DE2442436A1

DE2442436A1 - Schaltung zur automatischen verstaerkungsregelung

Info

Publication number: DE2442436A1
Application number: DE2442436A
Authority: DE
Inventors: Eli James Dalabakis; Harry Douglas Shearer
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1975-03-13
Also published as: FR2243446A1; FR2243446B1; JPS5836746B2; CA1007307A; US3887875A; GB1451154A; CH570741A5; JPS5057191A

Description

NCR CORPORATION Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patentanmeldung
Unser Az.: 2018/

SCHALTUNG ZUR AUTOMATISCHEN VERSTÄRKUNGSREGELUNG

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung zur Regelung der Amplituden von Eingangsinipulsen, die während vorbestimmten gleichmäßigen Intervallen auftreten.

Schaltungen der vorgenannten Art finden z. B. in sogenannten Loran-Radio-Navigationssystemen Verwendung (Long Range Navigation). In einem typischen einfach aufgebauten Loran-System wird die örtliche Lage eines Objektes durch eine erste Messung der Zeitdifferenz bei der Ankunft von Impulsen geortet, von denen ein erstes Paar mit einer vorbestimmten Frequenz von synchronisierten getasteten Sendern ausgestrahlt werden. Dann wird die Messung mit einem anderen Senderpaar wiederholt. In einem derartigen System werden Impulse abwechselnd von den Sendern eines Senderpaares empfangen. Infolge der unterschiedlichen Abstände des zu lokalisierenden Objektes von den Sendern haben die ankommenden Impulse unterschiedlich große Amplituden. Deshalb sollten in Loran-Navigationssystemen Verstärkungsregelungsschaltungen eingebaut sein, wodurch die von zwei Sendern empfangenen Impulse bezüglich ihrer Amplitudenhöhe auf einen gemeinsamen Pegel gebracht werden können.

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Die hierfür geeigneten bekannten Schaltungen zur Verstärkungsregelung weisen den Nachteil auf, daß sie sehr komplex und teuer sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung aufzuzeigen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse über Schaltungseingänge an einen Analog-Digitalkonverter und an ein Amplitudenregelungsteil angelegt werden, daß der Analog-Digitalkonverter eine Vielzahl von Ausgangsleitungen aufweist, auf denen während einer Operation nacheinander eine Vielzahl von Signalen entsteht, wobei jedes der Signale in digitaler Form die Amplituden der Eingangsimpulse repräsentiert und daß eine Vielzahl von Verzögerungsschaltungen mit jeweils einer der Ausgangsleitungen verbunden ist und daß die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen jeweils gleich einem der vorbestimmten Intervalle ist und daß mit den Ausgangsleitungen der Verzögerungsschaltungen Steuerschaltungen verbunden sind und daß während einer Operation Steuersignale an das Amplitudenregelungsteil angelegt werden, um die Größe des Amplitudenmodifikationseffektes festzulegen, wobei jeder der Eingangsimpulse in Abhängigkeit von der Amplitude des vorangehenden entsprechenden Eingangsimpulses modifiziert wird.

Es wird vorausgesetzt, daß die abwechselnd von einem ersten und von einem zweiten Sender empfangenen Impulse in ihrer Steuerwirkung so beeinflußt werden, daß jeweils ein Impuls von einem bestimmten Sender den Folgeimpuls vom gleichen Sender beeinflußt. Um dies zu erreichen, ist die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen so bemessen,

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daß sie identisch mit der Zeit ist, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen von dem gleichen Sender vergeht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung beschrieben, in der ein Blockschaltbild eines Loran-Radio-Navigationsgerätes dargestellt ist, welches an dea zu identifizierenden Objekt angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Loran-Empfänger 1 dargestellt, der mit einer Empfangsantenne 2 verbunden ist, die Loran-Impulse von an verschiedenen Orten aufgestellten Sendern empfängt. Die von dem Loran-Empfänger kommenden Impulse passieren ein Amplitudenregelungsteil, das aus Dämpfungsgliedern 3, 4, 5 und besteht, die selektiv wirksam gemacht werden können und dadurch die sie durchlaufenden Impulse um die Faktoren 16, 8, 4 und 2 dämpfen. Jedes der Dämpfungsglieder 3, 4, 5 und 6 kann separat in der Weise wirksam gemacht werden, daß das Dämpfungsglied entweder eine Dämpfungsfunktion ausübt oder daß es die an dies angelegten Signale ohne Dämpfung durchläßt. Es versteht sich, daß durch die DHmpfungsfaktoren 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 oder 256 entsprechende Dämpfungswerte von 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 oder 48 db ausgewählt werden können. Durch entsprechende Beeinflussung der Dämpfungsglieder können die diese passierenden Impulse auf einen Pegel von +_ 6 db gebracht werden.

Jeder der an dem Loran-Empfänger 1 empfangenen Impulse gelangt außerdem an ein Bandpaßfilter 7. Die Ausgangsleitung des Loran-Empfängers 1 kann somit als Eingang der Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung angesehen werden. Mit Hilfe des Bandpaßfilters 7 können außerhalb des Frequenzband liegende Störungen eliminiert werden, so daß nur die interessierenden Impulse an den Eingang eines Analog-Digitalkonverters 8 gelangen. Der Analog-Digitalkonverter

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erzeugt in Abhängigkeit von der Amplitude der empfangenen Impulse eine aus drei Bits bestehende Digitalinformation, die auf die Ausgangsleitungen 19, 20 und 21 gelangen.

Jede der auf den Leitungen 19, 20 und 21 auftretende Binärinformation gelangt an den Eingang einer Verzögerungsleitung. Die Verzögerungsleitungen sind mit 9, 10 und 11 bezeichnet. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsleitungen 9, 10 und 11 sind so bemessen, daß die Gesamtverzögerungszeit identisch mit der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulse eines Senders ist. Die aus drei Bits bestehende Binärinformation gelangt über die Ausgänge der drei Verzögerungsleitungen 9, 10 und 11 zu einem Eins-aus-acht-Decoder 12. Mit Hilfe des aus drei Bits bestehenden Bitsmusters 000-111 können, wie bereits gesagt, die Dämpfungswerte 6 bis 48 db ausgewählt werden. Aus diesem Bitmuster erzeugt der Decoder 12 ein einziges Signal auf einer der Ausgangsleitungen 13, das jeweils der Steuerlogik 14 zugeleitet wird.

In Abhängigkeit von dem auf einer der Leitungen auftretenden Signal steuert die Logik 14 die Dämpfungsglieder 3, 4, 5 und 6 entsprechend dem Amplitudenwert der empfangenen Impulse. Infolge der Verzögerung wird erst der nächstfolgende von dem gleichen Sender abgestrahlte Impuls im Amplitudenregelungsteil beeinflußt. Die Logik kann aus einer herkömmlichen Decodierlogikschaltung aufgebaut werden.

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Beispielsweise können während zweier Systemzeiten jeweils ein Hauptimpuls (master pulse) und ein Nebenimpuls (slave pulse) empfangen werden. Wurde beispielsweise angenommen, daß der Hauptimpuls ziemlich schwach ist, z. >B. 6 db über einei Referenzpegel liegt, sollte das Dämpfungsglied 6 des Amplitudenregelungsteils wirksam werden. Der Ausgang des Dämpfungsgliedes 6 kann als Ausgang der Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung angesehen werden. Als nächstes wird angenommen, daß der Nebenimpuls sehr groß, z. B. um 42 db über dem Referenzpegel liegt. Wenn der erste Hauptimpuls in die Schaltung gelangt, erzeugt der Digitalkonverter 8 entsprechend seiner Amplitude z. B. den Binärwert 000. Dieser Wert gelangt in die Verzögerungsleitungen 9, 10, 11 und pflanzt sich in diesen entsprechend fort. Anschließend, wenn der erste Nebenimpuls in die Schaltung gelangt, erzeugt der Digitalkonverter 8 den Binärwert 110, der dann ebenfalls in die Verzögerungsleitungen 9, 10 und 11 gelangt.

Kurz bevor der zweite Hauptimpuls in die Schaltung gelangt, verläßt die Digitalinformation 000 die Verzögerungsleitungen und gelangt über den Decoder \z zur Logik 14, die das Dämpfungsglied 6 wirksam macht. Durch das Dämpfungsglied 6 wird bewirkt, daß der zweite Hauptimpuls um 6 db gedämpft wird. In der gleichen Weise wird, kurz bevor der zweite Nebenimpuls in die Schaltung gelangt, die Digitalinformation 110 die Verzögerungsleitungen 9, 10 und 11 verlassen und über den Decoder 12 in die Logik 14 gelangen, durch die durch Wirksammachen des entsprechenden Dämpfungsgliedes der zweite Nebenimpuls um 42 db gedämpft wird.

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Somit wurden jeweils die zweiten Impulse auf einen Pegel innerhalb von 6 db nivelliert. In der gleichen Weise wird der nächste., das heißt der dritte Hauptimpuls und ebenso der dritte Nebenimpuls jeweils in Abhängigkeit von der Amplitude des zweiten Hauptimpulses bzw. des zweiten Nebenimpujses gedämpft.

Wenn die empfangenen Impulse das Amplitudenregelungsteil durchlaufen haben, gelangen sie an ein herkömmliches Anschlußgerät 15, dem in bekannter Weise die Ortung der örtlichen Lage entsprechend der konventionellen Loran-Technik vorgenommen wird. Alternativ können die auf einen bestimmten Level gebrachten Impulse an einen Sender angelegt werden, der eine Abstrahlung derselben Über eine Antenne 17 bewirkt, wenn über ein Hochfrequenzband eine Fernverarbeitung bzw. Analysierung vorgenommen werden soll.

Falls die empfangenen Impulse in einer gesteuerten vorbestimmten Wiederholungszeit auftreten, könnten die Verzögerungsleitungen 9, 10 und 11 vorzugsweise als Schieberegister ausgebildet sein, die durch einen Taktgeber 18 gesteuert werden. Dann wird beispielsweise die stufenweise Weiterschaltung der Binärinformation innerhalb der Schieberegister in einer Taktfrequenz LxR vorgenommen, wobei L die Anzahl der Stufen der Schieberegister und R die Anzahl der Senderwiederholungsfrequenz ist. Beispielsweise kann R=IO Wiederholungen pro Sekunde sein und das Schieberegister 100 Stufen besitzen, so daß die Taktfrequenz F =LxR=100xl0= 1000 Pulse pro Sekunde sind. Aus Stabilitätsgründen sollte

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der Taktgeber 18 einen Kristalloszillator enthalten, wobei die Frequenz entsprechend geteilt werden könnte. Unterschiedliche Wiederholungsfrequenzen senderseitig könnten somit durch entsprechende Wahl des Teilungsverhältnisses bearbeitet werden.

Für jeden gegebenen Zeitpunkt pflanzen sich die Impulse innerhalb des Schieberegisters fort, die jeweils die Amplitudenwerte der Impulse repräsentieren. Somit kann die Zahl der Impulse mit hoher Amplitude verringert werden und die Zahl der Impulse mit schwacher Amplitude im Verhältnis vergrößert werden. Der Einpegelungseffekt kann noch vergrößert werden, wenn eine größere Anzahl von Bits in dem Analog-Digitalkonverter erzeugt wird und wenn eine entsprechende größere Anzahl von Da'mpfungsgliedern verwendet wird. Ebenso kann das Ergebnis der Einpegelung erhöht werden, wenn mehr Bits im Analog-Digitalkonverter erzeugt werden. Zusätzlich können Verstärker mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor anstelle eines oder mehrerer Dä'mpfungs-. glieder gesetzt werden, so daß der Pegel besonders schwacher Impulse für diesen Einpegelungsvorgang angehoben werden kann.

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Claims

Patentansprüche;

\,J Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung

zur Regelung der Amplituden von Eingangsimpulsen, die während vorbestimmten gleichmäßigen Intervallen auftreten. dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse Über Schaltungseingänge an einen Analog-Digitalkonverter (8) und an ein Amplitudenregelungsteil angelegt werden, daß der Analog-Digitalkonverter (8) eine Vielzahl von Ausgangsleitungen (19, 20, 21) aufweist, auf denen während einer Operation nacheinander eine Vielzahl von Signalen entsteht, wobei jedes der Signale in digitaler Form die Amplituden der Eingangsimpulse repräsentiert und daß eine Vielzahl von Verzögerungsschaltungen (9, 10, 11) mit jeweils einer der Ausgangsleitungen (19, 20, 21) verbunden 1st und daß die Verzögerungszelt der Verzögerungsschaltungen jeweils gleich einem der vorbestimmten Intervalle 1st und daß mit den Ausgangsleitungen der Verzögerungsschaltungen (9, 10, 11) Steuerschaltungen (12, 14) verbunden sind und daß während einer Operation Steuersignale an das Amplitudenregelungsteil angelegt werden, um die Größe des Amplitudenmodifikationseffektes, festzulegen, wobei jeder der Eingangsimpulse in Abhängigkeit von der Amplitude des vorangehenden entsprechenden Eingangsimpulses modifiziert wird.

2· Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das AmpHtudenregelungsteil aus einer Vielzahl von in Serie geschalteten Dämpfungsgliedern (3, 4» 5, 6) besteht und daß jedes der Dämpfungsglieder zwischen einem Arbeitszustand» bei dem ein

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angelegtes Signal gedämpft wird und einem unwirksamen Zustand, bei dem ein angelegtes Signal dämpfungsfrei durchgelassen wird, umschaltbar ist und daß durch die Steuersignale wahlweise mindestens eines der Dämpfungsglieder in seinen Arbeitszustand geschaltet werden kann.

3. Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (12, 14) eine Codekonverterschaltung enthält, die so viele Eingangsleitungen wie die Verzögerongsschaltungen (9, 10, 11) Ausgangsleitungen aufweist und daß die Steuerschaltung (12, 14) eine der Anzahl der Dämpfungsglieder (3,

4, 5, 6) entsprechenden Zahl von Ausgangsleitungen enthält.

4. Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verzögerungsschaltungen (9, 10, 11) ein Schieberegister enthält, das jeweils von einem gemeinsamen Taktgeber (18) mit Schiebeimpulsen beaufschlagt wird.

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