DE2028867C3 - Transponder-Pulspaar-Decoder mit einem Schieberegister und Koinzidenzschaltungen - Google Patents

Description

der Annahme, daß der Taktgenerator mit der Vorder- gleich ηθ, also gleich dem nominellen Abstand der Hanke des ersten Einzehmpulses synchronisiert ist, Einzelimpulse eines Pulspaares ist, und AT die Ab- £53252 mtt den bekannten Anordnungen Abfrage- weichung {aWbraiseh) v«n dksein Wert darstellt. Fs Pafcpaarc nicht erkannt werden, wenn der tatsächliche wird somit immer dann Koinzidenz - und auch die Abstand der Emzehmpulse eines Pullspaares kfeiner 5 Erkennung einer Abfrage - eintreten, wenn Δ Τ innerist als der nominelle Wert des Zeitintervalle T₀. Alle halb der Grenzen (r - 1) θ und θ liegt,
anderen Abfrage-Pulspaare können mit solchen An- In F i p. 1 ist der Verlauf jener Grenzen aufgetragen. Ordnungen mit einer Antwortrate ρ = 1 erkannt Man ersieht, daß Koinzidenz immer eintritt, wenn werden, wenn der Maximalwert A T₀ des Differenz- AT = O ist, was bedeutet, daß die Antwortrate ρ wertes \A 71 kleiner als θ oder im anderen Falle gleich io immer gleich 1 ist. Wenn \A T] > θ ist, kann Koinzi- 6IAT₀ISl. Wennι man nun noch die Vorzeichen (plm/ denz nicht mehr eintreten; für Zwischenwerte von minus) des Zeitdifferenzwertes Δ Tbetrachtet und wenn \A 71 ist die Antwortrate ρ proportional zu r. Da nun r man annimmt, daß alle Werte von T zwischen den eine willkürliche Variable ist, gibt der Wert r (Ordinate Grenzen T₀-AT₀ und T₀ + AT₀ gleich wahrschein- F i g. 1) auch die Wahrscheinlichkeit für die Antwort-Jjch sind, ist die Antwortrate ρ gleich 0,5, wenn AT₀ 15 rate ρ an. Man ersieht beispielsweise auch, daß ein kleiner als θ irt, und gleich 0,5· 0/Γ im anderen Falle. Abfrage-Pulspaar in 50% der Fälle erkannt wird. Man ersieht daraus den asymmetrischen Verlauf der wenn | Δ T\ zwischen Null und 0/2 liegt
Kurve für die Antwortrate ρ als Funktion von AT
(algebraisch ausgedrückt). _m_,,._^ _am

Es sind einige Vorschläge bekannt, die bekannten 20 [fJ<r\ai]< u/i).
Anordnungen so abzuändern, daß die Kurve für die

Antwortrate ρ symmetrisch wird, um Werte für ρ zu Man kann also sagen, daß statistisch gesehen die Ant-

erhalten, die in weiten Grenzen von Λ T in der Nähe wortrate η mit eiüer solchen Anordnung maximal gleich

von 1 liegen; das kann z. B. dadurch erreicht werden, 0,5 ist. Die Kurve der F i g. 1 (die übrigens sym-

daß der verzögerte erste Impuls nicht nur aus der 25 metrisch ist) gibt also auch die Antwortrate ρ als

n-ten, sondern auch aus einigen benachbarten Stufen Funktion der Zeitabweichung A T vom Nominalwert

abgenommen wird. Alle diese Lösungen haben sich (ρ = /(AT)) für den Ausgang der «-ten Stufe des

jedoch in der Praxis als unzureichend erwiesen, weil es Schieberegisters an. Die Zeitabweichungen liegen um

unter normalen Arbeitsbedingungen und mit den be- den Wert T₀ herum.

kannten Verfahren prinzipiell nahezu unmöglich und 30 Gemäß einer bekannten Technik ist versucht

in der Ausführung außerdem sehr schwierig ist. eine worden, diese Kurve zu verbreitern, um für noch

Synchronisierung des Taktgenerators mit dem ersten größere Zeitabweichungen A T eine Antwortrate ο

Einzelimpuls eines Abfrage-Pulspaares durchzuführen. gleich 1 zu bekommen. Dazu sind ein oder mehrere

Es kommt natürlich oft vor, daß der Taktgenerator Ausgänge von Schieberegisterstufen, beispielsweise

nicht immer notwendigerweise vom ersten Einzel- 35 die der (n + l)-ten, (n — l)-ten, der (n + 2)-ten und

impuls eines Pulspaares synchronisiert wird, der (n — 2)-ten usw. Stufen mit dem Ausgang der «-ten

empfangen und erkannt wird, sondern von einem Stufe des Schieberegisters kombiniert worden.

Zufallimpuls, oder daß in einer gestörten Empfangs- Eine Kurve ρ = /(A T) für jeden Ausgang der

zone der erste Einzelimpuls eines Pulspaares einfach Schieberegisterstufen läßt sich aus der Kurve der

nicht aufgenommen und erkannt wird (Antwortrate 40 F i g. 1 ableiten, indem diese um den Wert eines Viel-

ungieich 1). fachen von θ nach rechts oder links verschoben wird.

Man kann nun die Verhältnisse untersuchen, wenn Wenn man dann die Kurven ρ = /(A T) für die n-te man auf diese Synchronisierung verzichtet und dabei Stufe (Fig. 1) und die (n — l)-te Stufe (F i g. 2) komdie Eigenschaften von Schieberegistern am besten aus- biniert, so erhält man die Kurve der F i g. 3, die annutzt, um eine Antwortrate ρ nahe 1 zu bekommen 45 zeigt, daß man eine Antwortrate ρ = 1 für Zeit- und die Kurven für die Antwortrate ρ als Funktion verschiebungen A T zwischen Null und — 0 erhält, von A T symmetrisch zu machen. Diese Kurve ist nicht mehr symmetrisch zu 7"₀; man

Wie ober: beschrieben, ist auch hier vorausgesetzt, könnte sie symmetrisch machen, indem man sie nur

daß zwischen dem ersten Einzelimpuls eines Abfrage- um den Wert von 0/2 nach rechts verschiebt, was

Putepaares, der am Ausgang der w-ten Stufe eines 5° einem halben »Schritt« des Schieberegisters entspricht.

Schieberegisters abgenommen wird, und der Vorder- Wenn man nun der Kombination der Ausgänge der

flanke des zweiten Einzelimpulses des Abfrage-Puls- η-ten und (n — l)-ten Stufe des Schieberegisters

paares, der zur gleichen Zeit am Eingang des Schiebe- (F i g. 3) noch den Ausgang der (n + l)-ten Stufe des

registers anliegt, Koinzidenz eintritt. Da keine Syn- Schieberegisters (F i g. 4) hinzufügt, erhält man eine

chronisierung besteht, kann die Zeitverzögerung eines 55 zu T₀ symmetrische Kurve für die Antwortrate

Taktimpulses des Taktgenerators gegenüber der Vor- ρ = /(AT) (s. Fig. 5), die anzeigt, daß eine Ant-

derflanke des ersten Einzelimpulses eines Abfrage- wortrate ρ = 1 für eine Zeitverschiebung A T zwischen

Pnknaares bei seinem Eineeben in den Eingang des — 0 und +0 erreicht werden kann; die Antwortrate ρ

Schieberegisters mit gleicher Wahrscheinlichkeit jeden wird jedoch Null, wenn die Zeitverschiebung großer

Wert zwischen Null und 0 annehmen. Die Vorder- 6° als 20, absolut, wird.

flanke des ersten Einzelimpulses wird also den Aus- Es können natürlich auch noch mehr Ausgänge gang der η-ten Stufe des Schieberegisters nach einer benachbarter Schieberegisterstufen kombiniert wer-Zeit T = (n — 1) Θ + τΘ markieren, und zwar für den. Ganz allgemein kann man sagen, daß bei Kombieine Zeit6>; r ist dabei ein willkürlicher Parameter nation einer ungeraden Anzahl (2p + 1) von Auszwischen Null und 1. 65 gangen benachbarter Schieberegisterstufen die Kur-

Die Vorderflanke des zweiten Einzelimpulses eines ven ρ = f(A T) symmetrisch zu T₀ sind, wobei die

Abfrage-Pulspaares wird die Koinzidenzschaltung Zeitabweichung \A T\ vom Werte T₀ zum Erreichen

nach einer Zeit T = T₀ + AT erreichen, wobei T₀ einer Antwortrate ρ = 1 den Wert/>0 hat; die Ant-

5 6

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

größer als (/> + 1)Θ wird. weitere logische Schaltung vorgesehen, durch die eine

Wenn man dagegen eine gerade Anzahl 2p von dem Schieberegister vorgeschaltete Torschaltung bei Ausgängen benachbarter Schieberegisterstufen korn- Beendigung der Zusammensetzung des Antwortsignals biniert, sind die Kurven ρ — /(A T) 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 gekemnzeichzur Realisierung der Symmetrie technisch verwirk- neten — Erfindung besteht darin, daß jeder auflichen könnte, so würde zum Erreichen einer Antwort- genommene Impuls 9-mal hintereinander dem Einrateg = l die Zeitabweichung \AT\ vrm Werte T₀ 10 gang des Schieberegisters eingegeben wird und daß die den Wert (p — 1/2) Θ haben; die Antwortrate ρ Erkennung einer Abfrage nur am Ausgang einer wird Null, wenn die Zeitabweichung \Δ T\ größer wird Schieberegisterstufe, nämlich der j-ten, vorgenommen als (p -f 1/2) Θ. wird, wobei s = η — q/2, wenn q geradzahlig ist, und

Die technische Verwirklichung solcher Anord- wobei s = η — (q — l)/2, wenn q ungeradzahllig 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 ρ Stufen in den Schieberegistern vorhanden sind, deren als Funktion der Zeitverschiebung Δ Τ (ρ = /(Δ T)) Ausgänge dann an den Eingang der Koinzidenz- ao 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-Anordnvngen, mit denen eine Verbreiterung der bart sind, mit dem Ausgang dieser Stufe kombiniert Kurven ρ = /(ΔΤ) ermöglicht werden kann, eine um 25 worden wären.

so größere Anzahl von Stufen, je größer die Verbrei- Gemäß dem Merkmal einer Ausführungsforrn der terung der Kurven ρ = /{Δ T) 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 =/(A T) 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 Taktgenerator*; ent-

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

wendung von Schieberegistern zur Verbesserung der der <jr-ten 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- 40 in der «-ten Stufe deren Ausgang während einer

register ist viel kleiner und kann um so kleiner sein, «7 + 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 Ausführmigsfonn 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- ] j

den bekannten oben geschilderten Mitteln ergibt; die rate ρ= /(A T) unsymmetrisch wird, besteht darin, J

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 e-ten Stufe

Die Geräte, die für den Empfang und die Erkennung 50 um einen halben Schritt verzögert wird.

von Abfrage-Pulspaaren verwendet werden und die Die Verzögerung um einen halben Schritt kann bei- J j

für sich bekannt sind, werden ergänzt durch die An- spieb^eise dadurch endvhi werden, daß die Takt- i

ördfltiügci* gemäß der Erfindung; diese Anordnungen impulse des Taktgenerators einigen, der ersten Stufen j ]

bestehen aus einem mehrstufigen Schieberegister, mit einer bestimmten Phase und den anderen folgenden f

durch das ein an seinem Eingang angelegte- Impuls in 55 Stufen in Gegenphase zugeführt werden. Die Ir- \

jeweils gleichen »SchnBen« nmdorchlänft; eine der kennung der Abfragesignale erfolgt dann in der Stafe I

Stufenanzahl entsprechende Anzahl von Koinzidenz- mit der Nummer η — q/2. e

schaltuugea ist einerseits tnit dem Eängang des Schiebe- Die Verzögerung um eiaen halben Schritt kann auch fi

registers, andererseits aat dem Ausgang einer jeden dadurch erreicht werden, daß die Schritte QFteqpefai. e

Stufe verbunden, so daß die Abirage-Pulspaare, deren 60 des Taktgenerators) etwas größer als Τφι gewählt

Einzelimpulse enrea gemäß dem festgelegten Abfrage- werde». Die Vergrößerung mnfl so gewählt werlen>

n»düs fees^Kffiten Anstand voneinander haben (Co- daß sie, mit der Zahl η mnMüMertk an der Strict aft

dfcran^diHefePrfsabstan^deeodieit werden können; der die Erkennung stattfinden soIL eine Gesamt %

dem Schieberegister aa noch eine logische Schaltung verzögerung von T₁JIn ausmacht. h

■Bor^schaitet d» w^ntdeö, daS weitere Abfrage- δ₅ Die Erindong wird an Hand von 2täctmMgeä ei

»s SiäHebefegatOT gelangen wenn eine äh lä i d l ife &ß fe

^ g ₅ Die Erindong wird an Hand von 2täctmMgeä ei

<»s SiäHebefegatOT gelangen, wenn eine näher erläutert; in den «nzelhen Figuren Steifen &ß , fe

^^^^^ wo^i et, and zwar so lange, wie F i g. 1 bis 5 Kurven Ώα Eriäatenmgder έΜ&βΦ '·, h

die Seaaltongen zur Zusammensetzung and Aussen- raten, .--- 'i <dj

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F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Decoders für Abfrage-Pulspaare, die auch die Anordnung gemäß der Erfindung enthalten,

F i g. 7 Signalkurven zum besseren Verständnis der Erfindung,

F i g. 8 ein Blockschaltbild eines Teiles des Decoders mit der Anordnung zur Verzögerung um einen halben Schritt des Schieberegisters.

Die in einem nicht dargestellten Empfänger empfangenen Impulse werden der in F i g. 6 dargestellten Schaltungsanordnung an einem Eingang 1 zugeführt; der Empfänger ist bekanntermaßen hinsichtlich seiner Bandbreite so dimensioniert, daß die Vorderflanken der Impulse an seinem Ausgang ausreichend gut wiedergegeben werden, d. h., daß die Wiedergabe auf die Zeit der Anstiegsflanken beschränkt ist.

Das am Eingang 1 anstehende Signal ist ein Pulspaar, dessen Einzelimpulse gemäß der Art der Abfrage einen gewissen Abstand in der Größenordnung von einigen MikroSekunden haben. Zwischen den Einzelimpulsen eines zu decodierenden Abfrage-Pulspaares können auch Störsignale empfangen werden. Die empfangenen Pulspaare werden daher zusammen mit allen möglicherweise empfangenen Störsignalen an den ersten Eingang einer UND-Schaltung 2 gelegt, deren zweiter Eingang dann markiert wird, wenn ein Abfrage-Pulspaai erkannt worden ist, so daß die an dem ersten Eingang anstehenden Pulspaare dann am Ausgang3 der UND-Schaltung2 erscheinen; diese Impulse werden dem Steuereingang e_x einer Flip-Flop-Stufe 4 zugeführt; die am Ausgangs, der Flip Flop-Stufe 4 dann ausgegebenen Impulse werden über eine Leitung S dem Eingang E eines Schieberegisters 6 zugeführt, das m — 1 Stufen A₁, A₂, A₃ ... A_n -ι · ■ ■ Am-i enthält; jede Stufe hat einen entsprechenden Ausgang S₁, S₂, S₃ ... S_n-J ... S_m-i·

Die Ausgänge S₁, S₂, S₃ der ersten drei Stufen des Schieberegisters 6 werden 211 je einem Eingang einer UND-Schaltung 8 mittels Leitungen Ta, Ib und Ic, deren Ausgang mittels einer Leitung 9 mit dem Rückstelleingang e_z der Flip-Flop-Stufe 4 verbunden ist, geleitet.

AuBer den Ausgängen S₁, S_z und S, des Schieberegisters 6 werden nur noch die Ausgänge S_n-_x und S_m-j benutzt. Diese Ausgänge entsprechen den Abfragearten bei den Abfrage-Pulspaaren; es sind nur beispielsweise zwei Abfragearten angenommen.

Die Ausgänge S_n-J und S_m -j werden mittels Leitungen 1O_n-! bzw. 1Om-! jeweils dem einen der Eingänge von UND-Schaltungen lln-i bzw. llm-i eingegeben. Der zweite Eingang der UND-Schaltungen ils-]-und llm-i wird mittels Leitungen H_n -1 bz«. 12»,-, mit dem Ausgang 3 der UND-Schaltung 2 über eine Leitung 12 verbunden. Die Ausgänge der UND-Schaltongen 11*-! und II»-, werden mittels Leitungen 13V₁ bzw. 13'»-, mit den Eingängen einer ODER-Schaltung verbunden* deren Ausgang über eine Leitung 15 mit dem einen SteuereiBgang e_s einer Flip-Flop-Stufε 16 verbunden ist, deren einer Ausgang j j fiber eine Leitung 17 mit dem zweiten Einsang der UND-Schaltung 2 verbunden ist

Die Ausgänge der UND-Schalftingenlln-i und ' lle-j «erden auch mit entsprechendes Eingängen g_n b?w. g_m eines an sich bekannten und bei Abfrage- «mrichlnngen immer verwendeten OerStetea» 18 verbanden; es besteht in der Hauptsache ans etaem impulsgenerator and einer Anzahl voa MödutaftHen, *e daza dienen, die erzeugten Impulse nachemander nach einem festgestzten Code zu modulieren und dann die Antwortimpulse bereitzustellen, die an einer Ausgangsklemme W₁ des Geräteteils 18 abgenommen werden können.

Die Arbeitsweise der einzelnen Gerätegruppen des Geräteteiles 18 wird durch die an seinen Eingängen g„ und gm eingegebenen Impulse eingeleitet. Vom Geräteteil 18 wird auch an einer Ausgangsklemme W_t ein Impuls ausgegeben, sobald der Codierzyklus der Antwortimpulse beendet ist. Dieser Ausgangsimpuls wird über eine Leitung 19 dem zweiten Steuereingang e_x der Flip-Flop-Schaltung zugeführt.

Die Ausgangsimpulse eines Taktgenerators 20 werden über eine Leitung 21 einem Frequenzteiler 22 eingegeben, der an seinem Ausgang 23 Impulse mit einem die Zeit θ definierenden Abstand ausgibt, z. B. 1 Mikrosekunde, die den Takt für das Schieberegister angeben; diese Impulse werden den Takteingängen H₁, H₁, H₃, Hi ... H_n-X ■■■ H_m-₁ der einzelnen

ao Stufen A₁, A₂, A₃, A_t ... A_n~₁ ... A_m-₁ des Schieberegisters 6 eingegeben. Der Frequenzteiler 22 hat noch einen Rückstelleingang Z, der mittels einer Leitung 15« mit dem Ausgang der ODER-Schaltung 14 verbunden ist.

as Es w ird nun die Arbeitsweise des Decoders (F i g. 6) beschrieben.

Es sei angenommen, daß die Ausgänge J₁ der Flip-Flop-Stufen 4 und 16 zu einem bestimmten Zeitpunkt mit »0« bzw. »1« markiert sind. Die UND-Schaltung 2 ist dann vorbereitet (Freigabe), und jeder Impuls von bestimmter Amplitude am Eingang 1 kann dann die UND-Schaltung 2 passieren; die dann am Ausgang 3 der UND-Schaltung 2 anstehenden Impulse markieren dann am Ausgange der Flip-Flop-Stufe4 eine »1«.

Dieses Signal »1« markiert dann über die Leitung 5 den Eingang E des Schieberegisters zu einer Zeit, die für den im folgenden beschriebenen Vorgang als Anfangszeit gilt. Nach einer Verzögerungszeit kleiner als Θ (sie sei rO, wobei r zwischen Null und 1 liegt) erscheint ein Taktimpuls am Ausgang 23 des Frequenzteilers 22 und am Takteingang H₁ der ersten Stufe des Schieberegisters 6, der bewirkt, daß die Markierung »1« am Ausgang S₁ der ersten Stufe des Schieberegisters 6 erscheint. Der nächste Taktimpuls zur Zelt rθ -f θ beläßt den Ausgang S₁ mit »1« markiert, bewirkt aber, daß diese Markierung nun auch am Ausgang S₂ erscheint. Infolge des nächsten Taktimpulses, der zur Zeit τθ + 2 θ auftritt, erscheint die MarMerung *l< auch am Ausgang S₃, während die Markierungen an den Ausgängen S₁ und S₂ bestehenbleiben. Wenn nun der Wert »1« an allen drei Ausgängen S₁, S₈ und S₁ ansteht, 'wird er "her Hie leitungen 7a. Ib und 7 c an die Eingänge der UND-Schaltung 8 geleitet, die dann an ihrem Ausgang einen Impuls abgibt, der über die Leitung9 an den Steuereinganges der Flip-Flop-Stufe 4 geleitet wird; dadurch wird die Flip-Flop-Stufe 4 rückgestellt, so daß an ihrem Ausgang J₁ ein« tO« erscheint, was bewirkt, daß der Eingang E de Schieberegisters nicht mein* markiert wiftäk

Wenn der nächste Taktimpuls zu einer Zeit rö+36 auftritt, wird der Ausgangs, der eisten Schieberegisterstufe auf *0« zurückgestellt» während die dre folgenden Aasgänge S* S₉ and S₁ mit si* markien bleiben. Diese drei Markierungen durchlaufen so al Ganzes das ganze Schieberegister 6, and zwar ii Schritten im Rhythmus θ des Taktgeneraäöts. Wem der am Ausgang 3 der UNI>4käialtang£ersehsmenäf Impuls nicht der erste EmzeEmrjuls eines Abfrage

609 631/1*

3 6121

tr; ^vrn^der

dem Eingangs des Geräteteües ΐ nun das^gAnfw'ons.gnal SStefwirÄc^S damit wad über die Leitung 13'«-, die ODER-Schai" tung 14 an e.nem ihrer Eingänge¹ markiert! unf an ihrem Ausgang erscheint ein impuls, der über d,e Leitung 15 den Rückstellung e₂ der fCfIod Stufe 16 markiert. Das bewirkt, daß ihr Ausgang in die Stellung*)« zurückgeschaltet wifd;'S wgnai wird über die Leitung 17 dem zwei.en Finp₈n_B der UND-Schaltung 2 zugeführt, wodurch beÄ wird, daß diese undurchlässig wird und daß kein weiterer Impuls den Eingang des Decoders erreichen kann. Dem Rückstellung des FrequenzteTers22 wird auch das Ausgangss_Ignal der ODER-Schaltune 14 über die Leitung 15a zugeführt ⁸

Wenn die Aufbereitung des Antwortsignals im Geräteteil 18 beendet ist, erscheint an der Auseanesklemme W₁ em Impuls, der über die Leitung Ϊ9 die Flip-Mop-Stufe 16 steuert. An ihrem Ausgang s, 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 m den Decoder gelangen können

Die Arbeitsweise der Anordnung ist natürlich die gleiche, wenn die empfangenen Abfrage-Pulspaare im Moüus/n codiert sind, was einfach bedeutet daß der nominelle Abstand der Einzelimpulse eines Puls paares T_m == τηθ beträgt. In diesem FaUe treten die Stufe^m₁, ihr Ausgang *„_, des Schieberegisters und die UND-Schaltung 11»_₂ m Tätigkeit

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

Zur Erläuterung der Einzelheiten werden die Dia gramme der ι-1 g. 7 herangezogen, die im Zusammenhang mk F i g. 6 betrachtet werden.

fa Fig. 7a sind die Taktimpulse des Takteenera tors, deren Flanfcea gleicher Art jeweils einen Ab-" stand© voneinander haben, dargestellt Bie feopntee, die den Sngmrg£ des Schiebe-(siehe Fig.6) znr Zeit NuH «nariSj beispielsweise tob der HinteflankTS ulses nach ^oer ViszÖBe

daher

und es tritt

,3? ^enZen

wenn f *°

^{F i g}" ^{7d 2eigt den n ersieht daraus}· ^{daü K}°- ^{Wenn J Γ Zwischen} ~ ^{β und dlC Antwortrate} β S^leich *^ist·

öwird ^ΐ -"Ι^β "^ ^{Wenn Μη} uX L ₇ Γ ^{d> 1St Koin2)denz} nicht mehr mög-

dteWahr h^ ^'T ^{Von ΔΤ} »^{bi der Wert für} ' η,ΤΛΐ^^^e^hlceit f ür die Antwortrate ρ an und ist

μ, ι i£ f, ^ρ gleichzusetzen. So ersieht man, daß

si JItV^ ^⁶"'⁰¹"^{8 = 1/2ist}·

dem Z α ^{f F} ' ^{gl 7 die Antwortrate in}

dem Decoder an, und zwar für Abfragen im n-Modus

wer. τ , I ^ ^Zeitabweichung Δ T vom Nominal-In ί" ^r^ T^{n = ηθ) des} ^eitintervalls zwischen " "-- "^"'P"^" eines Puispaares, durch das der bei rtJ Ir ? ^char,^akterisiert ist; das gilt für den Fall, Zh t ^ImP^ulse dreimal hintereinander in das

1 f- ·ΨΪ?^{Τ 6} ß^elan8^en>^so wie es im Zusammenhang 2ü\άΆ» ^bcschnebe" ^{worden ist}· Man ersieht aucä, ^d'^{e Kurve} Q=RAT)Xa bezug auf den Nominal-

l^^ °^ά" ^siebenmaI' ^aU' ^"^{mal an den} tingaugi- des

m7 u u ^™ ⁶ S^elan8^en. ergibt sich genau das *⁵ τ ι ^hrgebnis· ^{Es Werd}en ebenfalls symmetrisch zu

_1S" Sh 1% ^ ^¹"' ^U"^{d die} A»»«⁰««»« λft „ , ^{fur Ze}"abweichungen ^ T kleider als pi)

li?'"¹·,^ ?°^{n Δ Τ} ^^οβεΓ ^ ^ + ¹^⁰" «„ ühtr h.. κ L ^{UDg nach der Briindun}g S«S^en-

am ^b5^kanDte« Lösungen liegt darin, daß eine

S *£?"?* ^{eines Au}sß^angssignaJ.s von einer ^^{tufe des} Scnieberegisters 6, z.B. des am - ?~^{p anstehe}nden Signals, erkannt werden

^c'¹'⁰¹'³'^{11611 nach dem Stande der Technik} Jr ^te.ⁿ.^{ώβ s}»gnale von η + ρ benachbarten Saufen

Γ _ TJ^ werden, um eine äimüche Karve ffit tZ/^O J^ ^&b!i1^^ Eine einfache Beteachtuag ι ⁸^i ^{emem (2/> +} !)^aJigen aiött 4

κ*. Γ"?™ ^{m 4}^ Eingaag£ des SchieberegisteTrsi SilÜ* S** **»» ist, deren Aasgang zur

u der ng 4es Decoders gemäß Fig.e &r- ^^ Ab^M der Stttfen auf ι» -|» ^{11 kaan} ^ & Alfegge in ö

, zom besseren Vö^ndn&

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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 S₁ und S₂ anstatt der Ausgänge S₁, S₂ und S₃ 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 Α_λ des Schieberegisters 6, wenn ein ankommender Impuls nur zweimal eintritt. F i g. 7h zeigt dann den Verlauf am Ausgang S_n-, der Stufe A_n-I, an der die Erkennung der Abfrage stattfindet. Der Ausgang S_n-1 wird zu einer Zeit (n — 2)0 + rQ markiert, und diese Markierung dauert an bis zu einer Zeit nQ -+- rQ.

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 Einzehmpuis eines Abfrage-Pulspaares im Abfragemodus η Koinzidenz eintritt, wenn Δ T in den Grenzen — 2Θ + rQ und rQ liegt.

Die Kurve / rechts neben F i g. 7h zeigt den Verlauf der Grenzen. Man ersieht, daß Koinzidenz immer eintritt, wenn Δ T zwischen — Q und Null liegt, so daß dann die Antwortrate ρ — 1 ist. Wenn der negative Wert von Δ T größer als 2θ ist oder wenn Δ Τ positiv und größer als Q 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 Δ T zwischen — 30/2 und 0/2 die Antwortrate ρ = 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 2/7-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 Θ/2 eingeführt wird; diese Kurven zeigen dann Antworiraien ρ = I₁ wenn die Zeitverzögerung \Δ Τ\ 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 θ β 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 hintereniandor an den Eingang E des Schieber-igisters 6 gelangen. Die Schaunsaordnung gemäß F i g. 8 enthalt nor selche Teile, die für das Verständnis der HersteHung der zusätzScheaVexzögerang um einen halben

Schritt 0/2 notwendig sind. Die weggelassenen Teil· können aus F i g. 6 entnommen werden.

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

ίο eine zweite, die zu der am Ausgange komplementäi ist. Die am Ausgang J₂ abgenommene zweite Impulsreihe hat gegenüber der ersten Impulsreihe entgegengesetzte Phase, was bedeutet, daß die Hinterflanken 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 S₁ von 24) werden über eine Leitung 23' den Takteingängen H₁, H₂ ... H_n _₄ der ersten η — 4 Stufen des Schieberegisters eingegeben, während die Impulse der zweiten Reihe (Ausgang J₂ von 24) über eine Leitung 23" den Takteingängen H_n -₃, H_n-₂, H_n-_X usw. bis zum Ende F des Schieberegisters zugeführt werden.

Eine Markierung, die an dem Eingang E des

»5 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-A. Die Markierung erreicht die nächste Stufe A_n~₃ nach einer Zeit 3 0/2, anstatt nach einer Zeit 0, da die Taktimpulse, die von der A_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 F i g. 7 a 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-I der Schieberegisterstufe A_n-_X. Die Markierung des Ausganges S_n-_t beginnt zu einer Zeit

(n-3/2)0 + r0,

und sie bleibt bestehen bis zu einer Zeit

Unter Hinweis auf die bereits mehrfach getroffenen Feststellungen kann man ersehen, daß man eine sym metrische Kurve/ für ρ = f{äT) «Mit, die rechts neben F i g. 7k gezeichnet ist.

Gemäß der bereite oben angedeuteten Modifikation kann eine zusätzliche Verzögerung Qm einen halben Schritt 0/2 dadurch erhalten werden, daß zum Wert

θ = Tn/n eine kleine Größe AB addiert, so daß die zusätzliche Verzögerung insgesamt^ beträgt, wenn die Markierung vom eingegebenen Impuls in der Stufe Λ*-, (F i g. 6) angekommen ist. Das bedeutet,

■:\

daß ΔΤ = θ/(2η — 1) ist und daß weiterhin der neue Wert des etwas vergrößerten Schrittes

Es seil nun nochmals die Decodiereinrichtung nach F i g. 6, die für zwei Abfrage-Modi eingerichtet ist, betrachtet werden. Man ersieht, daß es nicht möglich ist, die zusätzliche Verzögerung Θ/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 iin ι gerades Vielfaches von T_n ist, beispielsweise T_1n = Qk+ I)T.

äst, kann eine zusätzliche Verzögerung vom We (£ + 1/2)0 am Ausgang 5_m-i (Stufe A_m-J halten werden, wenn der Schritt© so eingerich ist, daß am Ausgang S_n-! (Stufe A_n-J eine ; sätzliche Verzögerung um 0/2 entsteht. Es geni ίο dann, eine Abfrage vom Modus m an einer Stufe ( Schieberegisters 6 zu erkennen, die die Numn _m _ (i + k) hat, um die gewünschte zusätzliche V zögerung von 0/2 zu erhalten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 besondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Anwort- ?ateatanspriicfae· geschwindigkeit auf Abfragesignale zu erhöhen. Bei NavigatiosssysicincB, die nut «sei» Antsreri-

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 wie bei Abfragepulspaaren, deren Abstand cmpfangsseitig Sekundär-Radar- und Kennungsgeraten (Freundum einen gewissen Betrag um den Nominalwert Feind-Identifizierung) m Flugzeugen stationiert ist, schwankt, mit einem mehrstufigen Schieberegister besteht der Vorgang des Nachrichtenaustausches als Verzögerungsglied, dessen Takteingängen Takt- zwischen Abfrage- und Antwortstation dann, daß ein impulse einer bestimmten Frequenz und Dauer io Abfragesignal in Form eines Pulspaares, dessen Einzel- und dessen £5;maleingang die empfangenen Impulse impulse einen bestimmten Abstand haben, in der Anteingegebea werden, und bei dem jeweils an die wortstation empfangen, erkannt und entsprechend Ausgänge der dnzdnen Siafca uad an seinem Em- dem Abstand dccodicrt wird, u«d daß darauTnin ein gang Koinzidenzschaltungen angeschaltet sind, Antwortsignal entsprechender Form zur Abfragedadurch gekennzeichnet, daß jeder 15 station zurückgesendet wird.

empfangene Impuls 9-mal 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 j-ten Stufe (/4) Koinzidenzschaltung die Koinzidenz zwischen dem des Schieberegisters durchgeführt wird, für die die *> ersten Einzelunpuls eines Pulspaares, der an einer der Beziehung s = n—qß gut, wenn q geradzahlig ist, Abzapfungen der Verzögerungsleitung abgenommen und s = η — (q — l)/2 gilt, wenn q ungeradzaiilig wird und dem zweiten Einzelimpuls des Pulspaares, ist, wobei der Wert für η so gewählt ist, daß sich der am Eingang der Verzögerungsleitung ansteht, festdurch Multiplikation der Periode (0) der Takt- zustellen.

impulse mit dem Wert für η oder η — 1/2 der No- as Heutzutage werden anstatt Verzögerungsleitungen minalwert (F₀) des Abstandes der Einzelimpulse mehr und mehr Schieberegister mit mehreren Auseines 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 i-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 folgendea 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 Ausgangsimpuls (3) Zeitintervall T₀ zwischen den Vorderflanken der Eindem ersten Eingang («?,) 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 Einzelnst dem Signal »1« markiert, das dem Eingang (E) 40 impuls des Pulspaares synchronisiert ist. Selbst wenn des Schieberegisters (6) zugeführt wird. matt 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 Schiebegangssignal durch Eingabe in den zweiten Steuer- register so verzögert, daß er nach einer Zeit T₀ = ηθ eingang (e_t) der Flip-Flop-Stufe (4) diese an ihrem den Ausgang der η-ten Stufe während einer Zeit Ausgang (j,) 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 Τ positiv, so tritt Koinzidenz immer dann Schaltungen (!!»-,; llm-i) erkannien Puispaare auf, wenn Δ T kleiner als ö ist.

zur Aufbereitung der Antwortsignale (Ausgang W₁) Man ersieht, daß alie Abfrage-Pulspaare erkannt

einem Geräteteil (18, Eingänge g_n und g_m) zugeführt werden können, wenn der Maximalwert Δ T₀ des werden und daß der Geräteteil (18) bei Beendigung Differenzwertes \Δ T] kleiner als θ ist und wenn die der Aufbereitung der Antwortsignale (Ausgang W₁) 55 Länge des zweiten Einzelimpulses kleiner oder hoch· ein Signal ausgibt (Ausgang W₁), durch das über stens gleich Δ T ist. In anderen Worten: Die Antworteine Flip-Flop-Stufe (16, Eingange,, Ausgang J₁) rate ρ, die das Verhältnis von erkannten Abfragedie UND-Schaltung (2) am Eiiigaug iler 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-

hch, mit großer Genauigkeit den Zeitpunkt des Auftretens der Vorderflanke 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 Vordervie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Ins- flanken. Unter diesen Bedingungen und immer unter