sekundärstation sendet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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