DE1516639C - Bodengebundene Anzeige mit Hilfe eines vor dem Aufzeichnungsimpuls ausgesandten Auslöseimpulses, dessen Frequenz gegenüber der des Aufzeichnungsimpulses verschieden ist und bei der eine Trennung von Aufzeichnungsimpuls und Auslöseimpuls auf der Empfangsseite durch Bandfilter erfolgt - Google Patents

Description

Um bei der Ortung von Fischansammliingen mit dem Echolot den Abstand eines in Bodennähe befindlichen Fischschwarms unabhängig von Seegang und Unebenheiten des Meeresbodens feststellen zu können, wird nach einem bekannten Verfahren der vom Meeresboden reflektierte Echoimpuls zum Auslösen des Aufzeichnungsorgans (Schreibnadel, Ablenkschaltung einer Kathodenstrahlröhre) verwandt. Da das Echo der Fische früher eintritt als das Bodenecho, muß das Fischecho verzögert auf das Aufzeichnungsorgan gegeben werden. Es werden elektrische oder akustische Verzögerungsleitungen oder Magnetbandverzögerer verwendet (deutsche Patentschrift 1 193 685 und Patentanmeldung P 15 16 632.2-35).

Erfindungsgemäß wird eine Verzögerungsleitung dadurch vermieden, daß man den Sender so einrichtet, daß vor dem Aufzeichnungsiinpuls ein Aiislöscimpuls ausgesandt wird, dessen Frequenz von der des Aufzeichnungsimpulses verschieden ist, so daß die Impulse empfangsseitig durch Bandfilter getrennt werden können (USA.-Patent 2 721987). und daß Tür die Aufzeichnung der bodengebundenen Anzeige eine Bildspeicherröhre verwendet wird, deren Speicherung durch den ausgesandten Auslöseimpuls löschbar ist.

Bildspeicherröhren sind an und für sich bekannt. Bei den als Bildspeicherröhren bekannten Signal- und Sichtspeicherröhren wird die zu speichernde Information mittels eines Elektronenstrahls in ein Ladungsgebirge.auf einer isolierten Schicht geschrieben. Anschließend oder gleichzeitig wird dieses geschriebene Ladungsmuster zur Modulation des Ausgangssignals verwendet (»gelesen« bzw. »gesehen«) und schließlich wieder abgebaut (»gelöscht«). Die elektrisch gesteuerte Sichtspeicherröhre, die sogenannte Halbton-Dreistrahl-Sichtspeicherröhre mit beliebiger teil weiser oder -^?> ganzer Löschung des Speicherbildes besitzt einen Aufbau und eine Wirkungsweise, die im folgenden kurz beschrieben werden.

Das Siehtstrahlsystem. das zugehörige Kollimatorsystem mit den Teilen Sichtstrahlanode, Kollimatorelektrode und Kollimatorgitter, zugleich Kollimatorelektrode, und die SpeicherelektrodeiTanordnung mit dem Leuchtschirm, wobei die Speicherelektrodenanordnung aus dem Kollektorgitter, Speichergitter-Isolator und Speichergitter-Metall besteht, sind kon-45 zentrisch zur Röhrenachse angeordnet. Weiterhin ist ein Schreibstrahlsystem und um 180 versetzt ein Löschstrahlsystem exzentrisch und parallel zur Röhrenachse vorgesehen. Der.intensitätsmodulierte spitze Schreibstrahl wird rasterförmig über das Speichergitter abgelenkt. Durch Sekundäremission entsteht dadurch auf dem Speicherisolator ein dem Eingangssignal entsprechendes positives Potentialrelief. Dieses Potentialrelief steuert örtlich die Durchlässigkeit des Speichergitters für den unabgelenkten Sichtstrahl. der die Gitterfläche homogen mit langsamen Elektronen beflutet. Der durch das Potentialrelief intensitütsmodulierte Sichtstrahl wird dann weiterhin beschleunigt und erzeugt wegen seiner hohen Stromstärke (bis zu 500 ;xA) auf dem Leuchtschirm ein helles, stetiges Bild des gespeicherten Potentialreliefs. Das geschriebene Potentialrelief und damit das gespeicherte Bild kann entweder durch den Sichtstrahl mit einem positiven Impuls auf das Speichergitter-Metall oder durch den besonderen Löschstrahl durch elektroneneriegte Leitfähigkeit in dem Speicherisolator gelöscht werden. Derart elektrisch gesteuerte Sichtspeicherröhren sind in der Zeitschrift »NTZ«, 1,962, Heft 6. auf Seiten 279 bis 284. insbesondere auf den Seiten 281 bis 283, beschrieben.

Eine derartige Sichtspeicherröhre ist in Fcholotanlagen zur Speicherung einer Folge von empfangenen Echosignalen bereits angewendet worden. Die Speicherung erfolgt Zeile an Zeile auf der Speicherelektrode, wobei in jeder Zeile die Echosignale einer Lotperiode gespeichert und sichtbar angezeigt werden. Am Anfang jeder Zeile triggert der Sendeimpuls der Hcholotanlage einen Sägezahngenerator, der periodische Sägezahnspannungen mit der Frequenz der Sendeinipulse erzeugt. Der Schreibstrahl'wird weiterhin in .V- und y-Koordinatenrichtung abgelenkt; wobei der Schreibstrahl mit den Echosignalen einer Lotperiode moduliert ist. Es ist weiterhin ein Impulsgenerator angeordnet, der. wenn er getriggerl wird, einen Löschimpuls auf die Sichtspeicherröhre gibt und damit das Ladungsrelief auf der Speicherelektrode löscht. Der Impulslöschgenerator ist derart ausgebildet, daß ein Löschimpuls sofort das gan/e Ladungsrelie'f löscht oder nur einen Teil davon.

Mit diesem zuletzt angegebenen Echololgerät ist man nicht in der Lage, eine bodengebundene Anzeige mit Hilfe eines vor dem Aufzeichiumgsimpiils ausgesandten Auslöseimpulscs wie bei der vorliegenden Erfindung zu realisieren.

In den Fig. 1 bis 4a ist ein Ausführungsbeispicl der Erfindung dargestellt. In der F i g. 4 b ist eine Variante des Erfindungsgegenstandes angegeben. In F i g. I ist W die Wasseroberfläche, ΰ der Meeresboden, über dem ein Fischschwarm F steht. Wird /ur Zeil / = Oein Impuls vondem nahe der Wasseroberfläche Π' befindlichen Schwinger ausgesandt, so trifl't das Bodenecho nach der Zeit

2/1

ein, wo /; die Wassertiefe, c die Schallgeschwindigkeit ist. Es soll ein Bereich von der Hohe/ι, über dem Meeresboden bis zur Höhe//, unter dem Meeresboden abgebildet werden. Ein von der Oberkante des abaebildeten Bereiches kommendes Echo trifft nach der Zeit

ein von der Unterkante, kommendes Echo trifl't nach der Zeit

• c"

ein. Wenn keine Zeit zum Löschen der früheren Aufzeichnungen benötigt würde, müßte der Auslöseimpuls gegenüber dem Abbildungsimpuls um die Zeit

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2/I₁

voreilen. Bei Verwendung einer Speicherröhre muß der Auslöseimpuls um die für das Löschen der vorhergehenden Aufzeichnung erforderliche Zeit γ_λ vorverlegt werden, so daß der Auslöseimpuls gegenüber dem Abbildungsimpuls um die Zeil

gegenüber dem Aufzeichnungsimpuls voreilen muß. Die Zeitablenkung der Bildspeicherröhre muß so eingerichtet werden, daß der Leuchtfleck den Abbildungsbereich in der Zeit

durchläuft.

In F i g. 2 ist eine Schaltung gemäß der Erfindung und in F i g. 3 der Spannungsverlauf in verschiedenen ι ο Punkten dieser Schaltung dargestellt. O₁ und O₁ sind zwei Oszillatoren, von denen O₁ dauernd die Frequenz /,. O, dauernd die Frequenz /, erzeugt. TG ist ein Tastgeriit. das Impulse entsprechend der Lotfolge erzeugt. Durch die Impulse wird eine aus drei '5 monostabilen Multivibratoren Λ/Λ/,, Λ/Λ/, und Λ/Λ/, gebildete Multivibratorkette angestoßen. Während des gekippten Zustandes der Multivibratoren Λ/Λ/, und AZAZ, ist je eines der zugeordneten Tore T₁ und T, geöffnet. Die Impulslänge ist durch die Zeit gegeben, μ in der die Multivibratoren Λ/Λ/, und AZAZ, in der gekippten Lage verbleiben. Die Zeit, während der der Multivibrator AZAZ, in der gekippten Lage verbleibt, entspricht dem zeitlichen Abstand V zwischen dem Auslöseimpuls und dem Aufzeichniingsimpuls, wenn -5 man die Länge der Impulse, die im allgemeinen klein gegen r ist, nicht berücksichtigt; andernfalls ist τ gleich der Summe der Zeiten, während, deren die Multivibratoren AZAZ, und Λ/Λ/, in der gekippten Lage verbleiben. }o

Im Punkt u der Schaltung F i g. 2 sind dann die beiden rechteckigen Impulse im Abstand r mit den Frequenzen /, und j\ vorhanden, wie in Fig. 3a dargestellt. Diese Impulse werden über eine elektrische Weiche EW dem Schwinger Schw zugeführt, der eine Schallwelle aussendet. Der gleiche Schwinger setzt das Echo in elektrische Spannungen um. Diese Spannungen gelangen über die elektrische Weiche EW-zum Eingang des Verstärkers K₁. dessen Verstärkung beim Beginn jeder Lotperiode durch einen Impuls des Tastgerätes heruntergeregelt und im weiteren Verlauf der Lotperiode wieder erhöht wird. Angedeutet ist diese tiefenabhängige Regelung der Verstärkung durch den Kondensator C₁, dessen Spannung als Vorspannung des Gitters einer oder mehrerer Regelröhren im Verstärker K₁ verwendet wird und die Steilheit dieser Regelröhren verändert.

Der Kondensator C₁ wird bei Beginn der Lotperiode durch das Tastgerät TG aufgeladen und kann sich während der Lotperiode über den Widerstand R entladen. Im Schaltpunkt b der Schaltung F i g. 2 ist dann der Spannungsverlauf nach Fig. 3 b vorhanden: eine langsam abklingende Nachhallspannung N. der. wenn ausschließlich Fische in der Nähe des Meeresbodens vorhanden sind, zwei Fischechos F und zwei Bodenechos ß folgen, von denen die ersten die Trägerfrequenz /,, die zweiten die Trägerfrequenz /, enthalten.-In den Punkten c und d sind Auslöse- und Aufzeichnungsspannungen durch die Bandpässe BP₂ und BP₁ getrennt (Fig. 3c und 3d). Die Auslöse- fa> spannung wird durch den Verstärker K₃ verstärkt und durch den Gleichrichter G/ gleichgerichtet. Die Empfindlichkeit des . monostabilen Multivibrators /VZAZ₄ wird so eingestellt, daß er nur durch das Bodenecho gekippt wird. Die Zeil, während der dieser Multivibrator in der gekippten Lage bleibt, entspricht der Zeit r,, die die Bildspeicherröhre KR zum Löschen braucht. Im Schallpunkt ί· ist daher die Spannung nach F i g. 3e vorhanden. Sie wird über einen Gleichstromverstärker CAV verstärkt und der Löschelektrode L der Bildspeicherröhre KR zugeführt. Hinter dem Kondensator C im Schaltpunkt / entsteht beim Kippen des Multivibrators AZAZ₄ ein negativer, beim Zurückkippen ein positiver Impuls. Es wird angenommen, daß der positive Impuls den Sägezahngenerator

-> SG in Gang setzt, der während der Zeit " (/i, + /1,)

eine linear ansteigende Spannung erzeugt, die anschließend in die Ausgangsspannung zurückspringt. Der Verlauf dieser Sägezahnspannung ist in F i g. 3g dargestellt. Sie wird einer Platte (Anschluß g) für die senkrechte Ablenkung des Leuchlflecks auf dem Schirm der Bildspeicherröhre KR zugeführt.

Der Leuchtfleck der Bildspeicherröhre KR liegt bis zum Auslösen des Sägezahngenerators an der oberen Kante des Bildschirmes, er kann, falls dies zweckmäßig erscheint, während der Zeit, in der die Spannung für die vertikale Ablenkung konstant ist. dunkel getastet werden. Man kann auch die vertikale Ablenkspannung so einstellen, daß sich der Lcuchtfleck der Bildspeicherröhre KR bei ruhendem Sägezahngenerator SG außerhalb des Bildschirmes befindet. Es ist in diesem Fall zu berücksichtigen, daß nicht die volle Höhe /i, über dem Meeresgrund dargestellt wird.

Das Zeitdiagramm F i g. 3 bezieht sich auf den ersten Fall. Die zeitlich nach Fig. 3d verlaufende Aufzeichnungsspannung wird über den Verstärker V₂ einer Platte für die horizontale Ablenkung (Anschluß </) der Bildspeicherröhre KR zugeführt. Wie aus dem Zeitdiagramm ersichtlich, werden auf dem Schirm der Bildspeicherröhre KR alle Gegenstände aufgezeichnet, die im Bereich von /1, über dem Meeresgrund bis zu /1, unter dem Meeresgrund vorhanden sind. Die Aufzeichnungen bleiben anschließend so lange gespeichert, bis gegen Ende der nächsten Lotperiode ein Löschimpuls ausgelöst wird. Die Aufzeichnungen werden dann innerhalb der Zeit τ, gelöscht und anschließend während der Zeit — (/i, + Iu)

durch neue Aufzeichnungen ersetzt, die bis gegen Ende der darauffolgenden Lotperiode gespeichert bleiben.

In der F i g. 4a sind für die in der Blockschaltung F i g. 2 mit AZAZ₄. SG. GIV und KR bezeichneten Baugruppen Ausführungsformen und ihre Arbeitsweise nachfolgend angegeben. Die Bildspeicherröhre KR enthält außer verschiedenen anderen Elektroden (1 Kathode. 2 Flutkathoden, 3 Kollimatorelektrodcn. 4 Leuchtschirme und 5 Kollektorgitter) ein Speichergitter L. Die Röhre KR speichert und liefert während des Speichervorganges und nach dem Speichervorgang eine Abbildung des gespeicherten Spannungsverlaufs, wenn an L ein Speicherpotential SP liegt. Der gespeicherte Vorgang wird gelöscht, wenn am Speichergitter das Löschpotential LP (hohes negatives Potential) liegt. In F i g. 4a verbindet der Wechselkontakt r,¹ des Relais R₁ das Speichergitter L während des Speichervorganges mit einer Klemme, an der das Speicherpotential .SP liegt, und schaltet zum Löschen auf die zweite Klemme mit dem Löschpotential LP um. Das Relais R₁ wird über einen Emitterfolger mit dem Transistor T₁₁₁ mit der Klemme e des monostabilen Multivibrators AZAZ₄ verbunden, der die Transistoren Ti und Tj₁ enthält. Das Relais R₁ führt Strom, wenn sich der monostabile Multivibrator MAZ₄ in der Ruhelage befindet (Ti unterbrochen, TJ,'!eilend), und

Claims (1)

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