DE2315543A1

DE2315543A1 - Signal-diskriminator

Info

Publication number: DE2315543A1
Application number: DE2315543A
Authority: DE
Inventors: Yomei Kato; Motohisa Nishihara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1973-03-28
Publication date: 1973-10-11
Also published as: FR2178123B1; US3893064A; FR2178123A1; JPS4898866A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Signal-Diskriminator zur Identifizierung empfangener Schallwellen oder elektrischer Wellen als Nutz- bzw. wirkliches Signal oder Rauschen bzw. Geräusch.

Es ist bereits diskutiert worden, daß Empfangssysteme dazu neigen, aufgrund eines starken Rauschens fehlerhaft zu arbeiten, das beispielsweise durch die Reibung zwischen Metallen oder starren Körpern und durch Schallwellen gebildet wird, die erzeugt werden, wenn die Körper miteinander zusammenstoßen. Es ist auch schon diskutiert worden, daß Empfangssysteme für elektromagnetische Wellen durch elek-

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trische Funken und elektrisches Rauschen nachteilig beeinflußt werden, das auf dem Schließen und Unterbrechen von Relais beruht.

Deshalb muß beim Empfang von Schallwellen oder elektromagnetischen Wellen bestimmt werden, ob die empfangene Welle ein Signal oder ein Rauschen ist.

Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn die Entfernung eines sich bewegenden Zielobjekts von einem Bezugspunkt aus der Zeit ermittelt wird, die erforderlich ist, bis eine Schallwelle oder eine elektromagnetische Welle, die von einem im Zielobjekt angebrachten Generator für Schallwellen oder elektromagnetische Wellen ausgesandt wird, den Bezugspunkt erreicht, oder wenn die Entfernung aus der Zeit ermittelt wird, die erforderlich ist, bis eine Schallwelle oder eine elektromagnetische Welle, die von einem bei einem Bezugspunkt vorgesehenen Generator für Schallwellen oder elektromagnetische Wellen erzeugt wird, vom Zielobjekt reflektiert wird und wieder den Bezugspunkt erreicht. In einem derartigen Fall können jedoch genaue Messungen des Abstandes nicht erhalten werden, wenn die Messung abhängig von einem Rauschen durchgeführt wird, das beim Bezugspunkt vor der Schallwelle oder der elektromagnetischen Welle vom Generator ankommt;.

Beispielsweise sind genaue Messungen des Abstandes eines sich bewegenden Ziel Objekts bei jurist entwickelten Marineeinrichtungen erforderlich, bei denen ein Arbeitsgerät, wie beispielsweise ein Unterwasser-Bagger zr.r Bearbeitung des Meeresgrundes von einem Schiff fsrrige.?r*³iiert wird, In diesem Fall ist es erforderlich, kon •-in.vLerl:!.;?!! <?.;;.£ Lr; ;:.'£■

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der Arbeitsvorrichtung zu überwachen. Zu diesem Zweck wurde bereits angeregt, konstant die Entfernung der Arbeitsvorrichtung von Bezugspunkten (gewöhnlich 2 oder 3 Punkten) zu messen, indem Ultraschallwellen verwendet werden, um die Lage der Vorrichtung festzulegen und die festgelegte Lage auf einer Anzeigeröhre, wie beispielsweise auf einer Braun¹sehen Röhre oder einem Kathodenoszillographen anzuzeigen. Wenn jedoch durch Rauschen eine fehlerhafte Messung erfolgt, dann wird eine ungenaue Lage angezeigt, so daß für die Arbeitevorrichtungen die Gefahr eines Unfalles besteht, indem sie zusammen-oder auf Fels stoßen.

Die Aufprall-Schallwellen, die beim Aufschlagen eines Metallstiickes oder beim Springen von Gestein erzeugt werden, haben ein breites Spektrum, das Frequenzkomponenten enthält, die in einem weiten Frequenzbereich liegen, der sich über einige MHz jenseits des hörbaren Bereiches erstreckt, obwohl die Wellen lediglich augenblicklich erzeugt werden. Je höher die Resonanzfrequenz eines Metallstückes oder von Gestein ist, auf das ein Kraftimpuls einwirkt, d. h. je starrer das Metallstück oder das Gestein ist, desto höher sind bekanntlich die Frequenzen, die im Frequenzspektrum der erzeugten Aufprall-Schallwelle enthalten sind. Die Unterwasser-Bagger, die Gestein aus dem Meeresboden brechen, und die Unterwasser-Rammbären, die Pfeiler in den Meeresboden eintreiben, sind Quellen von starken Schallwellen. Wenn die Signalfrequenz im Bereich des Frequenzspektrums sehr starken Rauschens liegt, dann wird eine fehlerhafte Messung durch eine Signal-Frequenzkomponente des Rauschens bewirkt, was zu dem oben erwähnten Unfall führen kann.

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Während der nachteilige Einfluß des Ansprechens auf Rauschen bei der Messung der Zielobjektentfernung mit Schallwellen oben erläutert wurde, gibt es zahlreiche Anwendungsfälle, in denen es sehr wichtig und erforderlich ist, genau und zuverlässig ein Signal vom Rauschen beim Empfang nicht nur von Schallwellen, sondern auch von elektromagnetischen Wellen zu unterscheiden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Signal-Diskriminator anzugeben, der genau und zuverlässig Signale von Rauschen unterscheidet.

Der erfindungsgemäße Signal-Diskriminator ist gekennzeichnet durch einen ersten Verstärker, der wahlweise ein erstes Signal einer ersten vorbestimmten Frequenz verstärkt, "einen zweiten Verstärker, der wahlweise ein zweites Signal einer von der ersten vorbestimmten Frequenz abweichenden Frequenz verstärkt, und eine Detektoreinrichtung, die die Ausgangssignale des ersten und zweiten Verstärkers erfaßt, wobei das Ausgangssignal des ersten Verstärkers lediglich dann als gewünschtes oder Nutzsignal identifiziert wird, wenn der erste Verstärker das Ausgangssignal erzeugt.

Weiterhin ist ein erfindimgageaäßer Si^nal-Diskriminator gekennzeichnet durch einen ersten Verstärker, der wahlweise ein erstes Signal einer erstes, vorbest-iamteri Frequenz verstärkt, einen zweiten Verstärkst dar wahl^aise ein zweites Signal einer von der ersten vor-"best±aur»tsn Frequenz abweichenden Frequenz verstärkt, und sln&n Vergleicher, der die Pegel der Ausgangssignale des ersten "and zweiten VeX¹-stärkers vergleicht, wobei das Ausguiigssignal des ersten

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Verstärkers lediglich dann als gewünschtes oder Nutzsignal identifiziert wird, wenn der Pegel des Ausgangssignals des ersten Verstärkers höher ist als der Pegel des zweiten Verstärkers.

Wenn Signale nacheinander übertragen werden, dann werden der Zeitpunkt der Ankunft eines Signales und lediglich die Signale, die während vorbestimmter Perioden vor und nach dem vorhergesagten Zeitpunkt ankommen, vorhergesagt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 - k Blockschaltbilder von weiteren Aueführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Rausch-Frequenzspektrum;

Fig. 6 das Prinzip der erfindungsgemäßen Entfernungsmessung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 9 einen weiteren Aspekt des Prinzips der erfindungsgemäßen Entfernungsmessung.

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In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, das zur Messung der Entfernung eines Unterwasser-Baggers von Bezugsarten geeignet ist.

In Fig. 1 sind vorgesehen ein Unterwasser-Bagger 1, ein am Unterwasser-Bagger befestigter Sender 2, an Bezugsorten vorgesehene Empfänger 3» ^j ein Synchronisiersignalgenerator 5, ein Verstärker 6, Bandpaßfxlter 7 und 8, Verstärkerdetektoren 9 und 10, Amplitudendetektoren 11 und 12, ein NICHT-Glied oder Inverter 13, ein Setz-Rücksetz-Flxpflop oder RS-Flipflop 15, ein Monoflop 16, ein Zähler 17, ein Taktimpulsgenerator 18 zur Erzeugung von Taktimpulsen für die Ansteuerung des Zählers 17» ein Verriegelungsglied 19 und ein Anzeiger 20, der den Inhalt des Verriegelungsgliedes 19 anzeigt.

In der Fig. 1 ist lediglich die Schaltung zur Messung der Entfernung zwischen dem Unterwasser-Bagger 1 (Sender 2) und dem Empfänger 3 dargestellt.

Der Betrieb der oben beschriebenen Schaltung wird nun anhand der Fig. 5 näher erläutert, in der ein Frequenzspektrum von Schall-Rauschen N einschließlich einer Frequenzkomponente bei der Signalfrequenz f~ dargestellt ist. Der Synchronisiersignalgenerator 5 erzeugt Synchronisierimpulse mit einer konstanten Impulsfrequenz« Jedesmal, wenn ein Synchronisierimpuls auftritt, sendet der Sender 2 eine Ultraschallwelle bei der Signalfrequenz £„, Synchron wird das Flipflop 15 rückgesetzt. Ebenso wird der Zähler 17 gelöscht, d. h. sein Inhalt wird auf "0" rückgesetzt_s wonach er wieder mit dem Zählen der durch den Tal:timpulsgenerator 18 erzeugten Taktimpulse beginnt. Die durch der.

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Sender 2 ausgesandte Ultraschallwelle pflanzt sich durch das Wasser fort und wird vom Empfänger 3 aufgenommen. Die durch den Empfänger 3 aufgenommene Welle wird durch den Verstärker 6 verstärkt, bevor sie in die Bandpaßfilter 7 und 8 eingespeist wird. Das Bandpaßfilter 7 leitet wahlweise eine Frequenzkomponente der Frequenz f_Q, während das Bandpaßfilter 8 wahlweise eine Frequenzkomponente bei einer Frequenz f leitet, die von f_Q abweicht. Die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 7 und 8 werden jeweils durch die Verstärkerdetektoren 9 und 10 verstärkt, deren Ausgangssignale in die jeweiligen Amplitudendetektoren 11 und 12 eingespeist werden. Die Arnplitudendetektoren 11 und 12 erzeugen Ausgangssignale, wenn ihre Eingangssignale, d. h. die Ausgangssignale dar Verstärkerdetektoren 9 und 10, einen vorbestimmten Bezugspegel übersteigen. Das Ausgangssignal des Amplitudendetekrors 11 wird direkt in das UND-Glied i4 eingespeist, während das Ausgangssignal des Amplitudendetektors 12 über das NICHT-Glied 13 in das UND-Glied ik eingespeist wird. Demgemäß erzeugt das UND-Glied *\k ein Ausgangssignal, wenn der Amplitudendetektor 11 ein Ausgangssignal und lediglich der Amplitudendetektor 12 kein Ausgangssignal erzeugt. Nach dem Auftreten des Ausgangssignales des UND-Gliedes 1^ wird das Flipflop 15 eingestellt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wonach das Monoflop i6 angesteuert wird. Der Ausgangsimpuls des Monoflops i6 betätigt das Verriegelungsglied 19» um den vorliegenden Inhalt des Zählers 17 zu lesen und zu speichern. Der gespeicherte Inhalt des Zählers 17 stellt die für die Fortpflanzung der Ultraschallwelle vom Sender 2 zum Empfänger 3 erforderliche Zeit dar. Deshalb entspricht er dem Abstand zwischen dem Bezugsort des Empfängers 3 und dem Unterwasser-Bagger 1, da die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Ul-

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traschallwelle in Wasser bekannt ist. Der Inhalt des Verriegelungsgliedes 19 wird durch den Anzeiger 20 angezeigt.

Der Synchronisierimpulsgenerator 5 erzeugt den nächsten Synchronisierimpuls nach einer vorbestimmten Zeitdauer gegenüber dem vorhergehenden Synchronisierimpuls. Dadurch werden das Flipflop 15 rückgesetzt und der Zähler 17 gelöscht, um denselben Programmablauf zur Messung der Entfernung des Baggers oder der Planierraupe 1 durchzuführen .

Bei der oben beschriebenen Entfernungsmessung ist es selbstverständlich, daß, wenn die durch den Empfänger 3 empfangene Schallwelle lediglich aus einer Welle der Frequenz f_Q besteht, diese dann durch das Bandpaßfilter 7 geleitet "wird, um ein Ausgangssignal des Amplitudendetektors 11 zu verursachen. Andererseits wird sie nicht durch, das Bandpaßfilter 8 geleitet, um kein Ausgangssignal des Amplitudendetektors 12 zu bewirken, wodurch ein Ausgangssignal des NICHT-Gliedes 13 verursacht wird. Als Ergebnis erzeugt das UND-Glied ^k ein Ausgangssignal, so daß die Entfernungsmessung durchgeführt werden kann.

Der Empfänger 3 empfängt gelegentlich ein Rauschen N, dessen Frequenzspektrum, wie in Fig. 5 dargestellt, ein Ultraschall-Frequenzband überdeckt, das sich einige MHz über das hörbare Frequenzband hinaus erstreckt. Während sich das Spektrum mit der Art des Rauschens verändert, sind die Rauschspektren von zwei Frequenzkomponenten, die sehr dicht beieinanderliegen, im wesentlichen auf dem gleichen Pegel. Wenn demgemäß die Bandpaßfrequenzen f~ und f₁ der Bandpaßfilter 7 und 8 dicht beieinander eingestellt sind, dann

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leiten die Bandpaßfilter 7 und 8 jeweils Komponenten f und f , die im wesentlichen auf dem gleichen Pegel sind. Venn der Amplitudendetektor 11 aufgrund einer Komponente f„ des Rauschens N bei einem Pegel über dem zuvor eingestellten Pegel des Amplitudendetektors 11 ein Ausgangssignal erzeugt, dann erzeugt auch der Amplitudendetektor ein Ausgangssignal, da die Komponente f.. des Rauschens N in der Nähe des Pegels der Komponente f_Q liegt, wobei das zuletzt genannte Ausgangssignal bewirkt, daß das NICHT-Glied 13 kein Ausgangssignal erzeugt. Als Ergebnis erzeugt das UND-Glied 14 kein Ausgangssignal. Auf diese Weise kann eine aufgrund des Rauschens N fehlerhafte Messung der Entfernung ausgeschlossen werden. Während das Meßsystem abhängig von einem Rauschen N, das während der Fortpflanzung der Wellenfront der Ultraschallwelle empfangen wird, die vom Sender 2 ausgesandt wird, nicht betätigt wird, da das UND-Glied 14 kein Ausgangssignal erzeugt, wird es nach dem Empfang des Nutzsignales betätigt. Auf diese Weise können genaue Messungen der Entfernung zuverlässig durchgeführt werden.

Wenn das Rauschen N und das Signal S gleichzeitig empfangen werden, dann arbeitet das Meßsystem nicht, so daß während dieser Zeit keine Messung durchgeführt wird und das Verriegelungsglied 19 seinen vorherigen Inhalt beibehält.

Die Frequenz f braucht nicht tiefer als die Frequenz f_Q sein. Sie kann eine Frequenz f₂ > f_Q sein, abhängig vom Frequenzspektrum eines möglichen Rauschens N.

Eine ähnliche Unterscheidung kann auch durch das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein einer Komponente f_o und

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des Mittelwertes der Komponenten f und f~ jeweils bei einer niedrigeren oder höheren Frequenz als der Komponente f_Q erhalten werden.

Während weiterhin bei den vorherigen Ausführungsbeispielen die Unterscheidung eines Signales S vom Rauschen N abhängig davon durchgeführt wurde, ob eine Signal-Frequenzkomponente bei f_o und eine weitere Frequenzkomponente bei einer Frequenz f , die von der Signalfrequenz f_ abweicht, vorhanden oder nicht vorhanden sind, kann die Unterscheidung auch durch einen Vergleich der Pegel der beiden Frequenzkomponenten durchgeführt werden.

Indem insbesondere angenommen wird, daß das Frequenzspektrum des Rauschens N die in der Fig. 5 dargestellte Form annimmt und e_Q und e~ jeweils die Pegel der Komponenten f_ und f sind, ist e_n ~> e , wenn das Signal S empfangen wird, und e- >■ e_Q, wenn das Rauschen N empfangen wird.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem die Unterscheidung durch einen Vergleich der Pegel durchgeführt wird. In dieser Figur sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Weiterhin ist ein Regelvergleicher 21 vorgesehen, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn e_Q > e.. gilt.

Wenn ein Signal S empfangen wird, dann erzeugt lediglich der Verstärkerdetektor 9 ei" Ausgangssignal. Der Verstärkerdetektor 10 erzeugt kein Ausgangssignal, d. h. e, ;>■ e Als Ergebnis erzeugt der Vergleicher 21 ein Ausgangssignal, das in das Flipflop 15 eingespeist wird, v±3 dies in Fig, 1 dargestellt ist.

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Wenn ein Rauschen N empfangen wird, dann erzeugen die Verstärkerdetektoren 9 und 10 jeweils AusgangeSignaIe mit im wesentlichen gleichen Pegeln, vorausgesetzt, daß die Frequenzen f_Q und f. dicht beieinanderliegen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Fall ist e.. >· e_Q, wenn der Verstärkungsgrad des Verstärkerdetektors 10 etwas höher eingestellt ist als der Verstärkungsgrad des Verstärkerdetektors 9· Dann erzeugt der Vergleicher 21 kein Ausgangssignal. In diesem Fall kann das Meßsystem abhängig von einem Rauschen N abgeschaltet gehalten werden.

Damit zuverlässig e.. > e_Q nach dem Empfang des Rauschens N ist und eine fehlerhafte Unterscheidung ausgeschlossen wird, ist es nützlich, eine kleine positive Vorspannung in den Ausgangsanschluß des Verstärkerdetektors 10 einzuspeisen.

Wenn das Signal S und das Rauschen N gleichzeitig empfangen werden, dann stellt das Ausgangsignal des Verstärkerdetektors 9 die Summe des Signales S und der Komponente f_Q des Rauschens N dar, so daß e_Q > e^ gilt und der Vergleicher 21 ein Ausgangssignal erzeugt. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Unterscheidung des Signale S und des Rauschens N durchgeführt werden.

Wiederum braucht bei diesem Ausführungsbeispiel die Frequenz f.. nicht niedriger zu sein als die Frequenz f^. Sie kann eine Frequenz f_ sein, die abhängig vom Frequenzspektrum eines möglichen Rauschens N höher als fQ ist.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem die Unterscheid

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dung ebenfalls durch einen Pegelvergleich durchgeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden der Pegel der Komponente f₀ und der mittlere Pegel der Komponenten f und f₂, die jeweils in der Frequenz niedriger oder höher als die Komponente f~ sind, miteinander verglichen.

In Fig. 3 sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2. Weiterhin sind vorgesehen ein Bandpaßfilter 22, das wahlweise eine Frequenzkomponente bei einer Frequenz f₂, die höher ist als f_o, leitet, ein Verstärkerdetektor 23 und ein mittleres Pegelglied 2k, um die Ausgangssignale e. und e₂ der Verstärkerdetektoren 10 und 23 zu addieren und ein Ausgangssignal mit dem mittleren Pegel e.. _ der Ausgangs signale e. und e₂ zu erzeugen.

Wenn im Betrieb das Signal S empfangen wird, dann erzeugt lediglich der Verstärkerdetektor 9 ein Ausgangssignal e_Q, so daß der Vergleicher 21 ein Ausgangssignal erzeugt.

Wenn ein Rauschen N empfangen wird, dann kann durch eine Einstellung des Verstärkungsgrades der Verstärkerdetektoren 10 und 23 auf einen etwas höheren Wert als den Wert des Verstärkerdetektors 9 erhalten werden, daß e₁₂ > e_Q gilt, da der Pegel des Ausgangssignals e.. ₂ des mittleren Pegelgliedes Zk nahezu gleich ist zum Pegel des Ausgangssignales e des Verstärkerdetektors 10. D gangesignal vom Vergleicher 21 erzeugt.

gnales e des Verstärkerdetektors 10. Dann wird kein AusÄhnlich zu dem anhand der Fig. 2 erläuterten Ausführungsbeispiel ist es nützlich, eine kleine positive Vor-

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spannung zum Ausgangssignal des mittleren Pegelgliedes 24 zu addieren, damit nach dem Empfang eines Rauschsignals N zuverlässig e „ > e_Q gilt und eine fehlerhafte Unterscheidung ausgeschlossen wird. Weiterhin ist es auch möglich, eine kleine Vorspannung nicht in den Ausgang, sondern in den Eingang des mittleren Pegelgliedes 24 einzuspeisen.

Wenn das Signal S und das Rauschen N gleichzeitig empfangen werden, dann nimmt lediglich das Ausgangssignal e„ des Verstärkerdetektors 9» ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2, zu, so daß e_Q > e ₂ gilt und der Vergleicher 21 ein Ausgangssignal erzeugt.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der mittlere Pegel der Rauschkomponenten f und f„, die in der Frequenz jeweils niedriger und höher als die ebenfalls im Rauschen N enthaltene Komponente f_Q sind, mit dem Pegel des Signals S verglichen, so daß die Unterscheidung eines Signals von einem Rauschen N zuverlässiger gemacht werden kann, wenn sich das Signal S und das Rauschen N überlagern.

Wenn f_Q beispielsweise auf 100 kHz eingestellt wird, dann werden gewöhnlich für f. = 90 kHz und f., = 110 kHz gewählt. Der Frequenzunterschied zwischen f_Q und f.. oder f~ kann jedoch abhängig vom Frequenzspektrum des Rauschens N verändert werden.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem festgestellt wird, daß ein Signal empfangen wird, wenn der Rauschabstand zwischen den Frequenzkomponenten f„ und f₁ einen vorbestimmten Wert überschreitet.

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In Fig. k sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2. Weiterhin sind vorgesehen logarithmische Verstärker 25 und 26 und ein Subtrahierglied 27.

Die logarithmischen Verstärker 25 und 26 führen jeweils logarithmische Operationen mit den Ausgangssignalen e~ und e der Verstärkerdetektoren 9 und 10 durch. Die Ausgangssignale der logarithmischen Verstärker 25 und 26 werden in das Subtrahierglied 27 eingespeist, das ein durch die Gleichung

A log e_n - A log e = A log —- (i)

O 1 e^

gegebenes Ausgangssignal erzeugt, mit A = Verstärkungsfaktor der logarithmisehen Verstärker 25 und 26. Der Pegelvergleicher 21 vergleicht den Pegel des Ausgangssignales des Subtrahiergliedes 27 mit einem Bezugspegel E und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Beziehung

log 7 > E (2)

erfüllt ist. Das Ausgangssignal des Pegelvergleichers 21 wird in das in der Fig. 1 dargestellte Flipflop eingespeist, Die Ungleichung (2) kann in db-Einheiten wie folgt dargestellt werden:

20 log

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Daraus geht hervor, daß ein Signal S empfangen wird, wenn der db-Vert von e_n/e den Wert der rechten Seite der Ungleichung (3) übersteigt. Wenn beispielsweise der Wert der rechten Seite der Ungleichung (3) 10 db beträgt, dann ist festgestellt, daß ein Signal S empfangen wird, wenn C₀Ai₁ 10 db übersteigt.

Da die Ausgangssignale e_o und e.. der Verstärkerdetektoren 9 und 10 die Amplitude der jeweiligen Komponenten f_Q und f darstellen, ist es selbstverständlich, daß "der Wert der rechten Seite der Ungleichung (3) den Rauschabstand angibt.

Wenn kein Signal S empfangen wird, dann ist e_Q λ» e.., und e_./e beträgt im wesentlichen 0 db. Wenn in diesem Fall der Wert der rechten Seite der Ungleichung (3) auf 10 db eingestellt ist, dann wird vom Pegelvergleicher 21 kein Ausgangssignal erzeugt.

Wenn das Rauschen N empfangen wird, dann nehmen die L e_Q und e.. zu, aber da e_Q «w e. gilt, w: vergleicher 21 kein Ausgangssignal erzeugt.

Pegel e_Q und e- zu, aber da e_Q «w e. gilt, wird vom Pegel-

Wenn das Signal S empfangen wird, dann ist e_Q >· e.., und wenn der Rauschabstand den Bezugspegel E (ίθ db) überschreitet, dann erzeugt der Pegelvergleicher 21 ein Ausgangssignal. Auf diese Weise kann eine Unterscheidung des Signales S vom Rauschen N durchgeführt werden.

Während sich die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 - k auf einen Fall bezogen, in dem ein Signal mit lediglich einer Frequenzkomponente bei der Frequenz f_ verwendet wird,

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ist es möglich, eine ähnliche Unterscheidung eines Signales vom Rauschen mit Hilfe eines Signales durchzuführen, das ein Frequenzband f_n + Δ f überdeckt und eine vorbestimmte Breite Δ f anstelle einer einzigen Frequenz f„ aufweist.

Weiterhin kann eine ähnliche Unterscheidung eines Signals vom Rauschen durchgeführt werden, wenn anstelle einer Signalfrequenz f_Q mehrere Signalfrequenzen f.. , f „, ... verwendet werden, indem Einrichtungen vorgesehen sind, um die jeweiligen Frequenzen f , f„, ... auszuwählen, und indem Einrichtungen vorgesehen sind, um andere Frequenzen als die Signalfrequenzen f , f„, .*. auszuwählen.

Während weiterhin bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis h Bandpaßfilter als Einrichtungen zur Auswahl der Frequenzen f. und f„, die nicht der Signalfrequenz f„ entsprechen, verwendet werden, ist es selbstverständlich möglich, Sperrfilter vorzusehen, um die Frequenz f^ in ihrem Band zu blockieren.

Wie oben beschrieben wurde, können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung Signale vom Rauschen bei der Messung des Abstandes eines sich bewegenden Zielob.jektes von einem Bezugspunkt zuverlässig unterschieden werden. Es ist auch möglich, eine fehlerhafte Messung abhängig vom Rauschen auszuschließen und eine genaue Abstandsmessung zu gewährleisten.

Es ist selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht nur dann angewendet werden kann, wenn eine Schallwelle, wie bei den obigen Ausführungsbeispielen, auf Bezugspunkte gerichtet wird, sondern daß auch eine ähnliche Ab-

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Standsmessung durchgeführt werden kann, indem eine Schallwelle von einem Bezugspunkt auf ein Zielobjekt gerichtet und die vom Zielobjekt reflektierte Welle im Bezugspunkt empfangen wird.

Wenn aufeinanderfolgende ankommende Signale in der oben beschriebenen Weise vom Rauschen unterschieden werden, dann ist dies ein wichtiges Merkmal, das zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Unterscheidung nützlich ist, wie weiter unten näher erläutert wird.

Bei der Überwachung der Lage eines sich bewegenden Zielobjektes wird, wie bereits oben erwähnt wurde, der Abstand des Zielobjektes von einem oder mehreren Bezugspunkten periodisch in konstanten Intervallen gemessen. In diesem Fall kann die maximale Entfernung, die während der Meßperiode durch das Zielobjekt zurückgelegt werden kann, durch die Geschwindigkeit und andere Bedingungen des Zielobjektes festgelegt werden. Demgemäß kann die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von Signalen dadurch verringert werden, daß die Anordnung so ausgebildet wird, daß nur Wellen empfangen werden, die während eines vorbestimmten Intervalles ankommen, das der maximalen Entfernung entspricht, über die sich das sich bewegende Zielobjekt gegenüber dem gemessenen Wert (der den Abstand oder die Zeit darstellt) der vorherigen Meßperiode während der Meßperiode bewegen kann.

Dies wird im folgenden anhand der Fig. 6 näher erläutert.

Ein Abstand A zwischen einem sich bewegenden Zielobjekt

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und einem Empfänger 3 wird aus der Zeit gemessen, die einer Fortpflanzung der Schallwelle vom Zielobnekt 1 zum Empfänger 3 entspricht. Wenn die zweite Messung ungefähr in ähnlicher Weise 1 s oder 2 s nach der vorhergehenden Messung durchgeführt wird, kann ermittelt werden, daß das Zielobjekt 1 in einem Bereich ist, wie dieser durch einen Kreis in Strichlinien dargestellt ist, dessen Mittelpunkt die Lage des Zielobjektes 1 während der vorhergehenden Messung bildet. Der Radius a des Kreises entspricht der maximalen Entfernung, die durch das Zielobjekt 1 während der Meßperiode zurückgelegt werden kann. Wenn sich das Zielobjekt 1 um den Abstand a während der Meßperiode vom Empfänger 3 entfernt oder sich auf diesen zu bewegt, dann weicht die für die Fortpflanzung der Schallwelle vom Zielobjekt 1 zum Empfänger J während der zweiten Messung erforderliche Zeit von dem gemessenen Wert A (der den Abstand oder die Zeit darstellt), der bei der vorhergehenden Messung erhalten wurde, um das Zeitintervall /S. T ab, das für eine Fortpflanzung der Schallwelle um die Entfernung a erforderlich ist.

Wenn die Meßperiode konstant ist (gewöhnlich 1 oder 2 s), dann kann das Zeitintervall Δ T, d. h. der maximale Unterschied des gemessenen Wertes von der vorhergehenden Messung, ermittelt werden, da die maximale Entfernung a, die durch das Zielobjekt 1 während der Meßperiode zurückgelegt werden kann, bekannt ist. Es gilt:

T = VM/C (k)

mit V = maximale Geschwindigkeit des Zielobjekts 1, M = Periode der Messungen, und
C = Geschwindigkeit der Ultraschallwelle,

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Auf diese Weise ist der gemessene Wert A„ bei der zweiten Meßperiode um das Zeitintervall Δ T oder den Abstand a länger oder kürzer als der gemessene Wert A₁ bei der ersten Meßperiode. Mit anderen Worten, der Empfänger 3 empfängt bei der zweiten Meßperiode lediglich Wellen, die in einer vorbestimmten Zeitdauer von 2 Δ Τ um den bei der vorherigen Meßperiode gemessenen Wert A₁ ankommen.

Auf diese Weise ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit von fehlerhaften Unterscheidungen eines Rauschens von Signalen zu verringern, indem die Anordnung so ausgebildet ist, daß lediglich Signale empfangen werden, die in einer vorbestimmten Zeitdauer ankommen, die der maximalen Entfernung entspricht, um die sich das Zielobjekt während der Meßperiode vom Meßwert der vorherigen Meßperiode entfernen kann.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem dieses Konzept verwendet wird«

In Fig. 7 sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Weiterhin sind vorgesehen ein Gatter 28, ein Hauptzähler 291 Hilfszähler 30 und 31» die zusammen mit dem Hauptzähler 29 den in der Fig. 1 dargestellten Zähler 17 bilden, Verzögerungsglieder 32 und 33, Vergleicher 34 und 35, ein UND-Glied 36, ein Schalter 37, eine Gleichstromquelle 38, ein Eingangsanschluß 39» in den die Synchronisierimpulse vom Synchronisierimpulsgenerator 5 (Fig. 1) eingespeist werden, und ein Ausgangsanschluß kO, der mit dem in der Fig. 1 dargestellten Verstärker 6 verbunden ist.

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/ ο ι ο 5 4 J

Der Betrieb dieser Schaltung wird nun anhand der Fig. näher erläutert.

Es soll angenommen werden, daß der Schalter 37 auf die Seite eines Kontaktes (a) eingestellt ist, wodurch ein Torimpuls von der Gleichstromquelle 38 in das Glied 28 eingespeist wird, um dieses zu öffnen. Weiterhin wird angenommen, daß der Synchronisierimpulsgenerator 15 in einem Zeitpunkt t einen Synchronisierimpuls (Startsignal) in den Eingangsanschluß 39 einspeist, so daß der Hilfszähler 30 beginnt, die Taktimpulse vom Taktimpulsgenerator 18 zu zählen. Wenn die Zähleranzeige des Hilfszählers 30 einen Wert a erreicht, dann erzeugt das Verzögerungsglied 32 einen Ausgangsimpuls. Der Ausgangsimpuls des Verzögerungsgliedes 32 wird in den Sender 2 eingespeist, so daß der Sender 2 ein Signal aussendet. Der Sender 2 ist mit dem Hauptzähler 29 verbunden, so daß der Hauptzähler 29 beginnt, die Taktimpulse vom Taktimpulsgenerator 18 zu zählen. Wenn die Zähleranzeige des Hauptzählers 29 den Wert a erreicht, dann erzeugt das Verzögerungsglied 33 einen Ausgangsimpuls, der als "Zähler-Start-Befehl" für den Hilfszähler 31 dient.

Wenn der Empfänger 3 ein Signal S vom Sender 2 in einem Zeitpunkt tp nach der Zeitdauer T. empfängt, dann wird das empfangene Signal RS über das Glied 28 und den Ausgangsanschluß 40 in den Verstärker 6 gespeist. Das Signal RS, das in den Verstärker 6 eingespeist wird, wird einer Unterscheidung unterworfen, ob es ein Signal oder ein Rauschen ist, wobei beispielsweise das anhand der Fig. 1 erläuterte Verfahren verwendet wird. Wenn das Signal als solches identifiziert wird, erzeugt das Monoflop 16 einen Ausgangsimpuls, um das Verriegelungsglied 19 zum Lesen und Speichern der vorherigen

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Zähleranzeige A₁ des Hauptzählers 29 zu betätigen. Die Zähleranzeige A stellt die Zeitdauer T für die Fortpflanzung des Ultraschallsignales US vom Sender 2 zum Empfänger 3 und damit die Entfernung des sich bewegenden Zielobjektes vom Bezugspunkt im Zeitpunkt t. dar. Diese Zähleranzeige A₁, die im Verriegelungsglied 19 gespeichert ist, wird durch den Anzeiger 20 angezeigt.

Wenn die Messung in dieser Periode beendet wird, dann werden der Hauptzähl er 29 und die Hilfszähler 30 und 31 gelöscht. Der Schalter 27 wird auf die Seite eines Kontaktes (b) gedreht, so daß das System nun für die nächste Messung bereit ist.

Wenn das nächste Startsignal in den Eingangsanschluß 39 für die nächste Messung in einem folgenden Zeitpunkt t~ eingespeist wird, beginnt der Hilfszähler 30 unmittelbar wieder mit dem Zählen. Der Hauptzähler 29 beginnt nach dem Erreichen des Wertes a der Zähleranzeige des Hilfszählers 30 mit dem Zählen, d. h. nach einer Verzögerungszeit Δ Τ. Der Hilfszähler 31 beginnt nach dem Erreichen des Wertes a der Zähleranzeige des Hauptzählers 29 mit dem Zählen. Wenn die vorhergehende Zähleranzeige des Hauptzählers 29 durch A gegeben ist, dann ist die vorhergehende Zähleranzeige des Hilfszählers 30 durch (A + a) gegeben, und diese Zähleranzeige (a + a) wird mit der Zähleranzeige A₁, die im Verriegelungsglied 19 gespeichert ist, im Vergleicher 3k verglichen. Der Vergleicher 3^ erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Bedingung

A_n + a > A₁ (5)

erfüllt ist. Auf ähnliche Weise vergleicht der Vergleicher

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35 die Zähleranzeige (A - a) des Hilfszählers 31 und des Inhaltes A des Verriegelungsglxedes 19« Er erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Beziehung

A - a > A₁ (6)

η — 1 ^κ

erfüllt ist. Wenn die Ausgangssignale der beiden Vergleicher 3^ und 35 auftreten und zum UND-Glied 26 gespeist werden, dann speist das UND-Glied 36 ein Ausgangssignal zum Glied 28. Daraus geht hervor, daß das Glied 28 geöffnet ist, wenn die Ungleichungen (5) und (6) gleichzeitig erfüllt sind, d. h. wenn die Beziehung

A₁ - a < A_n < A₁ + a (7)

erfüllt ist. Mit anderen Worten, das Glied 28 ist lediglich für eine Zeitdauer geöffnet, während der die vorherrschende Zähleranzeige A des Hauptzählers 29 von der Zähleranzeige A₁, die während der vorhergehenden Messung erhalten wurde, um einen Betrag abweicht, der nicht größer als a ist.

Auf diese Weise wird das Glied 28 während einer vorbestimmten Zeitdauer von 2 Δ. Τ um den gemessenen Wert A der vorhergehenden Meßperiode geöffnet gehalten, wie dies in Fig. 8b dargestellt ist. Wenn ein Signal S durch den Empfänger 3 in einem Zeitpunkt ti während des geöffneten Zustandes des Gliedes 28 empfangen wird» dann wird es einer Unterscheidung unterworfen, wie dies bereits oben erwähnt wurde. Wenn es als Nutzsignal identifiziert wird, dann wird das Verriegelungsglied 19 betätigt, um den alten Inhalt A zu löschen und die neue Zähleranzeige A„ des

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Hauptzählers 29 zu speichern. Die im Verriegelungsglied

19 gespeicherte Zähleranzeige A„ wird durch den Anzeiger

20 angezeigt. Auf diese Weise wird die Entfernung des sich bewegenden Zielobjektes von einem oder von mehreren Bezugspunkten wiederholt gemessen.

Es ist zu betonen, daß, da das Glied 28 in jeder Meßperiode lediglich für eine vorbestimmte Zeitdauer von 2 Δ Τ um den Meßwert der vorhergehenden Meßperiode geöffnet gehalten wird, wobei diese der maximalen Entfernung a entspricht, die während der Meßperiode durch das sich bewegende Zielobjekt zurückgelegt werden kann, die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal verringert werden kann, um so die Zuverlässigkeit der Unterscheidung zu verbessern.

Wenn bei der ersten Meßperiode die Messung abhängig von einem Rauschen durchgeführt wird, dann kann es unmöglich werden, bei den folgenden Meßperioden Signale vom Zielobjekt zu empfangen, da die fehlerhafte Zähleranzeige im Verriegelungsglied 19 gespeichert ist. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal während der ersten Periode niedrig, und eine ausreichende Zuverlässigkeit kann gewährleistet werden. Wenn diese Zuverlässigkeit jedoch nicht ausreichend sein sollte, dann kann sie weiter dadurch verbessert werden, daß anfänglich die Entfernung des Zielobjektes mit einigen anderen geeigneten Einrichtungen gemessen und dieser Meßwert mit dem Meßwert der ersten Meßperiode verglichen wird.

Wenn während der oben genannten vorbestimmten Zeit-

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- 2k -

dauer ein Signal vom Empfänger 3 empfangen wird, unterbricht der Hauptzähler 29 das Zählen nicht. In der Praxis kann dieses Problem jedoch gelöst werden, indem ein Ringzähler als Hauptzähler 29 verwendet und so angeordnet wird, daß der Hauptzähler 29 und die Hilfszähler 30 und 31 gelöscht werden, wenn die Zähleranzeige den vollen Wert erreicht .

Wie oben gezeigt wurde, kann, wenn die für die Übermittlung von aufeinanderfolgenden ausgesandten Signalen erforderliche Zeitdauer gemessen wird, die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal verringert und die Zuverlässigkeit der Signalunterscheidung dadurch in vorbestimmten Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Sigriales verbessert werden, was der Zeitdauer entspricht, die erforderlich ist, bis das vorhergehende Signal in der vorhergehenden Periode empfangen wird.

Wenn jedoch lediglich die Signale empfangen werden, die in einem vorbestimmten Zeitraum um den Meßwert der vorhergehenden Meßperiode ankommen, dann tritt ein Problem auf, wenn das Signal durch ein zwischen das Zielobjekt und den Bezugspunkt kommendes Hindernis unterbrochen oder abgeschnitten wird. In einem derartigen Fall wird nicht nur die Messung der Entfernung des Objektes in dieser Meßperiode unmöglich, sondern es kann auch die Messung bei der nächsten Periode unmöglich werden, wenn die durch das Objekt während der beiden vorhergehenden Meßperioden zurückgelegte Entfernung den maximalen vorgegebenen Abstand a überschreitet.

Dieses Problem kann jedoch gelöst werden, wenn die Ver-

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zögerungsglieder 32 und 33 veränderliche Verzögerungszexten ΔΤ oder a aufweisen, so daß die normale Verzögerungszeit a zunehmen kann, wenn keine Messung aufgrund einer Störung durchgeführt werden kann, und so daß dieser Wert auf seinen Anfangswert a zurückkehren kann, wenn die Messung während der folgenden Meßperiode durchgeführt werden kann.

Dies wird im folgenden anhand der Fig. 9 näher erläutert. Es soll angenommen werden, daß in der ersten Meßperiode eine Entfernung zwischen dem Zielobjekt 1· und dem Bezugspunkt durchgeführt wurde, und daß der vorgegebene Bereich der während der zweiten Meßperiode zu messenden Entfernung A + a beträgt. Wenn die Messung während der zweiten Periode aufgrund einer Störung ausfällt, dann ist es offensichtlich, daß die Lage des Zielobjektes im Zeitpunkt der Messung der dritten Periode in einem Kreis liegt, dessen Mittelpunkt durch den Ort gebildet wird, der durch das Zielobjekt im Zeitpunkt der Messung der ersten Periode eingenommen wird, wobei der Radius des Kreises 2a beträgt.

Wenn demgemäß die Messung in einer Periode nicht durchgeführt werden kann, dann kann die Messung in der nächsten Periode dadurch gesichert werden, daß die normale Verzögerung für die nächste Periode verdoppelt wird, vorausgesetzt, daß keine weitere Störung auftritt. Indem die Verzögerungszeit für die folgenden Messungen auf ihren Anfangswert zurückgestellt wird, kann das oben aufgezeigte Problem gelöst werden, ohne daß die Fähigkeit zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal vernichtet wird.

Die oben aufgezeigte Anordnung zur Aufnahme von ledig-

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lieh solchen Signalen, die beim Empfänger während einer vorbestimmten Zeitdauer ankommen, kann auch dann vorgesehen werden, wenn beispielsweise der Empfänger 2 (Fig. 7) ein Signal aussendet, sobald das vorhergehende Signal durch den Empfänger 3 empfangen und als Nutzsignal identifiziert wurde.

In einem derartigen Fall kommen aufeinanderfolgende Signale beim Empfänger in Intervallen an, die sich fortschreitend aufgrund der Bewegung des Objektes verändern. Demgemäß kann in diesem Fall die vorbestiminte Periode zur Aufnahme von beim Empfänger ankommenden Signalen in bezug auf die Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signales entsprechend ^uin Unterschied zwischen dem Zeitpunkt des Empfangs des dem vorhergehenden um eins vorhergehenden Signals und dem Zeitpunkt des Empfangs des vorhergehenden Signals eingestellt werden. Dadurch ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal zu verringern und die Zuverlässigkeit der Signalunterscheidung zu verbessern.

In diesem Fall mit einer veränderlichen vorbestimmten Zeitdauer treten ähnliche Effekte auf, wie dies oben beschrieben wurde.

Weiterhin soll betont werden, daß es in einem Fall, in dem Signale nacheinander mit einem konstanten Intervall ausgesandt werden, möglich ist, die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal zu verringern und die Zuverlässigkeit der Signalunterscheidung zu verbessern, indem die Anordnung so aus-

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gebildet wird, daß nur Signale ausgenommen werden, die nach dem vorhergehenden Signal in den vorbestimmten Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signales ankommen, entsprechend zu dem konstanten Intervall.

Wie aus der Beschreibung der Erfindung für die Messung der Entfernung zwischen einem sich bewegenden Zielobjekt iind einem oder mehreren Bezugspunkten hervorgeht, beruht die Erfindung auf dem Unterschied in den Frequenzspektren der Schall signale oder der elektromagnetischen Wellen, die beim Empfänger ankommen, und den Rauschsignalen. Sie gewährleistet eine zuverlässige Unterscheidung der Signale von Rauschsignalen, indem eine Bestimmung ermöglicht wird, ob ein Signal oder eine bestimmte Frequenzkomponente eines Rauschens vorliegt oder nicht, oder indem die Pegel verglichen werden, oder indem der Rauschabstand verarbeitet wird.

Auch wenn Signale nacheinander ausgesandt werden, ist es möglich, weiter die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Unterscheidung eines Rauschens von einem Signal zu verringern und die Zuverlässigkeit der Signalunterscheidung zu verbessern, indem die Anordnung so ausgebildet wird, daß der Zeitpunkt der Ankunft eines Signals vorbestimmt wird und nur die Wellen herausgegriffen werden, die in den vorbestimmten Perioden vor und nach dem vorbestimmten Zeitpunkt ankommen.

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Claims

Patentansprüehe

1 J Signal-Diskriminator _f % s k 3 ... η -ζ e i c h -net durch

einen ersten Verstärker [9} > C-sr- a r... -"*■:·,·;» ein erstes Si gnal einer ersten vorbestimmten Tv:·. ::;■...■■■ 212 -.-erstarkt.

einen zweiten Verstärker ; 10} , ■;>?■.."■ -/a';'/-';^J.it; ein zweites Signal einer von der erst-- ,\ --'c::^!')£· :r::..:;^tt.-;: T"^-r--?cuonz a"b :■.-»--i chenden Frequenz verstärkt, ;ac

eine Detektoreinrichtung i \ Ί , ' --T. _ ·..".:.. ■; ;J :. Λ"ϊ,ΐς-;;·ν^^«ΐ.Γ..ιίη;-Α2 e des ersten und zweiten Vers _ta? κ .-..ν.· ' .-· _t \ ·'.'· ärfaStj wobei das Ausgangssignal des er^ i-^:r:.,. */;.r .v ,'.-':-: 0 .? ■ .Ledi gli ."') dann als gewünschtes oder Nv';^v,:=,:. :^; :.v;.::---:i:';^..e"t v:i.^ir-j_? wenn der erste Verstärken ■' -^λ J,·;; .;,...:/s:.£.:i:^:.,inal erzeuf";

2. Signal-Diskriminä'»-■■■.■:.?.■ ::;-;..: ^-r^-:,"--: ■ ^Λ _s Li·.-"! jiurcb t/^;?- kennzeichnet, daß der zveito Y-i:--.;---".'/-".'.,c v- .0^ "•i'iiu-ciee sin Signal einer niedrigerer; 1.^f''v-;-;;:-r : ■;„:<.;■ ■■ :·.^ i:^;.p.uⁿ. +Λχιζτ höheren Frequenz als die Signrilfr-·::·;... ·.:--:■-· '^:?:; itkrkt und den Mittelwert der verstärkteil 'Signale :-i-i -Vi.^^a.ir;;;'signal erzeugt.

3. Signal-Diskriminator nacli A.u3pruc.!i 1 , dadurch ge kennzeichnet, daß der erste und :-v-,-cibe Verit^rkär (9» '· C ) jeweils mit Amplitudendetektoven (i', 12)' vorsehen sind, deren jeder ein Eingangssignal mit- einem Pegel oberhalb eines vorbestimmten Pegels erfaßt»

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4. Signal-Diskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker (9) ein Bandpaßfilter (7) aufweist, das wahlweise ein Signal eines vorbestimmten Frequenzbandes leitet, und daß die zweite Verstärkereinrichtung (10) ein Sperrfilter (8) aufweist, das wahlweise das Signal des vorbestimmten Frequenzbandes unterbricht.

5. Signal-Diskriminator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstärker ein NICHT-GIied (13) aufweist, das ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Amplitudendetektor (12) des zweiten Verstärkers (1O) kein Ausgangssignal erzeugt_β

6. Signal-Diskriminator, gekennzeichne t durch einen ersten Verstärker, der wahlweise ein erstes Signal einer ersten vorbestimmten Frequenz verstärkt,

einen zweiten Verstärker, der wahlweise ein zweites Signal einer von der ersten vorbestimmten Frequenz abweichenden Frequenz verstärkt, und

einen Vergleicher, der die Pegel der Ausgangssignale des ersten und zweiten Verstärkers vergleicht, wobei das Ausgangssignal des ersten Verstärkers lediglich dann als gewünschtes oder Nutzsignal identifiziert wird, wenn der Pegel des Ausgangssignales des ersten Verstärkers höher ist als der Pegel des zweiten Verstärkers.

7* Signal-Diskriminator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor des zweiten Ver-

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ο 31 ^ ^π· k '<

stärkers etwas höher als der Verstärkungsfaktor des ersten Verstärkers ist,

8. Signal-Diskriminator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine positive Vorspannung an den Ausgang des zweiten Verstärkers angelegt ist,

9» Signal-Diskriminator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker ein Bandpaßfilter aufweist, das wahlweise ein Signal eines vorbestimmten Frequenzbandes leitet, und daß der zweite Verstärker ein Sperrfilter aufweist, das wahlweise das Signal des vorbestimmten Frequenzbandes sperrt.

10. Signal-Diskriminator, gekennzeichnet durch

einen ersten Verstärker, der wahlweise ein erstes Signal einer ersten vorbestimmten Frequenz verstärkt,

einen zweiten Verstärker, der wahlweise ein zweites Signal einer gegenüber der ersten vorbestimmten Frequenz niedrigeren Frequenz verstärkt,

einen dritten Verstärker, der wahlweise ein drittes Signal einer gegenüber der vorbestimmten ersten Frequenz höheren Frequenz verstärkt, und

einen Mittelwert-Pegelerzeuger_s der den Mittelwert der Pegel der Ausgangssignale des zweiten und dritten Verstärkers erzeugt, wobei das Ausgangssignal des ersten Verstärkers

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als gewünschtes oder Nutzsignal lediglich dann identifiziert wird, wenn der Pegel des Ausgangssignales des ersten Verstärkers höher als der mittlere Pegel des Mittelwert-Pegelerzeugers ist.

11. Signal-Diskriminator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der ersten und dritten Signale dicht bei der vorbestimmten Frequenz des ersten Signales liegen.

12. Signal-Diskriminator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine positive Vorspannung am Ausgang des Mittelwert-Pegelerzeugers liegt.

13- Signal-Diskriminator nach Anspruch 10, für ein System zur Messung der bis zum Empfang von nacheinander von einem Sender ausgesandten Signale erforderlichen Zeitdauer, gekennzeichne t durch eine Einrichtung, durch die lediglich die Signale zum ersten, zweiten und dritten Verstärker übertragen werden, die während vorbestimmten Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signales ankommen, entsprechend zu der bis zum Empfang des vorhergehenden Signales bei der vorhergehenden Meßperiode erforderlichen Zeitdauer.

Ik. Signal-Diskriminator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Perioden veränderlich sind, so daß sie vergrößerbar sind, wenn während der vorbestimmten Perioden kein Signal empfangen wird.

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15. Signal-Diskriminator nach Anspruch 10, für ein System zur Messung der bis zum Empfang von nacheinander von einem Sender ausgesandten Signale erforderlichen Zeitdauer, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die lediglich die Signale zum ersten, zweiten und dritten Verstärker übertragen werden, die während vorbestimmten Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signales ankommen, entsprechend zum Unterschied zwischen dem Zeitpunkt des Empfangs des vorhergehenden Signales und dem Zeitpunkt des Empfangs des dem vorhergehenden Signal vorhergehenden Signals,

16. Signal-Diskriminator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Perioden veränderlich sind, so daß sie vergrößerbar sind, wenn während der vorbestimmten Perioden kein Signal empfangen wird.

17· Signal-Diskriminator nach Anspruch 10, für ein System zur Messung der bis zum Empfang von nacheinander von einem Sender mit konstantem Intervall ausgesandten Signale erforderlichen Zeitdauer, gekennzeichne t durch eine Einrichtung, durch die lediglich die Signale zum ersten und zweiten Verstärker übertragen werden, die nach dem vorhergehenden Signal während vorbestimmter Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signals ankommen, entsprechend zum konstanten Intervall.

18. Signal-Diskriminator, gekennzeichnet durch

einen ersten Verstärker, der wahlweise ein erstes Signal

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einer ersten vorbestimmten Frequenz verstärkt,

einen zweiten Verstärker, der ein zweites Signal einer von der ersten vorbestimmten Frequenz abweichenden Frequenz verstärkt, und

einen Dividierer, der das Ausgangssignal des ersten Verstärkers durch das Ausgangssignal des zweiten Verstärkers teilt, wobei das Ausgangssignal des ersten Verstärkers lediglich dann als gewünschtes oder Nutzsignal identifiziert wird, wenn der Pegel des Ausgangssignales des Dividierers höher ist als ein vorbestimmter Pegel«

19. Signal-Diskriminator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Dividierer aufweist einen ersten und zweiten logarithmischen Verstärker (25» 26), die eine logarithmische Verstärkung mit den jeweiligen Ausgangssignalen des ersten und zweiten Verstärkers durchzuführen, und einen Subtrahierer (27), um die Ausgangssignale des ersten und zweiten logarithmischen Verstärkers (25, 26) voneinander abzuziehen.

20. Signal-Diskriminator nach einem der Ansprüche 1 oder 6 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zweiten Signales dicht bei der ersten vorbestimmten Frequenz des ersten Signales liegt.

21. Signal-Diskriminator nach einem der Ansprüche 1 oder 6 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zweiten Signales niedriger als die vorbestimmte erste Frequenz des ersten Signales ist.

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- 3k -

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22. Signal-Diskriminator nach einem der Ansprüche 1 oder 6 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zweiten Signales höher als die vorbestiramte erste Frequenz des ersten Signales ist.

23. Signal-Diskriminator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker ein Bandpaßfilter aufweist, das wahlweise ein Signal eines vorbestimmten Frequenzbandes leitet, und daß der zweite Verstärker ein Sperrfilter aufweist, das wahlweise das Signal des vorbestimmten Frequenzbandes unterbricht«

2k. Signal-Diskriminator nach Anspruch 1 oder 6 oder 18, für ein System zur Messung der bis zum Empfang von nacheinander von einem Sender ausgesandten Signale erforderlichen Zeitdauer, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die lediglich die Signale zum ersten und zweiten Verstärker übertragen werden, die während vorbestimmter Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signales ankommen, entsprechend zu der bis zum Empfang des vorhergehenden Signales während der vorhergehenden Meßperiode erforderlichen Zeitdauer.

25. Signal-Diskriminator nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Perioden veränderlich sind, so daß sie vergrößerbar sind, wenn während der vorbestimmten Perioden kein Signal empfangen wird.

26. Signal-Diskriminator nach Anspruch 1 oder 6 oder 18, für ein System zur Messung der bis zum Empfang von nach-

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einander von einem Sender ausgesandten Signale erforderlichen Zeitdauer, gekennzeichne t durch eine Einrichtung, durch die lediglich die Signale zum ersten und zweiten Verstärker übertragen werden, die nach'dem vorhergehenden Signal während vorbestimmter Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signales ankommen, entsprechend zum Unterschied zwischen dem Zeitpunkt des Empfangs des vorhergehenden Signales und dem Zeitpunkt des Empfangs des dem vorhergehenden Signal vorhergehenden Signales.

27· Signal-Diskriminator nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Perioden veränderlich sind, so daß sie vergrößerbar sind, wenn während dieser vorherbestimmten Perioden kein Signal empfangen wird.

28. Signal-Diskriminator nach Anspruch 1 oder 6 oder 18, für ein System zur Messung der bis zum Empfang und nacheinander von einem Sender mit einem konstanten Intervall ausgesandten Signale erforderlichen Zeitdauer, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die lediglich die Signale zum ersten und zweiten Verstärker übertragen werden, die nach dem vorhergehenden Signal während vorbestimmter Perioden vor und nach einem vorbestimmten Zeitpunkt der Ankunft eines neuen Signals ankommen, entsprechend zum konstanten Intervall.

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