DE2501714A1 - DIGITAL FREQUENCY TRACKING FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF THE CARRIER FREQUENCY OF PULSES - Google Patents
DIGITAL FREQUENCY TRACKING FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF THE CARRIER FREQUENCY OF PULSESInfo
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Description
FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT 3ESOHEAlTKIiB HAFTUNG in Essen 'FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT WITH 3ESOHEALTKIiB LIABILITY in food '
DIGITALE FREQUENZNACHLAUFSCHALTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN MESSUNG DER TRÄGERFREQUENZ VON IMPULSENDIGITAL FREQUENCY TRACKING FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF THE CARRIER FREQUENCY OF PULSES
Die Erfindung betrifft eine digitale Frequenznachlaufschaltung zur kontinuierlichen Messung der Trägerfrequenz von Impulsen, insbesondere zur Bestimmung der Dopplerfrequenz in Doppler-Sonargeräten.The invention relates to a digital frequency tracking circuit for continuous measurement of the carrier frequency of pulses, especially for determining the Doppler frequency in Doppler sonar devices.
In Doppler-Sonargeräten muß die Trägerfrequenz der Impulszüge von Echos sehr genau gemessen werden. Das bietet Schwierigkeiten, da die Impulse zeitig kurz sind. Während des Impulses kann dieser durch Interferenzen oder durch Luftblasen unterbrochen werden. Die Frequenz ist aber ά&ε direkteIn Doppler sonar devices, the carrier frequency of the pulse trains of echoes must be measured very precisely. This presents difficulties because the impulses are short at the time. During the impulse, it can be interrupted by interference or air bubbles. But the frequency is ά & ε direct
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Maß Tür die Geschwindigkeit, so daß sich unter solchen Umständen Fehlmessungen ergeben.Measure the speed of the door, so that incorrect measurements result under such circumstances.
Es ist bekannt, die Frequenz des Empfangssignals dadurch zu messen, daß man die Frequenz eines VCO (Voltage Control Oszillator) so einregelt, daß sie möglichst genau mit derIt is known to increase the frequency of the received signal measure that one regulates the frequency of a VCO (Voltage Control Oscillator) so that it is as exactly as possible with the
Frequenz des Empfangssignals übereinstimmt.The frequency of the received signal.
Es ist weiterhin bekannt, Dopplerdiskriminatoren mit Regelkreisen 'zu verbinden. Eine dieser Ausführungen beschreibt beispielsweise die englische Patentschrift 1 297 kOS. Bei einer anderen Ausführung werden von einem Motor zwei Zylinder mit unterschiedlicher Zähnezahl angetrieben. Die Zahnräder werden optisch oder magnetisch abgetastet. Dadurch werden zwei Frequenzen erzeugt. Die Motordrehzahlen wählt man so, daß die eine Hilfsfre- -quenz über, die andere unter der Signalfrequenz liegt. Durch Oberlagerung mit der Signal frequenz entstehen zwei Zwischenfrequenzen. Der Motor wird so geregelt, daß beide Zwischenfrtquenzen gleich sind. Die Motordrehzahl wird damit der Empfangsfrequenz nachgeführt. Das geschieht mit Hilfe von Filtern und Regelschaltungen. Die Einschwingzeit der Filter ist endlich, so daß diese Schaltung mit einer gewissen Trägheit arbeitet und daher nicht auf kurze Im-. pulse anspricht. Ein weiterer Kachteil besteht darin, daß es schwierig ist, diese Schaltang driftfrei zu bekommen, so daß häufige Nachjustierungen notwendig sind.It is also known to connect Doppler discriminators with control loops. One of these embodiments is described, for example, in the English patent specification 1,297 kOS. In another version, two cylinders with different numbers of teeth are driven by a motor. The gears are scanned optically or magnetically. This creates two frequencies. The motor speeds are selected so that one auxiliary frequency is above and the other is below the signal frequency. By superimposing the signal frequency, two intermediate frequencies are created. The motor is controlled in such a way that both intermediate frequencies are the same. The motor speed is thus tracked to the reception frequency. This is done with the help of filters and control circuits. The settling time of the filter is finite, so that this circuit works with a certain inertia and therefore not for short periods of time. pulse responds. Another disadvantage is that it is difficult to get this Schaltang drift-free, so that frequent readjustments are necessary.
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• \ 25017H-• \ 25017H-
Ein anderes bekanntes Verfahren beruht auch auf eino*Doppelmischung. Als erste Mischung wird die Signalfrequenz mit der VCO-Frequenz des nachzuregelnden Oszillators gemischt. Als zweite Mischung wird die Signalfrequenz mit der um 90 phasenverschobenen VCO-Frequenz gemischt. Der VCO wird auf die Empfangsfrequenz nachgeregelt. Dann entsteht an dem einen Zweig als Referenz eine etwa konstante Gleichspannung. Im anderen Zweig entsteht eine der Phasenabweiehung proportionale Gleichspannung. Diese kann zur Kachregelung verwendet werden. .Another known method is also based on double mixing. As a first mix, the signal frequency is mixed with the VCO frequency of the oscillator to be readjusted. as second mix becomes the signal frequency with the 90 phase shifted VCO frequency mixed. The VCO is readjusted to the receiving frequency. Then one branch is created as a reference an approximately constant DC voltage. In the other branch there is a direct voltage proportional to the phase deviation. This can be used to adjust the pitch. .
Das "Dooplersignai ist meist unruhig, zeige also starke Phasen-Schwankungen. Dadurch entstehen leicht Phasenübersprünge (cycle slipping). Besteht annähernd Frequenzgleichheit, so arbeitet dieser Diskriainator also eher als Phasendiskriminator. Erst bei einigem Abstand von der Sollfrequenz entsteht die Wirkung des Frequenzdiskriminators. Erfahrungsgemäß zeigt diese Art von Dopplertrackern einen relativ hohen statistischen Fehler und der Meßwert wandert stark. Hier ist es ebenfalls schwierig, die Drift klein zu halten.The "Dooplersignai" is mostly restless, so it shows strong phase fluctuations. This easily results in phase skips (cycle slipping). If there is approximately the same frequency, this discriminator works more as a phase discriminator. Only at; only when The frequency discriminator acts at some distance from the setpoint frequency. Experience has shown that this type of Doppler trackers have a relatively high statistical error and the measured value drifts significantly. Here it is also difficult to drift to keep it small.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ungenauigkeiten der bekannten, in analoger Technik arbeitenden Lösungen zu vermeiden und weiterhin, eine Lösung zu finden, ""die im Gegensatz zu den bekannten Lösungen driftfrei ist. Die Lösung soll gegenüber dem relativ kleinen "Fangbereich" der bekannten Lösungen einenThe invention is based on the problem of inaccuracies to avoid the known, in analog technology working solutions and continue to find a solution, "" the contrary to the known solutions is drift-free. The solution should be compared to the relatively small "capture area" of the known solutions
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möglichst großen Fangbereich besitzen und frei sein von Mehrdeutigkeiten. Have the largest possible capture area and be free from ambiguities.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenznachfolgeschaltung aus einem n-bit-Schieberegister, einem Verknüpfungsnetzwerk, einem Integrator, einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) aufgebaut ist, daß über ein Oder-Tor, das an die Bits (n-m) bis (n-1) des Schieberegisters angeschlossen ist, bei Koinzidenz des n. Bits r*;it dem 0. Bit unterdrückt \irird und daß ein Korrekturimpuls an einem zweiten Ausgang erzeugt wird, wenn weder Koinzidenz· uixL eliieui \u—in;. liis v-u— Ί j * BJLt iiouli mit uem n.EiL vorliegt. . _ . 'This object is achieved according to the invention in that the frequency follow-up circuit is constructed from an n-bit shift register, a logic network, an integrator, a voltage-controlled oscillator (VCO) that is connected to bits (nm) to (n -1) of the shift register is connected, with coincidence of the nth bit r * ; it is suppressed with the 0th bit and that a correction pulse is generated at a second output if neither coincidence uixL eliieui \ u- in ;. liis vu— Ί j * BJLt iiouli with uem n.EiL is present. . _. '
Das zu analysierende Empfangssignal wird zunächst verstärkt und zu einer Eechteckspannung geklippt. Die positive Rechteckflanke wird jeweils durch getaktete Flipflops in Einheitsimpulse umgewandelt. Diese haben.also jeweils den Abstand einer Periode der Signalfrequenz. Die Einheitsimpulse werden im Schiebetakt durch ein Schieberegister geschoben und das Schieberegister dadurch geladen. Hat die Signalfrequenz einen bestimmten Vert und der Schiebetakt einen bestimmten Wert, so steht dann, wenn gerade ein neuer Impuls eingelesen wird, immer ein Einheitsimpuls an der gleichen Bit-Stelle. Die Stelle des Registers, in dem der Einheitsimpuls steht, ist ein Maß für das Verhältnis der Signalfrequenz zur Schiebetakt frequenz.The received signal to be analyzed is first amplified and closed clipped to a square tension. The positive square edge becomes each converted into unit pulses by clocked flip-flops. These are each spaced apart by one period of the signal frequency. The unit pulses are clocked by a shift register shifted and thereby loaded the shift register. If the signal frequency has a certain vert and the shift clock has a If a new pulse is being read in, there is always a unit pulse in the same bit position. The position of the register in which the unit pulse is located is a measure of the ratio of the signal frequency to the shift clock frequency.
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Es ergibt sich für jede Richtung je ein Korrektursignal, um den als VCO aufgebauton Schiebetaktoszillator zu hohen oder tiefen Frequenzen zu verstellen. Dies geschieht solange, bis sich ein Frequenzteilerverhältnis eingeregelt hat, das durch die Wahl der Speicherplätze festgelegt ist. Die erfinduhgsgemäße Frequensnachlaufeinrichtung arbeitet also in weiten Frequenzbereichen. A correction signal um results for each direction to adjust the sliding clock oscillator built as a VCO to high or low frequencies. This happens until a frequency divider ratio has settled that through the choice of storage locations is determined. The according to the invention Frequency tracking device works in wide frequency ranges.
In weiterem Ausbau des Erfindungsgedankens wird ein weiterer Nachteil bisheriger Schaltungen behoben, daß nämlich die Phasenlage der Signalspannung im Zeitpunkt des Einschaltens bei Impulsbetrieb auf den Einschwingvorgang erheblichen Ein- . fluß hat. Dieser Ausbau besteht im Einfügen einiger Flipflops in die. erfindungsgemäße Schaltung. Es wird erreicht, daßIn a further expansion of the inventive concept, another The disadvantage of previous circuits eliminated, namely the phase position the signal voltage at the time of switching on Impulse operation on the settling process has a considerable impact. has flow. This expansion consists in inserting a few flip-flops in the. circuit according to the invention. It is achieved that
1. nur ganze Schwingungen analysiert werden ,1. only whole oscillations are analyzed,
2. Anfang und Ende jeder Signalschwingung getaktet werden, das heißt, mit der Flanke des Schieberegisters zusammenfallen. Der Schiebetakt ist etwa ein Vielfaches der Signalfrequenz, zum Beispiel ca. sechzehnfach,2. Start and end of each signal oscillation clocked that is, coincide with the edge of the shift register. The shift cycle is about a multiple of the signal frequency, for Example approx. Sixteen times,
3· nach Beendigung eines Impulszuges xjjfcsaä die "Vorgeschichte"3 · after the end of a pulse train xjjfcsaä the "previous history"
wirdwill
"vergessen'jCBei Beginn eines Impulszuges werden die Flanken in-das Register eingelesen. Schon nach einer Schwingung kann der erste Korrekturimpuls erzeugt werden. Die Regelung ist also im eingesciwurgenen Zustand "phasenstarr"."Forget'jCWhen a pulse train begins, the edges read into the register. After just one oscillation the first correction pulse can be generated. The regulation is therefore "phase-locked" in the locked-in state.
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. ' -6- 25017U. '-6- 25017U
Da der Schiebetakt jeweils so nachreguliert wird, daß er der n-fachen Signalfrequenz entspricht, kann mit dem Schiebetakt oder einem ganzzahligen Bruchteil davon ein auf diese Weise mitlaufendes kommutatives Filter gesteuert werden. Dadurch ist auf einfache Weise eine scharfe Bandeingrenzung des Dopplerspektrums möglich. · 'Since the shift clock is readjusted so that it is the corresponds to n times the signal frequency, can with the shift clock or an integer fraction thereof, a commutative filter running in this way can be controlled. Through this a sharp band delimitation of the Doppler spectrum is possible in a simple manner. · '
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die digital aufgebaute erfindungsgemäße Frequenznachlaufschaltung einen weiten Fangbereich besitzt, der sich durch Erhöhung der Anzahl der Stellen des Schieberegisters beliebig erweitern läßt. Die digitale Schaltung ist weiterhin völlig driftfrei.'Die erfindungsgemäße Schaltung ist im eingeschwungeilen. Zustand phasenstarr.The advantages achieved with the invention are in particular that the digitally constructed frequency tracking circuit according to the invention has a wide capture range, which can be increased as required by increasing the number of digits in the shift register can expand. The digital circuit is still completely drift-free. The circuit according to the invention is steady-state. Phase-locked state.
Dopplersignale schwanken von Impuls zu Impuls statistisch in der Phasenlage. Dient ein RegelVorgang der Phasennachregelung nach Impulsbeginn, so ist es erwünscht, diesen Regelvorgang zu vermeide^ da er nur zur Unruhe im Regelkreis beiträgt, ohne der Genauigkeit der Frequenznachführung zu nützen. Liegen nur wenige Schwingungen im Pulsbetrieb zur Frequenzanalyse vor, so versagen alle herkömmlichen Schaltungen, denn der Phasenreglervorgang ist noch im vollen Gange, wenn der Sigrialimpuls bereits vorbei ist.Doppler signals fluctuate statistically in the pulse from pulse to pulse Phasing. A control process is used to adjust the phase At the start of a pulse, it is desirable to avoid this control process ^ since it only contributes to the unrest in the control loop, without affecting the accuracy to use the frequency tracking. If there are only a few vibrations in pulse mode for frequency analysis, they fail all conventional circuits, because the phase control process is still in full swing when the signal pulse has already passed.
Während der Phasenregelung muß zwangsmäßig kurzfristig die FrequenzDuring the phase control, the frequency must necessarily be short-term
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verstellt werden. Infolge des unvollkommen abgelaufenen Regelvorganges in der reletiv langen Impulspause bleiben dann Regelabweichungen des spannungsgesteuerten Oszillators stehen, die zu großen statistischen Fehlern führen.adjusted. As a result of the imperfectly completed control process In the relatively long pulse pause, the control deviations of the voltage-controlled oscillator then remain lead to large statistical errors.
In der erfindungsgemäßen Schaltung darf bei genügender Bit-Zahl η des Schieberegisters die Phasenlage von Impuls zu Impuls beliebig schwanken, ohne daß ein Korrektursignal erzeugt wird.In the circuit according to the invention, if the number of bits is sufficient, η of the shift register the phase position from pulse to pulse as desired fluctuate without a correction signal being generated.
Die erfindungsgemäße Nachlaufschaltung ist also den Bedingungen der ϊϊ oppler-S on« r geräte angepaßt»The follow-up circuit according to the invention is therefore the conditions the ϊϊ oppler-S on "adapted to devices"
Obgleich die Sendeimpulse kohärent sind, werden die Empfangsimpulse im wesentlichen inkohärent, obwohl während des Impulses Kohärenzbeziehungen wirksam sind. Die Kohärenzzeit liegt also in der Größenordnung der Impulslänge selbst oder liegt wesentlich darunter. Die erfindungsgemäße Nachlaufsteuerung aber arbeitet mit den Eigenschaften eines schnellen Phasendiskrxminators.Although the transmit pulses are coherent, the receive pulses become essentially incoherent, although coherence relationships are in effect during the pulse. The coherence time is therefore in the order of magnitude of the pulse length itself or is significantly less. The follow-up control according to the invention works with the Properties of a fast phase discriminator.
Ausführungsbeispiele dar Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.
Fig. 1 Zeit-Impulsplan des Schieberegisters. Fig. 2 Blockschaltbild erster Art.1 timing diagram of the shift register. Fig. 2 Block diagram of the first type.
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"8" 25Q17U" 8 " 25Q17U
Fig. 3 Schaltung einee tommutativen FiltersFig. 3 Circuit of a mutative filter
Das Blockschaltbild erster Art der Fig. 2 zeigt die Funktion der erfindungsgemäßen Frequenznachlaufschaltung; Das Empfangssignal trä&'t die Dopplerfrequenz und ist auf eine passende Zwischenfrequnz umgesetzt. Beim Eingeben in die Schaltung passiert es ein fommutatives Filter 1. . Hierauf wird es in einem Begrenzer-Verstärker 2 verstärkt. Sodann wird das Signal in einem Schmitt-Trigger 3 auf digitalen Normpegel gebracht. Mit Hilfe des JK-Flipflops k wird es in den Schiebetakt gebracht. Der Schiebetakt wird von dem epannungegesteuerten Oszillator 5 mit nachgeschaltetem 2:1-Teiler erzeugt. Er wird vom Q-Ausgang des Teilers 6 den Clock-Eingängen der Flipfiops, zunächst also des Flipflops k zugeführt. Dem Flipflop k folgt ein Flipflop 7« Dieser verschiebt das Signal um einen Schiebetakt. Durch ÜND-Kombination der beiden Signale erzeugt T.or einen negativen Impuls, der mit der positiven Flanke des Eingangs-Bignals zusammenfällt und einen .Schiebetakt breit ist. Dieser Impuls wird im Tor 9 invertiert. Ein weiterer Flipflöp 10 unterdrückt den ersten vom Flipflop 7 erzeugten, vom Signal abgeleiteten Impuls, da dieser Impuls in seiner zeitlichen Lage nicht vom Signal, sondern vom .'Schieberegister 12 bestimmt sein könnte. Der Zeitfenstertakt gibt nur dann den Weg für das Empfangssignal zur Frequenzanalyse frei, wenn das Signal von störenden Nebenerscheinungen frei ist-.The block diagram of the first type of FIG. 2 shows the function of the frequency tracking circuit according to the invention; The received signal carries the Doppler frequency and is converted to a suitable intermediate frequency. When inputting into the circuit it happens a commutative filter 1.. It is then amplified in a limiter amplifier 2. The signal is then brought to the digital standard level in a Schmitt trigger 3. With the help of the JK flip-flop k , it is brought into the shift cycle. The shift clock is generated by the voltage-controlled oscillator 5 with a downstream 2: 1 divider. It is fed from the Q output of the divider 6 to the clock inputs of the flip-flops, ie initially of the flip-flop k. The flip-flop k is followed by a flip-flop 7 «. This shifts the signal by one shift clock. Through the combination of the two signals, T.or generates a negative pulse which coincides with the positive edge of the input signal and is one .Schiebetakt wide. This pulse is inverted in gate 9. Another flip-flop 10 suppresses the first pulse generated by the flip-flop 7 and derived from the signal, since the timing of this pulse could not be determined by the signal but by the shift register 12. The time slot cycle only clears the way for the received signal for frequency analysis when the signal is free of disruptive side effects.
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Der zweite vom Flipflop 7 erzeugte Impuls kann aber nur vom Signal selbst erzeugt werden. Er durchläuft das Tor 11, nachdem Q im Flipflop 10 durch den ersten Impuls auf 11 gegangen ist. Dies geschieht, nachdem das clearsignal im Schieberegister 12 weggenommen ist.The second pulse generated by the flip-flop 7 can only be from Signal generated by yourself. It passes through gate 11 after Q has gone to 11 in flip-flop 10 with the first pulse. This happens after the clear signal in the shift register 12 has been removed.
Der zweite und damit erste brauchbare Signalimpuls am Ausgang des !Tores 11 v/ird in das Schieberegister 12 eingelesen'. Das Schieberegister ist noch leer. Daher darf dieser Signalimpuls " aber noch nicht herangezogen werden zu der Entscheidung, ob ein vorhergegangener Impuls richtig im Register steht. Vielmehr vird zu diesem Zwecke erneut im JK-Flipflop 13 der zweite Impuls dadurch unterdrückt, daß dieser erst am Ende des zweiten ImpulsesThe second and thus first usable signal pulse at the output of the gate 11 is read into the shift register 12. The shift register is still empty. Therefore, this signal pulse 13 of the second pulse may "but not used in the decision, whether a previously previous pulse is positioned correctly in the register. Rather vird again for this purpose in the JK flip-flop suppressed by the fact that this only at the end of the second pulse
enen
umschaltet. Die Torei1* und 15 werd/~älso erst vom dritten Signalimpuls passiert. Inzwischen ist aber der zweite Signalimpuls durch das Schieberegister 12 gelaufen. Es steckt im Augenblick des Auftretens des dritten Signalimpulses im Tor 15· Hierfür gibt es drei Möglichkeiten, die mit dem Buchstaben a, b und c bezeichnet werden.switches. The gates 1 * and 15 are only passed by the third signal pulse. In the meantime, however, the second signal pulse has passed through the shift register 12. It is located in gate 15 at the moment the third signal pulse occurs. There are three possibilities for this, which are identified by the letters a, b and c.
a der zweite Signalimpuls steckt in einem der letzten Plätze des Registers mit Ausnahme des letztena the second signal pulse is in one of the last Places in the register with the exception of the last
b der zweite Signalimpuls steckt im letzten Platz des des Registersb the second signal pulse is in the last place of the register
c der zweite Signalimpuls ist bereits aus dem Registerc the second signal pulse is already out of register
ausgeschoben. .pushed out. .
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Fig. 1 zeigt, v/io mit jedem Schiebetakt impuls der eingespeicherte Signalimpuls um ein Bit v/eitergeschoben wird.Fig. 1 shows v / io with each shift clock pulse of the stored Signal pulse is shifted by one bit.
Fall a bedeutet, daß der Schiebetakt im Verhältnis zur Signalfrequenz zu niedrig ist. Über das mit negativer Logik arbeitende ODLR-Tor 16 besteht am Ausgang von 16 ein positiver Impuls. Die UND-Verknüpfung in Tor 17"macht zur Bedingung, daß die impulse der Tore 15 und 16 gleichzeitig vorliegen. Es wird in diesem Falle ein negativer Korrekturirapuls erzeugt. Dieser wird' über einen Flipflop* i8 getaktet und verstellt einen Vor- und Bückwärtszahler 19· Auf den Zähler 19 folgt sin Digital-Ans-log-V/ancllcr 20. Dieser regelt den spannungsgesteuerten Oszillator 5 zu höheren Frequenzen hin.Case a means that the shift clock is in relation to the signal frequency is too low. About working with negative logic ODLR gate 16 has a positive pulse at the output of 16. the AND link in gate 17 "makes it a condition that the impulses of gates 15 and 16 are present at the same time. It will be in this Case a negative correction pulse is generated. This will 'over a Flip-flop * i8 clocked and adjusts an up and down counter 19 The counter 19 is followed by sin digital-Ans-log-V / ancllcr 20. This regulates the voltage controlled oscillator 5 towards higher frequencies.
Im Falle b stehen Signalfrequenz und die Frequenz, des TaktoszillatorB im richtigen Verhältnis. Es soll .daher kein Korrekturimpuls entstehen. Es kann aber auch am Tor 17 kein Impuls entstehen.In case b, the signal frequency and the frequency of the clock oscillatorB are given in the right proportion. There should therefore be no correction pulse. However, no impulse can arise at gate 17 either.
Liegt Fall a nicht vor, so erfüllt das Invertertor 22 die Bedingung, daß das Tor 21 Korrekturimpulse zum Verstellen zu tieferen Frequenzen hin liefert. Es würde aber auch der Fall b nicht erfüllt sein. D«b wird dadurch verhindert, daß das 16. Bit direkt an den dritten Eingang des Tores 21 angeschlossen ist.If case a is not present, the inverter gate 22 fulfills the condition that the gate 21 supplies correction pulses for adjusting to lower frequencies. However, case b would also not be fulfilled. D «b will this prevents the 16th bit from being connected directly to the third input of gate 21.
Ist also die Taktfrequenz zu niedrig, so wird im Flipflop 18 ein Korrekturimpuls erzeugt.If the clock frequency is too low, then in flip-flop 18 a Correction pulse generated.
Ist die Taktfrequenz richtig, so wird ; Weder im Flipflop i8_ :If the clock frequency is correct, then; Neither in the flip-flop i8_:
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- . ' 25017-U-. '25017-U
noch im Flip flop 22a, dag dem Tor 21 nachgeschaltet ist, ein Korrektur impuls erzeugt und liegt weder Fall a n-jch Fallt vor und ist die Taktfrequenz zu hoch, so wird im Flipflop 22aein Korrekturimpuls erzeugt.still in the flip flop 22a, which is connected downstream of the gate 21 Correction impulse is generated and there is neither case an n-jch case before and if the clock frequency is too high, a correction pulse is generated in flip-flop 22a generated.
Eb erscheint auf den ersten Blick, als ob die Quantisierung in zum Beispiel nur sechzehn Schieberegisterplätze die Frequenznachlaufschaltung verhältnismäßig grob und diskontinuierlich arbeiten lassen. Es hat sich aber durch praktische Versuche erwiesen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur wesentlich schneller, sondern auf.1i genauer ohne OberRchwingpn nachregelt, bis der Abgleich erreicht ist,als man es bei dieser Bitzahl erwartet.At first glance, Eb appears as if the quantization in, for example, only sixteen shift register locations is the frequency tracking circuit let work relatively coarse and discontinuous. However, practical tests have shown that the device according to the invention not only readjusts much faster, but also readjusts more precisely without OberRchwingpn until the adjustment is reached than expected with this number of bits.
Wird das ODER-Tor 16 auch'an das n.Bit des Schieberegisters angeschlossen, so entfällt die Blockierung des Tores 21 durch das n.Bit.If the OR gate 16 is also connected to the nth bit of the shift register, this eliminates the blocking of gate 21 by the n bit.
Beia Abgleich stellt sich eine Taktfrequenz ein, die . malDuring the adjustment, a clock frequency is set that. times
so groß ist wie die Signalfrequenz.Ist, wie in Fig. 2, das Schieberegister 16 Bit lang, so ist die Taktfrequenz — höher. Bei dieser Schaltung wird der Fall b eliminiert. Es ergibt sich eine echte Zweipunktregelung, welche in manchen Fällen erwünscht sein kann.. is as large as the Signalfrequenz.Ist as shown in Figure 2, the shift register 16 bits long, so the clock frequency - higher. With this circuit, case b is eliminated. The result is a real two-point control, which can be desirable in some cases.
Die Eigenschaften der Dopplernachlaufregelung lassen sich wesentlich verbessern, wenn das Empfangssignal gefiltert ist. Dazu muß das Zentrum der Durchlaßkurve des Filters dem. Schwerpunkt des Doppler-The properties of the Doppler follow-up control can be significantly reduced improve when the received signal is filtered. To do this, it must Center of the transmission curve of the filter dem. Focus of the Doppler
- 1- 1
spektrums folgen. Dazu dient ein kommutatives Filter/TFig. 3). Demfollow the spectrum. A commutative filter / TFig is used for this. 3). To the
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kommutativen elektrisch nachsteuerbaren Filter 1 ist ein Emitterfolger 23 nachgeschaltet. Diesem folgt ein selektiver Bandpaß 24, der das gesamte Betriebsfrequenzband einengt.commutative electrically controllable filter 1 is an emitter follower 23 connected downstream. This is followed by a selective bandpass filter 24 which covers the entire operating frequency band constricts.
Das kommutative Filter 1 wird über den Eingang 25 mit der Führungsfrequenz angesteuert. Diese wird über einen Teiler 26 vom spannungsgesteuerten Oszillator 5 bzw. Teiler 6 abgeleitet. Hat das Schieberegister zum Beispiel l6 Bit, so muß die Taktfrequenz l6 mal höher liegen als die Signalfrequenz im abgeglichenen Zustand. Der Teiler 6 muß ein Teilerverhältnis Ii4 haben. Das kommutative Filter 1 läßt dann ein Frequenzband durch, das symmetrisch zur Signalfrequenz liegt.The commutative filter 1 is via the input 25 with controlled by the reference frequency. This is via a divider 26 from the voltage-controlled oscillator 5 or Divisor 6 derived. For example, if the shift register has 16 bits, the clock frequency must be 16 times higher than the signal frequency in the balanced state. The divider 6 must have a division ratio Ii4. That Commutative filter 1 then lets through a frequency band that is symmetrical to the signal frequency.
Die Bandbreite des Dopplersignals steigt aus physikalischen Gründen mit höherer Geschwindigkeit an. Dazu ist erwünscht, daß die Bandbreite kontinuierlich oder stufenlos umschaltbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Längswiderstand in mindestens zwei Teilwiderstände 27, 28 aufgeteilt ist. Mindestens einer davon, beispielsweise 27» wird von einem Feldeffekttransistor 29 überbrückt, indem die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 20 über die Leitung 30 bei einer bestimmten Höhe dieser Ausgangsspannung überbrückt wird, die mit einem Potentiometer 31 eingestellt werden kann. Damit wird die Durchlaßbandbreite erhöht.For physical reasons, the bandwidth of the Doppler signal increases at a higher speed. Is to it is desirable that the bandwidth can be switched continuously or steplessly. According to the invention, this is thereby achieved achieves that the series resistance is divided into at least two partial resistances 27, 28. At least one of them, for example 27 », is bridged by a field effect transistor 29 by the output voltage of the digital-to-analog converter 20 via the line 30 at a certain level of this output voltage is bridged, which is set with a potentiometer 31 can be. This increases the pass bandwidth.
Das kommutative Filter 1 ist teilweise durch den Widerstand 32 überbrückt. Dieser Widerstand führt der Nachlaufschaltung nach demThe commutative filter 1 is partially bridged by the resistor 32. This resistance leads the follow-up circuit after this
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"·15~ 25017 H"· 15 ~ 25017 H
Einschalten des Gerätes die Signalfrequenz geschwächt zu, bis der Abgleich vollzogen ist und das gefilterte Signal über den Weg 27, 28 ungeschwäcM passieren kann, über Regelverstärker wird das Ausgangssignal im nichtabgeglichenen wie im abgeglichenen Zustand konstant gehalten.Switching on the device the signal frequency is weakened until the adjustment is completed and the filtered signal can pass through the path 27, 28 without weakening, via the control amplifier the output signal is not adjusted as well as adjusted State kept constant.
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