DE2012413A1 - Anordnung zur digitalen Phasenmessung für einen Dopplerpeiler - Google Patents
Anordnung zur digitalen Phasenmessung für einen DopplerpeilerInfo
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Description
312413
Dipl.-Phys. Leo Thul
Patentanwalt
Stuttgart - J)Q
Kurze Strasse 8
Patentanwalt
Stuttgart - J)Q
Kurze Strasse 8
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK
Anordnung zur digitalen Phasenmessung für einen Dopplerpeiler
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur digitalen
Phasenmessung zwischen einem sinusförmigen Eingangssignal und einem in Bezug auf Bezugsimpulse phasenstarren Vergleichssignal für einen Dopplerpeiler.
Es ist bekannt, die Phase des Dopplersignales, das die
Empfangsrichtung als Phasenlage enthält,, in Bezug auf einen jedesmal beim Norddurchgang der Peilantenne abgegebenen
Bezugsimpuls dadurch zu bestimmen, daß die Amplitude des
niederfrequenten, sinusförmigen Ausgangssignales im Zeitpunkt
des Bezugsimpulses bestimmt wird. Es ist weiterhin bekannt, gleich mit der mechanischen oder simulierten Drehung der
Peilantenne zur Nordrichtung phasenstarre Sinus- und/oder Cosinussignale der Antennenumdrehung entsprechender Frequenz
zu erzeugen und diese zur Phasenmessung des Dopplersignales zu verwenden. Ebenfalls bekannt ist, beim Norddurchgang der
Pellantenne einen Zähler für die Zählung der Impulse einer
Zeittaktquelle freizugeben und diesen wieder zu stoppen, wenn das Dopplersignal seinen ersten Nulldurchgang einer vorbestimmten
Durchgangsrichtung hat und aus diesem Zählwert
Dr.Le/Or
13. März 1970 00 9 8 40/UÖ6
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
den Phasenwinkel des Dopplersignales und damit die Empfangsrichtung
zu bestimmen. Von jeder dieser drei Möglichkeiten gibt es eine Reihe von Abwandlungen zur Erhöhung der Peilgenauigkeit.
Bei allen diesen bekannten Anordnungen werden aber für die Auswertung Wickelgüter wie-Spulen und Übertrager
benötigt. Wenn man nun für den Aufbau der Auswerteeinrichtungen moderne Bauelemente, wie integrierte Schaltkreise oder solche
enthaltende Hybridschaltungen einsetzen will, sind hierbei solche Wickelgüter störend. Nicht ins Gewicht fällt bei dieser
Technik, wenn dabei zum Vermeiden von Spulen und Übertragern verhältnismäßig umfangreiche Halbleiterschaltungen verwendet
werden.
Die Erfindung setzt sich deshalb zur Aufgabe, eine Anordnung zur digitalen Phasenmessung zwischen einem sinusförmigen
Eingangssignal und einem in Bezug auf Bezugsimpulse phasenstarren Vergleichssignal für einen Dopplerpeiler, bei dem
je ein Bezugsimpuls beim Norddurchgang der Peilantenne erzeugt wird und das die Empfangsrichtung als Phasenlage beinhaltende
Dopplersignal am Empfängerausgang nach der Demodulation als niederfrequentes sinusförmiges Eingangssignal zur Verfügung
steht, anzugeben, die vollständig mit Bauelementen in integrierter Technik aufgebaut werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich zum Bezugsimpuls 2n Taktimpulse je Peilantennen-Umdrehung
erzeugt werden, von denen der erste mit dem Bezugsimpuls zeitlich übereinstimmt und die zeitliche Lage der
folgenden jeweils der Drehwinkeländerung der Peilantenne
um (360/231)0 entspricht, daß diese Taktimpulse durch einen
(n + 1) stufigen Binärzähler gezählt werden, wobei die ersten (n - 1) Stufen dieses Zählers zur Zählung der Taktimpulse
einer halben Peilantennenumdrehung, die n-te Stufe zur Markierung der Lage dieser halben Peilantennenumdrehung
0098A0/U0S /
B. R. Gaines - R,A. Shemer 10 - 2
in Bezug auf die Nordrichtung und die (n + I)-te Stufe
zur Anzeige einer vollen Peilantennenumdrehung dient, daß
die "θ"- und "!"-Ausgänge der ersten (n - 1) Stufen des
Binärzählers mit den Eingängen von(2n ) ersten UND-Schaltungen
logisch verknüpft sind, so daß jede dieser ersten UND-Schaltungen einem im Binärzähler gespeicherten
Zählwert 1 ... 2n zugeordnet ist und an ihrem Ausgange
solange einen Impuls als Ausgangssignal abgibt, wie der zugeordnete Zählwert im Binärzähler ansteht, daß die
Ausgangssignale dieser, ersten UND-Schaltungen zu Gruppen
derart zusammengefaßt und über von den Ausgangssignalen |
der η-ten Stufe des Binärzählers gesteuerten zweiten UND-Schaltungen
zwei Paaren von Ausgängen zugeführt .werden, daß
an den einzelnen Ausgängen jedes Paares eine Pulsfolge auftritt, die einer Halbwelle einer Cosinus- bzw. Sinusverteilung entspricht, daß jeder der Ausgänge mit dem
Steuereingang einer von vier ersten Torschaltungen verbunden ist, wobei den Eingängen der Torschaltungen, die
durch Halbwellen der einen Polarität (z.B. positiv) entsprechende Pulsfolgen gesteuert werden, das sinusförmige
Eingangssignal direkt und den Eingängen der Torschaltungen, die durch Halbwellen der anderen Polarität (z.B. negativ)
entsprechende Impulsfolgen gesteuert werden, invertiert
zugeführt wird und die Ausgänge der durch Pulsfolgen gleicher
Verteilung (Cosinus bzw. Sinus) gesteuerter erster Torschaltungen miteinander und mit dem Eingang jeweils eines
Integrationskreises verbunden sind, daß nach Ablauf einer, eine ganzzahlige Anzahl von Halbwellen betragenden
Integrationsperiode der Integrationskreise ihre Ein- und
Ausgänge mittels zweier, durch das Ausgangssignal der
(n + l)ten Stufe des Binärzählers gesteuerter, zweiter Torsehaltungen-im Sinne eines Generators kreuzgekoppelt
werden, wobei in den einen Koppelzweig eine Inverterstufe
eingeschaltet wird, daß gleichzeitig mit dem Kreuzkoppeln
009840/UOa ·/.
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
ein durch eine Normalzeittaktquelle gesteuerter zweiter Zähler freigegeben wird, daß dieser Zähler gestoppt wird,
wenn von einem Nullphasendiskriminator, an dessen Eingängen die Ausgänge der Integrationskreise liegen, ein Stoppsignal
abgegeben wird, wenn das Signal an dem einen Eingang des Nullphasendetektors den ersten Nulldurchgang hat, während
dabei das am anderen Eingang eine bestimmte Polarität (positiv bzw. negativ) aufweist, daß schließlich in an sich
bekannter Weise aus dem Zählerstand des Zählers der numerische Betrag des Phasenwinkels ermittelt und angezeigt wird.
Es werden ferner Lehren für eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung gegeben.
Die Erfindung soll nun an Hand der Figuren eingehend beschrieben werden. Es zeigen dabei:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Dopplerpeilers mit
der erfindungsgemäßen Auswerteanordnung
Fig. 2 Pulsfolgen, deren Pulsverteilung jeweils Quadranten einer Sinuswelle entspricht
Fig. J5 ein Blockschaltbild des Pulsfolgegenerators
in der Anordnung nach Fig. 1 für Pulsfolgen
nach Fig. 2
Fig. 4 zu den Pulsfolgen nach Fig. 2 alternative Folgen
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Pulsfolgegenerators in der Anordnung nach Fig. 1 für Pulsfolgen
nach Fig. 4
009840/U08
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10 -2
Bei dem in Pig. 1 dargestellten Doppler-Peiler ist mit 2
ein drehbarer Mast mit einem Querholm 1 bezeichnet, an dessen
Enden jeweils eine Antenne ~*>
bzw. 4 befestigt ist, deren Ableitung 5 bzw. 6 jeweils an einem Eingang eines Empfängers
angeschlossen ist. Wenn von den Antennen ein unmoduliertes, hochfrequentes Signal empfangen wird, tritt bei gleichförmiger
Mastdrehung am Ausgang 9 des Empfängers J ein Sinussignal
auf, das dem Eingang eines Phasendetektors zugeführt wird. Der Empfänger 7 liefert dabei an seinem Ausgange 8
ein Kontrollsignal, wenn ein Hochfrequenzsignal ansteht.
Die Frequenz des Sinussignales bei 9 entspricht der Anzahl %
der Umdrehungen pro Sekunde der Antennen, und die Phasenlage dieses Signales hängt davon ab, aus welcher Richtung das
Hochfrequenzsignal einfällt. Um für die Phasenauswertung
des Sinussignales ein Bezugssignal zu gewinnen, wird ein Bezugs- und TaktSignalgenerator 10 durch die Umdrehung des
Mastes 2 mitgetrieben. Dieser gibt bei jeder vollen Mastumdrehung einen Bezugsimpuls und an einem getrennten Ausgang
ein Taktsignal bei jeder 1/64 Mastumdrehung. Üblicherweise wird der Bezugsimpuls abgegeben, wenn der Querholm 1 in der
Nord-Süd-Richtung steht, und die Taktimpulse .so gelegt, daß
einer von ihnen zeitlich mit dem Bezugsimpuls zusammenfällt.
An den Eingängen eines Impulsfolgengenerators 11 liegen nun ä
einmal Bezugs- und Taktimpulse und ferner auch das Kontroll-
25' signal vom Ausgange 8 des Empfängers 7 a^· Dieser Impulsfolgengenerator
11 besteht aus einem.Zähler mit zugeordneten logischen Schaltkreisen. Er ist dabei so ausgelegt, daß er ■
an seinen Ausgängen zwei Impulsfolgen abgibt, deren PuIsverteilung
zwei Sinuswellen mit 90° Phasenverschiebung
J50 (Sinus/Cosinus), entspricht,, wenn am Eingang 8 ein Kontrollsignal
anliegt.
OÖ084G/ nun
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
Die Impulsreihe mit der Cosinusverteilung steuert über
die Leitungen 12 und 13 zwei mit Feldeffekttransistoren aufgebaute Torschaltungen 14 und 15. Für den Aufbau der
positiven Halbwelle wird die Impulsreihe über die Leitung ausgesendet und für den Aufbau der negativen Halbwelle über
die Leitung 13 wiederholt. Das Ausgangssinussignal des
Empfängers 1J wird einmal direkt der Torschaltung I^ und
weiter über eine Umkehrstufe Io der Torschaltung 15 zugeführt.
Die zusammengeführten Ausgangssignale der Torschaltungen, die das Produkt der Abtastung des Eingangssignales am
Punkte 9 durch eine Pulsreihe mit Cosinusverteilung sind, werden einem Integrationskreis 17 zugeführt.
Entsprechend steuert die Impulsreihe mit Sinusverteilung über die Leitungen 18 und 19 die Feldeffekttransistor-Torschaltungen
20 und 21. Das sinusförmige Ausgangssignal des Empfängers 7 liegt direkt an der Torschaltung 20 und über
einer Umkehrstufe 22 an der Torschaltung 21. Die zusammengeführten Ausgangssignale der Torschaltungen, die das Produkt
der Abtastung des Eingangssignales am Punkte 9 durch eine Pulsreihe mit Sinusverteilung sind, werden einem Integrationskreis 23 zugeführt. Am Ausgange des Integrationskreises
erscheint ein Signal proportional zu cosy und am Ausgang des Integrationskreises 23 eines proportional zu sin jf ,
wenn die Integration über die Dauer einer vollständigen Schwingung erfolgt.. ^7 ist dabei der Phasenunterschied zwischen
dem Eingangssignal und den Impulsreihen mit Sinus- bzw. Cosinusverteilung. Die gleiche Proportionalität tritt auf,
wenn die Integration über mehrere Schwingungen erfolgt. Erfolgt sie nur über einer Halbwelle, so ist Voraussetzung,
daß das Eingangssignal keine Gleichstromkomponente oder Oberwellen der Grundschwingung enthält.
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B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
Um den Wert des Phasenwinkels f zu erhalten, werden die
beiden Integrationskreise 17 und 23 kreuzgekoppelt, um ·
einen Generator zu erhalten, wobei in einer der Koppellei tungen eine Umkehrstufe 24 angeordnet ist. Die Kopplung
erfolgt über mit Feldeffekttransistoren aufgebaute. Torschaltungen 25 und 26, die durch von den Pulsreihen unterschiedlichen,
ebenfalls von dem Impulsfolgegenerator 11 gelieferten Signalen gesteuert werden. Die Schwingfrequenz
. des Generators wird bestimmt durch den Wert der Wirk- und '
kapazitiven Blindkomponenten der beiden Integrationskreise und die Umkehrstufe * Der Phasenwinkel, bei dem die Schwingungen |
einsetzen, wird durch die beiden Integrationskrelse bestimmt
und muß ff oder -^sein, je nachdem, in welchem Koppelkreise
die Umkehrstufe liegt. Wenn der Generator so ausgebildet ist,
15% daß dieser Phasenwinkel gleich - φ ist, ist der Phasenwinkel
direkt proportional der Zeit, die vergeht, bis der Oszillator die Phase 0 erreicht. Diese Zeit und damit der
Phasenwinkel, wird durch den Zählwert eines Zählers 27 gemessen, der von einem örtlichen Pulsgenerator 28 weitergestellt
wird. Mit dem vom Pulsfolgengenerator 11 gelieferten
Signal, das auch die Torschaltungen 25 und 26 durchschaltet,
wird der auf 0 zurückgestellte Zähler freigegeben und zählt
solange, bis von einem Nullphasendetektor 29 ein Signal g
■ ■■"*■" ■■■""■ I
abgegeben wird, wenn das Ausgangssignal von der Integrationsstufe
25 das erste Mal gleich 0 wird, während das Ausgangssignal
der Integrationsstufe I7 dabei positiv ist.
Am Ausgang des Empfängers 7 liegt ein Tiefpaß, der alle höheren Harmonischen ab der siebenten sperrt. Die Impulsreihen
des Impuiefolgengenerators 11 werden so gewählt, daß
die niedrigen Harmonischen klein gehalten werden. Wenn nun
zur Erzeugung der negativen Halbwelle die gleiche Impulsfolge verwendet wird wie zur Erzeugung der positiven Halbwelle,
sind die geradzahligen Oberwellen an sich unterdrückt.
009840/U08
v/ ·
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
Es ist also nur notwendig, die Pulsverteilung so zu wählen,
daß dadurch die dritte und fünfte Harmonische ein Minimum wird. An Hand der Figur 2 soll nun eine Pulsverteilung aus
64 Impulsen für eine Wellenlänge beschrieben werden, bei der die hierdurch erzeugte Sinuswelle nur eine dritte Harmonische
von 0,0242 yo und eine fünfte Harmonische von 0,2839 /o entgegengesetzter
Phasenlage aufweist.
B'igur 2 zeigt nun eine Impulsfolge für die Quadranten einer
Sinuswelle. Wenn die Amplituden innerhalb der beiden ersten Quadranten positiv sind, steuern die einzelnen Impulse die
Torschaltung 20 durch, und es gelangen zum Integrationskreis entsprechende Teile des Ausgangssignales des Empfängers. Am
Integrationskreisausganc tritt ein Signal auf, das dem Produkt aus Eingangssignal mit der positiven Halbwelle der Impulsfolge
mit Sinusverteilung proportional ist. Für die ersten zwei Quadranten werden 32 Taktzeiten verwendet. Die nächsten 32
dienen für die nächsten beiden Quadranten. Hierzu xvird die Impulsfolge der ersten 32 Taktzeiten wiederholt und mit
ihnen die Torschaltung 21 gesteuert, an der jedoch das invertierte Eingangssignal anliegt, da jetzt das Produkt
aus Eingangssignal mit der negativen Halbwelle der Impulsfolge mit Sinusverteilung gebildet werden soll.
Das gleiche Abtastprinzip wird für die Torschaltungen 14 und angewendet, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das dem Produkt
aus Eingangssignal mit einer Impulsfolge mit Cosinusverhalten proportional ist. Der Verlauf des Teiles der Impulsfolge,
der den ersten Quadranten der Cosinuswelle nachbildet, stimmt mit dem überein, der den zweiten Quadranten der Sinuswelle
nachbildet. Wenn die Amplitude in diesem Quadranten positiv ist, steuert die Impulsfolge die Torschaltung.14 und tastet
somit das Eingangssignal direkt ab. Dagegen ist der Teil der Impulsfolge, der den zweiten Quadranten der Cosinuswelle
nachbildet, im Verlauf übereinstimmend mit dem für den
0098AO/U08 /
B.R. Gaines - H.A. Shemer 10-2
dritten Quadranten der Sinuswelle. Da in diesem Quadranten
die Amplitude negativ ist, steuert dieser Teil der Pulsfolge die Torschaltung 15* an der das invertierte Eingangssignal
anliegt. Der dritte und vierte Quadrant der Cosinuswelle entspricht in gleicher Weise dem vierten und ersten
Quadranten der Sinuswelle., und der jeweils entsprechende
Teil der Pulsfolge steuert sinngemäß die zugeordneten Torschaltungen.
.
In Figur 3 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Impuls- |
folgengenerators 11 ausführlicher dargestellt. Um die vorher beschriebenen Impulsfolgen mit Sinus- und Cosinusverteilung
zu erzeugen, v/eist dieser Impulsfolgengenerator einen 7-Bit-Zähler auf. Zunächst soll die Erzeugung der Pulsfolge
mit Sinusverteilung beschrieben werden. Hierzu sind die Ausgänge der ersten fünf Zählerstufen A ... E so geschaltet,
daß an dem Punkte 18 ein Ausgangssignal auftritt bei den
Taktimpulsen 2, 6, 10, 11, 12, Ik3 YJ3 19*. 20, 21,-25 und 29*
um die positive Halbwelle nachzubilden. Für die nächsten 32 Taktimpulse hat sich die sechste Zählerstufe F umgestellt,
so daß bei den entsprechenden Taktimpulsen jetzt am Punkte 19 das gleiche Ausgangssignal wiederholt wird, um die negative |
Halbwelle nachzubilden.
Für die Pulsfolge mit Cosinusverteilung wird für den ersten Quadranten - positive Amplitude - ein Ausgangssignal an
dem Punkte 12 bei den Taktimpulsen I3 3,'A» 5, 9 und 13
und für den zweiten Quadranten - negative Amplitude - an dem Punkte 15 bei den Taktimpulsen 18, 22, 26, 27, 28 und 30
abgegeben. Die Pulsfolgen für den dritten und vierten Quadranten sind Wiederholungen der des ersten und zweiten
Quadranten, jedoch mit geändertem Vorzeichen, so daß die für den dritten Quadranten am Punkte Ij5 und die für den
vierten am Punkte 12 auftritt.
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B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
Am Ende eines Zyklus wird die siebente Zählerstufe G eingestellt. Es wird dadurch ein Ausgangssignal abgegeben, das
dreierlei bewirkt: Es beendet den Integrationsvorgang der Integrationsstufen 17 und 235. Es steuert die Torschaltungen
25 und 26, über die die Kreuzkopplung des Generators erfolgt.
Es gibt die Zählung für den Zähler 27 frei.
Mit Rücksicht auf die Übersichtlichkeit sind bei den Figuren 1 und j5 die Einrichtungen zur Rückstellung der
Zähler und Integrationskreise ebenso weggelassen worden wie diejenigen, die dazu dienen, den Stand des Zählers 27
zu halten und als Phasenwinkel ausgewertet zur Anzeige zu bringen. Nach jedem Durchlauf werden die Speicher gelöscht
und Ein- und Ausgänge der Integrationskreise kurzgeschlossen.
Bei Empfang eines Signales durch den Empfänger 7 und Herstellung
der Betriebsbereitschaft des Impulsfolgengenerators 11 durch ein Signal bei 8 wird durch einen Bezugsimpuls der
Zähler des Impulsfolgengenerators 11 an die Taktimpulse des Bezugs- und Taktsignalgenerators 10 angeschaltet und der
Kurzschluß der Integrationskreise I7 und 23 aufgehoben.
Entsprechend dem Impulsschema der Fig. 2 ist der Impulsfolgenfür
generator llKeine Messung mit Integration über einer Periode ausgelegt. Es ist einfach, ihn nun so zu modifizieren, daß die Integration über eine längere oder auch kürzere Zeit erfolgt. Wenn die Integration über eine längere Zeit erfolgt, so wird zwar ein durch Oberwellen verursachter Fehler nicht verringert, jedoch verringern sich die durch Geräuschanteile · entstehenden Fehler. Wenn nun die ürundfrequenz sehr klein ist, mag es manchmal vorteilhaft sein, vor Ablauf einer ganzen Periode eine Anzeige zu erhalten. Eine Grobanzeige
generator llKeine Messung mit Integration über einer Periode ausgelegt. Es ist einfach, ihn nun so zu modifizieren, daß die Integration über eine längere oder auch kürzere Zeit erfolgt. Wenn die Integration über eine längere Zeit erfolgt, so wird zwar ein durch Oberwellen verursachter Fehler nicht verringert, jedoch verringern sich die durch Geräuschanteile · entstehenden Fehler. Wenn nun die ürundfrequenz sehr klein ist, mag es manchmal vorteilhaft sein, vor Ablauf einer ganzen Periode eine Anzeige zu erhalten. Eine Grobanzeige
j50 kann dann z.B. bei einer Integration über einer halben
Periode erhalten werden, worauf dann eine Feinanzeigo duroh Integration über eine längere Zeit sich anschließen kann.
009840/UOe
B.R» Gaines - R.A. Shemer 10-2
Bei der Auslegung der die Sinus- bzw. Cosinuswelle nachbildenden
Pulsfolge ist ein Kompromiß zu treffen zwischen der Anzahl der für eine vollständige Periode benötigten Pulsund
Pausenschritte und dem Unterdrückungsgrad bestimmter . Harmonischer.
Bei der .in P4g. 2 dargestellten Pulsfolge war die dritte und fünfte Harmonische auf den kleinstmöglichen .
Wert vermindert. Eine noch geringere dritte Harmonische kann mit der in Fig. 4 dargestellten Pulsfolge erzielt werden,
jedoch hat dieses ein Anwachsen der fünften Harmonischen zur
Folge. So beträgt zwar die dritte Harmonische nur 0,001 $, , |
die fünfte dagegen 16,8 ^. Diese Pulsfolge kann mit einer
Anordnung, wie sie in Flg. 5 dargestellt ist, erzeugt werden^ wobei dann diese die nach Fig. 5 ersetzt. In diesem Falle
müssen vom Eingangssignal nicht nur alle höheren Oberwellen
ab der siebenten, sondern bereits ab der fünften durch einen
Tiefpaß entfernt werden, so daß allein die dritte Harmonische
übrig bleibt. ^ '
5 Bl. Zeichnungen, 5 Flg.
9 Patentansprüche
9 Patentansprüche
00 9840/1406
Claims (9)
1.) Anordnung zur digitalen Phasenmessung zwischen einem
sinusförmigen Eingangssignal und einem in Bezug auf Bezugsimpulse phasenstarren Vergleichssignal für einen Dopplerpeiler,
bei dem je ein Bezugsimpuls beim Norddurchgang der Peilantenne erzeugt wird und das die Empfangsrichtung als
Phasenlage beinhaltende Dopplersignal am Empfängerausgang nach der Demodulation als niederfrequentes, sinusförmiges
Eingangssignal zur Verfügung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Bezugsimpuls 2n Taktimpulse je Peilantennenumdrehung
erzeugt werden (10), von denen der erste mit dem Bezugsimpuls zeitlich übereinstimmt und die zeitliche
Lage der folgenden jeweils der Drehwinkeländerung der
Peilantenne um (36O/2 )° entspricht, daß diese Taktimpulse
durch einen (n + 1) stufigen Binärzähler (A ... G) gezählt werden, wobei die ersten (n - 1) Stufen dieses Zählers
(A ... E) zur Zählung der Taktimpulse einer halben Peilantennenumdrehung,
die n-te Stufe (F) zur Markierung der Lage dieser halben Peilantennenumdrehung in Bezug auf die
Nordrichtung und die (n + l)-te Stufe (G) zur Anzeige einer vollen Peilantennenumdrehung dient, daß die "0"- und "1"-Ausgänge
der ersten (n - 1) Stufen (A ... E) des Binär-
vi 1
Zählers (A ... G) mit den Eingängen von(2 ~ ) ersten
UND-Schaltungen ( (1), (2), ... ) logisch verknüpft sind, so daß jede dieser ersten UND-Schaltungen einem im Binärzähler
(A ... G) gespeicherten Zählwert 1 ... 2n zugeordnet ist und an ihrem Ausgange solange einen Impuls
als Ausgangssignal abgibt, wie der zugeordnete Zählwert im Binärzähler ansteht, daß die Ausgangssignale dieser ersten
UND-Schaltungen zu Gruppen derart zusammengefaßt und über
Dr. Le/Gr
!J. März I97O
!J. März I97O
Q098A0/U06
B,R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
von den Ausgangssignalen- der η-ten Stufe (F) des Binärzählevrs
gesteuerten zweiten UND-Schaltungen zwei Paaren von Ausgängen (12, Γ3 t>zw. 18, 19) zugeführt werden, daß
an den einzelnen Ausgängen jedes Paares eine Pulsfolge auftritt, die einer Halbwelle einer Cosinus bzw. Sinusverteilung
entspricht, daß jeder der Ausgänge (12, IJ>, l8, 19) mit
dem Steuereingang einer von vier ersten Torschaltungen (14, 15, 20, 21) verbunden ist, wobei den Eingängen der
Torschaltungen (14, 20), die durch Halbwellen der einen Polarität {z.B. positiv) entsprechende Pulsfolgen gesteuert "
werden, · das ^sinusförmige Eingangssignal direkt und den
Eingängen der Torschaltungen (15* 21), die durch Halbwellen
der anderen Polarität (z.B. negativ) entsprechende Impulsfolgen gesteuert werden, invertiert (16, 22) zugeführt wird
und die Ausgänge der durch Pulsfolgen gleicher Verteilung
(Cosinus bzw. Sinus) gesteuerter erster Torschaltungen (14, 15 bzw. 20, 21) miteinander und mit dem Eingang
jeweils eines Integrationskreises (17 bzw. 2J>) verbunden
sind, daß nach Ablauf einer, eine ganzzahlige Anzahl von Halbwellen betragenden Integrationsperiode der Integrationskreise
(17, 2J>) ihre Ein- und Ausgänge mittels zweier,
durch das Ausgangssignal der (n + l)ten Stufe (G) des |
Binärzählers gesteuerter, zweiter TorschaXtungen (25, 26)
im Sinne eines Generators kreuzgekoppelt werden, wobei in dem einen Koppelzweig eine Inverterstufe (24) eingeschaltet
wird, daß gleichzeitig mit dem Kreuzkoppeln ein durch eine Normalzeittaktquelle (28) gesteuerter zweiter Zähler (27)
freigegeben wird, daß dieser Zähler gestoppt wird, wenn
von einem Nullphasendiskrlminator (29), an dessen Eingängen die Ausgänge der Integrationskreise (17, 25) liegen, ein
Stoppsignal abgegeben wird, wenn das Signal an dem einen
Eingang des Nullphasendetektors (29) den ersten Nulldurchgang hat, während dabei das am anderen Eingang eine
bestimmte Polarität (positiv bzw. negativ) aufweist, daß
009840/1-406 -A
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
schließlich in an sich bekannter Weise aus dem Zählerstand des Zählers (27 der numerische Betrag des Phasenwinkels
ermittelt und angezeigt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangssignale der 2n " ersten UND-Schaltungen derart zu Gruppen zusammengefaßt werden, daß in den so
entstehenden Pulsfolgen mit Sinus- und Cosinusverhalten die dritte und fünfte Harmonische der Polgefrequenz optimal
unterdrückt wird (Pig. 3)> daß ferner dem Empfängerausgang
nach der Demodulation ein Tiefpaßfilter nachgeschaltet wird, das im sinusförmigen, niederfrequenten Eingangssignal
höhere ungerade Harmonische als die fünfte unterdrückt .
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der 2n " ersten UND-Schaltungen
derart zu Gruppen zusammengefaßt werden, daß in den so entstehenden Pulsfolgen mit Sinus- und Cosinusverhalten
die dritte Harmonische der B'olgefrequenz optimal unterdrückt wird (Pig. 5)* daß ferner dem Empfängerausgang
nach der Demodulation ein Tiefpaßfilter nachgeschaltet wird, das im sinusförmigen, niederfrequenten Eingangssignal
höhere ungerade Harmonische als die dritte unterdrückt .
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationskreise (17* 2J>) durch integrierte
Verstärker gebildet werden.
009840/U06
B.R. Gaines - R.A. Shemer 10-2
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß
als erste und zweite Torschaltungen (14, 15, 20, 21 bzw.
25, 2.6) Feldeffekttransistoren verwendet werden, deren
Quellen-Senken-Elektrodenstreeken als Signalweg dienen
und die über ihre Steuer-Elektroden .gesteuert werden.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Integrationszeit der Integrationskreise [VJ, 2$) ■ (|
gleich einer Pulsffcügenperiode gewählt wird.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Integrationszeit der Integrationskreise (17* 23)
gleich mehreren Pulsfolgenperioden gewählt wird.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Integrationszeit der Integrationskreise (17, 2j5)
gleich einer halben Pulsfolgenperiode gewählt wird.
9. Anordnung nach Anspruch 1, 8 und einem der Ansprüche
6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer
schnellen Grobmessung zunächst die Integrationszeit der
Integrationskreise (17, 2J>) gleich einer halben Pulsfolgenperiode
ist, daß für eine anschließende Feinmessung die
Integrationszeit gleich einer oder mehrerer Pulsfolgenperioden gewählt wird.
0098A0/U06
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB04389/69A GB1207092A (en) | 1969-03-19 | 1969-03-19 | Phase shift detector |
Publications (1)
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