DE2628117C2 - Method and device for simulating signals - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nachbildung von Signalen, die von einem Zielstrahler über einen Frequenzmodulator auf einen Detektoi gelangen und von diesem mittels weiterer elektronischer Mittel in zwei die Abweichung des Zielstrahlers von einer Visierlinie nach Art eines Koordinatensystems symbolisierende Spannungen umgeformt werden sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung diese1 Verfahrens.The invention relates to a method for simulating signals that arrive at a detector from a target emitter via a frequency modulator and are converted by the detector into two voltages symbolizing the deviation of the target emitter from a line of sight in the manner of a coordinate system and to one Device for performing this 1 method.
Aus den DE-AS 11 91 119 und 13 03 486 ist eine in Fachkreisen auch als Goniometer bezeichnete Vorrich tung bekannt, die Bestandteil einer bodenseitiger, Ortungsanlage für die hJbautdrr.atische Lenkung der Waffensysteme HOT, MILAN und ROLAND ist. Ein solches Goniometer ortet in der einleitend näher beschriebenen Art die von einem Zielstrahler herrüh rende IR-Strahlung. um sie anschließend in Ablagespan· nungen umzuformen. Da jeder Schuß mit diesen Raketen enorme Kosten verursacht, kommt ein Übungsschießen — aber für das auszubildende Personal — praktisch nicht in Frage.From DE-AS 11 91 119 and 13 03 486 one in Also known as a goniometer device, which is part of a bottom-side, Locating system for the static steering of the Weapon systems are HOT, MILAN and ROLAND. Such a goniometer locates in the introductory closer the type described the IR radiation originating from a target emitter. to then put them in the filing chip to transform voltages. Since every shot with these missiles causes enormous costs, one comes in Practice shooting - but for the trainee staff - practically out of the question.
Die Aufgabp der Erfindung wird daher in der Schaffung einer Möglichkeit gesehen, bei Raketen-Waffensystemen,
die mit einem Goniometer arbeiten, d'e Funktion eines Goniometers auch ohne das Abfeuern
einer Rakete zu simulieren. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines
freilaufenden Generatorsystems höherer Frequenz über eine Amplitudenregelung die Intensitätsschwankungen
der Zielstrahlung und mit Hilfe eines mit dem ersten Generatorsystem über eine Frequenzteilerkette verbundenen
weiteren freilaufenden Generatorsystem niederer Frequenz Betrag und Phase der vektoriellen
Zieldarstellung simuliert werden. Auf diese Weise wird es möglich, Verhältnisse für Übungszwecke zu simulieren
und beliebig oft zu wiederholen oder auch eine Überprüfung der Waffensysteme vorzunehmen, ohne
daß — abgesehen von der einmaligen Erstellung einer entsprechenden Anlage — zusätzliche Kosten entstehen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wirdThe object of the invention is therefore to provide a way of simulating the function of a goniometer in missile weapon systems that work with a goniometer without firing a missile. According to the invention, this object is achieved in that the intensity fluctuations of the target radiation are simulated with the aid of a free-running generator system of higher frequency via amplitude control and with the aid of a further free-running generator system of lower frequency, which is connected to the first generator system via a frequency divider chain, the magnitude and phase of the vectorial target display are simulated. In this way it is possible to simulate conditions for training purposes and to repeat them as often as desired or to check the weapon systems without incurring additional costs, apart from the one-time creation of a corresponding system.
An advantageous development of the invention is
darin gesehen, daB sich das Generatorsystem aus einem sinusförmige Signale aussendenden Wobbelgenerator und einem diesem Signal eine definierte Rauschamplitude überlagernden Rauschgenerator zusammensetzt, während der weitere Generator aus einem Signal mit der Wobbeifrequenz für den Wobbelgenerator und synchrone Referenzsignale für einen Koordinatenwandler aussendenden Referenzgenerator besteht. Die synchrone Simulation von Wobbel- und Referenzsignal ist erforder'ich, weil das zu simulierende Goniometer bzw. seine Referenzabnahme mechanisch starr mit der Frequenzmodulation des Modulators gekoppelt ist.seen in the fact that the generator system consists of a Sinusoidal signals emitting wobble generator and this signal a defined noise amplitude superimposed noise generator, while the other generator from a signal with the wobble frequency for the wobble generator and synchronous reference signals for a coordinate converter transmitting reference generator exists. The synchronous simulation of wobble and reference signals is necessary because the goniometer to be simulated or its reference acceptance is mechanically rigid with the Frequency modulation of the modulator is coupled.
Bezüglich der ausgewählten einzelnen Baueinheiten ist es von Vorteil, wenn sich das von dem Wobbelgenerator und dem Referenzgenerator begrenzte Stück der Frequenzteilerkette in der Reihenfolge der Wirkrichtung aus einem bistabilen Multivibrator, einem eine 90°-Umschaltung ermöglichenden Schalter, einem monostabilen Multivibrator, einem weiteren bistabilen Multivibrator, einem Positiv-Negativ-Schalter (180c-Umschaltung), einem aktiven Filter sowie einem Potentiometer zusammensetzt. Während jeder bistabile Multivibrator der Frequenzteilung, der monostabile Multivibrator einer kontinuierlichen Phasenverschiebung um 150', das aktive Filter einer Umformung von rechteck- in sinusförmige Signale und das Potentiometer der Regelung des Wobbeihubs dient, ermöglichen die innerhalb der Frequenzteilerkette vorgesehenen beiden Schalter einmal eine 90°-Umschaltung (Y-Z)una zum anderen eine 180°-Umschaltung bzv. eine Umschaltung von der positiven zur negativen Polung und umgekehrt.With regard to the selected individual structural units, it is advantageous if the piece of the frequency divider chain delimited by the wobble generator and the reference generator consists of a bistable multivibrator, a switch that enables 90 ° switching, a monostable multivibrator, and another bistable multivibrator in the order of the effective direction , a positive-negative switch (180 c switchover), an active filter and a potentiometer. While every bistable multivibrator is used for frequency division, the monostable multivibrator for a continuous phase shift of 150 ', the active filter for converting square to sinusoidal signals and the potentiometer for regulating the wobble, the two switches provided within the frequency divider chain enable a 90 ° - Switchover (YZ) and on the other hand a 180 ° switchover or switching from positive to negative polarity and vice versa.
In vorstehendem Zusammenhang ist es ferner zweckmäßig, daß der dem Referenzgenerator benachbarte bistabile Multivibrator über seine beiden Ausgänge — in der Reihenfolge der Wirkrichtung — je einen den Ausgängen zugeordneten Kanal sowie über einen Stecker den Koordinatenwandler ansteuert, wobei sich dann die beiden Kanäle jeweils aus einem bistabilen Multivibrator und einem Übertrager zusammensetzen.In the above context, it is also useful that the reference generator adjacent bistable multivibrator via its two outputs - in the order of the effective direction - one each controls the channel assigned to the outputs as well as the coordinate converter via a connector, whereby then assemble the two channels each from a bistable multivibrator and a transformer.
Was sodann die beiden Schalter anbetrifft, so läßt sich mit dem einen der F.ingang des monostabilen Multivibrators mit jeweils einem der beiden Ausgänge des einen bistabilen Multivibrators verbinden, während mit dem anderen der Eingang des aktiven Filters mit einem der beiden Ausgänge des anderen bistabilen Multivibrators verbunden werden kann.As for the two switches, it can be with one of the F. input of the monostable multivibrator with one of the two outputs of the connect a bistable multivibrator, while with the other the input of the active filter with one the two outputs of the other bistable multivibrator can be connected.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird außerdem darin gesehen, daß der Wobbelgenerator und der Rauschgenerator ausgangsseitig über eine gemeinsame Entkopplungssuife zu dem Stecker führen und zwischen Wobbelgenerator und Entkopplungsstufe ein Potentiometer geschaltet ist. Letzteres dient dabei der Einstellung der Signalamplitude. Für alle Potentiometer dagegen gilt, daß sie zweckmäßigerweise als zehngängige Wendelpotentiometer ausgebildet und auf einer gemeinsamen Frontplatte montiert sein können, wobei es sich in konstruktiver Hinsicht als günstig erwiesen hat, wenn einer Umdrehung eine ganzzahlige Winkelablage, gemessen in Radiant, entspricht.An advantageous embodiment of the invention is also seen in the fact that the wobble generator and lead the noise generator on the output side via a common decoupling socket to the connector and a potentiometer is connected between the wobble generator and the decoupling stage. The latter serves the Adjustment of the signal amplitude. For all potentiometers, on the other hand, it applies that they are expediently ten-turn Helical potentiometers can be designed and mounted on a common front plate, wherein from a structural point of view, it has proven to be beneficial if a rotation has an integral angular offset, measured in radians.
Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind Wobbelgenerator, Rauschgenerator und Entkopplungsstufe einerseits sowie Referenzgenerator, Filter und alle Multivibratoren andererseits auf als »gedruckte Schaltung« ausgebildeten Karten angeordnet. Insgesamt gesehen ist es dabei von Vorteil, wenn alle Generatoren die Entkopplungsstufe samt zugehörigem Potentiometer sowie die Frequenzteilerkette als eine kompakte Baueinheit ausgebildet sind.According to further embodiments of the invention are Sweep generator, noise generator and decoupling stage on the one hand as well as reference generator, filter and all Multivibrators, on the other hand, are arranged on cards designed as “printed circuit boards”. All in all Seen here it is advantageous if all generators have the decoupling stage including the associated potentiometer and the frequency divider chain are designed as a compact structural unit.
Im folgenden wird an Hand eines Blockschaltbildes ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below using a block diagram:
Der wobbelbare RC-Generator 1 mit einer Mittenfrequenz von z. B. f = 1800 Hz bildet die Signalquelle für eine simulierte Zieldarstellung. Dieser Generator simuliert die mechanische Bewegung — den sogenannten Hub — eines herkömmlichen und daher zeichnerisch nicht dargestellten Modulationssystems. Dem von hier ausgehenden sinusförmigen Signal wird mit Hilfe des Rauschgenerators 2 eine definierte Rausch amplitude überlagert In dieser Form gelangt das Signal über die als Ausgangsverstärker ausgebildete Entkopplungsstufe 3 auf den Ausgangsstecker 16. Hierbei kann die Signalamplitude mit Hilfe des Wendelpotentiometers 5 geregelt werden. Letzteres kann z. B. zehngängig ausgebildet sein und einen Widerstand von 100 IdTi aufweisen. /?C-Generator 1 und Rauschgenerator 2 sind zusammen mit dem Ausgangsverstärker 3 auf der ais gedruckte Schaltung ausgebildeten und gestrichelt angedeuteten Karte 21 befestigt.The wobble RC generator 1 with a center frequency of z. B. f = 1800 Hz forms the signal source for a simulated target display. This generator simulates the mechanical movement - the so-called stroke - of a conventional modulation system that is therefore not shown in the drawing. A defined noise amplitude is superimposed on the sinusoidal signal emanating from here with the help of the noise generator 2. In this form, the signal reaches the output connector 16 via the decoupling stage 3, which is designed as an output amplifier. The latter can e.g. B. be designed ten-thread and have a resistance of 100 IdTi. /? C generator 1 and noise generator 2 are fastened together with the output amplifier 3 on the card 21, which is designed as a printed circuit and indicated by dashed lines.
Der /ZC-Generator 4 mit eine- Frequenz von ζ Β /= 120Hz dagegen ist eine Referenzsignalquelle fur den Phasenwinkel der simulierten Zieldarstellung ,·. Polarkoordinaten. Er ist ebenfalls auf einer ais ged-uckte Schaltung ausgebildeten Karte zusamme:, mit allen Multivibratoren und dem Filter befestigt und bildet einmal die Referenzsignale für die mit einer Frequenz von z. B. / = 30 Hz arbeitenden Koordinaten wandler 17 und synchron dazri die z. B. 30 Hz betragende Wobbeiamplitude für den ßC-Generator I der auch als Wobbel- oder Detektorsignaigenerau.-bezeichnet wird.The / ZC generator 4 with a frequency of ζ Β / = 120Hz, on the other hand, is a reference signal source for the phase angle of the simulated target display, ·. Polar coordinates. He's also on an ais Ducked circuit formed card together:, with all multivibrators and the filter attached and forms once the reference signals for the with a frequency of z. B. / = 30 Hz working coordinate converter 17 and synchronously dazri the z. B. 30 Hz wobble amplitude for the ßC generator I. which is also referred to as wobble or detector signal will.
Um nun jede Ziellage innerhalb eines in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Bildfeldes simulieren zu können, sind außer der kontinuierlichen Phasenverschiebung mit Hilfe des monostabilen MuIu vibrators 10 — von beispielsweise 150* — zwei Schalter 8 und 9 vorgesehen. Mittels des Schalters 8 Isßt sich im Bedarfsfall der Eingang 26 des monostabilen Multivibrators 10 mit dem Ausgang 12 oder dem Ausgang 13 des bistabilen Multivibrators Il verbinden, während mittels des Schalters 9 im Bedarfsfall der Eingang 27 des aktiven Filters 20 mit dem Ausgang 28 oder dem Ausgang 29 des bistabilen Multivibrator·) 19 verbunden werden kann. Daraus ergibt sich, daL mit dern Schalter 8 eine 90°-Umschaltung für die Koordinaten Yund Zund mit dem Schalter 9 eine 180°-Umschaltung von »positiv« auf »negativ« und umgekehrt möglich ist. Die Referenzsignale zur Ansteuerung der Koordinatenwandler 17 werden von dem /?C-Generator 4 abgeleitet und mittels des bistabilen Multivibrators 11 auf z.B. 60 Hz gebracht. Dessen beide Ausgänge 12 und 13 f'*h-en zu weiteren Teilerstufen in Form der beiden bistabilen Multivibratoren 6 und 7, welche die Frequenz von 60 Hz auf z. B. zweimal 30 Hz bri.igen. Die beiden um 90° phasenverschobenen Rechtecksignale Uy und U/ führen über die Übertrager 14 und 15 auf den Ausgangsstecker 16. Das Signal ist annähernd sinusförmig und masscirei.In order to be able to simulate each target position within an image field not specifically shown in the drawing, two switches 8 and 9 are provided in addition to the continuous phase shift with the aid of the monostable multi-vibrator 10 - for example 150 *. If necessary, the input 26 of the monostable multivibrator 10 is connected to the output 12 or the output 13 of the bistable multivibrator II by means of the switch 8, while the input 27 of the active filter 20 to the output 28 or the output is connected by means of the switch 9, if necessary 29 of the bistable multivibrator ·) 19 can be connected. This means that with switch 8 a 90 ° switchover for the coordinates Y and Z and with switch 9 a 180 ° switchover from "positive" to "negative" and vice versa is possible. The reference signals for controlling the coordinate converters 17 are derived from the /? C generator 4 and brought to 60 Hz, for example, by means of the bistable multivibrator 11. The two outputs 12 and 13 f '* h-en to further divider stages in the form of the two bistable multivibrators 6 and 7, which increase the frequency from 60 Hz to z. B. twice 30 Hz remaining. The two square-wave signals Uy and U / , phase-shifted by 90 °, lead via the transformers 14 and 15 to the output connector 16. The signal is approximately sinusoidal and masscirei.
Nach der Teilerstufe 4/11, d.h. im vorliegenden Beispiel nach der Teilung der Frequenz vor», 120 Hz auf 60 Hz, wird der monostabile Multivibrator 10 angesteuert, der gegenüber dem Referenzsignal eine kontinuierliche Phasenverschiebung von 150° ermöglicht. Das auf einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Frontplatte montierte Wendelpotentiometer 18 stellt dabei einen variablen Widerstand für dasAfter the divider stage 4/11, i.e. in the present example after the division of the frequency before », 120 Hz 60 Hz, the monostable multivibrator 10 is controlled, which compared to the reference signal a enables continuous phase shift of 150 °. Not closer to one in the drawing The front panel-mounted potentiometer 18 shown provides a variable resistor for the
phasenbestimmende RC-GWed 18, 18' dar. Auch dieses Potentiometer kann z. B. zehngängig ausgebildet sein und dabei einen Widerstand von 10 kQ aufweisen. Nach weilerer Frequenzteilung durch den bistabilen Multivibrator 19 von 60 Hz auf 30 HzwirddasSO-Hz-Rechtecksignal 24 durch das aktive Filter 20 zum sinusförmigen Wobbelsignal 25 umgeformt. Das Potentiometer 23 hilft dabei die Signalamplitude und damit wiederum den Wobbeihub regeln, d. h. man kann mit ihm den Betrag der Zielentfernung von der optischen Achse einstellen. Mit der Bezugszahl 30 ist ein fester Teiler bezeichnet. Die ebenfalls auf der vorstehend erwähnten Frontplatte mittels des Wendeipolentiömeters5 einstellbare Amplitude ist proportional dem Betrag der Zielablajje von der Bildfeldmitte. Durch Betätigen des Wendelpd'tentiometers 5 lassen sich definierte Wobbeiamplituden und damit definierte Winkelablagen einstellen.phase-determining RC-GWed 18, 18 '. This potentiometer can, for. B. be designed ten-speed and have a resistance of 10 kΩ. After a period of frequency division by the bistable multivibrator 19 from 60 Hz to 30 Hz, the 50 Hz square-wave signal 24 is converted by the active filter 20 into a sinusoidal wobble signal 25. The potentiometer 23 helps to regulate the signal amplitude and thus, in turn, the wobble stroke, ie it can be used to set the amount of the target distance from the optical axis. The reference number 30 denotes a fixed divider. The amplitude, which can also be set on the above-mentioned front panel by means of the reversible polar meter5, is proportional to the amount of the target area from the center of the image field. By actuating the helical dentiometer 5, defined wobble amplitudes and thus defined angular displacements can be set.
Wie mit der strichpunktierten Linienführung angedeutet, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Generatoren 1, 2, 4, die Entkopplungsstufe 3 sowie die gesamte Frequenzteilerkette 9 bis 16 und 18 bis 30 als eine einzige Kompaktbaueinheit 31 ausgebildet. Andere, nicht dargestellte Ausfuhrungsbeispiele sehen eine Untergliederung in mehrere Baueinheiten vor. Die Erfindung ist selbstverständlich auch nicht auf die angegebenen Grad- und Frequenzbeträge beschränkt. Es ist vielmehr durchaus denkbar, daß im Bedarfsfalle mit entsprechend ausgewählten Baueinheiten auch andere Werte erzielt werden, ohne daß dadurch der" Rahmen der Erfindung verlassen wQrde.As indicated by the dash-dotted lines, in the present exemplary embodiment the generators 1, 2, 4, the decoupling stage 3 and the entire frequency divider chain 9 to 16 and 18 to 30 is designed as a single compact structural unit 31. Other exemplary embodiments, not shown, provide for a subdivision into several structural units. the The invention is of course not limited to the specified degrees and frequencies. Rather, it is quite conceivable that if necessary with appropriately selected units too other values can be achieved without the " The scope of the invention would be left.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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