DE2028867B2 - Transponder-Pulspaar-Decoder mit einem Schieberegister und Koinzidenzschaltungen - Google Patents

Description

der Annahme, daß der Taktgenerator mit der Vorder-Ranke des ersten Einzelimpulses synchronisiert ist, können mit den bekannten Anordnungen Abfrage-Pulspaare nicht erkannt werden, wenn der tatsächliche Abstand der Einzelimpu^e eines Pulspaares kleiner ist als der nominelle Wert des Zeitintervalls T₀. Alle anderen Abfrage-Pulspaare können mit solchen Anordnungen mit einer Antwortrate ι = 1 erkannt werden, wenn der Maximalwert A T₀ des Differenzwertes \A71 kleiner ais Θ oder im anderen Falle gleich OjA T₀ ist. Wenn man nun noch die Vorzeichen (plus/ minus) des Zeitdifferenzwertes A Tbetrachtet und wenn man annimmt, daß alle Werte von T zwischen den Grenzen T₀ -AT₀ und T₀ -f AT₀ gleich wahrscheinlich sind, ist die Antwortrate ρ gleich 0,5, wenn AT₀ kleiner als θ i;t, und gleich 0,5 · O/T im anderen Falle. Man ersieht daraus den asymmetrischen Verlauf der Kurve für die Antwortrate ρ als Funktion von AT (algebraisch ausgedrückt).

Es sind einige Vorschläge bekannt, die bekannten Anordnungen so abzuändern, daß die Kurve für die Antwortrate ρ symmetrisch wird, urn Werte für ρ zu erhalten, die in weiten Grenzen von A T in der Nähe von 1 liegen; das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß der verzögerte erste Impuls nicht nur aus der η-ten, sondern auch aus einigen benachbarten Stufen abgenommen wird. Alle diese Lösungen haben sich jedoch in der Praxis als unzureichend erwiesen, weil es unter normalen Arbeitsbedingungen und mit den bekannten Verfahren prinzipiell nahezu unmöglich und in der Ausführung außerdem sehr schwierig ist, eine Synchronisierung des Taktgenerators mit dem ersten Einzelimpuls eines Abfrage-Pulspaares durchzuführen. Es kommt natürlich oft vor, daß der Taktgenerator nicht immer notwendigerweise vom ersten Einzelimpuls eines Pulspaarcs synchronisiert wird, der empfangen und erkannt wird, sondern von einem Zufallimpuls, oder daß in einer gestörten Empfangszone der erste Einzelimpuls eines Pulspaares einfach nicht aufgenommen und erkannt wird (Antworlrate ungleich 1).

Man kann nun die Verhältnisse untersuchen, wenn man auf diese Synchronisierung verzichtet und dabei die Eigenschaften von Schieberegistern am besten ausnutzt, um eine Antwortrate ρ nahe 1 zu bekommen und die Kurven für die Antwortrate η als Funktion von A T symmetrisch zu machen.

Wie oben beschrieben, ist auch hier vorausgesetzt, daß zwischen dem ersten Einzelimpuls eines Abfrage-Pulspaares, der am Ausgang der ;;-ten Stufe eines 5" Schieberegisters abgenommen w.rd, und der Vorderflanke des zweiten Einzelimpulses des Abfrage-Pulspaares, der zur gleichen Zeit am Eingang des Schieberegisters anliegt, Koinzidenz eintritt. Da keine Synchronisierung besteht, kann die Zeitverzögerung eines Taktimpulses des Taktgenerators gegenüber der Vorderflanke des ersten Einzelimpulses eines Abfrage-Pulspaares bei seinem Eingeben in den Eingang des Schieberegisters mit gleicher Wahrscheinlichkeit jeden Wert zwischen Null und Θ annehmen. Die Vorderflanke des ersten Einzelimpulses wird also den Ausgang der /i-tcn Stufe des Schieberegisters nach einer Zeit T = (n — \) Θ i rO markieren, und zwar für eine Zeil Θ; r i^ct dabei ein willkürlicher Parameter zwischen Null und 1.

Die Vorderflanke des zweiten Finzclimpulsos eines Abfrage-Pulspaares wird die Koinzidenzschaltung nach einei Zeit T ~ T₀ -\ Δ Τ erreichen, wobei T₀ gleich nO, also gleich dem nominellen Abstand der Einzelimpulse eines Pulspaares ist, und A T die Abweichung (algebraisch) von diesem Wert darstellt. Es wird somit immer dann Koinzidenz — und auch die Erkennung einer Abfrage — eintreten, wenn Δ Τ innerhalb der Grenzen (r — 1) θ und θ liegt.

In F i g. 1 ist der Verlauf jener Grenzen aufgetragen. Man ersieht, daß Koinzidenz immer eintritt, wenn AT = O ist, was bedeutet, daß die Antwortrate ρ immer gleich 1 ist. Wenn \AT\ > Θ ist, kann Koinzidenz nicht mehr eintreten; für Zwischenwerte von \A T] ist die Antwortrate ρ proportional zu r. Da nun r eine willkürliche Variable ist, gibt der Wert r (Ordinate F i g. 1) auch die Wahrscheinlichkeit für die Antwortrate ρ an. Man ersieht beispielsweise auch, daß ein Abfrage-Pulspaar in 50% der Fälle erkannt wird, wenn \A T\ zwischen Null und Θ/2 liegt

(0<\AT\< Θ/2).

Man kann also sagen, daß statistisch gesehen die Antwortrate η mit einer solchen Anordnung maximal gleich 0,5 ist. Die Kurve der F i g. 1 (die übrigens symmetrisch ist) gibt also auch die Antwortrate ρ als Funktion der Zeitabweichung A T vom Nominalwert (q =/(Λ7")) für den Ausgang der /!-ten Stufe des Schieberegisters an. Die Zeitabweichungen liegen um den Wert T₀ herum.

Gemäß einer bekannten Technik ist versucht worden, diese Kurve zu verbreitern, um für noch größere Zeitabweichungen AT eine Antwortrate ο gleich 1 zu bekommen. Dazu sind ein oder mehrere Ausgänge von Schieberegisterstufen, beispielsweise die der (/; + l)-ten, (/i — l)-ten, der (/; + 2)-ten und (/7 — 2)-ten usw. Stufen mit derr. Ausgang der /j-ten Stufe des Schieberegisters kombiniert worden.

Eine Kurve 0 = /(A T) für jeden Ausgang der Schieberegisterstufen läßt sich aus der Kurve der F i g. 1 ableiten, indem diese um den Wert eines Vielfachen von Θ nach rechts oder links verschoben wird. Wenn man dann die Kurven η = f(A T) für die «-te Stufe (F i g. 1) und die (n - 1)~-te Stufe (F i g. 2) kombiniert, so erhält man die Kurve der F i g. 3, die anzeigt, daß man eine Antwortrate ρ — 1 für Zeitverschiebungen A T zwischen Null und —Θ erhält. Diese Kurve ist nicht mehr symmetrisch zu T₀; man könnte sie symmetrisch machen, indem man sie nur um den Wert von OjI nach rechts verschiebt, was einem halben »Schritt« des Schieberegisters entspricht.

Wenn man nun der Kombination der Ausgänge der n-ten und (n — l)-ten Stufe des Schieberegisters (F i g. 3) noch den Ausgang der (n -\- 1)-ten Stufe des Schieberegisters (F i g. 4) hinzufügt, erhält man eine zu T₀ symmetrische Kurv; für die Antwortrate ο = f(AT) (s. Fig. 5), die anzeigt, daß eine Antwortratc ρ = 1 für eine Zeitverschiebung A T zwischen — Θ und + (9 erreicht werden kann; die Antwortrate ρ wird jedoch Null, wenn die Zeitverschiebung größer als 2(9, absolut, wird.

Es können natürlich auch noch mehr Ausgänge benachbarter Schieberegisterstufen kombiniert werden. Ganz allgemein kann man sagen, daß bei Kombination einer ungeraden Anzahl (2p + 1) von Ausgängen benachbarter Schieberegisterstufen die Kurven 0 ■---/(..17") symmetrisch zu T₀ sind, wobei die Zciiabwcichung |/l T\ vom Werte T₀ zum Erreichen einer Antwortrate ρ = 1 den Wert/70 hat; die Ant-

wortrate ρ wird Null, wenn die Zeitabweichung \AT\ dung des Antwortsignals arbeiten. Es ist noch eine

größer als (p -I ])(9wird. weitere logische Schaltung vorgesehen, durch die eine

Wenn man dagegen eine gerade Anzahl 2p von dem Schieberegister vorgeschaltete Torschaltung bei Ausgängen benachbarter Schieberegisterstiifen korn- Beendigung der Zusammensetzung des Antwortsignals biniert, sind die Kurven ρ —/(.-17") um einen halben 5 öffnet, damit das Schieberegister wieder für den »Schritt« unsymmetrisch zu T₀; wenn man aber die nächsten Decodiervorgang aufnahmefähig wird.
Verschiebung der Kune um einen halben »Schritt« Ein Merkmal der — im Anspruch 1 gekcnnzeichzur Realisierung der Symmetrie technisch verwirk- nelen — Erfindung besteht darin, daß jeder auflichen könnte, so würde ?um Erreichen einer Antwort- genommene Impuls <7-mal hintereinander dem Einrate ρ = 1 die Zeitabweichung |.l T\ vom Werte T_n io gang des Schieberegisters eingegeben wird und daß die den Wert (/7 — 1/2) (9 haben; die Antwortrate q Erkennung einer Abfrage nur am Ausgang einer wird Null, wenn die Zeitabweichung \A T\ größer wird Schieberegisterstufe, nämlich der s-ten, vorgenommen als (p -f 1/2) (9. wird, wobei s — η — q/2, wenn q geradzahlig ist, und

Die technische Verwirklichung solcher Anord- wobei s = η — (q — l)/2, wenn q ungeradzahlig ist; nungen, die die oben beschriebenen Kombinationen 15 dabei ist η diejenige Zahl, mit der ein Schritt des auszuführen gestatten, ist jedoch sehr schwierig, denn Schieberegisters multipliziert werden muß, um das es müssen Bauteile, beispielsweise ODER-Schaltungen, Zeitintervall zwischen den Einzelimpulsen eines Pulseingesetzt werden, die so viele Eingänge haben, wie paares zu erhalten. Die Kurven für die Antwortrate ο Stufen in den Schieberegistern vorhanden sind, deren als Funktion der Zeitverschiebung Δ Τ (ρ = /(AT)) Ausgänge dann an den Eingang der Koinzidenz- 20 sind dann die gleichen, die man erhalten würde, wenn schaltung geführt werden. Die gleiche Anordnung der aufgenommene Impuls nur einmal dem Schiebemuß für jeden Abfragemodus vorgesehen sein, den register eingegeben worden wäre und wenn die Ausder Decoder erkennen soll. Außerdem erfordern die gänge von (q — 1) Stufen, die der η-ten Stufe benach-Anordnirnen, mit denen eine Verbreiterung der bart sind, mit dem Ausgang dieser Stufe kombiniert Kurven ρ = /(AT) ermöglicht werden kann, eine um 25 worden wären.

so größere Anzahl von Stufen, je größer die Verbrei- Gemäß dem Merkmal einer Ausführungsform der terung der Kurven η — /(AT) gewünscht wird. Über- Erfindung wird der Impuls nicht direkt dem Schiebedies gibt es keine einfachen Verfahren, die es gestatten, register eingegeben, sondern schaltet eine Flip-Flopsymmetrische Kurven für ρ = f(AT) herzustellen, Stufe in die Lage »1«. Dieses Signal »1« liegt am Einwenn eine gerade Anzahl von Ausgängen benach- 30 gang des Schieberegisters und durchläuft dieses mit barter Schieberegisterstufen kombiniert werden. einer den Taktimpulsen eines Taktgenerators ent-

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, bei Ver- sprechenden Geschwindigkeit. Wenn dieser Impuls an

wendung von Schieberegistern zur Verbesserung der der q-ien Stufe angekommen ist, wird das Ausgangs-

Antwortrate die gleichen Ergebnisse zu erhalten, wie signal dieser Stufe zusammen mit dem der vorher-

sie die Kombination von mehreren Ausgängen mit 35 gehenden Stufen über eine UND-Schaltung dem Rück-

den oben besprochenen, bekannten Anordnungen Stelleingang der Flip-Flop-Stufe eingegeben, wodurch

liefert. Die Anordnung gemäß der Erfindung hat je- diese in die »O«-Lage rückgestellt wird. Das Signal »1«,

doch gegenüber jenen bedeutende Vorteile, unter an- das in den q Stufen gespeichert worden ist, durchläuft

derem folgende: als Ganzes das Schieberegister, so daß es bei Ankunft

Die Anzahl der notwendigen Stufen der Schiebe- 4° in der 77-ten Stufe deren Ausgang während einer

register ist viel kleiner und kann um so kleiner sein, q + 1 Schritten des Taktgenerators entsprechenden

je mehr man von vornherein die Kurven für die Ant- Zeit markiert.

wortrate verbreitert; die Erkennung der Abfragen Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der

geschieht an einem einzigen Ausgang, und es wird Erfindung, das angewendet wird, wenn die Anzahl q

somit die Kompliziertheit der Schaltungen vermieden, 45 der Stufen, in die die Impulse eingegeben werden, eine

die sich aus der Kombination mehrerer Ausgänge mit gerade Zahl ist, so daß die Kurven für die Antwort-

den bekannten oben geschilderten Mitteln ergibt; die rate ρ = f(AT) unsymmetrisch wird, besteht darin,

Kurven für die Antwortrate ρ können in allen Fällen daß die Symmetrie dadurch wiedergewonnen wird,

in einfacher Weise symmetrisch zu T₀ gemacht werden. daß der Impuls in einer der Stufen vor der η-ten Stufe

Die Geräte, die für den Empfang und die Erkennung 5° um einen halben Schritt verzögert wird,
von Abfrage-Pulspaaren verwendet werden und die Die Verzögerung um einen halben Schritt kann beifür sich bekannt sind, werden ergänzt durch die An- spielsweise dadurch erreicht werden, daß die Taktordnungen gemäß der Erfindung; diese Anordnungen impulse des Taktgenerators einigen der ersten Stufen bestehen aus einem mehrstufigen Schieberegister, mit einer bestimmten Phase und den anderen folgenden durch das ein an seinem Eingang angelegter Impuls in 55 Stufen in Gegenphase zugeführt werden. Die Erjeweils gleichen »Schritten« hindurchläuft; eine der kennung der Abfragesignale erfolgt dann in der Stufe Stufenanzahl entsprechende Anzahl von Koinzidenz- mit der Nummer η — qjl.

schaltungen ist einerseits mit dem Eingang des Schiebe- Die Verzögerung um einen halben Schritt kann auch

registers, andererseits mit dem Ausgang einer jeden dadurch erreicht werden, daß die Schritte (Frequenz Stufe verbunden, so daß die Abfrage-Pulspaare, deren 60 des Taktgenerators) etwas größer als TJn gewählt

Einzelimpulse einen gemäß dem festgelegten Abfrage- werden. Die Vergrößerung muß so gewählt werden,

modus bestimmten Abstand voneinander haben (Co- daß sie, mit der Zahl η multipliziert, an der Stufe, an

dierung durch Pulsabstand), decodiert werden können; der die Erkennung stattfinden soll, eine Gesamt-

dem Schieberegister ist noch eine logische Schaltung verzögerung von TJ2n ausmacht,
vorgeschaltet, die verhindert, daß weitere Abfrage- 65 Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen

Pulspaare in das Schieberegister gelangen, wenn eine näher erläutert; in den einzelnen Figuren stellen dar

Abfrage erkannt worden ist. und zwar so lange, wie F i g. 1 bis 5 Kurven zur Erläuterung der Antwort-

die Schaltunccn zur Zusammensetzung; und Aussen- raten.

7 8

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Decoders für Ab- nach einem festgestzten Code zu modulieren und dann frage-Pulspaare, die auch die Anordnung gemäß der die Antwortimpulse bereitzustellen, die an einer AusErfindung enthalten, gangsklemme W₁ des Geräteteils 18 abgenommen

F i g. 7 Signalkurven zum besseren Verständnis der werden können.

Erfindung, 5 Die Arbeitsweise der einzelnen Gerätegruppen des

F i g. 8 ein Blockschaltbild eines Teiles des Deco- Geräteteiles 18 wird durch die an seinen Eingängen g_n ders mit der Anordnung zur Verzögerung um einen und g_m eingegebenen Impulse eingeleitet. Vom Gehalben Schritt des Schieberegisters. räteteil 18 wird auch an einer Ausgangsklemme W₂

Die in einem nicht dargestellten Empfänger cmp- ein Impuls ausgegeben, sobald der Codierzyklus der fangenen Impulse werden der in F i g. 6 dargestellten io Antwortimpulse beendet ist. Dieser Ausgangsimpuls Schaltungsanordnung an einem Eingang 1 zugeführt; wird über eine Leitung 19 dem zweiten Steuereingang e_x der Empfänger ist bekanntermaßen hinsichtlich seiner der Flip-Flop-Schaltung zugeführt.
Bandbreite so dimensioniert, daß die Vorderflanken Die Ausgangsimpulse eines Taktgenerators 20 werder Impulse an seinem Ausgang ausreichend gut den über eine Leitung 21 einem Frequenzteiler 22 einwiedergegeben werden, d. h., daß die Wiedergabe auf i₅ gegeben, der an seinem Ausgang 23 Impulse mit die Zeit der Anstiegsflanken beschränkt ist. einem die Zeit Q definierenden Abstand ausgibt, z. B.

Das am Eingang 1 anstehende Signal ist ein Puls- 1 Mikrosekunde, die den Takt für das Schieberegister paar, dessen Einzelimpulse gemäß der Art der Abfrage angeben; diese Impulse werden den Takteingängen einen gewissen Abstand in der Größenordnung von H₁, H₂, H₃, H₄ ... H_n-i ■■■ H_m-₁ der einzelnen einigen Mikrosekunden haben. Zwischen den Einzel- 20 Stufen A₁, A₂, A₃, A₄ ... A_n-₁ ... A_m-₁ des Schiebeimpulsen eines zu decodierenden Abfrage-Pulspaares registers 6 eingegeben. Der Frequenzteiler 22 hat können auch Störsignale empfangen werden. Die noch einen Rückstelleingang Z, der mittels einer Leiempfangenen Pulspaare werden daher zusammen mit lung 15α mit dem Ausgang der ODER-Schaltung 14 allen möglicherweise empfangenen Störsignalen an verbunden ist.

den ersten Eingang einer UND-Schaltung 2 gelegt, 25 Es wird nun die Arbeitsweise des Decoders (F i g. 6)

deren zweiter Eingang dann markiert wird, wenn ein beschrieben.

Abfrage-Pulspaai erkannt worden ist, so daß die an Es sei angenommen, daß die Ausgänge S₁ der FHp-

dem ersten Eingang anstehenden Pulspaare dann am Flop-Stufen 4 und 16 zu einem bestimmten Zeitpunkt

Ausgang 3 der UND-Schaltung 2 erscheinen; diese mit »0« bzw. »1« markiert sind. Die UND-Schaltung 2

Impulse werden dem Steuereingang e, einer Flip-Flop- 30 ist dann vorbereitet (Freigabe), und jeder Impuls von

Stufe 4 zugeführt; die am Ausgange der Flip-Flop- bestimmter Amplitude am Eingang 1 kann dann die

Stufe 4 dann ausgegebenen Impulse werden über eine UND-Schaltung 2 passieren; die dann am Ausgang 3

Leitung 5 dem Eingang E eines Schieberegisters 6 zu- der UND-Schaltung 2 anstehenden Impulse markieren

geführt, das w — 1 Stufen A₁, A₂, A₃ ... A_n-x ■■■ dann am Ausgang S₁ der Flip-Flop-Stufe 4 eine »1«.

Am-\ enthält; jede Stufe hat einen entsprechenden 35 Dieses Signal »1« markiert dann über die Leitung5

Ausgang S₁, S₂, S₃ ... S_n-! ... S_n-X- ^den Eingang E des Schieberegisters zu einer Zeit, die

Die Ausgänge S₁, S₂, S₃ der ersten drei Stufen des für den im folgenden beschriebenen Vorgang als AnSchieberegisters 6 werden zu je einem Eingang einer fangszeit gilt. Nach einer Verzögerungszeit kleiner als Q UND-Schaltung 8 mittels Leitungen Ta, Tb und Tc, (sie sei rQ, wobei r zwischen Null und 1 liegt) erscheint deren Ausgang mittels einer Leitung 9 mit dem Rück- 40 ein Taktimpuls am Ausgang 23 des Frequenzteilers 22 Stelleingang e₂ der Flip-Flop-Stufe 4 verbunden ist, und am Takteingang H₁ der ersten Stufe des Schiebegeleitet, registers 6, der bewirkt, daß die Markierung »1« am

Außer den Ausgängen S₁, S₂ und S₃ des Schiebe- Ausgang S₁ der ersten Stufe des Schieberegisters 6

registers 6 werden nur noch die Ausgänge S_n-1 und erscheint. Der nächste Taktimpuls zur Zeit rQ + Q

Sm-i benutzt. Diese Ausgänge entsprechen den Ab- 45 beläßt den Ausgang S₁ mit »1« markiert, bewirkt aber,

fragearten bei den Abfrage-Pulspaaren; es sind nur daß diese Markierung nun auch am Ausgang S₂ er-

beispielsweise zwei Abfragearten angenommen. scheint. Infolge des nächsten Taktimpulses, der zur

Die Ausgänge S_n-J und S_m-i werden mittels Lei- Zeit rQ + 2(9 auftritt, erscheint die Markierung »1« tungen 10_n-i bzw. 10_m_j jeweils dem einen der Ein- auch am Ausgang S₃, während die Markierungen an gänge von UND-Schaltungen H_n-1 bzw. 11™-, ein- 50 den Ausgängen S₁ und S₂ bestehenbleiben. Wenn nun gegeben. Der zweite Eingang der UND-Schaltungen der Wert »1« an allen drei Ausgängen S₁, S₂ und S₃ Hh-I und llm-i wird mittels Leitungen 12η-, bzw. ansteht, wird er über die Leitungen Ta, Tb und Tc an \lm-x niit dem Ausgang 3 der UND-Schaltung 2 die Eingänge der UND-Schaltung 8 geleitet, die dann über eine Leitung 12 verbunden. Die Ausgänge der an ihrem Ausgang einen Impuls abgibt, der über die UND-Schaltungen H_n-J und \\_m-₁ werden mittels 55 Leitung9 an den Steuereingange₂ der Flip-Flop-Leitungen 13'n-i bzw. 13'm-, mit den Eingängen Stufe4 geleitet wird; dadurch wird die Flip-Flopeiner ODER-Schaltung verbunden, deren Ausgang Stufe 4 rückgestellt, so daß an ihrem Ausgang J₁ eine über eine Leitung 15 mit dem einen Steuereingang e₂ »0« erscheint, was bewirkt, daß der Eingang E des einer Flip-Flop-Stufe 16 verbunden ist, deren einer Schieberegisters nicht mehr markiert wird.
Ausgang J₁ über eine Leitung 17 mit dem zweiten Ein- 60 Wenn der nächste Taktimpuls zu einer Zeit rQ + 30 gang der UND-Schaltung 2 verbunden ist. auftritt, wird der Ausgang S₁ der ersten Schiebe-

Die Ausgänge der UND-Schaltungen H_n-, und registerstufe auf »0« zurückgestellt, während die drei

ll_m_, werden auch mit entsprechenden Eingängen g„ folgenden Ausgänge S₂, S₃ und S₄ mit »1« markiert

bzw. gm eines an sich bekannten und bei Abfrage- bleiben. Diese drei Markierungen durchlaufen so als

einrichtungen immer verwendeten Geräteteils 18 ver- 65 Ganzes das ganze Schieberegister 6, und zwar in

bunden; es besteht in der Hauptsache aus einem Schritten im Rhythmus Q des Taktgenerator. Wenn

Impulsgenerator und einer Anzahl von Modulatoren, der am Ausgang 3 der UND-Schaltung 2 erscheinende

die dazu dienen, die erzeugten Impulse nacheinander Impuls nicht der erste Einzelimpuls eines Abfragc-

Pulspaares gewesen wäre, der nicht in den üblichen Codiermoden η oder m codiert wäre, sondern irgendein Störimpuls, dann verschwinden die Markierungen am Ende F des Schieberegisters 6.

Wenn dagegen nach etwa einer Zeit T_n — ηΘ ein zweiter Impuls am Ausgang 3 der UND-Schaltung 2 auftritt, der dem Abfragemodus η entspricht, den der Decoder erkennen kann, dann erreicht dieser Impuls über die Leitungen 12 und 12„-, den einen Hingang der UND-Schaltung ll«-j. Die Markierung »l« aus dem Ausgang 5,1-1 der Stufe/I₁₁-! des Schieberegisters 6 gelangt über die Leitung lü_n-i zum anderen Eingang der UND-Schaltung H_n-1 (diese Arbeitsweise wird weiter unten noch näher erläutert). Die UND-Schaltung H_n-! wird daher durchgängig, und ein Erkennungssignal für den Abfragemodus/1 tritt am Ausgang der UND-Schaltung H_n-I auf.

Dieses Erkennungssignal wird über die Leitung 13_n-i dem Eingang g„ des Geräteteilcs 18 zugeführt, in dem nun das Antwortsignal aufbereitet wird. Gleichzeitig damit wird über die Leitung 13',,-j die ODEk-Schaltung 14 an einem ihrer Eingänge markiert, und an ihrem Ausgang erscheint ein Impuls, der über die Leitung 15 den Rückstelleingang c₂ der Flip-Flop-Stufe 16 markiert. Das bewirkt, dal3 ihr Ausgang O₁ in die Stellung »0« zurückgeschaltet wird; dieses Signal wird über die Leitung 17 dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 2 zugeführt, wodurch bewirkt wird, daß diese undurchlässig wird und daß kein weiterer Impuls den Eingang des Decoders erreichen kann. Dem Rückstelleingang des Frequenzteilers 22 wird auch das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 14 über die Leitung 15a zugeführt.

Wenn die Aufbereitung des Antwortsignal im Geräteteil 18 beendet ist, erscheint an der Ausgangsklemme W₂ ein Impuls, der über die Leitung 19 die Flip-Flop-Stufe 16 steuert. An ihrem Ausgange erscheint ein Signal »1«, der zweite Eingang der UND-Schaltung wird über die Leitung 17 markiert, so daß die nunmehr am Eingang 1 ankommenden Impulse in den Decoder gelangen können.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist natürlich die gleiche, wenn die empfangenen Abfrage-Pulspaare im Modus m codiert sind, was einfach bedeutet, daß der nominelle Abstand der Einzelimpulse eines Pulspaares T_m = m& beträgt. In diesem Falle treten die Stufe ^m-i, ihr Ausgangs,,,-! des Schieberegisters und die UND-Schaltung llm-j in Tätigkeit.

Es soll nun noch der Vorgang der Abirageerkennung betrachtet werden, d. h. eine Koinzidenz zwischen dem ersten Einzelimpuls, der im Schieberegister 6 verzögert wurde und am Ausgang S_n __t bzw. am Eingang der UND-Schaltung H_n-, angelegt wird.

Zur Erläuterung der Einzelheiten werden die Diagramme der F i g. 7 herangezogen, die im Zusammenhang mit F i g. 6 betrachtet werden.

In Fig. 7a sind die Taktimpulse des Taktgenerators, deren Flanken gleicher Art jeweils einen Abstand Θ voneinander haben, dargestellt.

Die Impulse, die den Eingang E des Schieberegisters 6 (siehe F i g. 6) zur Zeit Null markieren, werden beispielsweise von der Hinternanke eines Taktimpulses nach einer Verzögerung r0 gebildet, wobei τ ein willkürlicher Wert zwischen Null und 1 ist.

Fig. 7 b zeigt den zeitlichen Verlauf der Markierung am Ausgang S₁ der Stufe A₁ des Schieberegisters 6 (F i g. 6) in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Vorgang.

F i g. 7c zeigt den zeitlichen Verlauf der Markierung am Ausgang S₂ der Stufe A_i des Schieberegisters 6.

Schlielilich zeigt Fig. 7d den zeitlichen Verlauf der Markierung am Ausgang 5',,-, der Stufe A_n ι des Schieberegisters 6, in der die Erkennung der Abfrage durchgeführt, wird. Die Markierung des Ausganges S_n-\ (und deshalb auch die Markierung des ersten Einganges der UND-Schaltung 11 _n-\, F i g. 6) beginnt zu einer Zeit (/1 — 2) θ -|- r(~J, und sie dauert an bis zur Zeit {n + \)θ + rö.

F i g. 7d zeigt den zweiten Einzelimpuls eines Pulspaares, der zu einer Zeit/iö am zweiten Eingang der UND-Schaltung H_n-1 auftritt (F i g. 6). Der nominelle Abstand der hinzelimpulsc eines Abfrage-Pulspaares im «-Modus betrügt T_n -■= ηθ\ es besteht jedoch in der Praxis eine Abweichung Δ T von diesem Wert T_n. Der genaue Zeitpunkt des Auftretens des /.weiten Einzelimpulses ist daher ηθ + ΔΤ, und es tritt Koinzidenz ein, wenn Δ T in den Grenzen — 2Θ + γΘ und θ + rti liegt.

Die Kurve/ rechts neben der F i g. 7d zeigt den Verlauf der Grenzen. Man ersieht daraus, daii Koinzidenz immer eintritt, wenn Δ T zwischen — θ und + ö liegt, so dab dann die Antwortrate ρ gleich 1 ist, wenn | J 7] zwischen Null und Θ liegt. Wenn \ΔΤ\ größer als 2 θ wird, ist Koinzidenz nicht mehr möghch. Für Zwischenwerte von Δ T gibt der Wert für r die Wahrscheinlichkeit für die Antwortrate ο an und ist mit dem Wert ρ gleichzusetzen. So ersieht man, daß für |Δ T\ — 3 tfß der Wert für ρ = 1/2 ist.

So gibt die Kurve / der F i g. 7 die Antwortrate in dem Decoder an, und zwar für Abfragen im «-Modus als Funktion der Zeitabweichung Δ T vom Nominalwert T_n (wobei T_n — ηθ) des Zeitintervalls zwischen den Einzelimpulsen eines Pulspaares, durch das der Abfragemodus charakterisiert ist; das gilt für den Fall, bei dem die Impulse dreimal hintereinander in das Schieberegister 6 gelangen, so wie es im Zusammenhang mit F i g. 6 beschrieben worden ist. Man ersieht auch, daß die Kurve ρ = j'(Δ T) in bezug auf den Nominalwert T_n symmetrisch ist.

Wenn die Impulse fünfmal oder siebenmal, allgemein gesagt (Ip + l)-mal an den Eingang E des Schieberegisters 6 gelangen, ergibt sich genau das gleiche Ergebnis. Es werden ebenfalls symmetrisch zu T_n liegende Kurven erhalten, und die Antwortrate ρ ist gleich 1 für Zeitabweichungen Δ T kleiner als pk> und Null für solche von Δ T großer als (j> + \)θ.

Der Vorteil der Lösung nach der Erfindung gegenüber den bekannten Lösungen liegt darin, daß eine Abfrage auf Grund eines Ausgangssignals von einet einzigen Stufe des Schieberegisters 6, z.B. des am Ausgang S_n-_P anstehenden Signals, erkannt werden kann. Bei den Verfahren nach dem Stande der Technik müßten die Signale von η + p benachbarten Stuferj kombiniert werden, um eine ähnliche Kurve füi ρ = J\dT) zu erhalten. Eine einfache Betrachtunj zeigt, daß bei einem (2p + l)-maligen Eintritt dei Impulse in den Eingang E des Schieberegisters 6 di< (n — p)-te Stufe diejenige ist, deren Ausgang zur De codierung verwendet werden muß.

Bei Betrachtung des Decoders gemäß F i g. 6 er sieht man auch, daß die Anzahl der Stufen auf m — j begrenzt werden kann, wenn eine Abfrage in einen Modus erkannt werden soll, der durch einen Nominal abstand ηθ der Einzelimpulse eines Pulspaares cha rakterisiert ist.
Es ist nun angebracht, zum besseren Verständnis de

Erfindung die Arbeitsweise zu betrachten, wenn ein ankommender Impuls beispielsweise zweimal, anstatt dreimal an den Eingang E des Schieberegisters 6 des in F i g. 6 dargestellten Decoders gelangt. In diesem Falle werden nur die Ausgänge 5, und S₂ anstatt der Ausgänge S₁, S₂ und S₁, in der UND-Schaltung 8 kombiniert, um den Rückstelleingang e₂ der Flip-Flopstufe 4 zu steuern.

F i g. 7g zeigt den Verlauf der Markierung am Ausgang S₁ der Stufe A_x des Schieberegisters 6, wenn ein ankommender Impuls nur zweimal eintritt. Fig. 7h zeigt dann den Verlauf am Ausgang S_n-, der Stufe A_n ..„ an der die Erkennung der Abfrage stattfindet. Der Ausgang S_n-, wird zu einer Zeit (n — 2)0 + γΘ markiert, und diese Markierung dauert an bis zu einer Zeit ηΘ + r0.

Wenn man noch einmal die im Zusammenhang mit F i g. 7e oben gemachten Ausführungen betrachtet, so stellt man fest, daß zwischen dem ersten, im Schieberegister verzögerten Einzelimpuls und dem zweiten Einzelimpuls eines Abfrage-Pulspaares im Abfragemodus /ι Koinzidenz eintritt, wenn Δ T in den Grenzen — 20 + rO und rß liegt.

Die Kurve / rechts neben F i g. 7h zeigt den Verlauf der Grenzen. Man ersieht, daß Koinzidenz immer eintritt, wenn Δ T zwischen — 0 und Null liegt, so daß dann die Antwortrate ρ = 1 ist. Wenn der negative Wert von Δ T größer als 20 ist oder wenn Δ Τ positiv und größer als 0 ist, dann findet keine Koinzidenz statt. Für Zwischenwerte bezeichnet r die Wahrscheinlichkeit und gibt den Wert für die Antwortrate ρ an. Man ersieht, daß für /17" zwischen — 30/2 und 0/2 die Antwortrate η = 1/2 ist.

Man ersieht auch, daß die Kurve der F i g. 7i nicht symmetrisch zum Werte T_n — ηΘ ist, der den Nominalwert des Abstandes der beiden Einzelimpulse eines Abfrage-Pulspaares im Modus η darstellt. Diese Kurve ist unsymmetrisch.

Um sie symmetrisch zu machen, muß eine zusätzliche Verzögerung von einem halben Schritt 0/2 im Schieberegister vorgenommen werden.

Wenn die ankommenden Impulse viermal, sechsmal oder allgemein gesagt 2p-mal hintereinander in den Decoder gelangen, werden sie in der gleichen Weise wie vorher verarbeitet. Man erhält symmetrische Kurven ρ = /(Δ T), wenn eine zusätzliche Verzögerung um 0/2 eingeführt wird; diese Kurven zeigen dann Antwortraten ρ = 1, wenn die Zeitverzögerung \ΔΤ\ kleiner als (p — 1/2)0 ist; die Antwortrate ρ ist Null, wenn \Δ T\ größer als (p + 1/2) 0 ist.

Der Vorteil der Erfindung gegenüber den bekannten Anordnungen wird auch hier deutlich: Wenn nämlich die Impulse 2p-ma.\ hintereinander an den Eingang E des Schieberegisters 6 gelangen, kann die Abfrage allein am Ausgang S_n-_P der Stufe A_n-_p erkannt werden.

F i g. 8 zeigt eine Decodiereinrichtung, die der in F i g. 6 sehr ähnlich ist; sie zeigt nur einige Modifikationen, mit denen eine zusätzliche Verzögerung um einen halben Schritt 0/2 erreicht werden kann; diese zusätzliche Verzögerung wird an denjenigen Ausgängen der Stufen des Schieberegisters hergestellt, an denen die Erkennung der Abfrage ausgeführt wird, wenn die ankommenden Impulse zweimal hintereinander an den Eingang E des Schieberegisters 6 gelangen. Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 8 enthält nur solche Teile, die für das Verständnis der Herstellung der zusätzlichen Verzögerung um einen halben Schritt 0/2 notwendig sind. Die weggelassenen Teile können aus F i g. 6 entnommen werden.

Der Frequenzteiler 22, der das Schieberegister 6 mit Taktimpulsen mit dem Abstand 0 versorgt, wird gemaß einem an sich bekannten Verfahren durch eine Mehrzahl von Flip-Flop-Stufen ergänzt, von denen nur die letzte 24 in F i g. 8 dargestellt ist. Am Ausgang J₁ der Flip-Flop-Stufe kann eine erste Reihe von Taktimpulsen abgenommen werden und am Ausgang J₂

ίο cine zweite, die zu der am Ausgang J₁ komplementär ist. Die am Ausgang J₂ abgenommene zweite Impulsreihe hat gegenüber der ersten Impulsreihe entgegengesetzte Phase, was bedeutet, daß die Hinterilanken der Impulse der zweiten Impulsreihe gegenüber denen der ersten Impulsreihe eine Verzögerung von einem halben Schritt 0/2 haben.

Die Impulse der ersten Reihe (Ausgang J₁ von 24) werden über eine Leitung 23' den Takteingängen //,, H₂ ... H_n -,, der ersten η — 4 Stufen des Schicberegisters eingegeben, während die Impulse der zweiten Reihe (Ausgang J₂ von 24) über eine Leitung 23" den Takteingängen H_n-*, H_n-₂, H_{n x} usw. bis zum Ende F des Schieberegisters zugeführt werden.

Eine Markierung, die an dem Eingang E des Schieberegisters 6 ansteht, läuft in der Weise, wie oben beschrieben, durch das Schieberegister 6 in Abhängigkeit von der ersten Reihe von Taktimpulsen mit dem Abstand 0 hindurch bis zur Stufe A_n-_t. Die Markierung erreicht die nächste Stufe A_n-₃ nach einer Zeit 3 0/2, anstatt nach einer Zeit Θ, da die Taktimpulse, die von der /f_n_₃-ten Stufe an wirksam werden, diejenigen der zweiten Impulsreihe sind, die gegenüber denen der ersten Impulsreihe eine Verzögerung von 0/2 haben.

Die Arbeitsweise der Decodiereinrichtung gemäß F i g. 8 wird nicht eigens beschrieben, da sie die gleiche ist wie die in F i g. 6 dargestellte, ausgenommen die soeben beschriebenen Modifikationen.

F i g. 7j zeigt die Taktimpulse der zweiten Impulsreihe (Ausgang J₂ von 24; F i g. 8), die um einen halben Schritt 0/2 gegenüber denen in Fig. 7a verzögert sind.

Das bereits erwähnte Diagramm der F i g. 7g zeigt den zeitlichen Verlauf der Markierung am Ausgang S₁ der Schieberegisterstufe A₁ (F i g. 8). F i g. 7k zeigt den zeitlichen Verlauf der Markierung am Ausgang S_n-, der Schieberegisterstufe A_n-_x. Die Markierung des Ausganges S_n -_α beginnt zu einer Zeit

(H-3/2)0 + r0,

und sie bleibt bestehen bis zu einer Zeit
(n+ 1/2)0 + /-0.

Unter Hinweis auf die bereits mehrfach getroffenen Feststellungen kann man ersehen, daß man eine symmetrische Kurve / für ρ = /(Δ T) erhält, die rechts neben F i g. 7 k gezeichnet ist.

Gemäß der bereits oben angedeuteten Modifikation kann eine zusätzliche Verzögerung um einen halben Schritt 0/2 dadurch erhalten werden, daß zum Wert 0 = TnIn eine kleine Größe Δ Θ addiert, so daß die zusätzliche Verzögerung insgesamt 0/2 beträgt, wenn die Markierung vom eingegebenen Impuls in der Stufe A „ -, (F i g. 6) angekommen ist. Das bedeutet,

1

daß Δ T = 0/(2« — 1) isi und daß weiterhin der neue Wert des etwas vergrößerten Schrittes

Θ + ΔΘ = Τ_η:(η-1/2)
ist.

Es soll nun nochmals die Decodiereinrichtung nach Fig. 6, die für zwei Abfrage-Modi eingerichtet ist, betrachtet werden. Man ersieht, daß es nicht möglich ist, die zusätzliche Verzögerung 0/2 für beide Modi durch das soeben beschriebene Verfahren herzustellen, wenn die Impulse eine geradzahlige Anzahl von Malen hintereinander in das Schieberegister eingegeben werden.

Wenn jedoch in einigen Fällen, wenn T_m ein ungerades Vielfaches von T_n ist, beispielsweise

T_m = (2* + D T_n

ist, kann eine zusätzliche Verzögerung vom Werte (£4 1/2)0 am Ausgang S_n,-j (Stufe /i_m-i) erhalten werden, wenn der Schritt© so eingerichtet ist, daß am Ausgang S_n-, (Stufe A_n-J eine zusätzliche Verzögerung um 0/2 entsteht. Es genügt dann, eine Abfrage vom Modus m an einer Stufe des Schieberegisters 6 zu erkennen, die die Nummer ,„_(!+ A) hat, um die gewünschte zusätzliche Verzögerung von 0/2 zu erhalten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

besondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Anwort- Patentansprüche: geschwindigkeit auf Abfragesignale zu erhöhen. Bei Navigationssystemen, die mit einem Antwort-

1. Transponder-Decoder zur Erkennung von sender ausgerüstet sind, sei es, daß dieser, wie z. B. durch den Abstand der Einzelimpulse codierten 5 beim »TACANe-System, am Erdboden oder w;e bei Abfragepulspaaren, deren Abstand empfangsseitig Sekundär-Radar- und Kennungsgeräten (Fireundum einen gewissen Betrag um den Nominalwert Feind-Identifizierung) in Flugzeugen stationiert ist, schwankt, mit einem mehrstufigen Schieberegister besteht der Vorgang des Nachrichtenaustausches als Verzögerungsglied, dessen Takteingängen Takt- zwischen Abfrage- und Antwortstation darin, daß ein impulse einer bestimmten Frequenz and Dauer io Abfragesignal in Form eines Pulspaares, dessen Einzel- und dessen Signaleingang die empfangenen Impulse impulse einen bestimmten Abstand haben, in der Anteingegeben werden, und bei dem jeweils an die wortstation empfangen, erkannt und entsprechend Ausgänge der einzelnen Stufen und an seinem Ein- dem Abstand decodiert wird, und daß daraufhin ein gang Koinzidenzschaltungen angeschaltet sind, Antwortsignal entsprechender Form zur Abfraged a durch gekennzeichnet, da'i jeder 15 station zurückgesendet wird.

empfangene Impuls q-ma\ hintereinander, wobei q Es ist bekannt, zur Erkennung und Decodierung

größer als 1 ist, dem Eingang (E) des Schiebe- von Abfrage-Pulspaaren eine Verzögerungsleitung mit

registers (6) zugeführt wird und daß die Erkennung mehreren Anzapfungen zu verwenden und mittels einer

eines Pulspaares am Ausgang (S) der s-ten Stufe (A) Koinzidenzschaltung die Koinzidenz zwischen dem

des Schieberegisters durchgeführt wird, für die die ao ersten Einzelimpuls eines Pulspaares, der an einer der

Beziehung s = η — qß gilt, wenn q geradzahlig ist, Abzapfungen der Verzögerungsleitung abgenommen

und s =n —(q — l)/2 gilt, wenn q ungeradzahlig wird und dem zweiten Einzelimpuls des Pulspaares,

ist, wobei der Wert für η so gewählt ist, daß sich der am Eingang der Verzögerungsleitung ansteht, fest-

durch Multiplikation der Periode (Θ) der Takt- zustellen.

impulse mit dem Wert für η oder η — 1/2 der No- 35 Heutzutage werden anstatt Verzögerungsleitungen

minalwert (T₀) des Abstandes der Einzelimpulse mehr und mehr Schieberegister mit mehreren Aus-

eines Pulspaares ergibt. gangen (Stufen) verwendet, durch die ein an deren Ein-

2. Transponder-Decoder nach Anspruch 1, da- gang angelegter Impuls mit einer durch die Impulse durch gekennzeichnet, daß die Markierung der eines Taktgenerators, die das Schieberegister steuern, Ausgänge der j-ten Stufe des Schieberegisters ge- 30 vorgegebenen Geschwindigkeiten hindurchläuft,
genüber den Ausgängen der ersten q Stufen um Dabei tritt eine Quantisierung ein, wobei die Quantidie halbe Zeit (Θ/2) einer Periode der Taktimpulse sierungs-Zeiteinheit gleich ist der Periode des Taktverzögert ist, wenn die Zahl q geradzahlig ist. generators; diese Einheit wird auch »Schritt« genannt

3. Transponder-Decoder nach Anspruch 1 oder und ist im folgenden mit Θ bezeichnet. Die bekannten 2, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen 35 Decodiereinrichtungen für Abfragesignale sind so einImpulse dem einen Eingang einer UND-Schaltung gerichtet, daß der »Schritt« ein ganzzahliger Teil des (2) eingegeben werden, deren Ausg.ingsimpuls (3) Zeitintervalls T₀ zwischen den Vorderflanken der Eindem ersten Eingang (e,) einer Flip-Flop-Stufe (4) zelimpulse des das Abfragesignal bildenden Pulspaares eingegeben wird und diese an ihrem Ausgang (J₁) ist und daß der Taktgenerator mit dem ersten Einzelmit dem Signal »1« markiert, das dem Eingang (E) 40 impuls des Pulspaares synchronisiert ist. Selbst wenn des Schieberegisters (6) zugeführt wird. man annimmt, daß der Synchronismus hergestellt

4. Transponder-Decoder nach Anspruch 3, da- werden kann, so besteht doch in der Praxis noch eine durch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale Differenz Δ T zwischen der nominellen Zeit T₀ und der der ersten q Stufen des Schieberegisters (6) einer tatsächlichen Zeit T zwischen den Einzelimpulsen UND-Schaltung (8) eingegeben werden, deren Aus- 45 eines Pulspaares. Der erste Impuls wird im ISchtebegangssignal durch Eingabe in den zweiten Steuer- register so verzögert, daß er nach einer Zeit T₀ = ηθ eingang (e₂) der Flip-Flop-Stufe (4) diese an ihrem den Ausgang der η-ten Stufe während einer Zeit Ausgang (S₁) wieder auf »0« zurückstellt. markiert. Wenn Δ T negativ ist, kann Koinzidenz nur

5. Transponder-Decoder nach Anspruch 4, da- auf Grund der Länge des zweiten Einzelimpulses eindurch gekennzeichnet, daß die mittels UND- 50 treten, ist Δ T positiv, so tritt Koinzidenz immer dann Schaltungen (H_n-1; llm-i) erkannten Pulspaare auf, wenn Δ T kleiner als Θ ist.

zur Aufbereitung der Antwortsignale (Ausgang W₁) Man ersieht, daß alle Abfrage-Pulspaare erkannt einem Geräteteil (18, Eingänge g„ und g_m) zugeführt werden können, wenn der Maximalwert ΔΤ₀ des werden und daß der Geräteteil (18) bei Beendigung Differenzwertes \Δ T\ kleiner als Θ ist und wenn die der Aufbereitung de/ Antwortsignale (Ausgang W₁) 55 Länge des zweiten Einzelimpulses kleiner oder höchein Signal ausgibt (Ausgang W₂), durch das über stens gleich ΔT ist. In anderen Worten: Die Antworteine Flip-Flop-Stufe (16, Eingang e„ Ausgang S₁) rate ρ, die das Verhältnis von erkannten Abfragedie UND-Schaltung (2) am Eingang der Decodier- Signalen (das sind diejenigen, die ein Antwortsignal schaltung für die nächsten empfangenen Pulspaare ausgelöst haben) zur Gesamtheit aller Abfragesignale wieder durchgängig gemacht wird. 60 (die für gewöhnlich nicht sämtlich erkannt werden) ist

unter dieser Annahme gleich 1.

Bei den meisten Anwendungen ist es jedoch erforder-

lieh, mit großer Genauigkeit den Zeitpunkt des Auftretens der Vorderfianke des zweiten Einzelimpulses 65 zu ermitteln. Es kann daher nicht die gesamte Länge der Abfrage-Pulspaare verwendet werden, sondern

Die Erfindung betrifft einen Transponder-Decoder, jeweils praktisch nur die Anstiegszeit der Vorder-

wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Ins- flanken. Unter diesen Bedingungen und immer untei