DE2554443C2

DE2554443C2 - Vorrichtung zur Bildung von Kanälen unter Zuhilfenahme von gleichmäßig auf einer Kreislinie verteilten Detektoren

Info

Publication number: DE2554443C2
Application number: DE2554443A
Authority: DE
Inventors: Guy Le Plessis Robinson Parent
Original assignee: Compagnie Industrielle de Telecommunication CIT Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1974-12-10
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1984-01-12
Also published as: US4042930A; FR2294589B1; FR2294589A1; NL7514417A; GB1534131A; DE2554443A1

Description

Fd = --Fv

erfolgt, wobei die auf den parallelen Ausgängen (621) der-Stufen (611) erhaltenen SignaLdie parallelen Eingänge (461) der Stufen (460) der Entnahmeregisterpaare (450, 451, 420) freisetzen, wobei die Freisetzung der (k - H) Stufen (460) jedes Registers (450,451) jedes Registerpaares (420) durch dieselbe Stufe (611) des Adressenregisters (610) gesteuert n wird, während die übrigen A Stufen (460) durch die folgende Stufe (611) des Adressenregisters (610) gesteuert werden, wobei Aje nach dem betrachteten Entnahmeregisterpaar (450, 451, 420) Werte von 0 bis Ar — 1 annehmen kann. j. ι

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und Einspeicherungsmittel (200) k Eingangsschieberegister (250) aufweisen, wobei A:eia Untervielfaches von //ist und jedes Eingangsregister (250) HIk Stufen (251) umfaßt, von denen jede durch einen Kodierer (Γ, 2',...) gespeist wird, und wobei die Eingangsschieberegister (250) mit einer Frequenz

40

gefüllt und alle XIFv Perioden ausgelesen werden, wobei die Ausgänge der Schieberegister (250) an ein Sammelschienensystem (300) mit k parallel verlaufenden Schienen (350) angeschlossen sind, von denen jede mit dem Ausgang eines Schieberegisters (350) angeschlossen sind, von denen jede mit dem Ausgang eines Schieberegisters (250) verbunden ist, und daß die Entnahmemittel (400) maximal HIk Gruppen (420') von vier Entnahmeschieberegistern (450', 45Γ, 452', 453') umfassen, wobei jede Gruppe (420') aus zwei Registerpaaren (47·', 47Γ) gebildet wird und jedes Paar seinerseits aus einem ernten und einem zweiten hintereinander geschalteten Register besteht, wobei jede Gruppe (420') ein Registerpaar (470') enthält, das einspeichert, während das andere (47Γ) gerade ausgelesen wird, wobei der parallele Eingang der /-ten Stufe jedes Registers (450', 45Γ, 452', 453') jeder Gruppe (420') mit der /-ten Sammel- t,o schiene (350) verbunden ist, wobei /alle Werte von 1 bis fc annehmen kann, wobei der Eingang der Kette (40) sowie der Seiteneingang jedes Addierers (41) mit dem Ausgang eines entsprechenden, zwei Eingänge aufweisenden Umschalters (430') verbunden b5 ist, wobei einer der Eingänge jedes Umschalters (430') an den parallelen Ausgang einer der k Stufen des ersten Registers (450') eines der Paare (470') einer bestimmten Gruppe (42O'> angeschlossen ist, während der andere Eingang mit dem parallelen Ausgang der Stufe desselben Rangs des ersten Registers (4520 des anderen Paares (471*) derselben Gruppen (4200 verbunden ist, und wobei die Freigabe der parallelen Eingänge (4610 der Entnahmeregister (450', 451', 452', 4530 über Steuermittel (500) geschieht und ^aufeinanderfolgende Stufen der Entnahmeregisterpaare (470', 4710 mit der Frequenz F_H geleert werden.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (5000 ein auf sich selbst zurückgeschleiftes Adressenregister

TJ

(610') aus - Stufen (6110 umfassen, dessen parallele Eingänge (621) an die Ausgänge eines Multiplexers

IJ

(630) mit — Ausgängen (631) angeschlossen sind, der

seinerseits ein sequentiell mit der Frequenz Fv von einem Ausgang des Multiplexers (630) zum nächsten geleitetes Einheitensignal empfängt, wobei das Adressenregister (610) durch den Multiplexer alle 1 / Fv Perioden geladen wird, während das Umlaufen

WJ

des Einheitensignals in den — Stufen (611) des

Adressenregisters mit der Frequenz

erfolgt, wobei die auf den parallelen Ausgängen

WJ

(621) der - Stufen (611) erhaltenen Signale die parallelen Eingänge (461) der Stufen (460) der Gruppe (420') von Entnahmeregisterpaaren (450', 45Γ, 452', 453') freisetzen, wobei diese Freisetzung der k Stufen (460') des ersten Registers (450') eines Paares (470') einer Gruppe (420') durch eine Stufe (611) des Adressenregisters (610) gesteuert wird, während die k Stufen des zweiten Registers (451') desselben Paares (470') durch die folgende Stufe (611) des Adressenregisters (610) gesteuert wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bildung von Kanälen unter Zuhilfenahme von auf einer kreisförmigen Basis verteilten Detektoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung, die bei Sonaren und Radargeräten Anwendung finden kann, wird in den DE-OS 22 19 678.7 und 20 29 712.5 beschrieben.

Die Verteilungsmittel bestehen dabei aus TVMultiplexern, von denen jeder //Eingänge aufweist, was einen sehr großen Materialaufwand bedeutet.

Aufgabe der Erfindung ist eine Vereinfachung dieser Verteilungsmittel.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verteilungsmittel Abtast- und Einspeichermittel für die aus den //Kodierern stammenden Signale, ein Sammelschienensystem, über das sequentiell alle eingespeicherten Signale laufen, Mittel, mit denen die Signale mit der Frequenz F_H dem Sammelschienensystem entnommen werden, um dem Eingang der Kette und den Seiteneingängen der (N - 1) Addierer zugeführt zu werden, sowie Mittel zur Steuerung der Entnahmemittel umfassen.

Merkmale bevorzugter Ausführungsbeispiele der

Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden vier Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Kanalbildungsvorrichtung bekannter Bauart.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen jeweils eine von drei Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Kanalbildungsvorrichtung bekannter Bauart dargestellt.

Diese Vorrichtung umfaßt H fortlaufend numerierte Detektoren, die gleichmäßig auf einer kreisförmigen Basis C innterhalb eines Winkels α verteilt sind. Jeder Detektor, wie beispielsweise dem Kodierer Γ, verbunden, der das vom jeweils zugeordneten Detektor gelieferte Signal rein binär verschlüsselt. Die Kodierer Γ, 2' usw. können vorteilhafterweise aus Begrenzerkreisen bestehen. Die Ausgänge aller dieser Kodierer sind mit einer Verteilungsvorrichtung 20 verbunden, die aus N Multiplexern 21, 22, 23, 24 mit H Eingängen besteht.

Ferner enthält die Vorrichtung eine Kette 40 mit einer Folge von sich mit (N-]) Addierern 41,42,43 abwechselnden (N- 1) Verzögerungsvorrichtungen 31, 32, 33.

Jeder Addierer besitzt einen Eingang A, mit dem er an den Ausgang der vorhergehenden Verzögerungsvorrichtung angeschlossen ist, sowie einen Seiteneingang B. Der Addierer bildet die Summe ader auf seinen Eingängen A und B empfangenen Informationen, die aus mehreren parallel eintreffenden Bits bestehen können.

Jede Verzögerungsvorrichtung enthält eine bestimmte Anzahl von elementaren Verzögerungszellen.

Jede Zelle kann ein Signal aus «parallel angeordneten Bits um r verzögern.

Der Ausgang des Multiplexers 21 führt zum Eingang der Kette 40 und somit der Verzögerungsvorrichtung 31, während die Ausgänge der Multiplexer 22, 23 und 24 mit den Seiteneingängen B der Addierer 41, 42,43 verbunden sind.

Jeder Gruppe von ./V aufeinanderfolgenden Detektoren ordnet man eine Ausbreitungsrichtung 70 einer ebenen Welle 80 zu.

Angenommen, die Welle 80 breitet sich in der Richtung 70 aus und trifft zunächst auf den Detektor 6. Dann erreicht die Welle anschließend die Detektoren 5 und 7 und daraufhin die Detektoren 4 und 8. Die Verzögerung der Vorrichtung 31 wird auf n_} festgelegt, ein Wert, der die Differenz zwischen den Zeiten, die die Welle benötigt, um bei der angenommenen Richtung 70 den Detektor 6 und die Detektoren 5 und 7 zu erreichen.

Die Verzögerungsvorrichtung 31 umfaßt somit n, elementare Verzögerungszellen.

Die Verzögerungsvorrichtung 32 umfaßt n₂ elementare Verzögerungszellen, wobei n₂ · r gleich der Ausbreitungszeit der der Richtung 70 folgenden Welle zwischen den Detektoren 6 und 8 ist

Allgemeiner ausgedrückt enthält die p-te Verzögerungsvorrichtung n_p elementare Verzögerungszellen, wobei n_p · τ gleich der Ausbreitungszeit der der Richtung 70 folgenden Welle zwischen den an p-ter Stelle und an (p + )-ter Stelle erreichten beiden Detektoren ist.

Um zu sehen, ob die Ausbreitung in der Richtung 70 erfolgt bzw. den Kanal 70 ausbildet, muß über den Multiplexer 21 der Ausgang des dem Detektor 7 zugeordneten Kodierers T auf den Eingang der Verzögerungsvorrichtung 31 und anschließend um eine Zeit n, - r später über den Multiplexer 22 der Ausgang des dem Detektor 6 zugeordneten Kodierers 6' auf einen Eingang des Sekundäraddierers 41 und um n₂ · τ verzögert über den Multiplexer 23 der Ausgang des dem Detektor 8 zugeordneten Kodierers 8' auf den Eingang B des Addierers 42 und schließlich, um n₃ · r verzögert, über den Multiplexer 24 der Ausgang des dem Detektor 5 zugeordneten Kodierers 5' auf den Eingang B des Addierers 43 gegeben werden.

Am Ausgang der Kette 40, d. h. des letzten Addierers

ίο 43, erhält man eine Information S₇₀, die evtl. mehrere Bits aufweist.

Um festzustellen, ob die Ausbreitung der Welle in der Richtung 71 erfolgt, die im Verhältnis zur Richtung 70 nach rechts um einen Mittelpunktswinkel verschoben

ii ist, der gleich dem die beiden aufeinanderfolgenden Detektoren trennenden Bogen ist, genügt es, die aus den den Detektoren 8, 9, 7, 6 zugeordneten Kodierern stammenden Signale auf die entsprechenden Eingänge zu geben.

Da die sich in der Richtung 71 ausbreitende Welle die Detektoren in der folgenden Reihenfolge erreicht: 8, 9, 7, 6 müssen das aus dem Detektor 8 stammende Signal auf die Verzögerungsvorrichtung 31, anschließend, B₁ ■ τ später, das aus dem Detektor 7 stammende Signal auf den Addierer 41 und n₂ r später das aus dem Detektor 9 stammende Signal auf den Addierer 42 und schließlich, um n_} · r verzögert, das aus dem Detektor 6 stammende Signal auf den Addierer 43 gegeben werden.

jo Am Ausgang des Addierers 43, der das Summensignal S₇₁ liefert, erhält man so ρ = H(N - I) Richtungen, die gleichmäßig in einer Ebene innerhalb eines Winkels a verteilt sind.

Wenn die //Detektoren übe·" die gesamte Kreisbasis

J5 hinweg verteilt sind, kann man H gleichmäßig in der Ebene verteilte Richtungen erhalten, von denen jede einer Gruppe von N Detektoren zugeordnet ist.
Ein Taktgeber 100 liefert Impulse mit der Frequenz

die den Verzögerungszellen der Verzögerungsvorrichtungen zugeleitet werden, wodurch die Signale entlang der Kette weiterrücken. Außerdem werden die Impulse des Taktgebers mit der Frequenz F_H den Multiplexern zugeführt und dienen zur Abtastung der Signale. Die Verzögerungsvorrichtungen bestehen aus parallel angeordneten Schieberegistern, von denen jedes dem

so Durchgang eines Bits des am Ausgang eines Addierers erhaltenen Signals dient.

Für den Fall, daß N = 4 ist, umfaßt die Verzögerungsvorrichtung 31 ein einziges Schieberegister, während die Verzögerungsvorrichtung 32, die eine Summe aus drei Binärsignalen aufnehmen muß, zwei parallel liegende Schieberegister aufweist Die Vorrichtung 33, die von dem aus den drei Binärsignalen gebildeten Summensignal durchlaufen wird, enthält ebenfalls zwei parallele Schieberegister.

Alle parallel angeordneten Schieberegister weisen natürlich dieselbe Anzahl von Stufen auf, und die auf demselben Niveau liegenden Stufen bilden eine elementare Verzögerungszelle.
Alle \/F_H Perioden empfangen der Eingang der Kette und der Seiteneingang jedes der (N-1) Addierer die aus den jV Kodierern, von denen jeder eine bestimmte Nummer besitzt, stammenden Signale und in der darauffolgenden l/F^-ten Periode empfangen der Ein-

gang der Kette und der Seiteneingang jedes Addierers jeweils das von einem Kodierer, dessen Nummer im Verhältnis zur Nummer des während der vorhergehenden 1/F/y-ten Periode ein Signal liefernden Kodierers um 1 erhöht ist, stammende Signal.

Zur Bildung von PKanälen beaufschlagt man

- den Eingang der Kette mit den P Detektoren, die als erste in jedem Kanal erreicht werden,

- den Seiteneingang des ersten Addierers mit den P Detektoren, die als zweite erreicht werden,

- den Seiteneingang des q-ten Addierers mit den P Detektoren, die als (q + l)-te in jedem Kanal erreicht werden,

- und den Seiteneingang des (N- l)-ten Addierers mit den PDetektoren, die als AMe in jedem Kanal erreicht werden.

Fe=F_H- -.

Fig. 2 stellt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kanalbildungsvorrichtung dar.

Diese Vorrichtung enthält dieselben Bestandteile wie die bekannte Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit Ausnahme der Verteilungsmittel 20. Sie umfaßt eine Reihe von //Detektoren (nicht hier dargestellt), die gleichmäßig auf einen Kreis verteilt sind und denen Kodierer (nicht hier dargestellt) nachgeschaltet sind, weiterhin eine Kette 40 aus einer Folge von mit N - 1 Addierern 41 sich abwechselnden N-I Verzögerungsvorrichtungen 31.

Die Verteilungsmittel umfassen ein Schieberegister 200, das aus //Stufen 201 besteht.

Jede Stufe 201 weist einen parallelen Eingang auf, der mit dem Ausgang eines Kodierers verbunden ist.

Der Ausgang des Registers 200 ist an eine Sammelschiene 300 angeschlossen.

Das Schieberegister wird mit der Frequenz F_H geleert.

Auf diese Weise laufen in jeder l/F^-ten Periode sämtliche aus den H Kodierern stammenden Signale über die Sammelschiene 300.

Ferner weist die Vorrichtung Mittel 400 auf, mit denen die Signale von der Sammelschiene 300 entnommen werden können.

Diese Entnahmemittel bestehen aus N Pufferspeichern 401,402,402,403,404, deren Speiseeingänge 411 mit der Sammelschiene 300 verbunden sind.

Der Ausgang 431 des Speichers 401 steht mit dem Eingang der Kette 40 in Verbindung, während die Ausgänge der N- 1 übrigen Speicher an die Eingänge der zur Kette 40 gehörenden Addierer angeschlossen sind.

Jeder Pufferspeicher wie beispielsweise 401 umfaßt außerdem einen Steuereingang 421, über den der Speiseeingang des Pufferspeichers freigesetzt wird,

20

In dieser bekannten Vorrichtung erhält man sequentiell am Ausgang der Kette mit der Frequenz F_H die Werte 5_W aller Detektorengruppen und somit aller Kanäle, die alle um denselben Winkel zu den benachbarten Kanälen verschoben sind. Das einem bestimmten Kanal entsprechende maximale Signal F_w liefert die Einfallsrichtung der ebenen Welle mit einer Annäherung, die in der Größenordnung des zwei aufeinanderfolgende Kanäle trennenden Winkels liegt.

Das Signal S_Hmxa mit einer Frequenz Feerneuert, die gleich F₁₁ dividiert durch die Anzahl der gebildeten Kanäle ist.

damit das Signal, das zum Zeitpunkt der Aktivierung des Steuereingangs über die Sammelschiene läuft, durch den Pufferspeicher entnommen werden kann.

Es müssen zu allen l/F^-ten Zeitpunkten //Entnahmen durchgeführt werden.

Die Signalentnahmen werden zu Zeitpunkten X + a für den Speicher 401, X +ß für den Speicher 402, X + γ für den Speicher 403, X + δ für den Speicher 404 durchgeführt.

Jfist eine von 1 bis P veränderliche Zahl, die alle 1/Fhten Perioden um 1 erhöht wird, und Pist die Anzahl der gebildeten Kanäle.

Wenn der Entnahmezeitpunkt des ersten Pufferspeichers 401 der Zeitpunkt X + α ist, so ist der Entnahmezeitpunkt des zweiten Pufferspeichers 402 der Zeitpunkt

X + a-l- (P-Ii₁),

wobei n, die Anzahl der elementaren Verzögerungszellen der Verzögerungsvorrichtung 31 darstellt.

(P - Ji₁) bedeutet die Ordnungszahl des am ersten Eingang des ersten Addierers vorhandenen Kanals, wenn der Kanal 1 am Eingang der Kette 40 vorliegt.

X muß um 1 vermindert werden, wenn man den Entnahmezeitpunkt erhalten will, da angenommen wurde, daß beim Erarbeiten einer Einfallsrichtung der zweite betrachtete Detektor derjenige mit dem darunterliegenden Rang sein soll.

Daraus ergibt sich

ß = n_]-P-\+a.

Derate Entnahmezeitpunkt (für den r-ten Pufferspeieher) wird durch die Relation:

angegeben, wobei n, die Anzahl der Elementar- und Verzögerungszellen darstellt, die diejenige Verzögerungsvorrichtung bilden, die zwischen dem (1 - 1 )-ten

(a)*
und dem /-ten Addierer liegt; ±^- gibt den ganzzahligen

Bereich von — an.

Die Ausdrücke der Form

werden im Modulo /'berechnet, so daß sie positiv und kleiner als P sind.

Der JV-te Entnahmezeitpunkt (für den N-tcn Pufferspeicher) ist:

- Die Entnahmezeitpunkte werden durch Steuermittel 500 bestimmt

Diese Steuermittel SOO umfassen ein Adressenregister 510, das auf sich selbst zurückgescnleift ist und //Stufen 501 enthält Jede Stufe weist einen Eingang 511 und einen parallelen Ausgang 521 auf.

Die parallelen Eingänge 511 sind an die Ausgänge 531 eines Multiplexers 530 angeschlossen. Dieser Multiple-

xer erhält ein Einheitensignal und wird durch einen Zähler 540 gesteuert, der zu jeder l//)_rten Periode einen Ausgang des Multiplexers freigibt. Der freigegebene Ausgang ist jeweils derjenige, der einem zu einer um 1///, vorausgehenden Periode freigegebenen Ausgang benachbart ist.

Somit werden alle 1 //'„ Perioden eine Stufe des Schieberegisters 510 mit dem Einheitensignal aufgeladen.

Will man alle !//"«-ten Perioden (/ewird so gewählt, daß es größer ist als 2/_s) PKanäle bilden, von denen jeder einer Gruppe von NDetektoren zugeordnet ist, so müssen /"aufeinanderfolgende Entnahmen alle l//e-ten Perioden mit den N Pufferspeichern durchgeführt werden. Die Ausgänge der N Stufen des Adressenregisters 510 sind mit den Steuereingängen der NPufferspeicher verbunden. Wenn das Einheitensignal im Register 510 mit der Frequenz Fd = H- ///umläuft, so liefert jede der /VStufen zu den Zeitpunkten X + a, X +ß. X + y. X + ό einen Impuls.

Zu diesem Zweck müssen die /YStufen unter Berücksichtigung der für α,β, γ und <5 erstellten Formeln geeignet gewählt werden.

In der folgenden —ten Periode wird mit Hilfe des

Multiplexers 530 ein neues Einheitensignal in eine Stufe des Registers 510 eingeführt, die im Verhältnis zur Stufe, in die das Einheitensignal zuvor eingeführt war, um eine Stelle nach hinten verschoben ist. Mit Hilfe dieser Schaltung können alle V bei jeder Periode MF_n um 1 verschoben werden.

Der Zähler 540 wird durch die Frequenz /"//getaktet und bei jedem p-ten Impuls auf Null zurückgestellt. Es ist möglich, das Signal 1 zu jedem l//_/rten Zeitpunkt um ρ Stufen des Registers 510 zu verschieben, wodurch die Kanäle Vi, Vi + p. Vi + 2p hergestellt werden können. Hierzu genügt es, den Zähler 540 mit der Frequenz /"//Zu beaufschlagen, was mit Hilfe eines einstellbaren Frequenzmultipliziere rs 550, der durch die Frequenz /■'/, gespeist wird, erreicht werden kann.

Der Taktgeber 100 liefert ein Pilotsignal mit der Frequenz /_w sowie ein Pilotsignal mit der Frequenz Fd - H- F_H. Die Freqenz/„kann durch Teilung der Frequenz Fderhalten werden. Die Frequenz /"„steuert das Füllen des Registers 200 durch die //Kodierer. das Lesen und die Nullrückstellung der ,V Pufferspeicher, das Weiterrücken der in der Kette 40 enthaltenen Informationen um eine Zelle «Jer Verzögerungsvorrichtung, die Nullrückstellung des Registers 510 und seine Füllung durch den Multiplexer 530.

Die Frequenz Fd = H ■ F_H steuert das Lesen der im Register 200 enthaltenen Informationen sowie den Umlauf des Einheitensiytnals im Register 510.

In einer Periode 1//"/,,laufen die Vorgänge in folgender Reihenfolge ab:

Füllen des Registers 200,

- Einfuhren einer »1« in das Register 510,

- Umlaufen der im Register 200 enthaltenen Informationen auf der Sammelschiene 300 mit der Frequenz H ■ F_n,

- Synchronumlauf der »1« mit der Frequenz H ■ F_H im Register 510,

- Entnahme der auf der Sammelschiene 30Θ umlaufenden Informationen durch die zu den gewünschten Zeitpunkten durch das Register 510 freigegebenen Pufferspeicher,

- Eingabe am Eingang der Kette 40 und in die Addierer der in den Pufferspeichern enthaltenen Signale,

Verschieben um eine Stelle aller in der Kette enthaltenen Signale
und Löschen der im Register 510 enthaltenen »1«.

So erhält man, wie mit der Vorrichtung gemäß F ig. 1, in jeder l//p-ten Periode am Ausgang der Kette eine Folge von /'Summensignalen, die jeweils einem Kanal entsprechen. Das Maximumsignal gibt dann den Kanal an, an den sich die wirkliche Ausbreitungsrichtung der Welle am weitesten annähert.

Die Kanalbildungsvorrichtung gemäß Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Diese Vorrichtung enthält dieselben Mittel wie die Vorrichtung gemäß Fig. i mit Ausnahme der Mittel, mit denen die Informationen auf die Kette 40 verteilt werden Sie enthalt eine Reihe von H Detektoren, die gleichmäßig auf einem Kreis verteilt angeordnet sind und denen jeweils eine Binärkodierer (beide hier nicht dargestellt) nachgeschaltet ist. Die Vorrichtung enthält weiterhin eine Kette 40. die aus einer Folge von sich mit [N- 1) Addierern 41 abwechselnden (V- 1) Verzögerungsvorrichtungen 31 besteht.

Die Verteilungsmittel enthalten AEingangsschieberegister 250 (A- ist ein Untervielfaches von H). die parallel angeordnet sind. Jedes Register 250 enthält Hlk Stufen 251.

Jede Stufe 251 der Register ist so mit einem Kodierer verbunden, daß die erste Stufe des ersten Registers an den dem ersten Detektor zugeordneten Kodierer, die erste Stufe des ersten Registers an den dem ersten Detektor zugeordneten Kodierer, die erste Stufe des zweiien Registers an den dem Detektor 2 zugeordneten Kodierer, die erste Stufe des Α-ten Registers an den dem Detektor A zugeordneten Kodierer, die zweite Stufe des ersten Registers an den dem (A.+ 1 Ken Detektor zugeordneten Kodierer, die zweite Stufe des Α-ten Registers an den dem 2A-ten Detektor zugeordneten Kodierer und die Me Stufe des ./-ten Registers an den dem (A(/-l)+y)-ten Detektor zugeordneten Kodierer angeschlossen ist.

Jedes Schieberegister 250 ist mit seinem Ausgang an eine Sammelschiene 350 angeschlossen. Somit sind k Sammelschienen 350 in paralleler Anordnung vorhanden.

Die Vorrichtung enthält weiterhin Λ' Paare 420 von Entnahmeschieberegistern 450. 451. die als Push-Pull-Register geschaltet sind. Jedes dieser Register enthält A-Stufen 460. wobei jede Stufe an eine der Sammelschienen 350 angeschlossen ist. so daß jedes Register die von den A- aufeinanderfolgenden Kodierern stammenden Signalabtastproben registrieren kann. Der Ausgang eines Paars von Schieberegistern ist mit dem Eingang der Kette 40. der Ausgang der übrigen N - 1 Registerpaare mit dem Seiteneingang eines Addierers der Kette 40 verbunden.

Der Ausgang jedes Registerpaars 420 ist mit einem Umschalter 430 versehen.

Die Steuerung der parallelen Eingänge 461 der Stufen 460 der Schieberegister 450 oder 451 erfolgt beim Entnehmen der auf den A: Sammelschienen 350 umlaufenden Informationen übet Steuermittel 500. Diese Steuermittel umfassen ein Schieberegister 610, das Adressenrsgister genannt wird und auf sich selbst zurückgeschleift ist sowie aus fl7A:Stufen 611 besteht; die parallelen Eingänge 621 dieser Stufen 611 sind mit den HIk Ausgängen 631 eines Multiplexers 630 verbunden, dessen Eingang mit dem Signal »1« beaufschlagt wird, das unter der Wirkung eines Zählers 640, der mit der Fre-

quenz Fz gespeist wird, mit der Frequenz Fv = FJkvon Ausgang zu Ausgang weitergeleitet wird.

Das Füllen der Register 45·, 451 geschieht für die meisten dieser Register in zwei Takten.

Zu einem Zeitpunkt α werden die Ar- h ersten Stufen des Registers 450 und zu einem Zeitpunkt a +1 die übrigen Stufen gefüllt; h kann einen Wert von 0 bis k-1 annehmen. Sein Wert ist Null, wenn das erste in einen Addierer einzugebende Signal von einem Kodierer stammt, der einem Detektor zugeordnet ist, dessen Rang sich als qk+1 darstellen läßt (q ist eine ganze Zahl ungleich Null). Die Adresse für die in einem Mal aufgeladenen Entnehmeregister sowie die Adressenpaare a- a +1 für die in zwei Malen aufgeladenen Register werden durch die Ausgänge des Adressenregisters 610 geliefert.

Die in Fig. 3 dargestellt Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Die k Eingangsschieberegister 250 werden mit der Frequenz Fv = F₁₁Ikaufgefüllt, was durch die eingegebenen Koinzidenzrückstellungsmerkmale, beispielsweise Fv > 36 F₅, möglich ist.

Diese Ar Register werden mit der Frequenz Fv geleert, so daß die Stufen dieser A:Register also mit der Frequenz

geleert werden, und die Signale laufen auf den Ar Sammelschienen mit der Frequenz Fd um.

Das heißt, daß zu jeder 1/Fv-ten Periode die ///Ar in jedem der Eingangsregister registrierten Signale auf der jeweils zugeordneten Sammelschiene umlaufen, und alle Id(H ■ Fv) Zeitpunkte k Signale parallel auf den Ir Sammelschienen umlaufen, d. h. zunächst die Signale von 1 bis A: und anschließend die Signale A; + 1 bis 2Ar usw.

Die Entnahme der A: Signale, die jedes Entnahmeregister füllen sollen, geschieht zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten α und a +1 für die A ersten (A < Ar) und für die Ar - Λ letzten Signale. Die diesen beiden Zeitpunkten entsprechenden Impulse werden von zwei aufeinanderfolgenden Ausgängen des Adressenregisters geliefert, dessen Stufen mit eier Frequenz

gesteuert werden.

Am Ende der Periode l/Fv sind die iVEntnahmeregister 450 gefüllt.

Während der folgenden Periode 1 IFv werden die Λ^Γ Entnahmeregister 451 zu den Zeitpunkten (a +1, a + 2) gefüllt, während die Register 450 mit der Frequenz F_H'm die Kette entleert werden.

Die Verschiebung der Adressen um 1 alle 1/iv Perioden wird durch das Awdressenregister erreicht.

Ein Taktgeber IM liefert die Frequenz

"-4

Fv

sowie die Frequenzen Fv und Fg.

Mit der Frequenz F_H werden die aus den Entnahmeregistern stammenden Informationen am Eingang der Kette 44 und den Seiteneingängen der Addierer zugeführt Betrachtet man einen beliebigen Addierer, so empfangt er in einer ersten Periode XIFv die aus den Kodierern

ik+j bis (j + 1) k+j-l

stammenden Informationen und anschließend in einer zweiten Periode lIFvdit aus den Kodierern

(/ +1) k+j bis (/ + 2) k+j -1

stammenden Informationen; diese Vorgänge wiederholen sich, bis sämtliche aus den Kodierern stammenden Informationen weitergeleitet sind. Die letzten weitergegebenen Informationen stammen dann aus den Kodierem

0-1) k+j bis ik+j-I.

Die in Fig. 4 gezeigte Kanalbildungsvorrichtung ist

besonders dann vorteilhaft, wenn die Frequenz Fd = H ■ Ftf hoch ist und Anzahl Af der für die Kanalbildung

ti

gewählten Detektoren größer als — ist.

• Die Vorrichtung gemäß Fi g. 4 enthält dieselben Bestandteile wie die in Fi g. 3 gezeigte Vorrichtung mit Ausnahme der Paare 420 der Register 450, 451, die Lf

durch — Gruppen 420' von vier Entnahmeschieberegistern 450', 451', 452', 453' ersetzt wurden.

Jedes der Register 450' bis 453' enthält Jt Stufen 46·'. Die Register 450' und 451' sind in Reihe geschaltet und bilden ein erstes Paar 470', die Register 452' und 453' sind in Reihe geschaltet und bilden ein zweites Paar 471'. Die Eingänge der ersten Stufe jedes Entnahmeregisters 45«', 451', 452', 453' sind an die erste Sammelschiene angeschlossen, die ihrerseits mit dem Ausgang des ersten Eingangsregisters 250 verbunden ist. Ebenso sind die Eingänge 461' der /-ten Stufe 460'jedes Entnahmeregisters 450', 451', 452' und 453' mit der /-ten Sammelschiene 350 verbunden.

In F i g. 4 wurden lediglich einige der Verzögerungsvorrichtungen 31 und Addierer 41 der Kette 40 sowie eine einzige Gruppe 420' dargestellt.

Die zwei Paare 470*, 471' jeder Gruppe 420' sind als Push-Pull-Register geschaltet, d. h., daß das eine Register registriert, während das andere ausgibt.

Der parallele Ausgang der Stufe des Ranges A des ersten Registers 450' eines Paares 470* einer Gruppe 420' sowie der parallele Ausgang der Stufe des Ranges h des ersten Registers 452' des anderen Paares 47Γ derselben Gruppe 420' sind an die beiden Eingänge eines Zweistellenumschalters 430' angeschlossen, der einem Eingang eines Addierers 41 zugeordnet ist
Dieser Umschalter 430' arbeitet mit der Frequenz Fv. Jeder Addierer 41 der Kette sowie der Eingang der Kette 40 ist einem derartigen Umschalter zugeordnet Somit sind höchstens JV Umschalter 430' vorhanden, wobei bestimmte Umschalter dem Eingang der Kette 40 und den Addierern 41 gemeinsam sein können.
.;■ Die Umschalter 43C sind somit an die parallelen Auseo gänge der Stufen desselben Rangs des Registers jedes Paares innerhalb ein und derselben Gruppe angeschlossen. Mit Hilfe jedes Umschalters können Ar Abtastproben von Ar aufeinanderfolgenden Kodierem zu jeder Periode 1/Fvmit der Frequenz F_ff weitergeleitet werden. Die Steuermittel SM der Vorrichtung gemäß F i g. 4 sind dieselben wie m der Vorrichtung gemäß Fig. 3.

Tf

Das Adressenregister 610 umfaßt — Stufen 611, und

der Ausgang einer Stufe 611 dient dazu, die parallelen Eingänge der ersten Register 450', 452' einer bestimmten Gruppe 420' freizugeben. Der Ausgang der folgenden Stufe dient zur Freigabe der parallelen Eingänge der zweiten Register 451', 452' derselben Gruppe 420'.

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung arbeitet genauso wie die Vorrichtung aus Fig. 3.

Die k Eingangsschieberegister 250 laden sich mit der Frequenz

10

15

Diese k Register werden mit der Frequenz Fv geleert, und die Signale laufen auf den k Sammelschienen mit der Frequenz

Fd = Fv- HIk

20

Dies bedeutet, daß in jeder Periode 1/Fv die HIk in jedem der Register gespeicherten Signale auf der zugeordneten Sammelschiene umlaufen, und in jeder Periode —/(Signale parallel auf den k Sammelschienen

umlaufen, d. h. zunächst die Signale von 1 bis k und dann die Signale k + 1 bis 2Jt, und so fort.

Die Entnahme der k zur Füllung jedes Entnahmeregisterpaares bestimmten Signale geschieht für das erste Register 450' 452' und für das zweite Register 45Γ und 453' zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten α bzw. a + 1. Die diesen beiden Zeitpunkten entsprechenden Impulse werden von zwei aufeinanderfolgenden Ausgängen des Adressenregisters geliefert. Am Ende der

Periode 1/Fv sind die - Entnahmeregisterpaare 470' gefüllt.

WW

Während der folgenden Periode 1/Fv werden die -

Entnahmeregisterpaare 47Γ zu den Zeitpunkten (α + 1, a + 2) gefüllt, während k Stufen des Paares 470' mit der Frequenz F_H in die Kette entleert werden.

Die Verschiebung der Adressen um 1 nach jeder Periode 1/Fv wird durch das Adressenregister erreicht.

Ein Taktgeber 100 (hier nicht dargestellt) liefert die Frequenz

k to

45

¹T ^Fv

50

sowie die Frequenzen Fv und F_H.

Mit der Frequenz F_H werden die aus den Entnahmeregistern stammenden Informationen dem Eingang der Kette 40 und den Seiteneingängen Jer Addierer der Kette 40 zugeführt. Betrachtet man einen beliebigen Addierer, so empfängt er in einer ersten Periode 1/Fvdie aus den Kodierern

ik+jbis (i + 1)· k+j-l.

stammenden Information und anschließend in einer zweiten Periode 1/Fv die aus den Kodierern

(i + l)k+j bis (i+2) k+j-l

stammenden Informationen; diese Vorgänge wiederholen sich, bis sämtliche aus den Kodierers stammenden Informationen weitergeleitet sind. Die letzten weitergegebenen Informationen stammen dann aus den Kodierern

(1-I)Jt+./bis ik+j-l.

In der Vorrichtung gemäß Fig. 4 können bestimmte Gruppen 420' fortgelassen werden, wenn sie nicht zur Speisung der Kette 40 verwendet werden. Diese Vorrichtung bietet gegenüber der Vorrichtung gemäß Fig. 3 den Vor .eil, nicht zur Entnahmeregister einzusparen, wenn N sehr groß ist, sondern darüber hinaus lediglich einfach aufgebaute Entnahmeregister zu benötigen, von denen sämtliche parallelen Eingänge gleichzeitig ausgelöst werden.

In einem Ausfiihrungsbeispiel eines Sonars wird eine kreisförmige Basis von H = 128 auf 360° verteilten Hydrophonen verwendet, und es sollen 128 Kanäle gebildet werden, von denen jeder N = 40 Hydrophone umfaßt.

Die Bildungsfrequenz für die 128 Kanäle ist Fe= 25 kHz.

Es werden k= 8 parallele Sammelschienen eingesetzt Die Frequenz Fv beträgt somit (25 · 128)/8 = 400 kHz und Fh, die Frequenz, mit der die Information über die Kette läuft, beträgt H- Fe = 3,2 MHz, und jedes der acht Schieberegister 250 umfaßt 16 Stufen, während die Entnahmeregister jeweils acht Stufen umfassen.

Die Kette 40 enthält 39 Addierer, das Adressenregister weist 16 Stufen auf. Der Multiplexer wird mit der Frequenz Fv gesteuert. 16 Adressenpaare β und a+ I werden durch die Ausgänge des Adressenregisters bestimmt.

Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Vorrichtungen können mit Kodierern hergestellt werden, die die aus den Detektoren stammenden Signale nicht in einem Bit, sondern digital mit s Bits verschlüsseln. Die s Bits würden parallel verarbeitet, und man müßte unter Beibehaltung einer vergleichbaren Kette über j Einspeicherungsmittel und s mal mehr Sammelschienen sowie über s mal mehr Entnahmemittel verfugen, als in den Vorrichtungen, die in den Fig. 2 bis 4 dargestellt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bildung von Kanälen unter Zuhilfenahme von auf einer kreisförmigen Basis verteilten Detektoren mit

- einer Reihe von H gleichmäßig über die Basis innerhalb eines Winkels α verteilten Detektoren.

- //Kodierern, von denen jeder an den Ausgang ι ο eines Detektors angeschlossen ist und zur Umsetzung des analogen Ausgangssignals des Detektors in eine Information aus s Bits (j> 1) dient,

einer Kette aus einer Folge aus sich mit (Af-I) Addierern abwechselnden (N-I) Verzögerungsvorrichtungen (N ZH), wobei jeder Addierer mit einem Eingang A an den Ausgang einer Verzögerungsvorrichtung angeschlossen ist und darüber hinaus einen Seiteneingang B aufweist und wobei jede Verzögerungsvorrich- · tung mindestens eine elementare Verzögerungszelle aufweist,

- Verteilungsmitteln, mit denen die von den Kodierern gelieferten Signale dem Eingang der Kette und den Eingängen der (/V-I) Addierer zugewiesen werden,

- sowie einem Taktgeber zur Steuerung de- Verteilungsmittel mit der Frequenz F_ih wobei die Information lediglich eine Zeitdauer MF₁₁ in to einer elementaren Verzögerungszelle verbleibt, sowie zur Steuerung der Übertragung der Signale entlang der Kette,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vertei- r> lungsmittel (20) Abtast- und Einspeicherungsmittel

(200) für die aus den H Kodierern stammenden F_H dem Sammelschienensystcm (300) entnommen sequentiell alle eingespeicherten Signale laufen, Mittel (400), mit denen die Signale mit der Frequenz -ίο F_H dem Sammelschienensystem (300) entnommen werden, um dem Eingang der Kette (40) und den Seiteneingängen der (N - 1) Addierer (41,42,43) zugeführt zu werden, sowie Mittel (500) zur Steuerung der Entnahmemittel (400) umfassen.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale durch die //Kodierer (Γ, 2',...) in je einem Binärzeichen verschlüsselt werden.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch % gekennzeichnet, daß die Abtast- und Einspeicherungsmittel ein aus H Stufen (201) bestehendes Schieberegister (200) umfassen, wobei jede Stufe

(201) durch einen Kodierer (Γ, 2',...) gespeist wird, das Schieberegister (200) mit der Frequenz F_H gefüllt wird, der Ausgang des Schieberegisters (200) an das aus lediglich einer Schiene bestehende Sammelschienenregister (200) angeschlossen wird, das Schieberegister (200) mit der Frequenz F_H geleert wird und daß die Entnahmemittel (400) N Puffer- to speicher (401, 402, 403, 404) mit einem Speiseeingang (411), einem Steuereingang (421), der den Speiseeingang (411) freigibt, wenn er aktiviert wird, und einem Ausgang (431) aufweisen, wobei der Speiseeingang (411) jedes Pufferspeichers (401,402,403, <» 404) mit der Sammelschiene (300), der Ausgang (431) eines der Speicher (401) mit dem Eingang der Kette (40) und der Ausgang (431) jedes der Λ'- 1 übrigen Speicher (402,403,444) mit dem Seiteneingang eines der (N- 1) Addierer (41,42,43) verbunden ist, während die Steuereingänge (421) an die Steuermittel (500) angeschlossen sind, die auf jf den der Steuereingänge (421) alle 1/F„ Perioden ein Signal liefern, wobei die Pufferspeicher (461, 402,4t3,404) mit der Frequenz F_H in die Kette (40) entleert werden.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung (500) der Entnahmemittel (400), ein Schieberegister (510) mit H Stufen (501) umfassen, von denen jede (501) einen Eingang (511) und einen parallelen Ausgang (521) aufweist, wobei Λ⁷ dieser parallelen Ausgänge (521) an die Steuereingänge (421) der N Pufferspeicher (401, 402, 403, 404) angeschlossen sind, während die parallelen Eingänge (511) des Registers (501) mit den H Ausgängen (531) eines Multiplexers (530) verbunden sind, der ein durch einen vom Taktgeber (100) gesteuerten Zähler (540) sequentiell alle MF₁₁ Perioden von einem Ausgang auf einen in der Entfernung ρ (ρ > 1) liegenden Ausgang geleitetes Signal enthält, wobei das Schieberegister (510) durch den Multiplexer (530) alle l/F_wPerioden geladen wird und der Umlauf des Einheitensignals in der. //Stufen (501) mit der Frequenz Fd - H ■ F_H erfolgt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler mit Mitteln versehen ist, mit denen die Zahl ρ der übersprungenen Ausgänge veränderlich gemacht werden kann.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und Einspeicherungsmittel (2*0) & Eingangsschieberegister (250) umfassen, wobei /cein Untervielfaches von //ist und jedes Eingangsregister (250) -Stufen (251)aufweist,

von denen jede durch einen Kodierer (Γ, 2',...) gespeist wird, wobei die Eingangsschieberegister (251) mit einer Frequenz

gespeist und alle 1 /Fv Perioden ausgelesen werden und die Ausgänge der Schieberegister (250) an ein Sammelschienensystem (2W) angeschlossen sind, das k parallel liegende Sammelschienen (350) aufweist, von denen jede mit dem Ausgang eines Eingangsschieberegisters (251) verbunden ist, und daß die Entnahmemittel (400) N Paare (420) von Entnahmeschieberegistern (450, 451) aus jeweils k Stufen (460) umfassen, von denen jedes Paar ein Register (450) aufweist, das einspeichert, während das andere Register (451) ausgelesen wird, wobei der parallele Eingang (461) jeder Stufe (460) mit einer Sammelschiene (350), der Ausgang eines der Registerpaare (420) mit dem Eingang der Kette (40) und die Ausgänge der übrigen Registerpaare mit den Eingängen der (/V-I) Addierer (41, 42, 43) der Kette (40) verbunden sind, wobei die Freigabe der parallelen Eingänge (461) der Entnahmeregister (450, 451) durch Steuermittel (500) erreicht wird und wobei die Stufen (4W) der Entnahmeregister (450, 451) mit der Frequenz F₁, geleert werden.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (500) ein auf sich selbst zurückgeschleiftes Adressenregister

JJ

(610) aus - Stufen (611) aufweisen, dessen parallele Eingänge (621) an die Ausgänge eines Multiplexers

ww

(630) mit—Ausgängen (631) angeschlossen sind, der

Jt ϊ

seinerseits ein sequentiell mit der Frequenz Fv von einem Ausgang des Multiplexers (€3f) zum nächsten geleitetes Einheitensignal empfangt, wobei das Adressenregister (610) durch den Multiplexer eile XIFv Perioden geladen wird, während das Umlaufen w

tt

des Einheitensignals in den - Stufen (611) des Adressenregisters mit der Frequenz