DE2238770A1 - Digitale tacan-azimut-messeinrichtung - Google Patents

Description

Patentanwalt · . '

7 Stuttgart 3o
Kurze Straße 8

J.C. Joguet -3

INTEEIiATIOlAL STAEDARD ELECTRIC CORPORATION, HEV YORK

Digitale TACAN-Azimut-Meßeinrichtung

Die Erfindung "betrifft eine digitale TACAN-Azimut-Meßeinrichtung zur Verarbeitung der vom HF-Teil des Empfängers gelieferten 15 Hz und 135 Hz Meß^· und Bezugsimpulse, "bei der Zähler und ein den Zähltakt liefernder Taktgenerator vorgesehen sind.

Das TACAN-lunk-Ortungssystem ist in der Zeitschrift "Electrical Communication" Band 33? März 1956 ausführlich beschrieben. Bei diesem System wird der Azimut im Empfänger als Phasenunterschied zwischen Hauptbezugsimpulsen, Hilfsbezugsimpulsen, Hauptmeßimpulsen und Hilfsmeßimpulsen ermittelt. Die

vo/ff

14. 7, 1972 -2-

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Frequenz der Haupt impulse "beträgt 15 Hz und die Frequenz der Hilfsimpulse 135 Hz.

Die Phasenmessung erfolgte bei den ersten TACAN-Geräten mit den Mitteln der Analog-Technik. Wegen der bekannten Nachteile der Analog-Technik wurde später der Azimut mit den Mitteln der Digital-Technik gemessen. In der PR-PS 1 5o9 822 und deren beiden Zusatzpatenten 92 o87 und 93 565 sind solche digitalen TACAN-Azimut-Meßeinrichtungen beschrieben.

Die dort beschriebenen digitalen Azimut-Meßeinrichttingen haben den Nachteil, daß sie Zähler mit großer Zählkapazität benötigen und daß Meßfehler bei Azimut-Winkeln, die ein Vielfaches von 4o sind, auftreten können. Wenn z. B. der Mittelwert aus zwei Messungen gebildet wird und es wird das erste Mal ein-Winkel von 359° und das zweite Mal ein Winkel von 1 gemessen, dann ergibt sich ein Mittelwert von 18o .

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine digitale Azimut-Meßeinrichtung anzugeben, die nur Zähler mit kleiner Zählkapazität benötigt und bei der die erwähnten Meßfehler nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Vermeidung von Meßfehlern bei Winkeln, die ein Vielfaches von 4o° sind, aus dem mit den Hilfsbezugsimpulsen synchronisierten Zähltakt Hauptbezugsimpulse, Halbhauptbezugsimpulse, Hilfsbezugsimpulse und Halbhilfsbezugsimpulse abgeleitet werden, daß die Zeit zwischen dem dem 15 Hz-Meßimpuls nächstliegenden 135 Hz-Meßimpuls und dem folgenden 135 Hz-Bezugsimpuls mit einem Nebenzähler ge-

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messen wird, daß abhängig davon ob entweder die gemessene Zeit einem Winkel■; Zwischen 1o° und 3o° oder ■ einem Winkel zwischen 0°..und 1.o° bzw* 3^ und 4o° entspricht ein Hauptzähler mit einer Zählkapazität von 36o° entweder auf 0° oder Ί8ο? "gestellt wird und gleichzeitig entweder die" BezugsimpiO.se oder die Halbbezugsimpulse zur Steuerung' des Häuptzählers-durehge- ' schaltet werden, derart,·daß mit"'dom Hatipt"zähler sowohl entweder die Zeit zwischen^^^dem Häa^tbezugsiÄpuls^: und dem Halbhilf sbezugsimpuls nach dem 15 Hz-Meßimpuls oder die Zeit zwißchöü den ■ entgpreehendea-Hälbbeiaiiigsimp'xiisön als ganzzählige Vielfache von 4o als auch der Mittelwert der Zeiten zwischen entweder den Hilfsbezugsimpulsen und den folgenden 135 Hz-Meßimpulsen oder den Halbhilfsbezugsimpulsen und den folgenden 135 Hz-Meßimpulsen gemessen, wird und-daß der Zahlerstand des Hauptzählers bei jedem 15 Hz-Meßimpuls in einen Speicher übertragen wird.

Die Erfindung wird nun anhand.der Figuren beispiels- weise näher erläutert." Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild,

Fig. 2 Impulsdiagramme zu Fig. 1, die

bei der Messung eines Winkels von 253° auftreten und

Fip;. -3 Impulsdiagramme zu Fig. 1,- die

box der Messung eines Winkels von ?^r/5° auftreten.

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Die Hauptbezugsimpulsgruppe, die die Bodenstation aussendet, wird im Empfänger in an sich bekannter Weise dekodiert. Das Ausgaijp signal der Dekodierschaltung ist ein einzelner Impuls, der im Folgenden mit Haupt-"bezugsimpuls bezeichnet wird. Aus der Hilfsbezugsimpulsgruppe, die die Bodenstation aussendet, wird entsprechend im Empfänger ein Hilfsbezugsimpuls gebildet. Aus der sinusförmigen Modulationskurve des 15 Hz- und des 135 Hz-Signals werden in ebenfalls bekannter Weise bei den positiven Nulldurchgängen Impulse abgeleitet. Diese Impulse werden im Folgenden als Meßimpulse mit der Frequenz f (f = 15 Hz) bzw. als Meßimpulse mit der Frequenz (η χ f) Hz (n = 9) bezeichnet. Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 ist in vier Rechtecke mit den Blöcken I - IV unterteilt. In jedem dieser Blöcke befindet sich die Schaltung einer der vier Hauptfunktionen der Meßeinrichtung.

Die Schaltkreise im Rechteck I dienen zur Erzeugung eines Startimpulses DP aus den Impulsen PM, die der Empfänger liefert. Die Einhüllende der Impulse PM entspricht den mit 15 bzw. 135 Hz umlaufenden Richtdiagrammen, die die Bodenstation abstrahlt.

Im Rechteck II befindet sich insbesondere ein Taktgenerator, der aus dem Hauptbezugssignal PR und dem Hilfsbezugssignal AR,- die der Empfänger liefert, Hauptbezugsimpulse PP, Halbhauptbezugsimpulse HPP, Hilfsbezugsimpulse AP und Halbhilfsbezugsimpulse HAP ableitet.

Das Rechteck III enthält Schaltkreise, die dazu dienen, entweder die Impulse AP oder die Impulse HAP zur Steuerung eines HauptZählers 4-7 (Rechteck IV) freizugeben.

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Im Eechteck 17 "befindet sich der Hauptzähler 4-7 und ein Speicher 4-8, der das Meßergebnis aufnimmt, sowie Schaltkreise zur Steuerung des Hauptzählers.

Es wird nun zuerst die Schaltung im Eechteck I "beschrieben. Die auf der Leitung 1 vom Empfänger eintreffenden Impulse PM gelangen zu einem Spitzendetektor 2.

Das Ausgangssignal von 2, das eine Sinusschwingung mit einer Frequenz von 15 Hz ist, der eine Sinusschwingung mit einer Frequenz von 135 Hz überlagert ist, gelangt auf zwei parallele Kanäle 3 und 4-, Im Kanal 3 sind hintereinander ein 135 Hz-Filter 5? ei¹¹· Rechteck-Gene- ' rator 6 und ein Impulsformer 7 geschaltet. Der Impulsformer 7 liefert "bei jedem positiven Nulldurchgang der 135 Hz-Schwingung einen kurzen Impuls. Diese Impulse von 7, die 135 Hz-Meßimpulse, sind in Fig. 1 mit MP "bezeichnet. ■ . - " .

Im Kanal 4- ist am Anfang ein 15 Hz-Filter 8 vorgesehen. Am Ausgang dieses Filters verteilt sich das Signal auf zwei Unterkanäle 9' und 9¹¹· Im Unterkanal 9' "befindet sich ein 2o -Phasenschieber Ίο¹, ein Rechteck-Generator 11'für 15 Hz und ein Impulsformer 12' , der "bei jedem positiven Hulldurchgang der 15 Hz-Welle am Ausgang von 1o' einen kurzen Impuls abgibt. Der Unterkanal 9¹' enthält entsprechende Schaltkreise 1o'' , 11'' und 12''. Der Unterschied besteht darin, daß der Phasenschieber 1ο'¹ eine Phasenverschiebung von +2o anstelle von -2o erzeugt. Die Ausgangsimpulse von 12' und 12' ' gelangen zu den Eingängen el und e2 eines Flipflops 13. Am Q-Ausgang des Flipflops 13 tritt eine binäre "1" auf,

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wenn die Phasenwerte der 15 Hz-Sinusschwingung am Ausgang des Filters 8 innerhalb eines Bereiches von - 2o um den Nulldurchgang dieser Sinusschwingung liegen.

Der Q-Ausgang von 13 ist mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung 14- verbunden, auf deren zweiten Eingang die Impulse MP gelangen. Daher treten am Ausgang der UND-Schaltung 14 Impulse DP auf. Jeder Impuls DP ist der dem Nulldurchgang der 15 Hz-Schwingung am nächsten liegende 135 Hz-Meßimpuls. Die Frequenz der Impulse DP beträgt daher 15 Hz. Diese Impulse DP und MP, die

15 Hz- und 135 Hz-Meßimpulse, werden in den anderen Teilen der Fig. 1 verwendet. Es wird darauf hingewiesen, daß der erste Impuls MP eines 15 Hz-Zyklusses

synchron mit DP ist.

Es wird nun das Rechteck II beschrieben. Zum Rechteck II Fig. 1 gelangen Impulse AR über eine Leitung 15 und Impulse PR über eine Leitung 16. Die Leitungen 15 und

16 sind mit den beiden Eingängen einer ODER-Schaltung

17 verbunden, deren Ausgang mit einem der beiden Eingänge einer Phasenvergleichseinrichtung 18 verbunden ist. Der Ausgang eines Taktgenerators 19» dessen Frequenz F ist, ist mit dem Eingang eines Frequenzteilers

20 verbunden, dessen Teilungsverhältnis i:r beträgt. Diesem Frequenzteiler 2o ist ein zweiter Frequenzteiler

21 nachgeschaltet, dessen Teilungsverhältnis 1/2 ist. Die Ausgangsleitung von 21 ist mit dem anderen Eingang der Phasenvergleichseinrichtung 18 verbunden und das Vergleichssignal von 18 gelangt zum Steuereingang

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des Taktgenerator 19, so daß die Frequenz F genau eingestellt werden kann. Am Ausgang des Teilers 21 entsteht eine Impulsfolge mit der Frequenz F/2r, die in der Phasenvergleichseinrichtung Ί8 mit den Impulsen AE/PE, deren Frequenz 135 Hz "beträgt, verglichen wird. Die Frequenz des Taktgenerators 19 beträgt daher F = 27or Hz. ■ ■

Der Ausgang des Teilers 2o ist auch mit einem .Teiler 22 verbunden, dessen Teilungsverhältnis 1/9 "beträgt und dem ein Teiler 23 mit einem Teilungsverhältnis 1/2 nachgeschaltet ist.

Die Teiler 22 und 23 werden von den Impulsen PE zurückgestellt. Diese Impulse PE gelangen über eine Abzweigung 16' der Leitung 16 zu den Eückstelleingängen Z dieser Teiler. Vegen des~ Teilungsverhältnisses der Teiler 22 und 23 tritt am Ausgang von 23 ein Eechtecksignal mit der Frequenz F/18 r = 15 Hz auf.

Das 135 Hz-Eechtecksignal von 21 gelangt zum Eingang eines Monoflops 24, der von der Yorderflanke des Eechtecksignals getriggert wird. Die Eechtecksignale gelangen außerdem über einen Inverter 25 zum Eingang eines Monoflops 26, der somit-von der Eückflanke des Eechteck- signals getriggert wird. Die Ausgangssignale 3o und 3o" der Monoflops 24 und 26 sind die Hilfsbezugsimpulse AP und die Halbliilf sbezugsimpulse HAP. Der Abstand d6r Bezugsimpulse AP und der Hilfsbezugsimpulse HAP beträgt den 27o-sten Teil einer Sekunde. Die 15 Hz-Eechteckimpulse von 23 gelangen entsprechend auf den Eingang einen Monoflops 27 und über einen Inverter

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auf den Eingang eines Monoflops 29. Die Ausgänge 3*1 und 31' der Monoflops 27 und 29 liefern die Hauptbezugsimpulse PP und die Halbhauptbezugsimpulse HPP, die einen Abstand voneinander von dem 3o-sten Teil einer Sekunde haben.

Es wird nun nochmals der Taktgenerator 19 und dessen Frequenz F betrachtet. Die Impulse des Taktgenerators 19 werden, wie weiter unten beschrieben wird, im Hauptzähler verwendet, der einen Winkel zwischen 0° und 36o mit einer absoluten Genauigkeit von ο messen soll. Hierbei ist u° der kleinstmögliche meßbare digitale Winkelwert.

Die Anzahl der Impulse, die bei einer Frequenz F/n im Haupt zähler gezählt wird, ist 36o/c/ (d. h. 36oo, wenn J gleich o,1 ).

Das Teilungsverhältnis 1/2 r der Teileranordnung 2o und 21 ist daher /36o und die Frequenz F muß sein: 36o χ 135 Hz (d. h. o,486 MHz bei$° = o,1°).

Verwendet man einen reinen Binärzähler anstelle des oben erwähnten Verhältnisses, dann wählt man einen Wert 2-s. Hierbei ist s so gewählt, daß 2 *£2r42 wird.

Im angegebenen Zahlenbeispiel ergibt sich für s der Wert 12 und das Teilungsverhältnis 2r ist 1/4o96. Die Frequenz F des Taktgenerators 19 wird damit 4o96 χ 135 Hz = o,553 MHz.

Der Winkel 0°= ((J= o,o9 im Beispiel), der der kleinste Winkolwbrt; ist, entspricht der niedrigsten Stelle des Binärzählers.

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Es wird nun das Rechteck III "beschrieben. Zu diesem gelangen die Impulse AP über die. Leitung 3°, die Impulse HiP über die Leitung Jo¹, die Impulse PP über die Leitung 31 und die Impulse HPP über die Leitung 31' · . '

Die Leitung 3o ist mit dem Eingang e^ eines Flipflops 32 verbunden auf dessen Eingang e^ die Impulse DP gelangen. Der Q-Ausgang des Flipflops 32 ist mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung 33 verbunden, auf deren zweiten Eingang Impulse der Frequenz F vom Taktgenerator 19 gelangen. Der Ausgang der UND-Schaltung 33 ist mit einem Impulszähler 34- verbunden. Der Impulszähler 34- hat auch einen Rückstelleingang Z, auf d.en die Impulse DP gelangen.

Vom Ausgang des Zählers 34- gelangen Signale zum Takteingang eines Flipflops 35? cLer jeweils bei der positiven Flanke umschaltet. Der Flipflop 35 kann über einen Eingang Z in. seine "O"-Lage gebracht werden,, Der Q-Ausgang des Flipflops 35 ist mit einem Eingang einer UND-Schaltung 36 verbunden und mit einem Eingang einer UND-Schaltung 41«,

Der Q-Ausgang ist außerdem über einen Inverter 35' mit einem Eingang einer UND-Schaltung 36' und mit einem Eingang einer UND-Schaltung 41■ verbunden. Auf die zweiten Eingänge der UND-Schaltung 36, 36', 41 und 41' gelangen die Impulse AP, HAP, PP und HPP.

Der Ausgang von 36 ist mit dem Eingang e* eines Flipflops 38 verbunden,- auf dessen Eingange2 die Impulse DP gelangen.

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Der Q-Ausgang von 38 ist mit dem einen Eingang eines Monoflops 39 verbunden, der jedes Mal dann getriggert wird, wenn der Q-Ausgang von 38 sein Potential ändert. Entsprechend ist der Ausgang von 36' mit dem Eingang eines Flipflops 38' verbunden, auf dessen Eingang e~ ebenfalls die Impulse DP gelangen. Der Q-Ausgang von 38' ist mit dem Eingang eines Monoflops 39' verbunden, der jedes Mal dann getriggert wird, wenn der Q-Ausgang von 38' sein Potential ändert.

Die Impulse von 39 gelangen zum Rechteck IV über die Leitung 4-3 und die Impulse von 39' gelangen über die Leitung 4-3' vom Rechteck III zum Rechteck IV; außerdem gelangen die Ausgangssignale von 39 und 39' zn den Eingängen einer ODER-Schalining 4-o, deren Ausgang mit dem Rechteck IV über eine Leitung 4-5 verbunden ist.

Die Ausgänge der UND-Schaltungen 36 und 36' sind mit den Eingängen einer GULE-Schaltung 37 verbunden. Der Ausgang von 37 ist mit dem Rechteck IV über eine Leitung 4-6 verbunden. Entsprechend sind die Ausgänge der UND-Schaltungen 4-1 und 4-1' mit den Eingängen einer ODER-Schaltung 4-2 verbunden, deren Ausgang über die Leitung 44- mit dem Rechteck IV verbunden ist.

Der Nebenzähler 34- ist so ausgelegt, daß er beliebige Winkel zwischen 0° und 2o° messen kann. Berücksichtigt man, daß 2r Impulse vom Taktgenerator 19 einem Winkel von 4-0° entsprechen, dann muß der Zähler 34- maximal r Taktimpulse zählen können. Seine Zählkapazität ist daher halb so groß, wie die Zählkapazität des Hauptzählers, der weiter unten beschrieben wird.

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Sind "beide Zähler Binärzahler, dann hat der Nebenzähler 34- eine Stufe weniger als der Hauptzähler»

Das Ausgangssignal des Uebenzahlers 34- ist so gewählt, daß ein "O"-Signal auftritt, wenn die gezählte Anzahl der Taktimpulse einem Winkel zwischen 0° und 1o° entspricht und daß ein "1"-Signal auftritt, wenn die Anzahl der gezählten Taktimpulse einem Winkel zwischen Io und 2o entsprichtο

Die UND-Schaltung 33 ist leitend von dem Zeitpunkt, zu dem der Impuls DP an den Eingang e^ des Flipflops 32 angelegt wird, "bis zu der.Zeit, zu der der Impuls AP an den Eingang ep des !"lipflops 32 angelegt.wird» Die Zeit zwischen diesen "beiden Zeitpunkten ist proportional einem Winkelnder maximal 4-o° werden kann. Das Ausgangssignal des ITebenzählers 34- geht von einer "0" in eine "1" über, wenn ρ den Wert 1o° erreicht, und es geht von "1" in den Wert "0" über, wennp den Wert 2o° erreicht, und von der "0" in die "1", wenn β den Wert 3o° erreicht. Daher schaltet der Flipflop 35» der als Teiler mit dem Teilungsfaktor 2 ."betrachtet werden kann, "bei Werten zwischen 1o° und 3o° um. Daher tritt am Q-Ausgang des llipflops 35 eine binäre "0" auf, wenn die Winkeldifferenz zwischen dem Impuls DP und dem ihnfolgenden Impuls AP zwischen 0° und 10° oder zwischen 3o° und 4-o° liegt. Er befindet sich im "1"-Zustand, wennß zwischen 1o° und 3o° liegt.

Infolgedessen wird die UND-Schaltung 36 leitend, so daß Impulse AP zu ihrem Ausgang gelangen können, und somit gelangt bei jedem Impuls AP der einem Impuls DP un~

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mittelbar folgt, ein Impuls über die Flipflops 38 und 39 zu einer Leitung 43, wenn zwischen Ίο⁰ und 3o liegt. Entsprechend wird die UND-Schaltung 36' leitend, so daß Impulse HAP zu ihrem Ausgang gelangen können und bei jedem Impuls HAP, der unmittelbar einem Impuls DP folgt, gelangt ein Impuls über die Flipflops 38' und 39' zu einer Leitung 43' , wenn entweder zwischen 0° und 1o oder zwischen 3o° und 4o° liegt.

Vom Ausgang einer ODEE-Schaltung 37 gelangen zu einer Leitung 46 entweder die Impulse AP oder die Impulse HAP, jedoch nie AP und HAP (zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen DP).

Entsprechend gelangen über eine ODER-Schaltung 42 entweder Impulse PP oder Impulse HPP zu einer Leitung 44, jedoch nie die Impulse PP und HPP zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen DP .

Man versteht nun die Wirkungsweise der Schaltkreise im Rechteck III. Da abhängig vom Wert des Winkels ßentweder Bezugsimpulse oder Halbbezugsimpulse ausgewählt werden, erfolgt keine Impulszählung bei Übergängen zwischen dem 4o -Abschnitten.

Aus diesem Grunde kann der Mittelwert mehrerer Messungen gebildet werden. Die Bedeutung der Aus·^ wahl der Iteugsimpulse oder der Halbbezugsimpulse wird noch deutliche!¹, wennman die nun folgende Beschreibung der Schaltkreise im Rechteck IV heranzieht.

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In dem Rechteck IV, Pig. 1, befindet sich der Hauptzähler 47, der schon im Zusammenhang mit der Beschreibung der Rechtecke II und III erwähnt wurde. Der Hauptzähler 47 hat einen Rücksteileingang Z, auf den Impulse von der Leitung 43 gelangen und- einen' Einstelleingang Y, auf den Impulse von der Leitung 43' gelangen. Über den Eingang Y wird der Zähler 47 auf 18o° voreingestellt. Ist der Hanptzähler 47 ein' reiner Binärzähler, dann bedeutet dies, daß durch einen Impuls auf. den Eingang Y der Q-Ausgang der letzten Stufe in den "1"-Zustand gebracht wird, während die Q-Ausgänge aller anderen Stufen in den "0"-Zustand geschaltet werden. Der im Hauptzähler 47 gespeicherte Winkelwert wird in einen Speicher 48 durch den Impuls DP im nächsten Meßzyklus übertragen.

Über die Leitung 44 gelangen Impulse PP(oder HPP) zum Eingang e,, eines llipflops 5o, dessen Q-Ausgang mit einem Eingang einer UND-Schaltung 51 verbunden ist. Impulse vom Taktgenerator 19 gelangen zum Eingang eines Teilers 49 mit einem Teilungsverhältnis von 1/9, dessen Ausgangssignal mit dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 51 verbunden ist.

Impulse mit der Frequenz F/9, ä-ie bei leitender UND-Schaltung 51 an deren Ausgang auftreten, gelangen über eine ODER-Schaltung 52 zum Eingang des Hauptzählers 47. Sie werden gezählt bis der llipflop 5o umschaltet, d_o h. solange kein Impuls auf einen Eingang eg gelangt. Dieser Rückstellimpuls ist der 9-te AP (oder HAP)-Impuls, der einem Impuls DP folgt.

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Die neun Impulse AP (oder HAP), die dem Impuls DP folgen, gelangen über die Leitung 46 auf den einen Eingang einer IMD-Schaltung 58. Über eine Leitung 45 gelangt der erste Impuls AP (oder HAP) zum Eingang e^ eines Flipflops 57 ₅ dessen Q-Ausgang mit dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 58 verbunden ist. Solange sich der Flipflop 57 im "1"-Zustand befindet, ist die UND-Schaltung 58 leitend und läßt zweite und dritte usw. Impulse AP (oder HAP) durch. Vom Ausgang der UND-Schaltung 58 gelangen diese Impulse über zwei Kanäle weiter. Der eine Kanal führt zum einen Eingang einer UND-Schaltung 60 und der zweite Kanal führt zum Eingang eines Zählers 59 mit einer Zählkapazität von 8 auf dessen Rückstelleingang Z der erste Impuls über die Leitung 45 gelangt. Nach dem acht Impulse AP (oder HAP) nach dem zweiten Impuls im 'Zähler 59 gezählt wurden, dann tritt am Ausgang eine binäre "1" auf, die zum zweiten Eingang einer UND-Schaltung 60 gelangt. Die UND-Schaltung 60 wird damit leitend und über die beiden Leitungen zwischen dem Ausgang und den Eingängen ep der Flipflops 5o und 57 werden diese Flipflops zurückgestellt, wodurch die UND-Schaltungen 51 und 58 nichtleitend gesteuert werden.

Vom Ausgang der UND-Schaltung 58 gelangt der zweite bis neunte Impuls AP (oder HAP) zum Eingang e^ eines Flipflops 53· Dessen Q-Ausgang ist mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung 55 verbunden, auf deren zweiten Eingang über eine Verzögerungsstufe 54

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Impulse mit'der Frequenz E/9 vom Teiler 49 gelangen. Das Ausgangssignal der uTNTD-Schaltung 55 gelangt auf einen Teiler 56 dessen Teilungsverhältnis 8 "beträgt. Dessen Ausgang ist über die ODER-Schaltung 52 mit dem Eingang des Hauptzählers 47 verbunden. Impulse der Frequenz E/9, die über die UND-Schaltung 55 gelangen, werden im Hauptzähler 47 gezählt solange der Elipflop

53 nicht zurückgestellt wird, d.h. solange kein Impuls auf seinen Eingang e^ gelangt. Dieser Impuls ist der'145 Hz-Meßimpuls vom Rechteck I. Er gelangt auf den Eingang e_? über die Leitung 61. Die Verzögerungsstufe 54- dient dazu, um sicherzustellen, daß die Impulse von den UND-Schaltungen 51 imä. 55 einzeln und getrennt gezählt werden. Die Yerzögerungszeit der Terzögerungsstufe

54 ist vorteilhaft gleich der halben Periode der Impulse am Ausgang des Teilers 49 d.h. 9/2E (8 Äisec im Zahlehbeispiel).

Die Wirkungsweise ist zusammengefaßt:

Die Anordnung aus den Stufen 50, 51 "und 52 gestattet durch Zählung der durch sie gelangenden Impulse die Anzahl ρ der 4o°-Sektoren zu zählen, die zwischen dem Impuls DP und.dem 9-ten Impuls IP, der dem Impuls DP folgt, liegen, oder die zwischen dem Impuls HPP und dem folgenden 9-toji Impuls HAP liegen.

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3 (J ii B U 8 / U H H 9

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- Die Anordnung der Stufen 53? 54 und 55 gestattet durch Zählung der Impulse, die über diese Stufen gehen, den Winkel zwischen Ίο⁰ und 3o° zu messen, der in jedem 4o°-Sektor den Impuls AP (oder HAP) vom Impuls MP, der unmittelbar folgt, trennt. Mit dem Teiler 56 wird der Mittelwert der acht Messungen bestimmt. Dieser wird mit (X bezeichnet.

Wurden die Impulse AP und PP durch die Anordnung im Rechteck III ausgewählt, dann wird der Hauptzähler 47 und der gemessene Azimut, der in 48 während eines 15 Hz-Zyklusses zur Verfügung steht, in Graden gleich 4op +q( .

Wurden dagegen die Impulse HAP und HPP ausgewählt, dann wird der Hauptzähler 47 auf 18o , voreingestel.' und der gemessene Azimut in Graden ist

4op + 18o +0C wenn 0^p<4 und
4op - 18o +(X wenn 5<P<8.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Mittelwert nicht aus neun sondern aus acht Messungen gebildet wird, da der Teiler ^!j>6 ein Teilungsverhältnis von 1/8 hat und der Zähler 49 eine Zählkapazität von 8 hat. Dies hai: folp'rnde (!runde:

WUP'!" die Zahlung vom ersten Impuls AP (κ)er· HAP, der DP folgb, aus erfolgen, dann wäre nicht sicher, daß der erste Impuls ., mil dor Frequenz F/9, der durch 55 ge- -1-UIiM-, richtig gezählt würde, da die

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ersten Impulse AP oder HAP den Zähler 47 auf 0° oder 18o° einstellen. Es ist besser, einen Mittelwert aus 8 zuverlässigen Werten zu bilden, als aus 9 Werten, von denen einer unzuverlässig ist.

Es ist. leichter, den Zähler 59 als Zähler mit einer Zählkapazität von 8 auszulegen, als miteiner Zählkapazität von 9·

Selbstverständlich können statt acht. Werten auch . weniger genommen werden. Allgemein wird daher von q. Messungen gesprochen. Anhand der Impulsdiagramme gemäß -Pig. 2 und Fig. 3 werden nun zwei Meßbeispiele erläutert.

2 zeigt die Messung-eines Azimuts von 253°■

In der Zeile a sind die Impulse PP und AP gezeigt, die einen Winkelabstahd von 4o° haben.

In der Zeile b sind die Impulse DP und MP dargestellt, die ebenfalls einen Winkelabstand von 4o° haben.

In der Zeile c zeigen beide gestrichelten Flächen die Winkel, die vom Nebenzähler 34 zwischen einem Impuls DP und dem nächsten Impuls AP gezählt werden. Im vorliegenden Beispiel ist dieser Winkel 28o° - 255⁰· = 27°. Da dieser Winkel zwischen 1o° und 30 liegt, werden die Haupt- und Hilfsbezugsimpulse PP und AP ausgewählt. ■

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In der Zeile e sind zwei Impulse AP gezeigt, die beide unmittelbar einem Impuls DP folgen und den Hauptzähler 47 zurückstellen.

In der Zeile f sind sechs gestrichelte Flächen gezeichnet, die mit einem Impuls PP, der eiern Impuls DP folgt, beginnen.

Während der Zeit, die der Breite der sechs Flächen entspricht, gelangen auf den Zähler 47 Impulse mit der Frequenz F/9,so daß ein Winkel von 24o° gespeichert wird.

In der Zeile g sind acht gestrichelte Flächen gezeichnet, von denen jede mit einem Impuls AP beginnt und mit dem unmittelbar folgenden Impuls HP endet.

Jede dieser acht Flächen entspricht einem Winkel der sehr nahe bei 13 liegt. Da der Teiler 56 durch teilt, speichert der Hauptzähler zusätzlich zum Winkel von 24o° einen mittleren Winkel von 13°, d.h. insgesamt 253 ·

Wie in der Zeile h gezeigt ist, wird beim nächsten Impuls DP dieser Wert in den Speicher 48 übertragen.

Fig. 3 zeigt die Messung eines Azimuts von 273°· In der Zeile a sind die Impulse DP und AP gezeigt. In der Zeile b sind die Impulse DP und MP gezeigt.

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Die "beiden .gestrichelten Flächen in der Zeile c zeigen die Winkel, die zwischen einem Impuls DP undvdem nächsten Impuls AP gemessen werden. Im vorliegenden Fall ist dieser Winkel 28o° - 273a = 7°· Ba dieser Winkel zwischen O und Ίο⁰ liegt, werden die Harbhaupfbezugs- und Harbhilfs-■bezugsimpulse HPP und HAP ausgewählt. Sie sind in Zeile d dargestellt. ■

Zeile e zeigt, wie der Hauptzähler 4-7 vom ersten Impuls HAP, der einem Impuls DP folgt auf 18o° voreingestellt wird. · '

In der Zeile f sind zwei ne"beneinanderliegende schraffierte Flächen, die mit einem Impuls HPP "beginnen und mit dem neunten Impuls HAP enden, der einem Impuls DP folgt. Während der Zeit, die der Breite dieser "beiden Flächen entspricht, gelangen auf den-Haupt zähl er 4-7 Impulse mit der Frequenz F/9 und speichern zusätzlich zum Winkel 18o° einen Winkel von 8o°, d.h. insgesamt 26p°.

In der Zeile g sind acht schraffierte Flächen, von denen jede mit einem Impuls HAP "beginnt und mit dem nächsten Impuls EP endet. Der Mittelwert dieser acht Flächen "beträgt 13°· Diese 13° werden im Hauptfehler 4-7 zu den dort bereits gespeicherten 26o° addiert, co daß sich 27"3° erechen.

1 I'/j I.--) -himri

2 Bl. 7,f;i

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Claims (1)

1. J.C. Joguet -3 - 2o -

   Patentanspruch.

   TACAN

   Digitale Azimut-Meßeinrichtung für die Verarbeitung der vom HP-Teil des Empfängers gelieferten 15 Hz- und 135 Hz-Meß- und Bezugsimpulse, bei der Zähler und ein den Zähltakt liefernder Taktgenerator vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Meßfehlern bei Winkeln, die ein Vielfaches von 4-0 sind, aus dem mit den Hilfsbezugsimpulsen synchronisierten Zähltakt Hauptbezugsimpulse (AP), Halbhauptbezugsimpulse (HAP), Hilfsbezugsimpulse (PP) und Halbhilfsbezugsimpulse (HPP) abgeleitet werden, daß die Zeit zwischen dem den 15 Hz-Meßimpuls nächstliegenden 135 Hz-Meßimpuls und dem folgenden 135 Hz-Bezugsimpuls mittels eines Nebenzählers (34-) gemessen wird, daß abhängig davon ob entweder die gemessene Zeit einem Winkel zwischen 1o° und 3o° oder einem Winkel zwischen 0° und 1o° bzw. 3o° und 4o° entspricht, ein Hauptzähler (4-7) mit einer Zählkapazität von 36o° entweder auf 0° oder auf 18o gestellt wird und gleichzeitig entweder die Bezugsimpulse oder die Halbbezugsimpulse zur Steuerung des Hauptzählers durchgeschaltet werden, derart, daß mit dem Hauptzähler sowohl entweder die Zeit zwischen dem Hauptbezugsimpuls und dem Halbhilfsbezugsimpuls nach dem 15 Hz-Meßimpuls oder die Zeit zwischen den entsprechenden Halbbczugsimpulson als ganzzahlige Vielfache von 4-0° als auch der Mittelwert der Zeiten zwischen ent-

   309ÖÜ8/Ü899

   J.C. Joguet -3 " - 21 -

   weder den Hilf s"b e zug s Impuls en und den folgenden 135 Hz-Meßimpulsen: oder den HalbhilfsT>ezugsimpulsen und den folgenden 135 Hz-Meßimpulsen gemessen wird und daß der Zähl erstand des Haupt zählers "bei federn 15 Hz-Meßimpuls in einen Speicher (48) übertragen wird. ■ " -