DE2164165B2 - Sonargerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sonargerät, bei dem die in Übereinstimmung mit den durch einen Wandler empfangenen Echos stehenden Signale in einem Schieberegister gespeichert und von dort zum Zwecke der Anzeige des empfangenen Echos abgerufen werden.

Bei den bekannten Ausführungsformen derartiger Sonargeräte, die hauptsächlich zum Erfassen von Fischschwärmen dienen, sollen die von den Fischen stammenden Echos aufgezeichnet bzw. sichtbar gemacht werden, wobei als Referenzsignal das Echosignal dient, welches vom Meeresgrund stammt. Als Speicher dient hierbei eine Magnettrommel, die den vollständigen Verlauf der empfangenen Echos speichert und die gespeicherten Werte abgibt zur Aufzeichnung oder Darstellung, nachdem das Echo vom Meeresgrund empfangen wurde. Die Magnettrommel des Speichers dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit. Um die gewünschte Aufzeichnung in Abhängigkeit des Grundsignals zu erreichen, ist es notwendig, die Zeitbasis der Aufzeichnung mit dem Abfrage- bzw. Auslesevorgang zu synchronisieren. Im speziellen ist es erfordeiiich, den Beginn der Zeitbasis zu triggern. Wird als Anzeigegerät

ίο eine Lichtbildröhre verwendet, dann ist dies in einfacher Weise durch Triggerung der Zeitbasis möglich. Es ist jedoch auch möglich, bei Verwendung eines schreibenden Aufzeichnungsgeräis die Zeitbasis der Aufzeichnung mit einem äußeren Signal zu synchronisieren.

Bei den üblichen schreibenden Aufzeichnungsgeräten wandert ein Schreibstift kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit um den Aufzeichnungsträger herum, bei welchem es sich um einen mit konstanter Geschwindigkeit wandernden Aufzeichnungsstreifen handelt. Es gibt hierbei keine Möglichkeit der Einstellung des Umlaufs des Schreibstiftes, der es möglich machen würde, diesen Umlauf genau mit einem äußeren Referenzsignal zu synchronisieren wie es zur Aufzeichnung erforderlich ist, bei welcher die Aufzeichnung durch das Auftreten des Grundsignals bestimmt ist. Es wurde bereits vorgeschlagen, schreibende Aufzeichnungsgeräte zu verwenden, bei welchen der Schreibstift keine kontinuierliche, sondern eine intermittierende Bewegung ausführt. Derartige Aufzeichnungsgeräte unterscheiden sich jedoch so beträchtlich von den üblichen Aufzeichnungsgeräten und weisen wegen der diskontinuierlichen Bewegung des Schreibstiftes beträchtliche Nachteile im Aufbau auf, so daß ihre Anwendung nicht möglich erscheint.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Sonargeräte besteht darin, daß bei Verwendung einer Magnettrommel zur Speicherung der Echosignale die Skala, mit welcher der interessierende Bereich wiedergegeben wird, abhängig ist von der Rotationsgeschwindigkeit der Magnettrommel und der Zeitbasis der Aufzeichnung. Bei einer Aufzeichnung über ein Schreibgerät ist es jedoch nicht möglich, eine wesentliche Veränderung der Skala der Aufzeichnung herbeizuführen.

Aus John und Bergmann »Die Fernmessung III«, 1963, Verlag G.Braun, Karlsruhe, S. 181/182 ist es bekannt, eine Meßgröße in einen proportionalen Zeitimpuls oder ein proportionales Impuls-Pausen-Verhältnis umzuwandein. Bei einem derartigen Verfahren mit Pulsiängenmodulation ist die ganze Periodenzeit,

so nämlich Impulszeit + Pausenzeit, proportional der interessierenden Meßgröße. Die Meßgröße wird dabei angenähert umgekehrt proportional der ausgesendeten Impulsfrequenz. Die Druckschrift schildert ein Verfahren zur Übertragung von Signalen nicht jedoch deren Speicherung. Es sind hier keine Hinweise auf Digitalspeicher zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Verwendung eines schreibenden Aufzeichnungsgeräts eine möglichst kontinuierliche Bewegung des Schreibstifts in Abhängigkeit vom Bezugsechosignal ohne Verwendung komplizierter Umwandlerschaltungen zu erzielen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Impulsdauer-Pausen-Verhältnis der dem Schieberegistei (63) zugeführten Signale so moduliert ist, daß eine korrespondierende Regelung des Verhältnisses der im Schieberegister (63) gespeicherten Binärwerte (»I«, »0«) in Abhängigkeit von der Amplitude der zu speichernden Meßwerte erfolgt und daß eine Vorrich-

tung (16) die empfangenen Echo-Signale anzeigt oder in anderer Weise unter Ausnutzung der Niederfrequenzkomponenie der Ausgangssignale des Schieberegisters (63) reproduziert

Bei dem Speicher kann es sich beispielsweise um eine Reihe von Kondensatoren handeln, welche analoge Spannungswerte der Einzelsignale ^-eichern. Alternativ hierzu können als Speicherwerte Digitalwerte der Einzelsignaie dienen. Im letzteren Fall besteht der Speicher aus einem oder mehreren mehrstufigen ι ο Schieberegistern, die zuir Speicherung der Digitalwerte dienen. Hierbei kann ein Analog-Digital-Wandler verwendet werden, der jedes Einzelsignal in ein Digitalsignal umformt, wobei die einzelnen Digits in verschiedenen Schieberegistern gespeichert werden. Es ist jedoch auch möglich, nur ein Schieberegister zu verwenden, das mit einer Impulsfolge gespeist wird, bei welcher das Impulsdauer-Pausen-Verhältnis entsprechend dem analogen Signal moduliert ist.

Falls eine maßstäbliche Dehnung erforderlich ist, werden die gespeicherten Werte mit einer geringeren Geschwindigkeit abgefragt, als sie in den Speicher eingegeben wurden. Hierbei ist vorzugsweise die Ablesegeschwindigkeit einstellbar und somit die gewünschte Dehnung einstellbar.

Die Wiedergabe der empfangenen Echolote kann auch über ein Schirmbild erfolgen. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung ergeben sich hier Vorteile. Bei Verwendung eines schreibenden Aufzeichnungsgeräts handelt es sich bei dem Referenzsignal um einen Triggerimpuls des Aufzeichnungsgeräts, beispielsweise in Abhängigkeit von der Stellung des Schreibstiftes während seiner kontinuierlichen Bewegung über den Aufzeichnungsträger. Dieses Referenzsignal veranlaßt das Abfragen der im Speicher gespeicherten Werte.

Das Eingeben der einzelnen Signalwerte in den Speicher aufgrund eines Sendesignals und der erhaltenen Echosignale wird beendet beim Empfang des Echos vom Meeresfe.und. Alternativ hierzu ist es möglich, daß die Aufzeichnung beendet wird in einem bestimmten Zeitraum nach Auftreten des Sendesignals.

Das nachfolgend beschriebene Sonargerät ist für den Gebrauch in Schiffen geeignet. Die Anwendung ist jedoch hierauf begrenzt. Es zeigt

F i g. 1 eiii Blockdiagramm des Sonargeräts. 4*,

Fig. 2 die Signalspannungen, die im Sonargerät auftreten.

Fig.3 bis 5 Blockdiagramme der Speichereinheiten, die alternativ als Speicheteinheit im Gerät nach Fig. 1 verwendet werden können und

F i g. 6 eiii Blockdiagramm einer geänderten Ausführungsform des Sonargeräts nach Fig. 1.

Wie der Fig.3 zu entnehmen ist, erfolgt die Aussendung und der Empfang des Ultraschalls bzw. der Echos des Sonargeräts in diesem Beispiel durch einen einzigen Wandler 11, der am Schiffsrumpf befestigt ist und nach unten gerichtet ist. Der Wandler wird durch aufeinanderfolgende Impulse eines Übertragungsimpulsgenerators 12 beaufschlagt, so daß der Wandler eine Impulsfolge von Echolotsignalen nach unten in Riehtung des Meeresbodens überträgt. In Übereinstimmung mit den in den Intervallen zwischen den Übertragungsimpulsen (Echolotimpulsen) empfangenen Echos werden Signale vom Wandler U über einen Vorverstärker 13 zu einer Speichereinheit 14 übertragen. Die Speichereinheit 14 weis, eine Mehrzahl einzelner Speicherstellen auf und arbeitet jeweils während jedes Intervalls zwischen zwei Übertragungsimpulsen, wobei die Ausgangswellenform des Vorverstärkers 13 abgetastet und die aufeinanderfolgenden Wellen- oder Impulsbilder des Ausgangs des Vorverstärkers in verschiedenen Speicherstellen gespeichert werden. Das Arbeiten der Speichereinheit 14 wird gemäß der Erfindung begrenzt auf ein kurzes Intervall, das unmittelbar dem Empfang des Echos vom Meeresgrund vorausgeht. Der Empfang eines Echos vom Meeresgrund diem dazu, den Abtastvorgang und die Speicherung anzuhalten, so daß die Einheit 14 nur das Signalbild der Vorderflanke des Echos vorn Meeresgrund und die unmittelbar vorangehenden Echos, die von einem kurzen Bereich oberhalb des Meeresgrundes empfangen werden, festhält und speichert. Diese Signale werden von der Einheit 14 ausgegeben und einem Verstärker 15 zugeführt, von wo sie an ein Aufzeichnungsgerät 16 gelangen, das diese Signale aufzeichnet.

Das Aufzeichnungsgerät !6 ist konventionell aufgebaut und zeichnet die Echos auf f.- :-.en beweglichen Aufecidipungssireiien Ϊ7 auf. wobei die Aufzeichnung bewirkt wird durch einen Schreibstift 18, der durch ein endloses Band 19 geführt und von diesem getragen wird. Das Band 19 wird kontinuierlich angetrieben und führt den Schreibstift 18 zyklisch und mit konstanter Geschwindigkeit um den Aufzeichnungsträger 17 herum. Die von der Einheit 14 ausgegebenen und sodann im Verstärker 15 verstärkten Signale dienen zur Beaufschlagung des Schreibstiftes 18. wenn dieser Schreibstift über den Aufzeichnungsträger 17 während eines Umlaufzyklus wandert. Der Aufzeichnungsträger 17 wird somit entsprechend dem Bild der Ec'nos. die in der Einheit 14 gespeichert sind, markiert, wobei die Echos erfaßt werden, die in einem gewählten geringen Bereich oberhalb des Meeresgrundes auftreten. Diese Impulse bzw. Bilder werden jeweils von neuem gespeichert und auf dem Aufzeichnungsträger 17 aufgezeichnet, wenn ein Impuls vom Wandler 11 übertragen, d. h., abgegeben wird.

Die Arbeit des ÜbertragungsimpuUgerierators 12 zum Aussenden von Impulsen vom Wandler 11 wird getriggert vom Aufzeichnungsgerät 16 mit einer vorgewählten Phasenlage innerhalb jedes Umlaufes des Schreibgerätes. Das Ergebnis des aufeinanderfolgenden Überwanderns des Schreibstifts 18 über den Aufzeichnungsträger 17 besteht darin, daß längs des fortwandernden Aufzeichnungsträgers 17 eine Aufzeichnung des Bereichs unmittelbar oberhalb des Meeresgrundes entsteht. Die Aufzeichnung des folgenden Echos vom Meeresgrund, ebenso wie das Aussenden des folgenden Impulses vom Wandler 11 verläuft direkt synchron zur durch d>e zyklische Bewegung des SchreiS'iftes 18 gebildeten Zeitbasis. AK Resultat wird der Meeresgrund abgebildet als gerade Linie von Markierungen, die L'.ngs des Aufzeichnungst^rägers 17 verlaufen.

Einzelheiten des Sonargerätes und die Art, in welcher die Arbeit der Speichereinheit 14 durch den Empfang eines Echos des Meeresgrundes und durch den Zyklus des Schreibstiftes des Aufzeichnungsgerätes 16 synchronisiert wird, wird nachfolgend beschriebe.-!. Die Signalformen, die in den verschiedenen Teilen des Gerätes auftreten, sind in F i g. 2 gezeigt, wobei die Stellen, wo diese Signale auftreten, in F i g. I durch die Bezugszeichen /bis χ angezeigt sind.

Die vom Meeresgrund, von Fischen oder anderen Objekten empfangenen Echos sind wegen des Durchlaufs durch das Wasser schwach. Das Ausgangsiignal des Wandlers 11 erfordert deshalb ein; beträchtliche

Verstärkung im Vorverstärker 13, bevor eine Speicherung stattfinden kann. Die Ausgangswellenform / des Vorverstärkers 13 besteht aus einem Durchbruchsimpuls TP des ausgesandten Übertragungsimpulses und den Signalen FE. SE und SR, die ein Fischecho, ein Grundecho und irgendein Folgeecho des Grundechos darstellen. Wegen der notwendig hohen Verstärkung im Vorverstärker 13 gelangt dieser in den Sättigungsbereich beim Durchbruchssignal TP des Übertragungsimpulses und möglicherweise beim Auftreten des Ixhosignüls SE vom Meeresgrund.

Das Gatter 20 dient zum Auswahlen derjenigen dem Vorverstärker 13 zugefiihrlen Signale, die einen voreingestellten Schwellwert übersteigen. Diese ausgewählten Signale, d. h., im speziellen Fall die Signale TP und .SV;' der Wellenform / werden vom Gatter 20 zur Triggerung eines Impulsgenerators 21 weitergeleitet. Arn Ausgang des impulsgenerator* l\ tritt eine Wellenform /'/' auf mit den Impulsen DT und DS, die geringfügig verzögen auftreten in bezug auf die entsprechenden Signale TP und SE bzw. deren Vorderflanken. Die Ausgangswellenform //' mit den Impulsen AJ7" und DS des Impulsgenerator 21 wird einem Gatter 22 zugeführt, welches so gesteuert ist, daß die Impulse ^^unterdrückt werden, jedoch die Impulse DSdurchgelassen werden, um sodann eine monostabile Schaltung 23 zu triggern. Zu diesem Zweck wird das Galter 22 beaufschlagt mit einer Ausgangswellenform ii eines Impulsgenerators 24. der getriggert wird vom Übertragungsinipulsgenerator 12 und einen Impuls SP zu Beginn der Übertragung des Schallimpulses abgibt. Der Impuls SP weist eine Dauer auf. die ausreichend ist. um den verzögerten Impuls DT zu erfassen und zu unterdrücken. Gleichzeitig werden irgendwelche (nicht gezeigten) Signale unterdrückt, die durch das Amplitudengatter 20 geleitet werden und von Echos stammen, welche im Nahbereich des Wandlers 11 auftreten. Der Impuls .ST liegt am Gatter 22 und verhindert den Durchgang des Impulses DT und irgendwelcher im Nahbereich auftretender Echosignale, so daß dieser Impjls und diese Echosignale nicht an der monostabilen Schaltung 23 anliegen können.

Die monostabile Schaltung 23 hat eine Ausgangswellenform /v. Die monostabile Schaltung wird getriggert durch den Impuls DSzur Erzeugung eines Impulses SQ mit einer Dauer, die nur geringfügig kürzer ist als der zeitliche Abstand zwischen der Übertragung von aufeinanderfolgenden Ton- d. h. Schallimpulsen. Einmal getriggert, spricht die Schaltung 23 während der Dauer des erzeugten Impulses SQ auf keinerlei Impulse an, die vom Gatter 22 her zugeführt werden. Diese Schaltung 23 kann lediglich angesteuert werden in dem kurzen Intervall vor dem erwarteten Empfang des nächsten Grundechos und der folgenden Erzeugung des nächsten Impulses DS.

Die Ausgangswellenform iv der monostabilen Schaltung 23 wird einer Differenzierschaltung 25 zugeführt. Die von den Vorder- und Hinterflanken des Impulses SC von der Schaltung 25 abgeleiteten Impulse werden je nach Impuls unterdrückt und umgekehrt durch eine Begrenzer- und invertierende Schaltung 26. Die resultierende Wellenform ν mit dem Impuls DT, der von der Endflanke des Impulses SQ abgeleitet ist, liegt an einer bistabilen Schaltung 27 an. so daß der Impuls WT die Schaltung 27 von ihrem einen Schaltzustand »0« in den anderen Schaltzustand »1« umschaltet. Die Schaltung 27 wird auf die Schaltstellung »0« zurückgebracht durch einen Impuls WEder Ausgangswellenform

vides Gatters 28. Das Gatter 28 wird von Signalen der Wellenform /beaufschlagt, d. h.. im speziellen durch die Signale TP. SE und SR. Das Gatter 28 spricht an auf Signale, die einen bestimmten Schwellwert überschreiten und erzeugt entsprechende Impulse WP, WE und WR.

Im allgemeinen sind die Vorderflanken der von Fischen empfangenen Signale FE nicht so steil wie diejenigen der Signale TP, SE und SR. Es ist ein Merkmal dieses Teils der Schaltung, daß nur die letztgenannten Signale ausgewählt werden. Zu diesem /weck besteht das Gatter 28 aus einer Schaltung, wie sie in bezug auf die F i g. 3 und 4 der britischen Patentschrift 8 78 111 beschrieben ist. Das Gatter umfaßt eine Differenzierschaltung zum Differenzieren der Signale, nach dem sie bezüglich der Amplitude begrenzt wurden. Das Gatter umfaßt weiterhin eine Amplitudenauswahlschaltung zur Auswahl lediglich der Signalinipulse am Ausgang der Differenzierschaltung, die eine bestimmte eingestellte Amplitude überschreiten.

Ein Impuls WC der Wellenform vii der bistabilen Schaltung 27 lietrt an der Speichereinheit 14 an, während die Schaltung 27 sich in ihrem Schaltzustand »1« befindet, d. h.. während des kurzen Intervalls zwischen dem Impuls HT von der Schaltung 26 und dem folgenden Rückstellimpuls WE. Die Speichereinheit 14 sprichx auf diesen Impuls WC an und speichert den Verlauf von aufeinanderfolgenden Impulsbildern der Ausgangsweilcnform / des Vorverstärkers 13. Der Vorgang des Abtsstens und Spcichcrns hält während der Dauer des Schreibimpulscs WC" an, so daß Echosignale erfaßt werden, wie beispielsweise von Fischen stammende Echosignale FE, die auftreten innerhalb eines kleinen Bereiches über dem Meeresgrund. Das Abiasten und Aufzeichnen ist beendet mit der Speicherung der Vorderkante des Echosignals SE vom Meeresgrund.

Die Ausgabe der gespeicherten Werte von der Speichereinheit 14 wird gesteuert vom Aufzeichnungsgerät 16 und verläuft daher synchron mit der Triggerung des Übertragungsimpulsgenerators 12. Zu diesem Zweck weist das Aufzeichnungsgerät einen Kontaktsatz 29 auf. wobei die Kontakte so angeordnet sind, daß sie an bestimmten Punkten des Umlaufs des Schreibgeräts kurzzeitig schließen. Ein Schließen der Kontakte 29 bewirkt ein Triggern eines Impulsverzögerungsgenerators 30 zur Erzeugung einer Ausgangswellenform viii, bestehend aus einem kurzen Impuls RP,der in bezug auf das Schließen der Kontakte 29 um ein bestiir-ntes einstellbares Maß zeitverzögert auftritt. Der Impuls RP dient dazu, eine monostabile Schaltung 33 zu triggern, welche einen Impuls RC der Ausgangswellenform ix erzeugt, der an der Speichereinheit 14 anliegt. Die Speichereinheit 14 spricht auf den Impuls RC an und gibt die gespeicherten Werte der verschiedenen Speicherstellen aus. Der Leseimpuls RC hat eine einstellbare Dauer und dies ermöglicht, daß die Geschwindigkeit mit welcher die gespeicherte Darstellung ausgegeben wird, wesentlich geringer ist als die AufzeichnungsgeschwindigkeiL Mit der geringeren Ausgabegeschwindigkeit der Signalfolge (Fischechosignale Ff und Grundsignal SEJl welche abgetastet und in der Speichereinheit 14 während der Dauer des Schreibimpulses WC gespeichert wurde, ist eine zeitgedehnte Aufzeichnung während des Leseimpulses RC möglich, wobei dieses Aufzeichnungssignal mit der Wellenform χ aus den Fischechosignalen FE und dem Grundsignal SE besteht. Diese Signale werden dem

Aufzeichnungsstift 18 zugeführt und hierbei mit einer entsprechenden Zeitskaladehnung auf dem Aufzeichnungsträger 17 aufgezeichnet. Die genaue Lage auf dem Aufzeichnungsträger 17, an welcher die Impulsfolge aufgezeichnet wird, ist abhängig von der Phasenlage des ■> Leseimpulses RC beim Umlauf des Aufzeichnungsstiftes, üiese Lage kann durch einfaches Fiinstellen der Zeitverzögerung der Erzeugung der Impulse /?P durch den Zeitverzögerungsimpulsgenerator 30, eingestellt werden. in

Für die Impulse RPisl es möglich, diese direkt durch einen Kontaktsat/ oder eine andere Schaltvorrichtung zu erzeugen, wobei dieser Koniaktsatz relativ zum Hand 19 einstellbar ist, so daß kurzzeitig KontaktschluB auftritt, wenn der Schreibslift 18 die gewünschte Stellung quer /um Aufzeichnungsträger 17 erreicht hat. Eine größere Flexibilität wird jedoch durch die Verwendung eines feststehenden Sch.iltpunktcs in Verbindung mit einer Zeitverzögerungsleitung erreicht, entsprechend der Verwendung eines Koniaktsat/cs 29 und eines einstellbaren Zeitverzögerungs-lnipuls-Gcnerators 30. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, daß es sich bei den Kontakten 29 um die gleichen Kontakte handelt, die den Übertragungsimpulsgenerator 12 triggern. In den Fällen jedoch, wo das Aufzeichnungsgerät mit einer einstellbaren Phasensteuerung für den Übertragungsimpulsgenerator ausgestattet ist, ist es normalerweise nötig, eine getrennte Verzögerungssteuerung für den Generator 30 vorzusehen, so dal? sichergestellt ist, daß die Phasenlage des Leseimpulses flCunabhängig bleibt von der Einstellung der Phasenlage des Übertragungsimpulses.

Obwohl in F i g. 1 eine vereinfachte Ausführungsform mit nur einem Wandler U zum Senden und Empfangen gezeigt ist, ist es natürlich möglich, für Empfang und Senden getrennte Wandler vorzusehen. Weiterhin ist es möglich, das Gerät so auszubilden, daß es in konventioneller Weise auch ohne Speicher verwendbar ist. In diesem Fall kann ein zum Vorverstärker 13 getrennter Verstärker vorgesehen sein.

Eine Signalspeichereinheit, die geeignet ist als Speichereinheit 14 verwendet zu werden, wird nachfolgend anhand der Fig. 3 beschrieben, wobei als Speicherelement getrennte Kondensatoren verwendet werden.

Der Fig.3 ist zu entnehmen, daß die Ausgangswellenform /des Vorverstärkers 13 über einen Gleichrichter 40 zu einer Stromerzeugerschaltung 48 gelangt. Die Schaltung 41 ist über ein Gatter 42 verbunden mit parallel zueinander angeordneten Kondensatoren 43. 5C Ist das Gatter 42 offen, fließt entsprechend der Wellenform / ein Strom zur einzelnen Aufladung der einzelnen Kondensatoren 43. Das Gatter 42 wird gesteuert durch die Ausgangswellenform vii der bistabilen Schaltung 27. Das Gatter 42 ist nur während der Dauer des Schreibimpulses WC offen, so daß nur während dieser Zeitdauer über das Gatter 42 Strom zu den Kondensatoren fließen kann. Die Wellenform vii wird auch zur Steuerung eines Gatter-Oszillators 44 verwendet, der während des Auftretens des Schreibimpulses WC eine Impulsreihe erzeugt Diese Impulse gelangen Ober ein ODER-Gatter 46 an einen Folgeschalter 45. Der Folge- oder Schrittschalter 45 (z. B. Schieberegister) stellt die Verbindung zu den einzelnen aufeinanderfolgenden Kondensatoren 43 zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten her, so daß der Ladestromkreis von der Schaltung 41 über das Gatter 42 vervollständigt ist Die aufeinanderfolgenden Schrittimpulse, die über das Gatter 46 am Schalter 45 anliegen, bewirken einen schrittweisen Anschluß der Kondensatoren 43 und somit deren aufeinanderfolgende Ladung durch die Schallung 41. Die am gerade anliegenden Kondensator 43 auftretende Spannung entspricht dem augenblicklichen Amplitudenwert der Wellenform i. Diese Spannung des Kondensators 43 wird beibehalten, wenn er abgeschaltet wird und der nächste Schrittimpuls vom Gatter 46 den Schrittschalter 45 zum nächsten Kondensator 43 weiterschallet. Am Ende der Schaltimpulse des Oszillators 44 weisen die ein/einen Kondensa toren 43 Spannungen auf, die den Verlauf der Wellenform / während des Schreibimpulses WC entsprechen und somit sind diejenigen Impulse gespeichert, die vordem Auftreten des Grundsignals auftreten.

Bei der praktischen Ausführungsform werden durch den Oszillator 44 wesentlich mehr Fortschaltimpulsc während der Dauer des Schreibimpulses WC erzeugt, als Kondensatoren 43 vorhanden sind. Der Schrittschalter 45 arbeitet jedoch zyklisch und schaltet somit unmittelbar auf den ersten Kondensator 43 um, nachdem der letzte Kondensator der Reihe geschaltet wurde. Unter diesen Umständen weist jeder Kondensator 43 mehrere Änderungen seines Ladezustandes während der Dauer des Schreibimpulses WC auf. Die letztlich bei den Kondensatoren vorhandenen Leitungen beziehen sich also nur auf die Echos, die innerhalb einer feststehenden Periode vor dem Ende des Impulses WC empfangen wurden. Dieses Überlaufen der Speicherkapazität der Einheit 14 stellt sicher, daß am Ende des Impulses WCaIIe Kondensatoren 43 Werte speichern, die von cl^r Lotung abgeleitet sind. Weiter können hierdurch Veränderungen im zeitlichen Auftreten der Grundechos zwischen einem Sendeimpuls und dem nächsten Sendeimpuls eliminiert werden, ebenso wie Änderungen des Meerbodens und Vertikalbewegungen des Schiffs.

Das Gatter 42 schließt am Ende des Schreibimpulses WC und schaltet somit alle Kondensatoren 43 vom Ladestromkreis 41 ab. Die Abgabe von Impulsen vom Oszillator 44 wird zur gleichen Zeit beendigt, so daß der Schrittschalter 45 stehenbleibt an einer solchen Stelle, d. h., an einem solchen Kondensator 43, der zuletzt beaufschlagt wurde. Dieser letzte Kondensator 43 wurde von der Vorderkante des Grundechos SE beaufschlagt, die unmittelbar auftritt vor dem Auftreten der rückseitigen Flanke des Impulses WC. Eine Veränderung der Speicherwerte findet nicht statt, selbst nicht bei dem Kondensator 43, an welchem der Schrittschalter 45 stehen bleibt, da durch das Schließen des Gatters 42 eine wirksame Abtrennung erreicht wird. Die Speichereinheit 14 bleibt in diesem Zustand, bis ein Impuls RC der Wellenform ix von der monostabilen Schaltung 33 erzeugt wird, der ein Ablesen der Kondensatoren 43 über ein Gatter 47 bewirkt

Die Wellenform ix, die am Gatter 47 anliegt und dieses Gatter während des Leseimpulses ÄCöffnet liegt weiterhin am Gatteroszillator 48 und bewirkt, daß von diesem Oszillator eine impulsreihe erzeugt wird, die über das ODER-Gatter 46 am Schrittschalter 45 anliegt Diese Impulse des Oszillators 48 werden während der Dauer des Impulses RC erzeugt Diese Impulse bewirken eine Weiterschaltung des Schrittschalters 45 schrittweise von einem zum anderen Kondensator 43, wobei die einzelnen, von den Kondensatoren 43 gespeicherten Werte über ein Gatter 47 ausgegeben werden. Der erste Impuls der Impulskette veranlaßt den Schrittschalter 45 zur Weiterschaltung von demjenigen

Kondensator 43, in welchem der Anfang des Grundsignals gespeichert wurde, zum nächsten Kondensator 43. Somit ist sichergestellt, daß der erste abgefragte Wert derjenige ist, der von einem Echo stammt, das von einem Objekt erzeugt wird, was am weitesten vom Grund entfernt ist (in dem erfaßten Bereich nahe des Grundes). Hierbei wird die gleiche Anzahl von Impulsen vom Oszillator 48 erzeugt, wie Kondensatoren 43 vorhanden sind. Jeder Kondensator 43 wird daher nur einmal abgefragt und die Abtragung erfolgt in der zeitlichen Reihenfolge, in welcher die gespeicherten Signale gemessen wurden und enden somit mit dem Abfragen des Beginns des Grundechos.

Die vor den Kondensatoren 43 über das Gatter 47 abgelesenen Informationen werden einer spannungsempfindlichen Schaltung 49 zugeführt, die einen ausreichend hohen Eingangswiderstand aufweist, um eine- spüi'uctrc iliiiiiiutiiig iitrt Kondensatoren 43 beim Anschluß über den Schrittschalter 44 zu verhindern. Die gespeicherten Werte werden über die Schaltung 49 und über ein Filter 50 dem Schreibstift 18 zugeführt. Das Filter 50 dient dazu, die durch die schrittweise Abfragung auftretenden Ungleichförmigkeiten auszugleichen, die sonst zu einer fehlerhaften Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger 17 führen könnten.

Die durch den Schrittschalter 45 bewirkte schrittweise Eingabe und Ablesung wird wegen der Arbeitsgeschwindigkeit und der erforderlichen Zeitgenauigkeit auf elektronische Weise, d. h., durch einen elektronischen Schrittschalter durchgeführt. Es gibt verschiedene Methoden für den Aufbau derartiger elektronischer Schrittschalter. Hierbei kann ein einfacher Binär-Zähler, der synchron oder asynchron als Slalomzähler arbeitet, mit logischen Gattern verwendet werden, welche mit den Ausgängen verschiedener Kombinationen aufeinanderfolgender Stufen des Zählers verbunden sind, so daß diese Schaltung arbeitet wie Schaltvorrichtungen, die jeweils den einzelnen Kondensatoren 43 zugeordnet sind. Alternativ hierzu kann ein Schieberegister Verwendung finden, wobei die über das ODER-Gatter 46 angekommenen Impulse das Register von einer Stufe zur anderen schalten. Die Zahl der Regislerstufen muß hierbei nicht größer sein als die Anzahl der Kondensatoren 43, wenn die Arbeitsweise des Registers so ausgelegt ist, dab es zyklisch schaltet, also ein Ringregister darstellt.

Der Bereich auf dem Aufzeichnungsträger 17, der von der Aufzeichnung entsprechend der Speicherung der Speichereinheit 14 eingenommen wird, ist abhängig von der Geschwindigkeit des Umlaufs des Schreibstiftes 18 und der Impulsfolgefrequenz des Gatter-Oszillators 48. Der Bereich bis zum Meeresgrund, der durch diese Aufzeichnung erfaßt wird, ist bestimmt durch die Geschwindigkeit der Abtastung während des Schreibvorgangs und somit bestimmt durch die Impulsfolgefrequenz des Oszillators 44. Die Frequenz der beiden Oszillatoren 44 und 48 ist vorzugsweise veränderbar, so daß es möglich ist, den Teilbereich und die Skala, mit welcher aufgezeichnet wird, zu verändern. Wo ein Instrument mit mehreren Meßbereicnen verwendet wird, hat es sich als wünschenswert gezeigt, die Anordnung so zu treffen, daß die Frequenzeinstellung des Oszillators 48 gekoppelt ist mit der Einstellung des Meßbereichs des Aufzeichnungsgerätes, so daß der Bereich der zeitgedehnten Aufzeichnung der Signale im Bereich des Grundes konstant und unabhängig bleibt von der E'-nstellung des Meßbereichs des Aufzeichnungsgerätes.

Wie schon zuvor erwähnt wurde, ist die Anzahl der vom Oszilla'or 48 während der Dauer des Leseimpulses ÄCerzeugten Impulse gleich der Anzahl der Kondensatoren 43, so daß jeder Kondensator während dieser Periode nur einmal abgelesen wird. Jedoch ist es nicht notwendig, die Zahl der Impulse auf diese Weise zu begrenzen. Wenn mehr Impulse erzeugt werden, dann setzt der Schrittschalter 45 seine Ablesung fort und wiederholt die Ablesung der gespeicherten Werte. Dies

ίο ist vorteilhaft, wenn anstelle des Aufzeichnungsgerätes eine Schirmbildröhre verwendet wird, da auf diese Weise das Schirmbild während eines Zyklus unverändert bleibt. Im letzleren Fall ist es wünschenswert, daß die Impulsfolgcfrequcnz des Oszillators 48 gleich odci größer ist als diejenige des Oszillators 44, so daß wahrend eines derartigen Zyklus (bestimmt durch die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Echololimpulsen) ein mehrmaliges Ablesen stattfindet, wodurch das Schirmbild verbessert wird. Gegebenenfalls dient die Wellenform ν dazu, die Amplitude einer Trägerfrequen/. zu modulieren, die der Schirmbildröhre dann zugeführt wird.

Die Funktion der beiden Gatter 42 und 47 in F i g. 3 können auch übernommen werden durch einen einfachen Umschalter, der in der Zuführleitung zu den Kondensatoren 43 angeordnet ist und der eine Zwischenstellung aufweist, bei welcher eine vollständige Trennung dieser Kondensatorenanordnung von den Schaltungen 41 und 49 vorhanden ist. Diese letztge-

jo nannte Funktion kann jedoch entfallen, wenn zugestanden wird, daß der Kondensator 43. der während des l.itervalls zwischen dem Schreib- und Leseimpuls WC bzw. RC'mit dem Schrittschalter 45 verbunden ist, beim Ablesen einen fehlerhaften Wert aufweisen darf.

Weiterhin kann die Funktion der beiden Gatter-Oszillatoren 44 und 48 übernommen werden durch einen einzigen Gatter-Oszillator, der in einer von zwei Frequenzen arbeiten kann, abhängig davon, ob die Steuerung von der Schaltung 27 oder 33 bewirkt wird.

Als weitere Alternativlösung hierzu kann ein ständig arbeitender Oszillator vorgesehen werden, dem Gatterund Frequenzteilerschaltungen zugeordnet sein können. Bei der Speichereinheit nach Fig. 3 werden die Signale direkt als analoge Spannungswerte gespeichert.

Es ist natürlich möglich, diese ankommenden Signale auch in digitaler Form zu speichern. Obwohl für die digitale Speicherung zahlreiche Speicherarten bekannt sind, hat es sich gezeigt, daß die Speicherung über ein Schieberegister :m günstigsten ist. Schieberegister

so haben einen für diesen Zweck ausreichende Kapazität und sie sind kostengünstig durch die Verwendung moderner Schaltungstechniken. Eine Schaltung unter Verwendung von Schieberegistern wird nachfolgend anhand der F i g. 4 beschrieben.

Diejenigen Schaltungsteile der F i g. 4, die gleich sind mit den Schaltungsteilen der Fig.3 tragen dieselben Bezugsziffern. In Fig. 4 wird die Wellenform /' gleichgerichtet durch den Gleichrichter 40. Während der Dauer der Schreibimpulse WC gelangt diese Wellenform über das Gatter 42 zu einem Analog-Digital-Umformer 51, der einen Binärwert entsprechend der augenblicklichen Signalamplitude erzeugt Dieser Binärwert weist vier Stellen (Digits) auf, welche parallel vier Äusgangsleätüngen 52 zugeführt werden, jedes Digit wird somit einem mehrstufigen Schieberegister 53 von insgesamt vier Registern eingespeist Das Oder- Gatter 46 ist verbunden mit dem Schiebeimpuls-Ein gang jedes Registers 53, so daß aufeinanderfolgende

Impulse des Oszillators 44 während des .Schreibimpulses WC bewirken, daß die vier Digits, welche in die vier Register 53 antreten, in jeweils einer Regist^rstufe gespeichert werden. Jeder Impuls bewirkt eine neue Analog-Digital-Umwandlung des augenblicklichen Amplitudenwertes der Wellenform i, wobei der umgewan delte Wert jeweils den Registern 53 zugeführt wird. Dieser Vorgang setzt sich solange fort, bis der Schreibimpuls WC beendet ist. wobei das Ende bestimmt wird durch den Empfang des Grundechos. Die Schieberegister 53 enthalten dann eine Vielzahl von Uinärwerten, entsprechend den aufeinanderfolgenden Werten der Wellenform /' Die Zahl der erfaßten Binär werte hängt primär ab von der Anzahl der Stufen jedes Registers 53 (im allgemeinen mindestens 25) und r, es ist normalerweise der l^;all. daß die gespeicherten Binärwerte sich nur auf jene Echos beziehen, welche einschließlich Htr Anstiegsflanke des Grtindechos empfangen wurden innerhalb einer kurzen Zeitdauer vor dem Ende des Impulses WC. Die zuvor erfaßten, umgeformten und von den Registern 53 erfaßten Signale werden bei der nachfolgenden Eingabe der zuvor erwähnten und am Ende des Impulses WC vorhandenen Werte wieder gelöscht.

Die Ausgänge der Register 5} sind Verbunden über einzelne Leitungen 54 mit einem Digital-Analog-Umformer 55. Der Umformer 55 sprich: auf vier parallel in den Leitungen 54 geführten Signale an und erzeugt ein Signal mit einer Amplitude entsprechend dem zugeführten Binärwert. Dieses Signal liegt am Gatter 47 an.

Das Gatter 47 ist lediglich während des Auftretens des Leseimpulses RC geöffnet. Beim Auftreten dieses Leseimpulses RC beginnt der Oszillator 48 zu arbeiten und liefert Impulse über das Oder-Gatter 46 zur Verschiebung der Register 53, so daß die Stufen der Register aufeinanderfolgend mit dem Umformer 55 verbunden werden, wobei dann die umgeformten Werte über das Gatter 47 und das Filter 50 an den Verstärker 15 und von dort zum Aufzeichnungsgerät 16 gelangen.

Wenn eine wiederholte Ausgabe der in der Speichereinheit 14 gespeicherten Werte gewünscht wird, dann ist es bei der Anordnung nach F i g. 4 erforderlich, daß für jedes Register 53 eine während des Leseimpulses RC wirksame Rückkopplung vorhanden ist, so daß die abgefragten Werte von neuem in den einzelnen Registerstufen gespeichert werden Somit ist auch hier die Verwendung einer Bildröhre möglich.

Die Zahl der vom Umformer 52 gelieferten Anzahl von Digits zur Verschlüsselung der Echosignale und somit die Zahl der erforderlichen Schieberegister 53 bestimmt die Genauigkeit, mit weicher die Amplitude jedes Signalwertes durch den Umformer 55 wiedergegeben werden. Bei der Anwendung zur Ortung von Fischen ist jedoch die genaue Amplitude der Fischechos von geringem Interesse und es ist lediglich wichtig festzustellen, ob diese Echos einen bestimmten Schweil- wert überschreiten oder nicht Für den letzteren Anwendungsfall ist somit lediglich ein Schieberegister erforderlich, wobei die Umformer 51 und 55 nicht benötigt werden. Hierbei treten lediglich Signale, die ω einen gewählten Schwellwert überschreiten, in das Register ein. In diesem Fall werden also praktisch nur die Werte »0« und »1« in der durch die Schiebeimpulse bestimmenden Folge gespeichert.

Obwohl bei der Anordnung nach Fig.4 die Umwandler 51 und 55 nicht mit hoher Genauigkeit zu arbeiten brauchen, handelt es sich trotzdem um ziemlich komplizierte Schalteinheiten. Falls zum Verschlüsseln oder Entschlüsseln jedes Signals eine große Anzahl von Digits erforderlich ist, um beispielsweise eine hohe Auflösung der Abbildung oder Aufzeichnung zu erhalten, wird das in Fig.4 beschriebene Verfahren unwirtschaftlich. Hier wird eine weitere Methone vorgeschlagen, bei der als Speichervorrichtung ein Schieberegister verwendet wird. Hierbei wird eine schrittlose Steuerung und ein schrittloses Erfassen der Amplitiidenparameler erreicht. Die Verwendung von komplizierten Umformern wird vermieden. Eine derartige Schaltung wird nachfolgend anhand der F i g. 5 beschrieben. Ebenso wie bei der Schaltung nach F i g. 4 sind diejenigen Ή haltungsteile der F i g. 5. die gleich mn denjenigen der F 1 g. J sind, mit den gleichen Bezugs/eichen versehen.

Bei der Schaltung nach F" i g. 5 wird die Wellenform /

(",Ip

rhtp

gleichgerichte! an das (latter 42. wobei das (latter 42 während des Si hreibimpulses VVC geöffnet ist und das gleichgerichtete Signal dazu dient, die Frequenz eines Oszillators 60 zu modulieren. Auf welche Weise die Modulation erfolgt, ist gleichgültig. Bei der nachfolgenden Beschreibung ist jedoch vorausgesetzt, daß ein Anwachsen der Amplitude des gleichgerichteten Signals sich in einer Erhöhung der Ausgangsfrequen/ auswirkt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Frequenz des Oszillators 60 die gleiche ist. wie diejenige des Oszillators 44, wenn die Amplitude der Wellenform ' einen Wert entsprechend dem Sättigungswert oder des maximalen Ausschlages des Schreibstiftes 18 aufweist. Bei Verwendung einer Schirmbildröhre entspricht dies der maximalen Strahlablenkung. Weiterhin ist die Schaltung so getroffen, daß die iVriodendauer der Schwingung beim Schwellwert oder der Minimalampl·- tude der Wellenform /gleich ist zur ZeiKUiiiivalcrren der erforderlichen Auflösung.

Die vom Oszillator 60 erzeugte frequenznvjdulierte Schwingung wird einer Differenzialschaltung 61 /■!geführt. Die Impulse in der einen oder in beiden Richtungen, die hiervon abgeleitet wurden, dienen da/u, eine monostabil Schaltung 62 zu triggern. Es kan-· sich hierbei als notwendig erweisen, daß die Ausgangs« eilenform des Oszillators 60 vor dem Eingang in die Schaltung 61 zu Rechteckimpulsen umgeformt w ird. Die monostabile Schaltung 62 ist verbunden mit einem einzigen Schieberegister 63. welche Signale des Schaltzustandes »1« erhält, wenn die Schaltung 62 getriggert ist und Signale des Schaltzustandes »O erhält, wenn die Schaltung 62 im ungetriggerten. d. h.. im stabilen Zustand sich befindet. Ist die Schaltung 62 einmal getriggert durch einen Impuls von der Schaltung 61, dann bleibt sie in ihrem quasistabilen Zustand für eine Zeitdauer meist gleich der Impuisfolgedauer der Impulse, die vom Oszillator 44 erzeugt werden und über ein Oder-Gatter 46 zum Schiebeimpulseingang des Registers 63 gelangen. Hierdurch ist sichergestellt, daß. obwohl keine Synchronisation zwischen den Schwin gungen der Oszillatoren 44 und 60 vorhanden ift. jedes von der Schaltung-62 signalisierte Digit »1« tatsächlich in das Schieberegister 63 eintritt

Die monostabile Schaltung 62 weist eine sehr geringe Umschaltzeit auf, so daß sie getriggert und darauffol gend enttriggert werden kann mit einer Frequenz gleich der Maximalfrequenz des spannungsgesteuerten Oszil lators 60. Die monostabile Schaltung 62 kann mit anderen Worten in der Frequenz der Schiebeimpulse betrieben werden, die vom Oszillator 44 erzeugt werden. Bei der Maximalfreniien? des Oszillators 60

bleibt daher die monostabile Schaltung 62 ohne Unterbrechung in ihrem quasistabilen Zustand. Folglich bleibt die Schaltung 62 für die meiste Zeit in ihrem stabilen Zustand, wenn die Mindestfrequenz vorliegt. Der Ausgang 1er monostabilen Schaltung 62 besteht daher aus einer Impulsfolge mit einem sich ändernden Impulsdauer-Pausen-Verhältnis, welches moduliert wird durch die Amplitude.

Die vom Oszillator 44 erzeugten aufeinanderfolgenden Impulse werden in das Schieberegister 63 eingegeben, so daß eine Eingabe der Folge binärer Digits von der monostabilen Schaltung 62 in das Schieberegister 63 sichergestellt ist Dieser Vorgang wird beendet, wenn der Schreibimpuls WC in Abhängigkeit des Empfangs des Grundsignals beendet wird. Im Register 63 sind Digits lediglich von den Echos gespeichert, einschließlich des Grundechos, welche innerhalb einer kurzen Zeitdauer vor Ende des Impulses WC empfangen wurden. Diese gespeicherten Werte werden während des Leseimpulses RC vom Schieberegister 63 in Abhängigkeit von den vom Oszillator 48 erzeugten Schiebeimpulsen abgefragt.

Die Ausgangswellenform des Schieberegisters 63 weist normalerweise eine Hochfrequenzkomponente auf, die durch das rasche Umschalten zwischen den Schallzuständen »0« und »I« herrührt. Weiterhin ist eine Niederfrequenzkomponente enthalten, die von der Änderung der Durchschnittsamplitude der Wellenform herrührt, die während der Zeitdauer auftritt, welche äquivalent dem Auflösungsbereich ist. Beim Durchwandern der Ausgangswellenform des Schieberegisters 63 durch den Tiefpaßfilter 50 und über das Gatter 47 und den Verstärker 15 zum Schreibgerät 16 entspricht die Umhüllende der resultierenden Wellenform χ ziemlich genau mit einer entsprechenden Zeitdehnung der Umhüllenden der Wellenform /, die durch das Gatter 42 hindurchgeht.

Falls eine Wiederholung der Ablesung der Digitfolge erforderlich ist, wie sie im Register 63 gespeichert ist, dann kann dies dadurch erreicht werden, daß eine Rückkopplungsschleife vom Ausgang zum Eingang des Registers 63 vorgesehen wird, die während des Leseimpulses /?Cwirksam wird.

Bei der Anordnung nach Fiρ 5 ist lediglich ein Schieberegister 63 erforderlich. Dieses Schieberegister muß jedoch mehr Stufen aufweisen und mit einer höheren Schiebefrequenz arbeiten können, als die Register 53, die bei der Anordnung nach F i g. 4 verwendet werden.

Es sind weitere Methoden denkbar, mit welchen die Signalamplitude im Schieberegister 63 als Folge von Digits »0« und »I« gespeichert werden kann. Hierzu ist jedoch eine impulskodierte Modulation erforderlich, die komplizierter ist als die Methode, wie sie im Zusammenhang mit der F i g. 5 beschrieben wurde.

Bei den im Zusammenhang mit den F i g. 3 bis 5 beschriebenen Verfahren wird eine Aufzeichnung vorgenommen, bei welcher das Referenzsignal das Grundecho ist. Es ist jedoch auch möglich, daß als Referenzsignal der Übertragungsimpuls, also der ausgesandte Impuls dient. Hierbei kann ein Zcitverzögerungsimpulsgenerator getriggert werden im Augenblick des Auftretens des Übertragungsimpulses. Hierdurch wird eine Aufzeichnung irgend eines beliebigen Teilbereiches innerhalb des gesamten, vom Echolot erfaßten Bereiches ermöglicht, wobei die Aufzeichnung in Abhängigkeit vom ausgesandten Signal erfolgt. Da in diesem Fall die zu speichernden Signale auftreten, nach dem das Referenzsigna aufgetreten ist, kann der Ausgang des Zeitvereöge rungsimpulsgenerators dazu dienen, die Schreibperiodd zu beginnen (oder alternativ hierzu zu beenden). Hierbe ist es möglich, beide Verfahren im gleichen Gera anzuwenden, d. h„ das Verfahren, wo als Referenzsigna das Grundecho und im anderen Fall, wo als Referenzsi gnal das Sendesignal dienL

Es ist auch möglich, beim gleichen Gerät Zwei- odei

ίο Mehrskalenbereiche zu verwenden. Beispielsweise ist e^ möglich, daß auf den Aufzeichnungsträger das konven tionelle Echo aufgetragen wird, während ein Tei hiervon in vergrößertem Maßstabe aufgezeichnet wird] Diese Art der Aufzeichnung ist besonders vorteilhaft be

Küstenfischbooten, wo der beschränkt zur Verfügung stehende Raum im Ruderhaus die Einrichtung eine: weiteren Echolotgeräts verbietet

Alle Möglichkeiten des üblichen Echolotgeräts, wi< beispielsweise Bereichsänderung und Phasenverschie bung der Sendeimpulse können in das zuvor beschriebe ne Gerät eingebaut sein. Hierbei ist es möglich, nach] Wunsch oder Erfordernis die zuvor beschrieben! Echolotaufzeichnung ein- oder auszuschalten. Hierzu is es lediglich erforderlich, daß Maßnahmen vorgesehen]

werden, um den Lesestromkreis der Speichereinheil 14 durch den Schreibstift 18 triggern zu können. Weiterhin] ist es erforderlich, daß das Schreibgerät 18 nicht von de normalen Signdamplitude des Eingangsverstärkers beaufschlagt wird, sondern von der Ausgangswellen

form der Speichereinheit 14. Zur Bedienung ist lediglich) erforderlich, daß der Aufzeichnungsbereich oder alter nativ hierzu die Phasenlage des Sendeimpulses so eingestellt wird, daß der Teilbereich, der zeitgedehn aufzuzeichnen ist, nicht während der Leseperiode auftritt.

Bei allen zuvor beschriebenen Schaltungen wird da aufzuzeichnende Signal gespeichert und wird abgefrag zu einem Zeitpunkt und mit einer Geschwindigkeit, wie sie für das Aufzeichnungsgerät günstig ist. Eine

-to Veränderung der Informationsgeschwindigkeit bring jedoch eine Veränderung der Bandbreite mit sich. Ein Beispiel, wo diese Eigenschaft nützlich verwende werden kann, ist das Gebiet der Telemetrie. Bei einem akustischen Telemetriesystem wird das Echo von einem Wandler ausgesandt, der am Schiffsrumpf montiert ist Die erforderliche Bandbreite für das akustische Tei kann vermindert werden durch Speicherung de Echosignale und Auslesen dieser gespeicherten Signah in einem akustischen Wandler mit einer geringeren

Geschwindigkeit. Hierdurch wird der Meßbereich des akustischen Teils vergrößert oder eine Verminderung der Sendeenergie erreicht.

Große Schiffe weisen oftmals einen so großen Tiefgang auf, daß der Abstand zwischen Schiffsrump

und Meeresboden in küstennahen Gewässern sehi gering ist. Hierbei ist es notwendig, die Aufzeichnung mit einem solchen Maßstab vorzunehmen, daß geringfü gige Änderungen in diesem Abstand angezeigt werden Bei Ausnützung der Aufzeichnungsbreite des Aufzeich nungsträgers von beispielsweise 20 crn wird eine Tiefe von sechs Metern erfaßt. Bei bekannten Aufzeichnungs geräten ist dies schwierig zu erreichen.

Eine vereinfachte Ausführungsform des Sonargerätei nach Fig. 1 wird nachfolgend anhand der Fig.6 beschrieben.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 wird de Schreibimpuls zur Steuerung der Speichereinheit 14 erzeugt durch eine monostabile Triggerschaltung 23'

Die Speichereinheit 14' speichert die Werte der Wellenform, die zum Speicher vom Wandler 11' über den Vorverstärker 13' gelangen. Die Schaltung 23' wird getriggert von einem Aufzeichnungsgerät 16' zur gleichen Zeit wie der Übertragungsimpulsgenerator 12', Die Schaltung 23' kehrt in ihren stabilen Schaltzustand zurück nach einer Zeit, die dem größten zu messenden Bereich entspricht

Die in der Einheit 14' gespeicherten Signale werden zur Aufzeichnung im Aufzeichnungsgerät 16 unter der Steuerung des Leseimpulses abgefragt wobei dieser Leseimpuls von einer monostabilen Schaltung 33' erzeugt wird, weiche direkt getriggert wird von den Kontakten 29' im Aufzeichnungsgerät 16'. Von der Einheit 14' gelangen die abgefragten Werte über den Verstärker 15' zum Aufzeichnungsgerät 16'. Der Leseimpuls, der beginnt mit dem Schließen des Kontaktes 29, wenn der Schreibstift des Aufzeichnungsgerätes 16 den Aufzeichnungsrand erreicht hat weist eine Dauer auf, die lang ist zu derjenigen des Schreibimpulses und im wesentlichen gleich der Zeit ist, die der Schreibstift braucht, um über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers zu wandern. Auf diese Weise wird eine wesentliche maßstäbliche Dehnung der Aufzeichnung erreicht Die Auflösung der gedehnten Aufzeichnung im Aufzeichnungsgerät 16 wird bestimmt durch die Anzahl der in der Speichereinheit 14' gespeicherten Werte. Diese Zahl ist allgemein größer als wie es zur Erfassung von Fischen erforderlich ist Die Aufzeichnung genauer Amplitudenwerte ist jedoch für Navigationszwecke selten erforderlich, so daß es ausreichend ist wenn die Speichereinheit 14' die Anwesenheit oder Abwesenheit von Signalen erfaßt, die einen bestimmten Amplitudenwert überschreiten.

Bei großen Schiffen sind an zwei oder mehr Stellen des Schiffsrumpfes Wandler angebracht Diese Wandler können sich beispielsweise vorne und hinten befinden, wobei ihre Zuschaltung zum Aufzeichnungsgerät wahlweise erfolgt Alternativ hierzu kann für jeden Wandler ein gesondertes Aufzeichnungsgerät vorgesehen werden. Weiterhin ist es möglich, dcCl die Echos aller Wandler im gleichen Aufzeichnungsgerät gemischt werden. Im letzteren Fall können die Echos der einzelnen Wandler durch verschiedene parallel arbeitende Speichereinheiten erfaßt werden, worauf es dann möglich ist, diese Echos der verschiedenen Wandler auf demselben Aufzeichnungsstreifen im Abstand voneinander aufzuzeichnen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Sonargerät, bei dem die in Übereinstimmung mit den durch einen Wandler empfangenen Echos stehenden Signale in einem Schieberegister gespeichert und von dort zum Zwecke der Anzeige des empfangenen Echos abrufbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsdauer-Pausen-Verhältnis der in dem Schieberegister (63) zugeführten Signale so moduliert ist, daß eine korrespondierende Regelung des Verhältnisses der im Schieberegister (63) gespeicherten Binärwerte (»1«, »0«) in Abhängigkeit von der Amplitude der zu speichernden Meßwerte erfolgt und daß eine Vorrichtung (16) die empfangenen Echo-Signale anzeigt oder in anderer Weise unter Ausnutzung der Niederfrequenzkomponente der Ausgangssignale des Schieberegisters (63) reproduziert.

2. Sonar^erät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz eines Impulsgenerators (60) in Abhängigkeit der Echosignalamplitude moduliert ist, dessen frequenzmodulierte Impulse einen monostabilen Schaltkreis (62) triggern, der mit dem Eingang des Schieberegisters (63) verbunden ist.

3. Sonargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des Schieberegisters (63) über ein Tiefpaßfilter (50) einer Aufzeichnungsvorrichtung (16) zuführbar sind.

4. Sonargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe jedes Einzelsignals in das Schieben .,ister (63) in bezug auf jeden Echolotimpüls beendet wird bei Empfang des Bodenechos.

5. Sonargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe jedes Einzelsignals in das Schieberegister (63) in bezug auf jeden Echolotimpuls beendet wird nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer nach Aussenden des Echolotimpulses.

6. Sonargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe der im Schieberegister (63) gespeicherten Signale mit geringerer Geschwindigkeit erfolgt als deren Eingabe in dieses Register (63).

7. Sonargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige des Echolots durch eine Aufzeichnungsvorrichtung (16) erfolgt, die einen Triggerimpuls dem Schieberegister (63) zuführt, der den Beginn der Ausgabe der dort gespeicherten Signale bewirkt.