DE1516629C

DE1516629C - Method and device for recording two closely successive underwater sound signals on current-sensitive paper

Info

Publication number: DE1516629C
Authority: DE
Inventors: Hans Dr 2300 Kiel Elmschenhagen Thieme Siegfried 2301 Raisdorf Drenkelfort
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Publication date: 1971-06-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur unterscheidbaren Aufzeichnung zweier dicht aufeinanderfolgender, in elektrische Größen umgewandelter und verstärkter Unterwasserschallsignale auf stromempfindlichem Papier, dessen Gradationskurve für den Dynamikumfang der Signale zu steil ist, insbesondere zur Aufzeichnung der Echosignale von dicht über dem Meeresboden stehenden Fischen.The invention relates to a method for distinguishable Record of two closely spaced, converted into electrical quantities and amplified underwater sound signals on current-sensitive paper, the gradation curve for the dynamic range of the signals is too steep, especially for recording the echo signals of fish standing close to the seabed.

Zur Ortung von Fischen werden bekanntlich Unterwasser-Echoloteinrichtungen benutzt, und die eintreffenden Echosignale werden in elektrische Größen umgewandelt, verstärkt und zwecks Aufzeichnung eines Echogramms einem Schreibregistriergerät zugeführt. Als Aufzeichnungsträger wird hierbei aus Gründen einer möglichst einfachen Handhabung ein stromempfindliches Papier, und zwar ein solches für trockenen Betrieb verwendet. Dieses besteht aus einer Lage Kohlepapier, welche mit einer nichtleitenden, hellen Deckschicht versehen ist, die durch elek- ao frischen Funkendurchschlag mehr oder weniger stark weggebrannt wird, so daß die schwarze Kohleschicht in dementsprechendem Maße zum Vorschein kommt. Wird also der Schreibgriffel des Registriergeräts auf dem Papier entlanggeführt, so gibt die Schwärzung den zeitlichen Verlauf der Echosignalspannung wieder. ,As is known, underwater echo sounder devices are used to locate fish, and the Incoming echo signals are converted into electrical quantities, amplified and used for recording an echogram fed to a writing recorder. The recording medium here is for the sake of simplicity of use, a current-sensitive paper, namely such a paper used for dry operation. This consists of a layer of carbon paper, which is covered with a non-conductive, bright top layer is provided, which is more or less strong due to a fresh spark discharge is burned away, so that the black carbon layer comes to the fore to a corresponding extent. So if the pen of the recorder is guided along the paper, there is blackening the time course of the echo signal voltage again. ,

Leider ist diese Wiedergabe jedoch ziemlich ungenau,, weil nämlich die Gradationskurve des Papiers so steil ist, daß mit seinem gesamten Gradationsumfang (von Weiß bis Tiefschwarz) nur ein Teil des Dynamikumfanges der Echosignale durch unterschiedliche Grauwerte wiedergegeben werden kann, während der restliche, oberhalb einer bestimmten Signalhöhe liegende Teil unterschiedslos in gesättigtem Schwarz aufgezeichnet wird.Unfortunately, this reproduction is rather imprecise, namely because the gradation curve of the paper is so steep that with its entire range of gradation (from white to deep black) only part of the dynamic range of the echo signals through different Gray values can be reproduced, while the rest, above a certain Signal level is recorded indiscriminately in saturated black.

Dieser Mangel stört insbesondere beim Loten von Fischen, die sich dicht über dem Meeresboden befinden. Damit nämlich die Fischechos im Echogramm hinreichend deutlich erkennbar hervortreten, müssen sie mit dementsprechend kräftiger, also schon fast gesättigter Schwärzung aufgezeichnet werden. Daher werden sich, obgleich die Amplituden der Echosignale des Meeresbodens erheblich höher sind als die der Fischechos, die Aufzeichnungen der Fisch- und der Bodenechos hinsichtlich ihrer Schwärzung kaum noch voneinander unterscheiden.This deficiency is particularly troublesome when plumbing fish that are close to the seabed. In order for the fish echoes to appear sufficiently clearly recognizable in the echogram, must they are recorded with a correspondingly strong, i.e. almost saturated, blackening. Hence even though the amplitudes of the echo signals from the sea floor are considerably higher than those of the fish echoes, the records of the fish and bottom echoes with regard to their darkness hardly differ from each other.

Zu der mangelnden farblichen Unterscheidbarkeit kommt noch ein durch den Seegang hervorgerufener Effekt, der das Auffinden der Fischechos im Echogramm besonders erschwert: Infolge des Dümpelns des lotenden Schiffes werden nebeneinanderliegende Echos gegeneinander in der Höhe versetzt aufgezeichnet, so daß die Fischechos gewissermaßen in den Boden hineingeschrieben werden.In addition to the lack of color differentiation, there is also one caused by the swell Effect that makes it particularly difficult to find the fish echoes in the echogram: As a result of the bumbling of the piloting ship, echoes next to one another are recorded offset in height, so that the fish echoes are so to speak written into the bottom.

Es sind zwar schon verschiedene Verfahren und Einrichtungen zur Verbesserung der Erkennung der Echos von bodennahen Fischen bekanntgeworden; mit diesen wird der angestrebte Erfolg jedoch nur sehr bedingt erreicht.There are already various methods and devices to improve the detection of the Echoes of fish close to the bottom become known; with these, however, the desired success will only be achieved achieved very conditionally.

So ist es bekannt, einen Zweikanalverstärker vorzusehen, in dessen einem Kanal die Fischechos und der untere Teil des Bodenechos und in dessen anderem Kanal die verbleibende Spitze des Bodenechos getrennt verstärkt werden. Die Ausgangssignale der beiden Kanäle lassen sich addieren oder subtrahieren (deutsche Patentschrift 1 013 548). Hierdurch läßt sich aber keine Grauwerttrennung zwischen Fisch und anschließenden Teilen des Bodenechos erreichen. '·-.It is known to provide a two-channel amplifier, in one of which channels the fish echoes and the lower part of the bottom echo and in its other channel the remaining tip of the bottom echo are reinforced separately. The output signals of the two channels can be added or subtracted (German patent specification 1 013 548). However, this does not allow a separation of gray values between Reach fish and subsequent parts of the bottom echo. '· -.

Weiterhin ist es bekannt (deutsche Patentschrift 1 136 248), die Vorderkante des Bodens schmal und schwarz zu schreiben, um daraufsitzende Fische durch eine relativ große Änderung dieses schmalen schwarzen Bandes zu erkennen. Auch diese Art der Aufzeichnung trennt Fisch und Boden nicht, und der Effekt tritt bei Seegang nicht auf, weil dann die Bodenlinie unregelmäßig geschrieben wird und Fischechos in dieser Unregelmäßigkeit verschwinden.It is also known (German patent specification 1 136 248) that the front edge of the floor is narrow and to write black to narrow fish sitting on it by a relatively large change the black ribbon. This type of recording does not separate fish and soil either, and the The effect does not occur in rough seas because the bottom line is then written irregularly and fish echoes disappear in this irregularity.

Alle diese Maßnahmen wirken nur unvollkommen. Man ist deshalb zu anderen Anzeigevorrichtungen, wie Kathodenstrahlröhren, übergegangen, konnte hier zwar teilweise Verbesserungen erzielen, verliert dadurch aber den Vorteil einer dauerhaften, zur statistischen Auswertung geeigneten Aufzeichnung.All of these measures only work imperfectly. One is therefore to other display devices, like cathode ray tubes, passed over, was able to achieve some improvements here, but loses as a result but the advantage of a permanent recording suitable for statistical evaluation.

Die Erfindung schafft nun die Möglichkeit, ein Echogramm aufzuzeichnen, in welchem die Fischechos kräftig schwarz, die Bodenechos dagegen grau erscheinen, so daß die Fischechos auch dann noch erkennbar sind, wenn sie in den Boden hineingeschrieben wurden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Echosignale wenigstens der letzten Stufe des Echosignalverstärkers mit einer gewissen Laufzeitverzögerung zugeführt werden, daß von den noch unverzögerten Echosignalen außerdem eine Spannung abgeleitet und einer Schwellenwertschaltung zugeführt wird, deren Schwellenwert mindestens so hoch liegt wie der zur Vollschwärzung des stromempfindlichen Papiers erforderliche Spannungswert, daß ferner der den Schwellenwert übersteigende Teil der abgeleiteten Spannung in seinem Verlauf unverändert dazu verwendet wird, den Echosignalverstärker auf eine nur für die detaillierte Aufzeichnung von Grauwerten ausreichende Ausgangsspannung herabzuregeln, und daß die Zeitverzögerung wenigstens annähernd gleich der zur Herabregelung des Echosignalverstärkers benötigten Zeit bemessen wird.The invention now creates the possibility of recording an echogram in which the fish echoes strong black, but the bottom echoes appear gray, so that the fish echoes even then are recognizable when they have been written into the ground. According to the invention, this is thereby achieved achieved that the echo signals at least the last stage of the echo signal amplifier with a certain Propagation delay are supplied that of the still undelayed echo signals also a voltage is derived and fed to a threshold value circuit, the threshold value of which is at least is as high as the voltage value required to completely blacken the current-sensitive paper, that also the part of the derived voltage exceeding the threshold value in his Course unchanged is used to set the echo signal amplifier on one only for the detailed recording to regulate down sufficient output voltage of gray values, and that the time delay at least approximately equal to the time required to reduce the echo signal amplifier is measured.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß auch Details der Bodenstruktur wiedergegeben werden, wodurch normalerweise nicht lotbare Meerestiere, wie z. B. Langusten, die aber an eine bestimmte Bodenstruktur gebunden sind, noch ausgemacht werden können.The method according to the invention has the additional advantage that details of the soil structure are reproduced, which normally not plummetable marine animals such. B. Lobsters, which, however, are bound to a certain soil structure, can still be identified.

Zur Aufzeichnung der Echosignale ist bereits eine Einrichtung bekannt, die im wesentlichen aus einem Echoempfänger und einem Echosignalverstärker besteht, an dessen Ausgang der Schreibgriffel eines mit stromempfindlichem Papier arbeitenden Schreibregistriergerätes angeschlossen ist. Diese Einrichtung kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, wenn sie gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag derart ergänzt ist, daß in die zum Eingang der. Endstufe des Echosignalverstärkers führende Leitung eine — vorzugsweise aus /?C-Gliedern gebildete — Laufzeitverzögerungsschaltung eingeschaltet ist, daß ferner an die vom Echoempfänger bzw. einer Vorverstärkerstufe zu der Laufzeitverzögerungsschaltung führende Leitung eine Zweigleitung angeschlossen ist, welche zu einer Schwellenwertschaltung und von dieser unmittelbar an die Steuerelektrode eines elektrisch steuerbaren Widerstandes führt, und daß der elektrisch steuerbare Widerstand zu dem Eingang der Verstärkerendstufe parallel geschaltet ist.For recording the echo signals, a device is already known, which essentially consists of a There is an echo receiver and an echo signal amplifier, at the output of which the stylus has a current-sensitive paper working writing recorder is connected. This facility can be used to carry out the method according to the invention if they are according to a further inventive proposal is supplemented in such a way that in the entrance of the. Output stage of the echo signal amplifier Leading line - a propagation delay circuit - preferably formed from /? C elements is switched on, that also to the from the echo receiver or a preamplifier stage to the Propagation delay circuit leading line a branch line is connected, which to a Threshold value circuit and from this directly to the control electrode of an electrically controllable Resistance leads, and that the electrically controllable resistor to the input of the amplifier output stage is connected in parallel.

Weitere Vorteile der Erfindung werden an HandFurther advantages of the invention will become apparent

der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele im folgenden näher erklärt. Es zeigtof the embodiments shown in the figures explained in more detail below. It shows

F i g. 1 eine gemäß der Erfindung schematisch ausgestaltete Unterwasserschallempfangseinrichtung,F i g. 1 shows an underwater sound receiving device designed schematically according to the invention,

F i g. 2 Echospannung im erfindungsgemäßen Zusammenwirken mit einer zeitverzögerten Echospannungj F i g. 2 echo voltage in cooperation according to the invention with a time-delayed echo voltagej

F i g. 3 Beispiel eines Echogramms nach der Erfindung, F i g. 3 example of an echogram according to the invention,

F i g. 4 detaillierte Ausführungsform des Schemas der Fig. 1,F i g. 4 detailed embodiment of the scheme of FIG. 1,

F i g. 5 Schema der Mittel zur Dynamikerweiterung der F i g. 4,F i g. 5 Scheme of the means for expanding the dynamics of FIG. 4,

Fig. 6 und 7 Diagramm der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Eingangsspannung für eine bestimmte Dimensionierung der F i g. 4,Fig. 6 and 7 diagram of the output voltage as a function of the input voltage for a certain dimensioning of the F i g. 4,

F i g. 8 weiteres schematisches Ausführungsbeispiel,F i g. 8 further schematic embodiment,

F i g. 9 Diagramm der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Eingangsspannung gemäß der Ausführung nach F i g. 8,F i g. 9 Diagram of the output voltage as a function on the input voltage according to the embodiment according to FIG. 8th,

Fig. 10 eine Weiterbildung zur besseren Wiedergabe der Null-Linie des Echogramms.10 shows a further development for better reproduction of the zero line of the echogram.

Mit 1 ist in der F i g. 1 ein Empfangsschwinger bezeichnet, der sich unter Wasser befindet, z. B. an einem nicht gezeichneten Schiff. Dieser Schwinger wandelt auf seine Membran auftreffende Schallenergie in elektrische Schwingungen um, die an einen in seiner Nähe befindlichen Vorverstärker 2 weitergeleitet und dort verstärkt werden. Irgendwo auf dem Schiff befindet sich sodann der Hauptverstärker 3, der die elektrischen Signale weiter verstärkt. Mitiiöl ist eine von,eventuell mehreren Verstärkerstufen angedeutet. Rö2 ist eine Endstufe, die auf das nachgeordnete Registriergerät 4 arbeitet.With 1 in FIG. 1 denotes a receiving transducer that is underwater, e.g. B. on a ship not shown. This oscillator converts sound energy incident on its membrane into electrical oscillations, which are passed on to a preamplifier 2 located in its vicinity and amplified there. The main amplifier 3 is then located somewhere on the ship, which further amplifies the electrical signals. Mitiiöl is one of possibly several amplifier stages indicated. Rö2 is an output stage that works on the downstream recording device 4.

In dem Registriergerät 4 wird stromempfindliches Papier 5 zwischen Rollen 6 über einen leitenden und geerdeten Tisch 7 geführt. Senkrecht zu dieser Transportrichtung läuft dauernd ein nichtleitender Riemen 8 um, der einen Schreibgriffel 9 trägt. Dieser Griffel wird von einer Stromschiene 10 und diese wiederum von der Endstufe Rö 2 gespeist. Der Antrieb des Riemens 8 und damit des Schreibgriffels erfolgt durch den Motor 11 und das Getriebe 12. Gleichzeitig wird nach jedem Umlauf zwangläufig durch das Schrittschaltwerk 13 das Papier um etwas mehr als eine Strichbreite von rechts nach links weitergerückt.In the registration device 4, current-sensitive paper 5 is guided between rollers 6 over a conductive and earthed table 7. A non-conductive belt 8, which carries a stylus 9, runs around at right angles to this transport direction. This stylus is fed by a power rail 10 and this in turn by the output stage Rö 2. The drive of the belt 8 and thus the pen is carried out by the motor 11 and the gearbox 12. At the same time, after each revolution, the indexing mechanism 13 automatically advances the paper by a little more than a line width from right to left.

Beim Überlaufen des Schreibgriffels 9 über das Papier wird das sogenannte Echogramm geschrieben.When the stylus 9 runs over the paper, the so-called echogram is written.

14 sind Null-Marken, die von einem zu Beginn jeder Lotung ausgesandten Impuls eines nicht gezeichneten Senders herrühren. Danach werden die von Unterwasserobjekten reflektierten Schallwellen empfangen, verstärkt und durch den Schreibstrom die Papierdeckschicht mehr oder weniger fprtgebrannt.14 are zero marks, which are caused by a pulse of an unsigned pulse emitted at the beginning of each sounding Originate from the transmitter. Then the sound waves reflected by underwater objects are received, reinforced and the paper cover layer more or less fartburned by the writing current.

15 sind" die bei der Erfindung praktisch schwarz geschriebenen Fischechos und 16 der zunächst nur grau geschriebene Meeresboden, der jedoch an seinem Ende 16 α schwarz wird. Die Fische heben sich deutlich vom Meeresboden ab, auch dann, wenn durch starke Zerklüftung des Meeresbodens bzw. Seegang die Fische in die Bodenaufzeichnung hineingeschrieben werden. Diese vorteilhafte Schreibweise wird durch folgendes, erfindungsgemäßes Ausgestaltungsbeispiel der an sich bekannten Echoloteinrichtung erreicht.15 are "the fish echoes written practically in black in the invention and 16 the sea floor, which is initially only written in gray, but which becomes black at its end 16 α . The fish stand out clearly from the sea floor, even when the sea floor or The sea state the fish can be written into the bottom record.

Im Zuge der Verstärkung, in F i g. 1 symbolisch zwischen Röl und Rö2, ist ein Verzögerungsglied 17 für die zu schreibenden Signale angeordnet. Vor-In the course of reinforcement, in FIG. 1 symbolically between Röl and Rö2, a delay element 17 is arranged for the signals to be written. In front-

.. her wird ein Teil der Signalspannung abgezweigt, · Leitung 18, sofern die Spannung ausreicht, um eine Schwellwerteinrichtung 19 zu passieren. Deren Schwellwert ist so eingestellt, daß nur das relativ starke Bodenechosignal, nicht aber wesentlich schwächere Fischechosignale passieren können. Die den Schwellwert überschreitenden Teile des Bodenechosignals werden als Steuerspannung für den elekironisch steuerbaren Parallelwiderstand 20 verwendet. Dieser Parallelwiderstand hat normalerweise einen großen Wert, so daß Fischechos den Verstärker unvermindert passieren können und schwarz geschrieben werden. Das Bodenecho übersteigt aber den Schwellwert und steuert den Parallelwiderstand zu geringeren Weiten. Da diese Steuerspannung relativ zum zu schreibenden Signal durch das Verzögerungsglied 17 früher wirksam wird, tritt diese Wirkung schon vorher ein, bevor der Beginn des Bodenechosignals geschwärzt wird, und das Bodenechosignal wird von seinem Anfang an mit einer gegenüber den Fischen verminderten Schwärzung, also deutlich heller, geschrieben.
Die Wirkungsweise sei noch einmal im Zusammen-.. Their threshold value is set so that only the relatively strong bottom echo signal, but not significantly weaker fish echo signals, can pass. The parts of the ground echo signal which exceed the threshold value are used as a control voltage for the electrically controllable parallel resistor 20. This parallel resistance usually has a large value, so that fish echoes can pass the amplifier undiminished and are written in black. However, the bottom echo exceeds the threshold value and controls the parallel resistance to smaller distances. Since this control voltage takes effect earlier relative to the signal to be written by the delay element 17, this effect occurs before the beginning of the bottom echo signal is blackened, and the bottom echo signal is from its beginning with a lower blackening than the fish, i.e. significantly lighter , written.
The mode of action is once again

s5 hang mit den Fig. 2 und 3 erläutert. In'der,Fig. 2 sind über der Zeitachse t die Amplitude des Fischechos F und des Bodenechos B sowie des zeitverzögerten Fischechos F* und des zeitverzögerten Bodenechos B* aufgetragen. Die unverzögerte, gestrichelt gezeichnete Echospannung findet Verwendung als Steuerspannung und die durchgehend gezeichnete Echospannung als noch zu korrigierende Schreibspannung. Die Auswirkung dieser erfinderischen Maßnahmen ist in der F i g. 3, einem Ausschnitt aus einem Echogramm, dargestellt.s5 hang with FIGS. 2 and 3 explained. In'der, Fig. 2, the amplitude of the fish echo F and the bottom echo B as well as the time-delayed fish echo F * and the time-delayed bottom echo B * are plotted over the time axis t. The undelayed echo voltage shown in dashed lines is used as a control voltage and the continuous echo voltage is used as the write voltage that has yet to be corrected. The effect of these inventive measures is shown in FIG. 3, a section from an echogram.

Mit V_s ist in der F i g. 2 jenes Spannungsniveau eingezeichnet, bei dem schwarz geschrieben wird. Das Spannungsniveau V₁ symbolisiert den Schwellwert. With V _s in FIG. 2 shows the voltage level at which black is written. The voltage level V ₁ symbolizes the threshold value.

Es mögen jetzt die Steuer- und Schreibvorgänge der Fig. 1 in ihrem zeitlichen Ablauf betrachtet werden. Das Fischecho F und ein kurzer Teil des Bodenechos B liegen unterhalb des Schwellwertes V₁, können deshalb die Einrichtung 19 nicht passieren und nicht -an die Steuerstufe 20 gelangen: die Schreibspannung bleibt unbeeinflußt. Überschreitet das Bodenecho B den Schwellwert V₁ im Punkt 50, so setzt durch die Einrichtung 20 bei der Schreibspannung B* im Punkt 51 eine Gegensteuerung ein, so daß die Schreibspannung B* das Schwarzniveau V_s nicht zu erreichen vermag. Damit bleibt die Bodenaufzeichnung 16 b (F i g. 3) im Gegensatz zur schwarzen Fischaufzeichnung 15 b (Fi g. 3) grau.The timing of the control and write operations in FIG. 1 may now be considered. The fish echo F and a short part of the bottom echo B are below the threshold value V ₁ and therefore cannot pass through the device 19 and cannot reach the control stage 20: the writing voltage remains unaffected. If the bottom echo B exceeds the threshold value V ₁ at point 50, the device 20 initiates a countermeasure at the writing voltage B * at point 51, so that the writing voltage B * cannot reach the black level V _s. The bottom record 16 b (FIG. 3) thus remains gray in contrast to the black fish record 15 b (FIG. 3).

Unterschreitet die Steuerspannung B im Punkt 52 den Schwellwert K₁, so hört die Korrektion der Schreibspannung B* durch die Steuerstufe 20 auf, und die Schreibspannung B* kommt vom Punkt 53 art unverändert an die Endstufe Rö 2. Da der Punkt 53 noch oberhalb des Schwarzniveaus V_s liegt, wird das Stück von 53 bis 54 im Echogramm schwarz geschrieben, entsprechend 16c in der Fig. 3. Hieran schließt sich, weil das Schwarzniveau V_s unterschritten wird, ein graues Band 16 d an.If the control voltage B falls below the threshold value K ₁ at point 52, the correction of the write voltage B * by the control stage 20 ceases, and the write voltage B * comes unchanged from the point 53 to the output stage Rö 2. Since the point 53 is still above the Black level V _s , the piece from 53 to 54 in the echogram is written in black, corresponding to 16c in FIG. 3. This is followed by a gray band 16d because the black level V _s is not reached.

Es sei noch angemerkt, daß in dem EchogrammIt should also be noted that in the echogram

der Fig. 3 innerhalb der Streifen 16ft und 16d an sich noch Nuancierungen vorhanden sind, die aber aus zeichnerischen Gründen nicht aufgenommen sind. Die erfindungsgemäße Anzeige bietet also noch Aus-FIG. 3 16ft within the strips 16 and nuances are d to be still present, but which are not included for illustrative reasons. The display according to the invention therefore still offers

sagen über die Bodenstruktur. Außerdem ist die Schwärzung 16 c am Ende der Bodenaufzeichnung eine Funktion der Reflexionseigenschaften des Bodens und damit ebenfalls seiner Struktur. Der Abstand dieser schwarzen Linie bzw. Bandes 16 c innerhalb der Bodenaufzeichnung vom Beginn der Aufzeichnung des Bodenechos vermittelt also zusätzliche Informationen, die mit den bisher üblichen Methoden nicht zu gewinnen sind.say about the soil structure. In addition, the blackening is 16 c at the end of the floor record a function of the reflective properties of the soil and thus also of its structure. The distance this black line or band 16 c within the bottom record from the beginning of Recording of the ground echo thus conveys additional information that was previously common Methods are not to be won.

Die Kenntnis der Bodenstruktur ist sowohl für den Fang sonst nicht mehr erkennbarer Fischsorten, deren Vorkommen an eine bestimmte Bodenstruktur gebunden ist, wie auch für geologische Untersuchungen wertvoll.Knowing the structure of the soil is important for catching fish species that are otherwise no longer recognizable, whose occurrence is tied to a certain soil structure, as well as for geological investigations valuable.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt noch darin, daß bei Seegang (Vertikalbewegung des Schiffes) die dunkle Fischanzeige 15 b deutlich unterscheidbar in die hellere Bodenanzeige 16 b hineingeschrieben wird; die Unterscheidung Fisch/Boden wird also bei der Erfindung durch den Seegang nicht unterbunden, was aber bei einer Vorrichtung der Fall wäre, die zur Fisch-Boden-Trennung eine schwarze Bodenkontur schreibt.Another advantage of the invention is that in swell (vertical movement of the ship) the dark fish display 15 b is clearly distinguishable written into the lighter bottom display 16 b ; the distinction between fish and bottom is therefore not prevented in the invention by the swell, but this would be the case with a device that writes a black bottom contour for fish-bottom separation.

Nachfolgend wird in der F i g. 4 ein stärker detailliertes Ausführungsbeispiel dieses Teiles der Echoloteinrichtung gezeigt. Zunächst sind schematisch mit la der Schwinger, mit 2a ein oftmals auch nicht vorgesehener Vorverstärker, mit 3 a ein Teil des Hauptverstärkers entsprechend Rö 1 der F i g. 1 und mit Aa die Registriervorrichtung wiederholt eingezeichnet. 3b ist der restliche Teil des Hauptverstärkers, der ausführlich dargestellt ist.In the following, FIG. 4 shows a more detailed embodiment of this part of the echo sounder device. First of all, the oscillator is shown schematically with la , with 2a a preamplifier that is often not provided, with 3a a part of the main amplifier corresponding to Rö 1 of FIG. 1 and repeatedly drawn in with Aa the registration device. 3b is the remainder of the main amplifier which is shown in detail.

Nachdem das elektrische Signal in dem Verstärkerteil 3 α ausreichend spannungsverstärkt ist, wird es mittels der Dioden D₁ und D₂ unter Spannungsverdopplung gleichgerichtet. C₁ ist ein Siebkondensator. Das derartig demodulierte Signal wird sodann durch doppelte Integration mittels der /?C-Glieder R₂, C₂ und R₃, C₃ geglättet und verzögert und gelangt schließlich an das Steuergitter der Endröhre jRö3. Ihre einstellbare Gittervorspannung zur Festlegung ihres Arbeitspunktes wird aus einer an den Klemmen 30 des Trafos 33 anzuschließenden Wechselspannungsquelle, einem nicht gezeichneten Bordnetzgerät, durch Gleichrichtung mittels der Diode D₄ und dem Siebkondensator C₄ gewonnen. . Mittels des einstellbaren Spannungsteilers i?₄, R₅ ist auch diese Vorspannung einstellbar. Sie wird mittels C₅ nochmals gesiebt und gelangt über den Gitterableitwiderstand R₀ oder über R₀' an das Steuergitter der Endröhre jRö 3.After the electrical signal has been sufficiently voltage-amplified in the amplifier part 3 α , it is rectified by means of the diodes D ₁ and D ₂ with voltage doubling. C ₁ is a filter capacitor. The signal demodulated in this way is then smoothed and delayed by double integration by means of the /? C elements R ₂ , C ₂ and R ₃ , C ₃ and finally arrives at the control grid of the output tube jRö3. Your adjustable grid bias to determine its operating point is obtained from an alternating voltage source to be connected to the terminals 30 of the transformer 33, an on-board power supply unit (not shown), by rectification using the diode D ₄ and the filter capacitor C ₄ . . Using the adjustable voltage divider i? ₄ , R ₅ this bias is also adjustable. It is screened again by means of C ₅ and arrives at the control grid of the output tube jRö 3 via the grid bleeder resistor R ₀ or via R ₀ '.

Weiterhin ist parallel zum Steuergitter der Endröhre Rö 3 der Transistor Rö 4 gelegt. Er ist vom npn-Typ und liegt mit seinem Kollektor an der positiven Richtspannung des demodulierten elektrischen Signals bzw. am Steuergitter der Endröhre Rö3 und mit seinem Emitter über dem Emitterwiderstand R₇ und dem Kondensator C₆ an ihrer Kathode. Der Transistor ist normalerweise gesperrt. Hierzu wird seiner Basis über den Widerstand R₇' eine negative Gleichspannung zugeführt. Diese wird aus demselben Transformator 31 durch Gleichrichtung mittels Diode D₇ und Siebkondensator C₇ gewonnen. Sie ist mittels des Potentiometers R₈ einstellbar. Die Zener-Diode Z begrenzt den Basisvorspannungswert, damit der Parallel-Transistor Rö4 einerseits geschützt ist und andererseits mit Sicherheit noch auf Echos anspricht. Die negative Vorspannung kann die Zenerspannung nicht überschreiten, bei entsprechender Einstellung von R₈ jedoch unterschreiten und schließlich zu Null werden. Die Basis des Transistors ist nämlich auch durch die noch unverzögerten elektrischen Signale zu steuern. Hierzu ist eine Abzweigung 32 vor den zeitverzögernden ÄC-Gliedern R₂, C₂ und R₃, C₃ vorgesehen.Furthermore, the transistor Rö 4 is placed parallel to the control grid of the output tube Rö 3. It is of the npn type and has its collector on the positive directional voltage of the demodulated electrical signal or on the control grid of the end tube Rö3 and its emitter via the emitter resistor R ₇ and the capacitor C ₆ on its cathode. The transistor is normally blocked. For this purpose, a negative DC voltage is fed to its base via the resistor R ₇ '. This is obtained from the same transformer 31 by rectification using diode D ₇ and filter capacitor C ₇ . It can be set using the R ₈ potentiometer. The Zener diode Z limits the base bias value so that the parallel transistor Rö4 is on the one hand protected and on the other hand still responds to echoes with certainty. The negative bias voltage cannot exceed the Zener voltage, but if R ₈ is set accordingly, it can fall below it and ultimately become zero. The base of the transistor can also be controlled by the electrical signals that are still undelayed. For this purpose, a branch 32 is provided in front of the time-delaying A C elements R ₂ , _{C 2} and R ₃ , C ₃ .

Die Wirkungsweise ist folgende: Übersteigt das im Punkt 32 abgezweigte elektrische Signal die durchThe mode of operation is as follows: If the electrical signal branched off at point 32 exceeds the throughput

ίο die Zener-Diode Z bzw. Einstellung von A₈ festgelegte Steuervorspannung des Transistors Rö 4, so steuert der übersteigende positive Teil den'Transistor mehr oder weniger auf. Die Basisvorspannung ist mittels R₈ bzw. der Zener-Diode Z so groß gewählt, daß nur das relativ starke Bodenechosignal, nicht aber das im Verhältnis erheblich schwächere Fischechosignal diesen Schwellwert zu übersteigen vermag. Hierdurch entsteht für die durchgehenden elektrischen Signale im Punkt 33 eine mehr oderίο the Zener diode Z or setting of A ₈ fixed control bias of the transistor Rö 4, then the excess positive part controls the transistor more or less. The base bias is selected so large by means of R ₈ or the Zener diode Z that only the relatively strong bottom echo signal, but not the relatively much weaker fish echo signal, can exceed this threshold value. This results in a more or more for the continuous electrical signals at point 33

so weniger große Ableitung, so daß diese mehr oder weniger stark geschwächt werden. Zusätzlich sind diese durchgehenden elektrischen Signale so stark verzögert, daß diese Schwächung der Verstärkung zeitlich vorverlegt und schon zu Beginn des Bodenechos vorhanden ist und das Bodenecho von Anfang an trotz seiner ursprünglich gegenüber den Fischechos größeren Amplitude mit geringerer Amplitude an das Steuergitter von Rö3 gelangt und demzufolge heller als die Fischechosignale geschrieben wird.so less large discharge that these are weakened to a greater or lesser extent. In addition, these continuous electrical signals are so much delayed that this weakening of the amplification is brought forward in time and is already present at the beginning of the bottom echo and the bottom echo from the beginning reaches the control grid of Rö3 with a lower amplitude despite its originally greater amplitude than the fish echoes and consequently is written brighter than the fish echo signals.

Fische werden im Gegensatz zum Boden als das für den Fischer subjektiv Interessante wenigstens dunkelgrau, vorzugsweise schwarz aufgezeichnet. Das gilt auch für ganz dicht über dem Boden stehende Fische, so daß sich diese deutlich von dem helleren, grauen Boden abheben. Mit wieder abnehmender Amplitude des elektrischen Bodenechosignals nimmt nämlich die Schwärzung des Bodens wieder zu. Unterschreitet die Amplitude des Bodenechos den Schwellwert der Basisvorspannung, so wird der Transistor wieder sehr schnell gesperrt, und der diesen Schwellwert unterschreitende Teil am Ende des Bodenechosignals wird zunächst schwarz und dann wieder heller werdend geschrieben.In contrast to the bottom, fish are at least what is subjectively interesting for the fisherman drawn in dark gray, preferably black. This also applies to very close to the ground standing fish, so that they stand out clearly from the lighter, gray bottom. With decreasing again This is because the amplitude of the electrical ground echo signal decreases as the ground becomes black again to. If the amplitude of the ground echo falls below the threshold value of the base bias, so the transistor is blocked again very quickly, and the part which falls below this threshold value am At the end of the ground echo signal, it is initially written in black and then becomes lighter again.

Die von der Steuerung des Transistors Rö 4 hervorgerufene Wirkung auf die Anzeige läßt sich vervielfachen, wenn man die gleiche oder eine ähnliche Anordnung auch für Vorstufen 3 α vorsieht. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist von einer anderen Möglichkeit zur Verstärkung dieser Wirkung Gebrauch gemacht, indem für die Endröhre Rö3 eine besonders steile Schaltung verwendet wird, die aber Gegenstand einer anderen Patentanmeldung ist.The effect on the display caused by the control of the transistor Rö 4 can be multiplied if the same or a similar arrangement is also provided for the preliminary stages 3 α. In the illustrated embodiment, use is made of another possibility to increase this effect, in that a particularly steep circuit is used for the end tube Rö3 , which is, however, the subject of another patent application.

Das Schirmgitter von Rö3 ist einerseits über dieThe screen grid of Rö3 is on the one hand via the

Diode D₆ mit ihrer Anode und über den Kondensator C₅ mit ihrer Kathode verbunden. Der Widerstand A₁₀ begrenzt nur den Ladestrom für den Kondensator, wenn dieser bei gesperrter Rö3 über die Diode D₅ von der Anodenbatterie B₁ aufgeladen wird. Der Widerstand R_n begrenzt den Schirmgitterstrom im Übernahmebereich und verhindert eine unerwünscht starke Entladung des Kondensators C₅. Im ersten Moment bei einer Aufsteuerung von Rö3 durch ein Fischecho fällt zwar durch den Spannungsabfall am Kathodenwiderstand R₉ die für denDiode D _{6 is} connected to its anode and via the capacitor C ₅ to its cathode. The resistor A ₁₀ only limits the charging current for the capacitor if it is charged by the anode battery B ₁ via the diode D ₅ when the Rö3 is blocked. The resistor R _n limits the screen grid current in the transfer area and prevents an undesirably strong discharge of the capacitor C ₅ . In the first moment when Rö3 is turned on by a fish echo, the voltage drop across the cathode resistor R ₉ causes the for the

Anodenstrom einer Triode maßgebliche Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode ab, aber durch den Kondensator C₅ wird zunächst das Schirmgitter auf konstantem Potential gegen Kathode ge-Anode current of a triode from the decisive potential difference between anode and cathode, but first the screen grid is brought to a constant potential against the cathode _{by the capacitor C 5.}

halten, so daß keine Erniedrigung durch die Rückwirkung der Aufsteuerung zu verzeichnen ist. Die Röhre· arbeitet auf einer Pentodenkennlinie. Diese ändert sich aber, für einen späteren Teil des Signals, da der Kondensator C₅ durch den Schirmgitterstrom mehr oder weniger entladen ist. Dadurch sinkt die Schirmgitterspannung, der Anodenstrom und damit die Steilheit der Röhre. Es wird hierdurch unterstützt, daß die am Ende des Bodenechos infolge des Schwellwertes wieder erscheinende nahezu schwarze Aufzeichnung 16c (Fig. 3) so schwarz wie das Fischecho geschrieben wird, so daß es neben dem Fischecho als das schwärzeste Detail des ganzen Echogramms erscheint und aus der flächenhaften Aufzeichnung plastisch hervortritt.hold, so that there is no reduction in the retroactive effect of the upward taxation. The tube works on a pentode characteristic. However, this changes for a later part of the signal, since the capacitor C ₅ is more or less discharged by the screen grid current. This reduces the screen grid voltage, the anode current and thus the steepness of the tube. This supports the fact that the almost black recording 16c (Fig. 3) which appears again at the end of the bottom echo as a result of the threshold value is written as black as the fish echo, so that it appears next to the fish echo as the blackest detail of the entire echogram and from the two-dimensional recording emerges vividly.

Weiterhin kann der Fischer ganz nach Belieben die den Dynamikumfang erweiternden Teile zu- und abschalten. Hierzu ist in dem Ausführungsbeispiel der F i g. 4 der Schalter S parallel zur Basis des Transistors Rö4 angeordnet, wodurch dieser außer Funktion gesetzt werden kann. Ist der Schalter nach rechts gelegt bzw. geschlossen, so erfolgt die Aufzeichnung in der üblichen Darstellung.Furthermore, the fisherman can switch the parts that expand the dynamic range on and off at will. For this purpose, in the exemplary embodiment of FIG. 4 the switch S is arranged parallel to the base of the transistor Rö4 , whereby this can be disabled. If the switch is set to the right or closed, the recording takes place in the usual representation.

In weiterer Ausbildung erfolgt die Zu- und Abschaltung periodisch. Für einen Teil der Lotperioden, z.B. 2O°/o, ist der Schalters geschlossen, und die Echos werden in üblicher Weise dargestellt. Es können beispielsweise derart fünf Lotperioden geschrieben werden, und darauf wird der Schalters selbsttätig wieder geöffnet und verbleibt in dieser Stellung für 20 Lotperioden, um dann wieder selbsttätig für fünf Lotperioden geschlossen zu werden usw. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer verstärkten Information: Selbsttätig abwechselnde Schreibweise und damit zwei Darstellungsarten lassen selbsttätig immer die für die jeweilige Darstellungsart günstigsten Objekte hervortreten, so daß insgesamt mehr Objekte erkennbar werden.In further training, the connection and disconnection takes place periodically. For part of the soldering periods, e.g. 2O ° / o, the switch is closed and the Echoes are presented in the usual way. For example, five solder periods can be written in this way, and the switch then becomes automatic reopened and remains in this position for 20 soldering periods, and then again automatically for five solder periods to be closed, etc. This has the advantage of increased information: Automatically alternating spelling and thus two types of representation always leave automatic the most favorable objects for the respective type of representation emerge, so that a total of more objects become recognizable.

Als Beispiel einer selbsttätig wirkenden Schaltanordnung ist in der Fig. 4 im Registriergerät 4a ein Nockenschalter S' angeordnet, der beispielsweise von demselben Schrittschaltwerk 13 a angetrieben wird, das das Registrierpapier nach jeder Lotperiode um wenigstens eine oder mehrere Strichbreiten xx fortschaltet. Durch die geometrischen Abmessungen des Schalters wie auch durch die Zahl der Nocken 34 sowie deren Breite läßt sich die Zahl der Lotperioden, für die der Schalter geschlossen ist, sowie das Verhältnis von »Auf« und »Zu« wählen. Der Schalter S^f ist an die Stelle des Schalters S zu denken, wobei z. B. die Anschlüsse a, b und a', b' einander entsprechen.As an example of a self-acting switch assembly 4 is shown in FIG. Arranged in the recording device 4a, a cam switch S ', which is for example driven by the same stepping mechanism 13a, which continues on the recording paper after each Lotperiode at least one or more bar widths xx. The number of plumb periods for which the switch is closed and the ratio of "open" and "closed" can be selected through the geometric dimensions of the switch and the number of cams 34 and their width. The switch S ^f is to be thought of in place of the switch S, where z. B. the connections a, b and a ', b' correspond to each other.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist an unterschiedliche Lotbedingungen leicht anpaßbar. Dies wird im folgenden erläutert. Zunächst ist der Parallel-Transistor mit seinen Schaltungsgliedern in der F i g. 5 gesondert herausgezeichnet. Zur Verallgemeinerung ist der Transistor mit RoS bezeichnet. Die aus der Echospannung gewonnene positive Richtspannung U₁ wird an den Schaltungspunkt 32' geführt und dem Schaltungspunkt 33' entnommen. R₁₁ sind Verzögerungsglieder, die für den Transistor zunächst nur einen Widerstand darstellen. Die Widerstände R₁₁ und R₁₆ bilden einen Spannungsteiler, so daß die im Punkt 33' gemessene Ausgangsspannung U₂ entsprechend dem Teilerverhältnis R_nZR_n + R₁₅ kleiner ist als U₁. Die Spannung U_s wird, wie in der F i g. 4 beschrieben, einer Endstufe zugeführt. DerThe device according to the invention can be easily adapted to different soldering conditions. This is explained below. First of all, the parallel transistor with its circuit elements is shown in FIG. 5 drawn out separately. To generalize, the transistor is labeled RoS. The positive directional voltage U ₁ obtained from the echo voltage is fed to the circuit point 32 'and taken from the circuit point 33'. R ₁₁ are delay elements which initially only represent a resistor for the transistor. The resistors R ₁₁ and R ₁₆ form a voltage divider, so that the output voltage U ₂ measured at point 33 'is smaller than U _{1 in} accordance with the division ratio R _n ZR _n + R ₁₅ . The voltage U _s is, as shown in FIG. 4 described, fed to an output stage. the

Transistor Rö S, vom npn-Typ, wird durch eine negative Basisvorspannung U, über R₁₃ im Ruhezustand gesperrt; er stellt dann keine zusätzliche Belastung für JR₁₁ dar. Mit zunehmender Eingangsspannung U₁ Transistor Rö S, of the npn type, is blocked by a negative base bias voltage U, via R ₁₃ in the idle state; it then does not represent any additional load for JR _11. With increasing input voltage U ₁

wird über R₁₂ das Potential an der Basis in positiver Richtung verschoben. Beim Überschreiten eines bestimmten Potentialwertes, der als Schwellwert wirkt, führt der Transistor etwas Strom; damit belastet er zusätzlich R₁₁, so daß die Spannung U₂ reduziertthe potential at the base is shifted in the positive direction via R _12. When a certain potential value, which acts as a threshold value, is exceeded, the transistor carries some current; thus it also loads R ₁₁ , so that the voltage U _{2 is} reduced

ίο wird. Da außerdem die Zeitverzögerung in U₁₁ wirksam ist, wird diese Reduzierung bereits so früh beim Bodenecho wirksam, daß es von seinem Anfang an nicht mehr schwarz wie die Fische geschrieben wird. In Fig. 6 ist U₂ in Abhängigkeit von U₁ dargestelltίο will. Since the time delay is also _{effective in U 11} , this reduction takes effect so early on in the bottom echo that it is no longer written as black as the fish from its beginning. In Fig. 6 U _{2 is shown} as a function of U ₁

mit der Basis vorspannung U₃ als Parameter. Für das Fischecho ist die Kennlinie 36 wirksam. Nach Überschreiten des durch die Basisvorspannung U₃ einstellbaren Schwellwertes V₁ wird der Transistor immer weiter geöffnet.with the base bias voltage U ₃ as a parameter. The characteristic curve 36 is effective for the fish echo. After the threshold value V ₁ , which can be set by the base bias voltage U ₃ , has been exceeded, the transistor continues to open.

Durch die Zeitverzögerung des zu schreibenden Signals gegenüber der Steuerspannung an der Basis des Transistors kann das Bodensignal auf der Kennlinie 36 nur bis zum Punkt 35 gelangen, weil dann die öffnung des Transistors für die verzögerte Schreibspannung des Bodensignals wirksam wird. Die einer vollen Schwärzung des Papiers zugeordnete Ausgangsspannung V_s liegt aber oberhalb des Punktes 35, so daß der Beginn des Bodens bereits grau und in jedem Falle heller als das Fischecho geschrieben wird.Due to the time delay of the signal to be written compared to the control voltage at the base of the transistor, the ground signal can only reach point 35 on the characteristic curve, because then the opening of the transistor becomes effective for the delayed writing voltage of the ground signal. The output voltage V _{s associated with} full blackening of the paper, however, lies above point 35, so that the beginning of the bottom is already written gray and in any case lighter than the fish echo.

Unter Bezugnahme auf F i g. 2 durchläuft der überwiegende Teil des Bodenechos B*, von 51 bis 53 reichend, den Kennlinienast 37 von links nach rechts bis zu einer dem Bodenmaximum zugeordneten Spannung V₂, um dann umzukehren und auf dem Kennlinienast 37 nur bis zu einer der Schwellwertspannung V₁ entsprechenden Stelle zurückzulaufen, um dann auf die Kennlinie 36 überzuspringen und mit der dortigen Steilheit zunächst schwarz und dann bis weiß abfallend geschrieben zu werden.Referring to FIG. 2, the predominant part of the floor echo B *, ranging from 51 to 53, runs through the characteristic curve branch 37 from left to right up to a voltage V ₂ assigned to the floor maximum, in order to then reverse and on the characteristic curve branch 37 only up to one of the threshold voltage V ₁ Position in order to then jump over to the characteristic curve 36 and, with the steepness there, it is initially written in black and then sloping down to white.

Bei einer Basisvorspannung U_3b wird das Bodenmaximum entsprechend der Lage von V₂ mit einer mehr oder weniger großen Umgebung weiß geschrieben. With a base bias voltage U _3b , the bottom maximum is written in white with a more or less large area corresponding to the position of V _2.

Je größer die Verzögerungszeit gewählt wird, desto tiefer liegt der Knickpunkt 35 für das Bodenecho und desto heller wird der Beginn des Bodenechos geschrieben. Bei konstanter, dem Punkt 35 entsprechender Verzögerungszeit wird das Bodenecho ebenfalls dann heller geschrieben, wenn die Basisvorspannung U₃ von U_3n auf U_3b erniedrigt wird. Es gilt dann der Kennhnienast 37'.The greater the delay time selected, the deeper is the break point 35 for the bottom echo and the lighter the beginning of the bottom echo is written. With a constant delay time corresponding to point 35, the bottom echo is also written brighter when the base bias voltage U _{3 is} lowered from U _3n to U _3b. The identification branch 37 'then applies.

Der Emitterwiderstand R_u bewirkt bei der öffnung des Transistors Rö 5 eine Gegenkopplung, soThe emitter resistor R _u causes negative feedback when the transistor Rö 5 opens, see above

daß der Innenwiderstand des Transistors recht gut linear mit dem Anstieg der positiven Eingangsspannung U₁ abnimmt. Eine weitere öffnung des Transistors bewirkt daher einen linearen Abfall 37 der Ausgangsspannung U₂ in Abhängigkeit von der Eingangsspannüng CZ₁.that the internal resistance of the transistor decreases quite well linearly with the increase in the positive input voltage U _1. A further opening of the transistor therefore causes a linear drop 37 in the output voltage U ₂ as a function of the input voltage CZ ₁ .

Die zu schreibende Spannung t/.„ die nach Verstärkung durch die Endstufe am Schreibgriffel liegt, verläuft also bis zu einer einstellbaren Amplitude V_x der Echospannung positiv proportional. Die Aufzeichnung nimmt mit zunehmender Eingangsspannung U₁ ebenfalls an Schwärzung zu, stellt also ein »Positiv« dar. Aber nach Überschreiten der zuvor genannten Amplitude V₁, dem Schwellwerk beginntThe voltage t /. "To be written, which is located on the pen after amplification by the output stage, is thus positively proportional to the echo voltage up to an adjustable amplitude V _x. The recording also increases in blackening with increasing input voltage U ₁ , so it represents a "positive". But after the amplitude V ₁ mentioned above is exceeded, the swell begins

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die zu schreibende Spannung IZ₂ mit einem tieferen Wert 35, und sodann fällt die Schwärzung trotz zunehmender Eingangsspannung U₁ monoton: Die Aufzeichnung wird »invers« und stellt sich demgemäß als »Negativ« dar. Die Umschaltung der beiden Darstellungsarten erfolgt automatisch in Abhängigkeit von der Echoamplitude.the voltage to be written IZ ₂ with a lower value 35, and then the blackening falls monotonously despite the increasing input voltage U ₁ : The recording becomes "inverse" and is accordingly shown as "negative" the echo amplitude.

Die zusätzliche Darstellung als »Negativ« gestattet nunmehr auch dann noch, Amplitudenunterschied der verstärkten Echospannung in der Anzeige als Schwärzungsunterschied zu erkennen, wenn infolge der stellen Gradation des Registrierpapiers, wegen der .Schwärzungssättigung, sonst keine Feinheiten mehr erkennbar wären. Damit wird der Dynamikbereich ohne Verlust des Kontrastes vielfach vergrößert. Da außerdem eine Zeitverzögerung zwischen der Eingangsspannung U₁ und der öffnung des Transistors besteht, tritt die inverse Schreibweise bereits kurz nach Beginn des Bodenechosignals ein, so daß das Bodenechosignal die volle Schwärzung nicht erreicht und deshalb von Anfang an heller als die Fische geschrieben wird.The additional display as "negative" now also allows the amplitude difference of the amplified echo voltage to be recognized in the display as a blackening difference if, due to the gradation of the recording paper, because of the blackening saturation, otherwise no subtleties would be recognizable. This increases the dynamic range many times without losing contrast. Since there is also a time delay between the input voltage U ₁ and the opening of the transistor, the inverse notation occurs shortly after the bottom echo signal begins, so that the bottom echo signal does not reach full blackness and is therefore written lighter than the fish from the start.

Die Steilheit des Abfallens nach dem auf dem Ast 36 an sich verschiebbaren Endpunkt 35 hängt von der Größe des Emitterwiderstandes R₁₁ ab.. In der F i g. 7 ist bei konstanter Basisvorspannung C/_s die Ausgangsspannung U₂ als Funktion der Eingangsspannung U₁ und dem Emitterwiderstand R_u als Parameter aufgetragen. Mit folgendem Emitterwiderstand (R₁₄ a> ^i4 f» ^H c) ^smd die für das Bodenecho wirksamen Kurvenäste 37 a, 37 b, 37 c immer stärker fallend. Wird der Transistor so weit ausgesteuert, daß er vollkommen geöffnet ist, dann liegt der Emitterwiderstand A₁₄ direkt parallel zu A₁₅, und es ergeben sich erneut ansteigende Kurvenäste 38 b, 38 c. Durch diesen "Wiederanstieg wird der Schwärzungsumfang des Papiers erneut wirksam, so daß es durch die Erfindung möglich ist, einen sehr großen Dynamikbereich der Eingangsspannung durch mehrfaches Durchlaufen bzw. durch mehrfache Ausnutzung des an sich sehr engen Schwärzungsumfanges des Papiers nuanciert wiederzugeben. 36 ist wie bisher der für die Fische wirksame Ast. Es gehört also ebenso zur Erfindung, den fallenden Ast 37 (F i g. 4) zur Wiedergabe des Bodenechos zu benutzen, wie auch einen wieder ansteigenden Teil 38 ft, 38 c der Verstärkerkennlinie (Fig. 7).The steepness of the drop after the end point 35, which can be displaced on the branch 36, depends on the size of the emitter resistor R _11. In FIG. 7, with a constant base bias _{voltage C / s,} the output voltage U _{2 is} plotted as a function of the input voltage U ₁ and the emitter resistance R _u as a parameter. With the following emitter resistance (R ₁₄ a> ^ i4 f »^ H c) ^sm d the curve branches 37 a, 37 b, 37 c that are effective for the ground echo fall ever more strongly. If the transistor is controlled so far that it is completely open, then the emitter resistor A _{14 is} directly parallel to A ₁₅ , and again rising branches 38 b, 38 c result. Through this "renewed increase, the blackening range of the paper becomes effective again, so that it is possible with the invention to reproduce a very large dynamic range of the input voltage in a nuanced manner by repeatedly passing through it or by multiple use of the very narrow blackening range of the paper. 36 is as before the branch effective for the fish. It is also part of the invention to use the falling branch 37 (Fig. 4) to reproduce the bottom echo, as well as a rising part 38 ft, 38 c of the amplifier characteristic (Fig. 7) .

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung wird die bevorzugte Benutzung des wieder ansteigenden Teiles verfolgt. Hierbei ist es vorteilhaft, den Anstieg des Astes unabhängig von der Steilheit des Abfallens des Astes 376, 37 c zu machen. In bevorzugter Ausführung ist letzterer möglichst steil zu wählen und der wieder ansteigende Ast mit einem deutlich unterscheidbaren minderen Anstieg auszustatten.In further perfecting the invention, the preferred use of the again increasing Part tracked. It is advantageous here to keep the rise of the branch independent of the steepness of the fall of branch 376, 37c to make. In a preferred version the latter should be selected as steep as possible and the branch that rises again with a clearly distinguishable one equip less rise.

Zur Durchführung sind in der F i g. 8 die Elemente der F i g. 5 erneut gezeichnet, nur mit dem Unterschied, daß der Widerstand R₁₁ von der Emitterseite auf die Kollektorseite des Transistors Rö5 gelegt und mit Λ₁₄' bezeichnet ist. Dadurch ist jetzt bei der Steuerung des Transistors keine Gegenkopplung mehr wirksam; der normalerweise durch U₃ gesperrte Transistor kann sehr schnell vollständig geöffnet werden, es liegt dann praktisch nur der Widerstand R ,/parallel zum Ausgangswiderstand R₁₅, und die Ausgangsspannung £/₂ springt auf einen dem Wert dieser Spannungsteilurig entsprechenden kleineren Wert.To carry out these are shown in FIG. 8 the elements of FIG. 5 drawn again, only with the difference that the resistor R _{11 is placed} from the emitter side to the collector side of the transistor Rö5 and denoted by Λ ₁₄ '. As a result, negative feedback is no longer effective when controlling the transistor; the transistor, which is normally blocked by U ₃ , can be completely opened very quickly, then practically only the resistor R , / is parallel to the output resistor R ₁₅ , and the output voltage £ / ₂ jumps to a lower value corresponding to the value of this voltage.

Bei weiterer Spannungszunahme von IZ₁ steigt auch die Ausgangsspannung U₂ weiter an, jedoch mit einer geringeren Steilheit. Hierbei ist infolge des zeitverzögernden Gliedes R₁₁ und der den SchweHwert bildenden Vorspannung U₃ diese wieder ansteigende Verstärkung geringerer Steilheit nur für das Bodenechosignal, und zwar bereits zu dessen Beginn, so wirksam, daß in jedem Falle der Boden zum größten Teil heller als der Fisch geschrieben wird.With a further increase in voltage of IZ ₁ , the output voltage U ₂ also rises further, but with a lower slope. Here, due to the time-delaying element R ₁₁ and the bias voltage U ₃ forming the threshold value, this increasing gain of lower steepness is only so effective for the bottom echo signal, already at its beginning, that in any case the bottom is mostly brighter than the fish is written.

ίο ' Die Wirkungsweise ist durch Darstellung der Kennlinie U₂ = /(i/j) in der Fi g. 9 nochmals veranschaulicht. Die Fischechosignale werden wie vorher auch auf dem steil ansteigenden Ast 36 verstärkt. Beim Überschreiten des Schwellwertes V₁ setzt sodann in-ίο 'The mode of operation is shown by the representation of the characteristic U ₂ = / (i / j) in the Fi g. 9 illustrates again. As before, the fish echo signals are also amplified on the steeply rising branch 36. When the threshold value V ₁ is exceeded, the

folge des zeitverzögernden Gliedes A₁₁ der Kennlinienast 37 d mit einem geringeren Spannungswert 35 d für das Bodenechosignal ein. Im Gegensatz zum schwarzen Fisch wird das Bodenechosignal bereits zu Beginn grau geschrieben. Wegen seiner sehrfollow the time-delaying element A _{11 of} the characteristic curve branch 37 d with a lower voltage value 35 d for the ground echo signal. In contrast to the black fish, the bottom echo signal is already written in gray at the beginning. Because of its very

ao großen Steilheit wird der Ast 37 d sehr schnell durchlaufen, so daß er praktisch nicht geschrieben wird. Es sind aber alle Übergänge zwischen 37 & (Fi g. 7) und 37 d möglich, so daß dieser Ast auch im Echogramm, wenn dies gewünscht wird, in Erscheinung treten kann.Because of the great steepness, branch 37 d is traversed very quickly, so that it is practically not written. However, all transitions between 37 & ( Fig. 7) and 37 d are possible, so that this branch can also appear in the echogram, if this is desired.

Der Grauwert, mit dem die Bodenaufzeichnung beginnt, läßt sich durch die Größe der Zeitverzögerung wählen, beispielsweise auch während des Betriebs, indem zeitverzögernde Glieder einstellbar ausgebildet sind (z. B. R₂, R₃ in F i g. 4). Wird die Zeitverzögerung größer gewählt als es der Lage von 37d in Fig. 7 entspricht, rutscht der Ast 35d zum Nullpunkt hin und ergibt z. B. 37 e. The gray value with which the ground recording begins can be selected by the size of the time delay, for example also during operation, in that time-delaying elements are adjustable (e.g. R ₂ , R ₃ in FIG. 4). Is the time delay selected to be greater than it, sliding the position of 37 d in Fig. 7 corresponds to the branch 35 d toward the origin, and z is obtained. B. 37 e.

F i g. 10 zeigt eine Variante der Ausführung gemäß F i g. 5 zur tiefschwarzen Aufzeichnung des Sendeimpulses als Nullmarke für die Tiefenskala des Echogramms. Üblicherweise wird ein Bruchteil des Sendeimpulses über den Empfangsverstärker gegeben und im Echogramm als Nullmarke geschrieben (14 in Fig. 1). Bei einer Schaltung gemäß Fig. 5 würde der Sendeimpuls wegen seiner großen Amplitude aber grau geschrieben werden. In einer Fortbildung der Erfindung wird deshalb für eine vorbestimmte Zeit die Einrichtung gemäß der Erfindung außer Betrieb gesetzt. Hierzu wird in der Fig. 10 JRd5 durch einen zusätzlichen positiven Impuls am Emitter kurzzeitig gesperrt. Dadurch vermag ein positiver Echoimpuls an der Basis den Transistor nicht zu öffnen, und der Nebenschluß kann trotz hoher EchosignalspannungF i g. 10 shows a variant of the embodiment according to FIG. 5 for the deep black recording of the transmission pulse as a zero mark for the depth scale of the echogram. Usually a fraction of the transmission pulse given via the receiver amplifier and written as a zero mark in the echogram (14 in Fig. 1). In a circuit according to FIG the transmission pulse will be written in gray because of its large amplitude. In a training course of the Invention, the device according to the invention is therefore out of operation for a predetermined time set. For this purpose, JRd5 is shown in FIG. 10 by a additional positive pulse at the emitter blocked for a short time. This enables a positive echo pulse at the base not to open the transistor, and the shunt can despite high echo signal voltage

U₁ nicht wirksam werden; die Nullinie (14 in F i g. 1) erscheint als dünne schwarze Linie im Echogramm. U ₁ does not take effect; the zero line (14 in FIG. 1) appears as a thin black line in the echogram.

Der positive Sperrimpuls für den Emitter kannThe positive blocking pulse for the emitter can

dem Registriergerät 4 a, das auch Taktgeber für den nicht gezeichneten Sender ist, entnommen werden.the registration device 4 a, which is also the clock for the transmitter not shown, can be taken.

Beispielsweise sitzt auf dem nichtleitenden, den nicht gezeichneten Schreibgriffel tragenden Riemen 8 ein Kontaktstück 40, das mit dem Riemen dauernd umläuft. Kommt dieses Kontaktstück 40 zwischen die beiden gehäusefesten Kontakte 41 und 42, so schließt es kurzzeitig für die Batterie B₂ einen Stromkreis, wodurch ein positiver Impuls entsteht. Dieser wird einerseits zum Triggern des Generators 43 benutzt, der mit einem kurzen Wellenzug den Sendeschwinger 44 beaufschlagt und als Ultraschallimpuls in dasFor example, a contact piece 40 sits on the non-conductive belt 8 carrying the pen (not shown) and continuously rotates with the belt. If this contact piece 40 comes between the two contacts 41 and 42 fixed to the housing, it briefly closes _{a circuit for the battery B 2} , whereby a positive pulse is generated. This is used on the one hand to trigger the generator 43, which applies a short wave train to the transmitter transducer 44 and sends it as an ultrasonic pulse into the

Wasser gegeben wird. Zusätzlich wird andererseits der Impuls an den Emitter von RoS gelegt und sperrt den Transistor für die Dauer des Sendeimpulses.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten Aus-Water is given. In addition, on the other hand, the pulse is applied to the emitter of RoS and blocks the transistor for the duration of the transmission pulse.
The invention is not limited to the drawing

ι ο ι ο ozaι ο ι ο oza

führungsbeispiele beschränkt, insbesondere sind die einzelnen Merkmale" nicht an die Ausführungsformen gebunden, bei denen sie erläutert sind. Die Erfindung ist auch nicht auf Funkendurchschlagpapier beschränkt, sondern bei jeder Art von elektrisch empfindlichem Papier vorteilhaft verwendbar, z. B. auch bei elektrolytisch arbeitenden nassen Papieren, weil alle diese Aufzeichnungsträger einen Gradationsumfang besitzen, der erheblich kleiner ist als der Dynamikumfang der einfallenden Signale.Management examples are limited, in particular the individual features "are not attached to the embodiments bound, where they are explained. The invention is also not limited to spark transmission paper, but can be used advantageously for any type of electrically sensitive paper, e.g. Stomach in the case of electrolytically working wet papers, because all of these recording media have a range of gradations which is considerably smaller than the dynamic range of the incoming signals.

Auch ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht auf schreibende Registriergeräte beschränkt, sondern ergeben beispielsweise auch bei Kathodenstrahlröhren Vorteile. Bei diesen würden zu große Amplituden des Bodens über den Schirmrand hinausreichen, wenn man die Verstärkung für die Fischechos groß genug einstellt. Durch die Erfindung findet aber eine Umkehrung oder eine entsprechende Reduzierung der Größenverhältnisse von Fisch- und Bodenechos statt, so daß das Bodenecho ao mit geringerer Auslenkung angezeigt werden kann als das Fischecho, deshalb nicht mehr über den Schirmrand hinausreichen kann und trotzdem noch Details zur Beurteilung seiner Struktur beinhaltet.The measures according to the invention can also not be applied to writing recorders limited, but also result in advantages in the case of cathode ray tubes, for example. With these would Too large amplitudes of the ground extend beyond the edge of the screen, if the amplification for sets the fish echoes large enough. However, the invention provides a reversal or a corresponding one Reduction of the size ratios of fish and bottom echoes instead, so that the bottom echo ao can be displayed with a lower deflection than the fish echo, therefore no longer via the Can extend beyond the edge of the screen and still contain details for assessing its structure.

asas

Claims

Patent claims:

1.- Method for the distinguishable recording of two closely spaced records, in electrical Sizes of converted and amplified underwater sound signals on current-sensitive Paper whose gradation curve is too steep for the dynamic range of the signals, especially for Recording of the echo signals from fish standing close to the seabed in such a way that whose echogram stands out from that of the ground echoes, characterized in that the echo signals of at least the last stage of the Echo signal amplifier are supplied with a certain propagation delay that of the Also derived from undelayed echo signals a voltage and a threshold value circuit is supplied whose threshold value is at least as high as that for full blackening of the current-sensitive paper required voltage value, further that the den The part of the derived voltage that exceeds the threshold value remains unchanged in its course used. is to switch the echo signal amplifier to one only for the detailed recording of To reduce gray values sufficient output voltage, and that the time delay at least approximately equal to the time required to downregulate the echo signal amplifier will.

, 2. Device for performing the method according to claim 1 with an echo receiver and an echo signal amplifier, at the output of which the pen of a writing recorder working with current-sensitive paper is connected, characterized in that a line leading to the input of the output stage of the echo signal amplifier (Rö2) - preferably formed from JRC members - runtime. Delay circuit (17) is switched on that a branch line (18) is connected to the line leading from the echo receiver (1) or a preamplifier stage (Röl) to the delay circuit, which leads to a threshold value circuit (19) and from this directly to the control electrode of a electrically controllable resistor (20) leads, and that the electrically controllable resistor (20) is connected in parallel to the input of the amplifier output stage (Röl).

3. Device according to claim 2, characterized in that a transistor (Rö 4) serves as an electrically controllable resistor, the emitter-collector path of which, in series with a fixed resistor (current limiting resistor). (A ₇ , R _u , A ₁₄ '). is connected in parallel to the input of the amplifier output stage (Rö2) and that the threshold value circuit is implemented by switching means which supply the base of the transistor (Rd 4) with a bias voltage suitable for blocking it and measured according to the required threshold value.

4. Device according to claim 3, characterized by the modification that the transistor (Rö4) serves as an electronic switch that can be fully controlled even by slightly exceeding the threshold value.

5. Device according to claim 3, characterized in that the fixed resistor (A ₁₄ ') is switched on in the collector lead of the transistor (Rö4) .

For this purpose 2 sheets of drawings