DE1791065C1 - Wellenformdetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellenformdetektor mit einer Vorrichtung, die die Steigung einer elektrischen Welle wiederholt abtastet und Signale abgibt, die diese Steigung anzeigen, und mit einer Vorrichtung, die die Steigungssignale vergleicht und eine Änderung in der Steigung der Welle feststellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Detektor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der das Auftre­ ten irgendeiner nuklearen Explosion zuverlässig anzeigt, so daß Vorkehrungen gegen die Gefahr radioaktiver Nie­ derschläge getroffen werden können. Dieser Detektor darf nicht fälschlicherweise auf andere Arten elektrischer oder optischer Wellen ansprechen, da dadurch unnötige Aktivität und unter Umständen öffentliche Paniken sowie Mißtrauen gegen derartige Detektoren hervorgerufen würden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Wellenformdetektor der eingangs erwähnten Art ge­ löst, der gekennzeichnet ist durch eine Speichervorrich­ tung, die mindestens einige der Steigungssignale speichert, und durch Abgabevorrichtungen, die an die Speichervorrich­ tung angeschlossen sind und feststellen, wann eine vorbe­ stimmte Anzahl von Steigungssignalen, die eine vorbestimm­ te Steigung anzeigen, in der Speichervorrichtung enthalten sind.

Der erfindungsgemäße Wellenformdetektor ermöglicht es, daß eine nukleare Explosion zuverlässig angezeigt wird. Der Detektor spricht auf nukleare Explosionswellen in einem großen Wellenbereich an, wobei diese Wellen ein "Haupt­ maximum" haben, das in einer Zeitspanne von etwa 33 Milli­ sekunden bis 10 Sekunden nach dem "ersten Maximum" je nach Stärke der Explosion auftritt.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung des Wellenformde­ tektors ist dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervor­ richtung ein Schieberegister mit einem Eingang, dem die Steigungssignale zuführbar sind, und eine vorgegebene Anzahl von Stufen zur Speicherung einer entsprechenden Anzahl der zuletzt zugeführten Steigungssignale enthält, daß der Inhalt des Schieberegisters durch eine Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit verschiebbar ist, die von der Ab­ tastfrequenz abhängt, und daß die Abgabevorrichtungen eine Logikschaltung enthalten, die an die Stufen des Schiebe­ registers angeschlossen ist und feststellt, wann sich eine gewisse Anzahl der Stufen in einem Zustand befindet, der ein Anzeichen für eine bestimmte Steigung der Welle ist.

Damit enthält also diese bevorzugte Ausführungsform eine die Amplitude einer empfangenen Schwingung in Zeitabstän­ den abtastende Vorrichtung, eine Vorrichtung, die aufein­ anderfolgend abgetastete Amplitudenwerte vergleicht und Impulse erzeugt, die ein Maß für die Steigung der Welle in bestimmten Zeitabschnitten sind, eine Anzahl der zu­ letzt erzeugten Steigungsimpulse speicherndes Schiebere­ gister und eine Logikschaltung, die an das Schieberegister angeschlossen ist und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn sich die Mehrheit der Steigungsimpulse im Schieberegister von einer ersten Steigungsmehrheit in eine zweite Steigungs­ mehrheit ändert.

Vorzugsweise ist eine zweite Logikschaltung vorgesehen, die an die Stufen des Schieberegisters angeschlossen ist und feststellt, wann sich eine vorbestimmte Anzahl der Stufen in einem Zustand befindet, der ein Anzeichen für eine andere Steigung der Welle ist, und es ist ferner ein Phasenfolgedetektor vorgesehen, der an die beiden Logikschaltungen angeschlossen ist und das Auftreten einer vorbestimmten Reihenfolge der Steigungsfeststellun­ gen durch die Logikschaltungen feststellt.

Der Phasenfolgedetektor wird dabei zu Anfang in einen Zu­ stand gesetzt, in dem er nur dann ein Ausgangssignal ab­ gibt, wenn die zweite Logikschaltung die Folge einer er­ sten Steigungsmehrheit, gefolgt von einer zweiten Stei­ gungsmehrheit, durchgelassen hat.

Der erfindungsgemäße Detektor ist ferner zweckmäßigerweise so weitergebildet, daß er eine Vorrichtung aufweist, die bewirkt, daß die Abtastvorrichtung eine sich ändernde Ab­ tastfrequenz hat, die sich in Abhängigkeit von der Zeit verringert. Die Abtastvorrichtung tastet die empfangene Welle mit veränderbarer Abtastfrequenz ab, wobei die Ab­ tastung mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz beginnt und sich in eine verhältnismäßig niedrige Frequenz ändert, um den Verlauf von Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen und unterschiedlicher Dauer genauer abzutasten.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils niederfrequente und hoch­ frequente Wellenformen optischer Kernexplosionssignale, die in festen Zeitabständen abgetastet werden.

In den Fig. 3 und 4 sind jeweils dieselben Wellenformen wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, doch werden sie gemäß ei­ nem Merkmal der Erfindung mit unterschiedlicher Abtastfrequenz, d. h. in sich ändernden Zeitabständen, abgetastet.

Fig. 5 ist ein elektrisches Blockschaltbild der bevorzugten Ausführung der Erfindung, und die

Fig. 6 und 7 sind schematische elektrische Schaltbilder einiger Blöcke nach Fig. 5.

In den Fig. 1 bis 4 ist jeweils die Amplitude einer Welle (in Richtung der vertikalen Achse 11) in Abhängigkeit von der Zeit (in Richtung der horizontalen Achse 12) aufgetragen. In jeder Figur stellt eine elektrische Wellenform 13 die von einer Kernexplosion erzeugte, optische Strahlung dar. Die Hauptkennzeichen dieser Explosion sind ein erstes, thermisches Maximum 14 und ein thermisches Hauptmaximum 16. Wie noch näher erläutert wird, tastet eine Abtastschaltung die Amplitude der Welle 13 in durch vertikale Linien 17 angedeuteten Zeitpunkten ab. Die Abtastung beginnt, wenn das erste, thermische Maximum 14 auftritt. Aufeinanderfolgende Amplitudenwerte werden verglichen, und es werden Impulse erzeugt, die anzeigen, ob die Steigung der Welle in den Intervallen zwischen den Abtastzeitpunkten positiv oder negativ ist. Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung stellt eine auf logische Mehrheiten ansprechende Schaltung oder Mehrheitslogikschaltung fest, wann vier aufeinan­ derfolgende, positive Steigungen in fünf Abtastintervallen auf­ getreten sind. Wenn also nacheinander vier Intervalle mit po­ sitiver Steigung aufgetreten sind, was im Augenblick der Ab­ tastung des Amplitudenwertes 17a der Fall ist, stellt die Schaltung fest, dass sich die Welle wirklich in positiver Richtung bewegt. Im Anschluss daran stellt die Mehrheits­ logikschaltung fest, wann zwei aufeinanderfolgende, negative Steigungen der Welle aufgetreten sind, wie im Zeitpunkt der Abtastung des Amplitudenwertes 17b, wodurch festgestellt wird, dass das Hauptmaximum 16 aufgetreten ist.

Zahlreiche, unvermeidbare Störsignale, wie sie beispielsweise durch die gestrichelte Linie 18 in Fig. 1 angedeutet sind, begleiten die empfangene Welle. Diese Störsignale können auf verschiedenste Weise hervorgerufen werden, z. B. durch in der Schaltungsanordnung selbst entstehende Rauschsignale oder durch von der Schaltungsanordnung aufgefangene Störungen oder durch optische Störstrahlungen, wie sie durch die Schein­ werfer eines Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden können, oder durch den flackernden Schatten eines sich bewegenden Baumzweiges usw.

Im Falle des Störsignals 18 würde durch die im Zeitpunkt der Abtastung des Amplitudenwertes 17c beendete Steigungsabtast­ dauer fälschlicherweise eine negative Steigung und mithin der Empfang einer Kernexplosionswelle angezeigt, wenn eine her­ kömmliche Detektorschaltung zur Feststellung eines Differentiationsmaximums verwendet würde. Da erfindungsgemäss zur Feststellung einer negativen Steigung mindestens zwei aufeinanderfolgende Abtastungen er­ forderlich sind, um mit Sicherheit sagen zu können, dass es sich um das Hauptmaximum einer Kernexplosionswelle handelt, ist die erfindungsgemässe Einrichtung verhältnismässig stör­ unanfällig. Dieses Beispiel für die Störunanfälligkeit gilt auch für das Mehrheitsverfahren zur Feststellung der positiven Steigung der Welle. Durch die Erfindung wird also eine gerin­ gere Störanfälligkeit gegen die verschiedensten Arten von Störsignalen erzielt, die der Welle 13 überlagert sein können. Die Störunanfälligkeit wird noch dadurch weiter verbessert, dass die Schaltung erst dann anspricht, wenn einer negativen Steigungsmehrheit eine positive vorausgegangen ist. Die Be­ griffe "positiv" und "negativ" werden in relativem Sinn ver­ wendet und können umgekehrt werden, d. h. die dargestellten Wellenformen können umgekehrt werden, wenn die Polungen der Detektorschaltung entsprechend geändert werden. Vorzugsweise wird die Steigung Null als negative Steigung behandelt. Ferner wird der Ausdruck "Mehrheitslogik" im technischen Sinn ver­ wendet, so dass er beispielsweise eine "Mehrheit" von Zwei aus Fünf umfassen kann.

In Fig. 2 ist eine Welle kürzerer Dauer (höherer Frequenz) als in Fig. 1 dargestellt, wie sie bei einer nuklearen Detonation oder Explosion mit anderer Stärke auf­ tritt. Man sieht, dass die Abtastabstände zwischen den Ab­ tastzeitpunkten 17, die für die längere Welle nach Fig. 1 geeignet sind, für die kürzere Welle nach Fig. 2 nicht ge­ eignet sind. Man sieht, dass entweder die Abtastabstände zur Feststellung einer kürzeren Welle wie der nach Fig. 2 ver­ kürzt werden sollten oder auch die Abtastabstände bei beiden Fig. 1 und 2 verkürzt werden müssen, um eine Vielzahl ver­ schiedener Signale festzustellen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die gleichen Wellenformen 13 wie die Fig. 1 und 2 zusammen mit einem Merkmal der Erfindung, das darin be­ steht, dass die Abtastfrequenz bzw. Abtastabstände geändert werden. Wie bereits bei der Beschreibung von Fig. 1 erwähnt wurde, zeigt die erfindungsgemässe Schaltung bei beiden Fig. 3 und 4 das Auftreten einer positiven Steigung beim Auf­ treten einer Mehrheit von vier aus fünf Intervallen mit posi­ tiver Steigung an, was im Abtastzeitpunkt 17a der Fall ist, und stellt danach im Abtastzeitpunkt 17b eine negative Steigung fest, und zwar am Ende von zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen mit negativer Steigung. Wie man sieht, lassen sich bei variabler Abtastfrequenz, wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sowohl kürzere Wellen (Fig. 4) als auch längere Wellen (Fig. 3) mit hoher Störunanfälligkeit abtasten, wie es anhand von Fig. 1 beschrieben wurde.

Das in Fig. 5 dargestellte Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführung der Erfindung enthält einen optischen Fühler 21, der vorzugsweise eine Fotovervielfacherröhre, optische Filter und ein unidirektionales Linsensystem sowie eine Betriebsschal­ tung enthält. Ein Ausgangssignal des optischen Fühlers 21 wird einem Detektor 22 für das erste thermische Maximum 14 zugeführt. Dieser Detektor 22 kann beispielsweise ein Hochfrequenzfilter enthalten, dem ein Maximumdetektor nachgeschaltet ist. Das Aus­ gangssignal des Detektors 22 wird einem Verzögerungsglied 23 zugeführt, das bei Betätigung einen 11 Sekunden andauernden Impuls einem frequenzvariablen Taktgeber 24 zur Betätigung zuführt, der die in variablen Zeitpunkten auftretenden Abtast­ impulse 17, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt sind, erzeugt. Ein ausführliches Schaltbild eines geeigneten, frequenzvariablen Taktgebers 24 ist in Fig. 7 gezeigt.

Ein weiteres Ausgangssignal des optischen Fühlers 21 wird über einen Verstärker 26 dem Eingang eines Abtast- und Haltegliedes 27 und auch einem Steigungsvergleicher 28 zugeführt.

Das Abtast- und Halteglied 27 wird von den Ausgangsimpulsen des frequenzvariablen Taktgebers 24 über ein auf 30 Mikro­ sekunden eingestelltes Verzögerungsglied 31 und die Leitung 32 betätigt. Das Abtast- und Halteglied 27 enthält im wesentlichen einen Kondensator, der auf den Augenblickswert der Amplitude des Eingangssignals im Augenblick der Betätigung durch den ver­ zögerten Taktimpuls aufgeladen wird. Der abgetastete Amplituden­ wert wird vom Kondensator festgehalten, erscheint an der Aus­ gangsverbindung 33 und wird einem Eingang des Steigungsverglei­ chers 28 zugeführt.

Der Steigungsvergleicher 28 kann irgendeine geeignete Spannungs­ vergleicherschaltung enthalten, z. B. eine oder mehrere Dioden oder Transistoren, die von dem "festgehaltenen"Abtastwert über die Leitung 33 vorgespannt werden und so angeschlossen sind, dass ihnen jeder neu abgetastete Amplitudenwert über die Leitung 34 zugeführt wird und dass sie ein Ausgangssignal erzeugen, wenn der neu abgetastete und über die Leitung 34 zugeführte Wert grösser als der zuvor abgetastete und über die Leitung 33 zu­ geführte Wert ist. Dem Vergleicher ist ein Tor oder ein UND- Glied nachgeschaltet, das von den Taktimpulsen über die Leitung 36 gesteuert wird, so dass der Ausgangsverbindung 37 vom Steigungs­ vergleicher 28 bzw. Eingangsleitung 37 beispielsweise ein positiver Impuls zugeführt wird, wenn das Eingangssignal 16 eine positive Steigung hat, und ein negativer Impuls zugeführt wird, wenn dieses Signal keine nega­ tive Steigung hat, d. h. wenn die Steigung Null oder negativ ist. Unmittelbar nach jedem Steigungsvergleich durch den Stei­ gungsvergleicher 28 wird das Abtast- und Halteglied 27 von dem über das Verzögerungsglied 31 zugeführten Taktimpuls veranlasst, eine neue Amplitude des Eingangssignals 16 abzutasten und festzu­ halten.

Die vom Steigungsvergleicher 28 abgegebenen Steigungsimpulse werden über eine die Eingangsleitung 37 dem Eingang eines fünfstufigen Schieberegisters 41 zugeführt, dessen Verschiebung von den durch das Verzögerungsglied 31 verzögerten Taktimpulsen ge­ steuert wird. Jede Stufe des Schieberegisters 41 ist sowohl an ein Tor 42 für negative als auch an ein Tor 43 für positive Mehrheit angeschlossen, dessen Ausgänge an einen Phasenfolge­ detektor 44 angeschlossen sind. Wie noch anhand von Fig. 6 näher beschrieben wird, bewirken die Tore 42 und 43 sowie der Detektor 44, dass nur dann am Ausgang 46 ein Ausgangsimpuls abgegeben wird, wenn zuerst eine positive Mehrheit von vier aus fünf Steigungsabtastwerten und dann eine negative Steigungsmehrheit von zwei aus vier Abtastwerten festgestellt wurde, wodurch ange­ zeigt wird, dass das Hauptmaximum der empfangenen Welle 16 erreicht ist.

Gemäß Fig. 6 enthält das Tor 42 für negative Mehrheit einen Transistor 51, dessen Basis 52 einmal über einen Widerstand 54 mit einer Vorspannungsquelle 53 und zum anderen über je einen Widerstand 56 mit allen fünf Stufen des Schieberegisters 41 ver­ bunden ist. Der Emitter 57 des Transistors 51 ist mit dem ein­ stellbaren Abgriff 58 eines Potentiometers 59 verbunden, das zwischen der Vorspannungsquelle 53 und einem Anschluss 61 einer Speisespannungsquelle liegt. Der Kollektor 62 ist über einen Arbeitswiderstand 63 mit dem Speisespannungsanschluss 61 ver­ bunden. Das Tor 43 für positive Mehrheit ist ebenso aufgebaut wie das Tor 42, was dadurch angedeutet wird, dass für die Bau­ elemente die gleichen Bezugszahlen wie für das Tor 42, jedoch mit einem Strich versehen, verwendet werden.

Das Schieberegister 41 kann beispielsweise fünf Flipflop-Stufen (bistabile Kippschaltungen) enthalten, wobei die Eingangsleitung 37 für die Steigungsimpulse am Anschluss "C" der ersten Stufe, die Wider­ stände 56 jeweils an die einen Anschlüsse "A" oder "B" der auf­ einanderfolgenden Stufen und die Widerstände 56' an die anderen Anschlüsse "A " oder "B" der Schieberegisterstufen angeschlossen sind, je nachdem, ob die Polarität der Spannungen an diesen An­ schlüssen bei den speziell verwendeten Flipflop-Anordnungen normalerweise positiv oder negativ ist. Die verzögerten Takt­ impulse vom frequenzvariablen Taktgeber 24 werden dem Schiebe­ register 41 über die Leitung 32 zugeführt.

Bei dem Tor 42 für negative Mehrheit sind die Werte und die Polarität der von der Vorspannungsquelle 53 abgegebenen Vor­ spannung und die Werte der Widerstände 54 und 56 so gewählt, dass der Transistor 51 immer wenn sich zwei von fünf Stufen des Schieberegisters in einem negativen Zustand befinden durch die Gesamtwirkung der über die Widerstände 56 zugeführten Spannungen durchgeschaltet wird und am Kollektor 62 ein Signal erscheint, das dem Phasenfolgedetektor 44 über eine Leitung 66 zugeführt wird. Bei dem Tor 43 für die positive Mehrheit sind die Werte der von der Vorspannungsquelle 53' abgegebenen Spannung des Widerstandes 54' und der Widerstände 56' so gewählt, dass immer dann, wenn mindestens vier von fünf Stufen des Schiebe­ registers einen positiven Zustand einnehmen, der Transistor 51' (durch die Gesamtwirkung der über die Widerstände 56' zugeführ­ ten Spannungen) durchgeschaltet wird, so dass am Kollektor 62' ein Signal erscheint, das der an den Phasenfolgedetektor 44 angeschlossenen Leitung 66' zugeführt wird.

Der in Fig. 6 gezeigte Phasenfolgedetektor 44 enthält vorzugs­ weise eine Flipflop-Schaltung oder ein Flipflop mit einem ersten Transistor 71 und einem zweiten Transistor 71'. Der Emitter 72 des ersten Transistors 71 liegt auf Bezugspotential, der Kollektor 73 ist über einen Arbeitswiderstand 76 mit dem Anschluss 74 einer Speisespannungsquelle und die Basis 77 über eine Diode 78 mit der Ausgangssignalleitung 66 des Tors 42 für negative Mehr­ heit verbunden. Der zweite Transistor 71' ist in ähnlicher Weise geschaltet wie der erste Transistor 71, und die Bauelemente sind bis auf einen Beistrich mit den gleichen Bezugszahlen wie die der ersten Transistorstufe 71 bezeichnet, wobei die Basis 77' über eine Diode 78' mit der Ausgangsleitung 66' des Tors 43 verbunden ist. Der Kollektor 73 des ersten Transistors ist über eine Parallelschaltung, bestehend aus einem Widerstand 81 und einem Kondensator 82 mit der Basis 77' des zweiten Transistors 71' verbunden. In ähnlicher Weise ist der Kollektor 73' des zweiten Transistors 71' über eine Parallelschaltung eines Wider­ standes 81' und eines Kondensators 82' mit der Basis 77 des ersten Transistors 71 verbunden. Ein Setzimpuls-Eingang 86 ist über eine Diode 87 mit der Basis 77 des ersten Transistors 71 verbunden. An diesen Eingang 86 ist eine nichtgezeigte Vorrich­ tung angeschlossen, die der Einrichtung vor jeder Benutzung einen Setzimpuls zuführt, um das Flipflop des Phasenfolgedetektors in seinen negativen Zustand zu setzen. Stattdessen kann auch an den Ausgang des Detektors 22 (Fig. 5) für das erste Maximum eine Schaltung angeschlossen werden, die dem Eingang 86 automa­ tisch jedesmal einen Setzimpuls zuführt, wenn ein erstes, thermi­ sches Maximum festgestellt wird.

Der Ausgang 46 ist über eine Diode 91 und einen Kondensator 92 mit dem Kollektor 73' des zweiten Flipflop-Transistors 71' ver­ bunden. Zwischen dem Speisespannungsanschluss 74 und dem Ver­ bindungspunkt von Diode 91 und Kondensator 92 liegt ein Wider­ stand 93.

Da der Phasenfolgedetektor 44 zu Beginn durch den dem Eingang 86 zugeführten Setzimpuls in den negativen Zustand gesetzt ist, erscheint am Ausgang 46 nicht eher ein Ausgangssignal als bis eine zweistufige Folge einer positiven Mehrheit von zwei aus fünf im Schieberegister 41 (die den Phasenfolgedetektor 44 durch ein über die Leitung 66' zugeführtes Signal vom negativen in den positiven Zustand setzt, wobei jedoch wegen der Ausgangs­ diode 91 kein Signal am Ausgang 46 erscheint), gefolgt von einer negativen Mehrheit von zwei aus fünf im Schieberegister 41 auf­ tritt, die durch ein Mehrheitssignal für eine negative Mehrheit über die Leitung 66 bewirkt, dass der Phasenfolgedetektor 44 in den negativen Zu­ stand gesetzt wird, wodurch am Ausgang 46 ein Impuls erscheint, der das Auftreten des Hauptmaximums der empfangenen Welle anzeigt.

Eine bevorzugte Schaltungsanordnung für den frequenzvariablen Taktgeber 24 wird nun anhand von Fig. 7 beschrieben. Die Basis 102 eines ersten Transistors 101 liegt über zwei in Reihe ge­ schaltete Widerstände 103 und 104 sowie über zwei weitere in Reihe geschaltete Widerstände 106 und 107, die zu den beiden ersten Widerständen 103 und 105 parallel geschaltet sind, auf Bezugspotential. Ein Kondensator 108 liegt zwischen einer Leitung 109 und dem Verbindungspunkt 111, der Widerstände 103 und 104, und ein weiterer Kondensator 112 liegt zwischen der Leitung 109 und dem Verbindungspunkt 113 der Widerstände 106 und 107. Der Emitter 116 des Transistors 101 ist über einen Widerstand 117 mit der Leitung 109 und der Kollektor 118 über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 121 und 122 mit dem positiven Pol 119 einer Speise-Spannungsquelle verbunden. Die Basis 124 eines zweiten Transistors 123 ist mit dem Kollektor 118 des ersten Transistors 101, der Kollektor 126 des zweiten Transistors 123 mit dem Emitter 116 des ersten Transistors 101 und der Emitter 127 des zweiten Transistors 123 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 121 und 122 verbunden. Der Emitter 132 eines dritten Transistors 131 ist mit dem Emitter 127 des zweiten Transistors, seine Basis 133 mit dem Verbindungspunkt 134 von zwei in Reihe geschalteten Widerständen 136 und 137, die zwischen dem positi­ ven Pol 119 der Speisespannungsquelle und Masse liegen, und sein Kollektor 138 mit dem Verbindungspunkt 139 eines Wider­ standes 141 und eines Kondensators 142 verbunden, die zwischen dem positiven Pol 119 und Masse in Reihe geschaltet sind. Der Emitter 147 eines vierten Transistors 146 ist mit dem Verbindungs­ punkt 139, seine Basis 148 über einen Widerstand 149 mit Masse und sein Kollektor 151 über einen Widerstand 152 mit der Leitung 109 verbunden. Die Basis 157 eines fünften Transistors 156 ist mit dem Kollektor 151 des vierten Transistors, sein Kollektor 158 mit der Basis 148 des vierten Transistors und sein Emitter 159 über einen Widerstand 161 mit der Leitung 109 verbunden. Ein Anschluss 192 für eine negative Betätigungsspannung ist über einen Widerstand 163 mit der Leitung 109 verbunden. Ein Ausgang 164 für negative Signale ist mit dem Kollektor 168 und ein Aus­ gang 166 für positive Signale mit dem Emitter 159 verbunden.

Die Wirkungsweise des frequenzvariablen Taktgebers 24 wird nun anhand von Fig. 7 beschrieben. Der Taktgeber 24 wird durch Anlegen einer (gegenüber Masse) positiven Spannung an den An­ schluss 119 und einer negativen Spannung (gegenüber Masse) an den Anschluss 162 eingeschaltet. Diese Spannungen können aus Spannungsquellen über Schalter zugeführt werden, die für die Dauer von 11 Sekunden vom Ausgangsimpuls des Verzögerungsgliedes 23 betätigt werden. Bei Anlegen dieser Spannungen beginnt der Kondensator 108, sich auf die Spannung zwischen der Leitung 109 und Masse über den Widerstand 104 aufzuladen. In ähnlicher Weise beginnt der Kondensator 112 sich auf die zwischen der Leitung 109 und Masse liegenden Spannung über den Widerstand 107 aufzuladen. Der Widerstand 163 wirkt zusammen mit dem Kon­ densator 163' als Filter zur Entkopplung der Leitung 109 von der Stromversorgungsquelle. Das Potential der Punkte 111 und 113 wird der Basis 102 des ersten Transistors 101 über die Widerstände 103 und 106 zugeführt. Das Potential der Basis 102 steigt also linear an, wobei der Verlauf von Zeitkonstanten der beiden RC-Glieder 108, 104 und 112, 107 abhängt. Diese Werte sind so gewählt, dass das Potential an der Basis 102 allmählicher ansteigt als die Exponentialkurve bei Verwendung nur eines ein­ zigen RC-Gliedes.

Der erste Transistor 101 wirkt als Emitterfolger, der das geradlinig ansteigende Potential (auch geradlinig ansteigende Spannung genannt) dem zweiten Transistor 123 zuführt, der, wie noch näher beschrieben wird, als veränderbarer Widerstand wirkt. Während sich die Kondensatoren 108 und 112 wie beschrieben auf­ laden, lädt sich der Kondensator 142 über den Widerstand 141 ebenfalls auf die Spannung zwischen dem Anschluss 119 und Masse auf. Zu Beginn wird dem Kondensator 142 auch über den Widerstand 122 und die Emitter-Kollektor-Strecke 132, 138 des dritten Transistors 131 Ladestrom zugeführt. Dadurch lädt sich der Kondensator 142 zu Beginn am schnellsten auf. Die Emitter- Kollektorstrecke des zweiten Transistors 173 ist anfänglich nicht leitend. Während jedoch das Potential der Basis 102 des ersten Transistors 101 ansteigt, wird der zweite Transistor 123 allmählich mehr und mehr leitend, so dass seine Emitter- Kollektor-Strecke einen zunehmenden Strom über den Widerstand. 122 zieht, wodurch der Emitter-Kollektor-Strecke des dritten Transistors 131 zunehmend mehr Strom entzogen wird, der zu Anfang zur Aufladung des Kondensators 142 beitrug. Nach einer vorbestimmten Zeit, bei der es sich bei der bevorzugten Aus­ führung der Erfindung um beispielsweise 11 Sekunden handeln kann, fliesst der Ladestrom des Kondensators 142 praktisch nur noch über den Widerstand 141.

Durch die veränderbare Ladegeschwindigkeit des Kondensators 142 wird die Frequenz eines monostabilen Multivibrators gesteuert, der im wesentlichen den vierten Transistor 146 und den fünften Transistor 156 enthält. Jedesmal wenn das Potential des Emitters 147 während der Aufladung des Kondensators 142 einen vorbestimmter Wert erreicht, wird der Transistor 146 leitend, so dass sich der Kondensator 142 über den Transistor 146 entlädt. Wenn sich der Kondensator 142 entladen hat, wird der Transistor 146 auf­ grund der Wirkung des monostabilen Multi-Vibrators erneut gesperrt, woraufhin sich der Kondensator 142 wieder aufzuladen beginnt. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig. Die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 142 und mithin die Schwingungsfrequenz des Multivibrators verringert sich jedoch mit der Zeit aufgrund der allmählich ansteigenden Spannung an der Basis 102 des Transistors 101. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Anfangsfrequenz des frequenzvariablen Taktgebers 330 Hz im Augenblick des Auftretens des ersten Maximums 14 und verringert sich auf eine Frequenz von 2 Hz nach etwa 10 Sekunden, was der Zeit des Auftretens des Haupt­ maximums 16 einer Welle 13 mit längstmöglicher Dauer entspricht. Je nachdem, welche Polarität zur Betätigung des Steigungsver­ gleichers 28 und anderer vom Taktgeber 24 gesteuerter Schal­ tungen geeignet ist, wird der positive Ausgangsimpuls vom Ausgang 166 oder der negative Ausgangsimpuls vom Ausgang 164 verwendet.

Nachdem die Wirkungsweise der einzelnen Bauteile der Anordnung nach Fig. 5 beschrieben wurde, wird im folgenden die Wirkungs­ weise der gesamten Anordnung nach Fig. 5 kurz beschrieben. Wenn der Detektor 22 für das erste Maximum ein Signal mit den Merk­ malen des ersten Maximums 14 feststellt, wird der frequenz­ variable Taktgeber 24 für eine Dauer von 11 Sekunden betätigt, die von dem Verzögerungsglied 23 bestimmt wird. Die frequenz­ variablen Taktimpulse betätigen das Abtast- und Halteglied 27 und den Steigungsvergleicher 28, wodurch Steigungswerte des Eingangssignals in den Abtastzeitpunkten 17 gebildet werden. Die bei der Abtastung gebildeten Steigungsimpulse werden über die Verbindung 37 dem Eingang des Schieberegisters 41 zugeführt. Der Inhalt des Schieberegisters 41 wird von den durch das Verzöge­ rungsglied 31 verzögerten Taktimpulsen verschoben, und das Ver­ zögerungsglied 31 bewirkt ausserdem, dass das Abtast- und Halte­ glied 27 unmittelbar nach der Abgabe eines Steigungsimpulses durch den Steigungsvergleicher 28 einen weiteren Amplitudenwert der empfangenen Welle abtastet. Der Phasenfolgedetektor 44 wurde mit Hilfe eines dem Eingang 86 (Fig. 6) zugeführten Setz­ impulses (wie beschrieben) in den Zustand für negative Steigung gesetzt. Jedesmal wenn die durch die letzten fünf Abtastungen ermittelten Steigungswerte, die im Schieberegister 41 gespei­ chert werden, eine positive Mehrheit von vier aus fünf ent­ halten, betätigt das Tor 43 für die positive Mehrheit den Phasenfolgedetektor 44 derart, dass dieser seinen Zustand für positive Steigung einnimmt (ohne dass jedoch am Ausgang 46 ein Signal erscheint), und wenn danach eine negative Mehrheit von zwei aus fünf im Schieberegister 41 folgt, dann kippt das Tor 42 für die negative Mehrheit den Phasenfolgedetektor 44 zurück in den "negativen" Zustand, woraufhin am Ausgang 46 ein Signal erscheint, das das Auftreten eines Hauptmaximums 16 in der empfangenen Welle 13 anzeigt, was in dem angegebenen Beispiel wiederum ein Anzeichen für das Auftreten eines Signals ist, wie es bei einer Kernexplosion erzeugt wird. Dieses Signal am Ausgang 46 kann zur Erzeugung eines Alarmtons oder zusammen mit einer weiteren Signalabtast- und Prüfeinrichtung zur Anzeige des Auftretens einer Kernexplosion verwendet werden.

Die Stärke der Kernexplosion entspricht dem zeitlichen Abstand des ersten Maximums 14 und des Hauptmaximums 16, der gewöhnlich in der Größenordnung von 33 Millisekunden bis 10 Sekunden liegt.

Diese Zeitspanne lässt sich leicht mit Hilfe eines Taktgebers und eines Zählers auszählen, der vom Ausgangssignal des Detek­ tors 22 für das erste Maximum ausgelöst und beim Auftreten eines Ausgangssignals am Ausgang 46 angehalten wird.

Claims (5)

1. Wellenformdetektor mit einer Vorrichtung, die die Steigung einer elektrischen Welle wiederholt abtastet und Signale ab­ gibt, die diese Steigung anzeigen, und mit einer Vorrichtung, die die Steigungssignale vergleicht und eine Änderung in der Steigung der Welle feststellt, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (41), die mindestens einige der Steigungssignale speichert, und durch Abgabevorrichtungen (42, 43, 44), die an die Speichervorrichtung angeschlossen sind und feststellen, wann eine vorbestimmte Anzahl von Steigungs­ signalen, die eine vorbestimmte Steigung anzeigen, in der Speichervorrichtung enthalten sind.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Speichervorrichtung ein Schieberegister (41) mit einem Eingang (32), dem die Steigungssignale zuführbar sind, und eine vorgegebene Anzahl von Stufen zur Speicherung einer entsprechenden Anzahl der zuletzt zugeführten Steigungs­ signale enthält, dass der Inhalt des Schieberegisters durch eine Vorrichtung (23, 24) mit einer Geschwindigkeit verschiebbar ist, die von der Abtastfrequenz abhängt, und dass die Abgabe­ vorrichtungen eine Logikschaltung (43, 44) enthalten, die an die Stufen des Schieberegisters angeschlossen ist und feststellt, wann sich eine gewisse Anzahl der Stufen in einem Zustand be­ findet, der ein Anzeichen für eine bestimmte Steigung der Welle ist.

3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zweite Logikschaltung (42), die an die Stufen des Schieberegisters angeschlossen ist und feststellt, wann sich eine vorbestimmte Anzahl der Stufen in einem Zustand befindet, der ein Anzeichen für eine andere Steigung der Welle ist, und durch einen Phasenfolgedetektor (44), der an die beiden Logik­ schaltungen angeschlossen ist und das Auftreten einer vorbestimm­ ten Reihenfolge der Steigungsfeststellungen durch die Logik­ schaltungen feststellt.

4. Detektor nach Anspruch 39, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die gewisse Anzahl von Stufen eine andere Anzahl als die vorbestimmte Anzahl von Stufen ist.

5. Detektor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (142), die bewirkt, dass die Ab­ tastvorrichtung eine sich ändernde Abtastfrequenz hat, die sich in Abhängigkeit von der Zeit verringert.