DE2654785A1

DE2654785A1 - Schaltungsanordnung zum abtasten eines zeitlich begrenzten eingangssignales

Info

Publication number: DE2654785A1
Application number: DE2654785A
Authority: DE
Inventors: Edwin L O'brien
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-12-11
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1977-07-14
Also published as: BE848847A; NL7613669A; IL50822A; SE419001B; FR2335104A1; FR2335104B1; GB1548249A; IT1066664B; US4117409A; SE7613755L; JPS5272150A; DE2654785C2; IL50822A0

Description

26S4785

Anmeld erin: Stuttgart, 29· November 1976

Hughes Aircraft Company P 3273 S/kg

Centinela Avenue and Teale Street Culver City, Calif., V.St.A.

Vertreten

Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte
Hohentwielstraße 41 7000 Stuttgart 1

Schaltungeanordnung zum Abtasten eines zeitlich begrenzten Eingangssignals

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Abtasten eines durch eine Torschaltung zeitlich begrenzten Hingangssignalβ in vorgegebenen Zeitabständen, die während der Dauor de« Eingangssignals eine Abtast- * bilden.

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In Systemen, wie beispielsweise liarifirtiyuteroen, die ein Signal empfangen, das im Bereich eines Auftastintervalles, wie beispielsweise einem relativ breiten Entfernungs-Auftaatintervall, abgetastet werden muß, ist es oft erforderlich, das durch das Auftaetintervall seitlich begrenzte Eingangssignal in dicht benachbarten Zeitabständen abzutasten, beispielsweise ua Entfernungsinformationen oder andere, von dem empfangenen Signal übermittelte Informationen zu erkennen. Wenn das abzutastende Signal eine große Bandbreite hat, kann es sein, daß die hohe Abtastfrequenz, die zum Erfassen des Signals innerhalb des Auftastintervallea erforderlich ist, häufig bedeutend größer ist als diejenige, welche von der Abtasteinrichtung, wie beispielsweise einem Analog-Digital-Umsetzer, bewältigt werden kann, wenn nicht entweder sehr komplizierte und kostspielige Analog-Digital-Umsetzer oder eine Uultiplexeinrichtung mit einer Vielzahl Analog-Digital-Umsetzern verwendet werden soll. Ie ist bekannt, daß Analog-Digital-Umsetzer wegen der Einstellzeiten der Schalter und der Verzögerung in den Quantisierungskreieen>relativ komplizierte und kostspielige Schaltungsanordnungen erfordern, wenn sie uit hohen Geschwindigkeiten arbeiten aollen. Es wäre daher ein erheblicher Fortschritt in der Radartechnik und anderen einschlägigen Gebieten, wenn das Abtasten von breitbandigen, zeitlich begrenzten Signalen mit geringer Abtastfrequens erfolgen könnte, damit einfache und billige Abtasteinrichtungen verwendet werden könnten· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Möglichkeit zu sohaffen.

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Diese Aufgabe wird nach dor l^rfindung dadurch gelöst, daß mit der Torschaltung eine Verzögerungseinrichtung gekoppelt ist, die eine bestimmte Anzahl verzögerter Nachbildungen des von der Torschaltung übertragenen Eingangssignala erzeugt, und daß an die Verzögerungneinrichtung eine Torglieder umfassende Jtbtastoinrichtüng angeschlossen ist, welche die verzögerten Nachbildingen des i2ingangaui(;nalKH in vorbeotimmten Intervallen abtastet, die in einem vorbestimmten Verhältnis zu dor Abtastfol(;i! für dus üinRan^iüjignal stehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungel'üni der Erfindung wird eino angezapfte VerzögerungHluifcuiig oder eine Umlauf-Ve rzögerungiilei tun dazu benutzt, um ein zeitlich, beispielnwuiue auf einen beatiiamten tintfernungsbereich begrenztes ^ingunßuuiijnal effektiv zu vorlangsamen, indem eine ünzchl von üi^r.al-Nachbildungon goschaffen wird, die untur Erhalt aller vom Eingnnrssignal übertragenen Informationen mit geringerer frequenz abgetastet werden kennen, liei Anordnungen nach der Erfindung wird der Abstand zwischen den Abgriffen größer gewühlt als die Dauer der verzögerten Nachbildungen, so daß ein Abtastaignal für jedes der ausgewählten Abtaatintervalle einem gemeinsamen Ausgang zugeführt werden kann. D»r Abgriffabstund oder die Länge der Umlauf -Verzögerungsleitung int so gewählt, daß ein VorsögerungsIntervall entsteht, d*s größer ist als das AuftaetIntervall, und es wird das Abtastintervall gleich der Verzögerungedauer pro Abgriff oder der Umlauf-Verzögerungsleitung plus oder minus der Dauer dee Abtastintervalles für dau Üingani'ssignul gewählt,

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daa ganze getöilt durch die Anzahl der Abtastungen pro Signalnachbildung. Wenn das zeitlich begrenzte Signal kürzer ist αϊβ daa Ausgangs- Abtestintervnll, kann die Verzögerungsleitung ao aunuebildet sein, daß ein Abtaatwert v&n Jedem der verzögerten ßignalnachbildungen erhalten wird, um eine Abtaatfolge zu erhalten, die mit der Folge der abzutastenden Intervalle dea zeitlich begrenzten Eingangssignal übereinstimmt oder zu dieaer umgekehrt ist. Wenn dae zeitlich begrenzte Eingangssignal eine größere Dauer hat ala das Auaganga-AbtiietintHrvMll, kann die Verzögorunguleitung ao auegebildet eein, daß Jede verzögert· Nachbildung mehrfach abgetastet wird. Die Folge der AuS-gangs-Abtaatungen weicht dann von der Folge der Abtastintervnlle dea empfangenen Signalee ab, haben Jedoch eine feate und wiederkehrende Ordnung, ao daß sie leicht identifizierbar sind. Demnach kann auf diese Weise ein zeitlich begrenztes Signal alt geringer Geschwindigkeit abgetastet werden, so daß die Anwendung einfacherer Anordnungon zur Signalverarbeitung möglich ist, wie beispielsweise einfacherer Analog-Digital-Umsetzer·

Durch die Erfindung wird demnach eine wirkungsvolle Abtastung eines breitbandigen Signalee kurzer Dauer ermöglicht, dessen Bandbreite größer sein kann ale der Kehrwert der Abtaatfrequenz, welche die Schaltungeanordnungen des Systems ermöglichen. Dabei können relativ einfache Ausgangaochaltungen, wie beispielsweise Analog-Digital-Umsetzer verwendet werden. Bei der Abtastung nit

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relativ geringer Abtastfrequenz bleiben alle von Eingangssignal übermittelten Informationen erhalten. Saher wird durch die Erfindung insgesamt ein relativ einfaches und billiges Abtast- und Umsetzsystem ge* schaffen, das die zuverlässige Ablösung der Informationen von einem zeitlich begrenzten Eingangssignal ermöglicht.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben eich aus der folgenden Beschreibung der in d^er Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele· Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für eich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Schaltungeanordnung

nach der Erfindung mit angezapfter Verzögerungsleitung,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung

nach der Erfindung mit Umlauf-Verzögerungsleitung,

! Fig. 3 das Schaltbild eines Momentanwortspeichers, der für die Verwendung iu den ächaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2 geeignet ist, und

Fig.-4 und 5 Zeitdiagramme von Signalen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2.

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Die in Fig. 1 dargestellte Abtasteinrichtung kann ;

Signale von einer geeigneten üi{;nalquelle 10 empfangen, ·■■ bei der es sich beispielsweise um ein aktives System j handeln kann, wie beispielsweise ein Hadar-, Laser- *

oder Spnareyetem, das mittels einer geeigneten Antenne 12 J Energie in Richtung auf ein Objekt 14· abstrahlt, über i welches man Informationen zu erhalten wünscht. Bei der Signalquelle 10 kann es eich auch um ein passives Emp- ' fangsaystem handeln, wie beispielsweise ein Infrarot- ' system oder ein optisches System, oder es kann eine ^;

sonstige Quelle von Daten mit relativ großer Bandbreite sein. Bei Kohärenzsystemen, wie Radar- oder Lasersystemen, kann ein Kohärenzoszillator 16 die Frequenz des ausgesendeten und vorarbeiteten Signales bestimmen und zugleich ein Signal zum !tischen des abgetasteten Signales liefern. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf Kohärenzsysteme begrenzt ist, sondern in gleicher Weise auch bei nichtkohärenten Systemen anwendbar ist, bei denen beispielsweise nur die Amplitude des empfangenen Signals ausgewertet wird. Die Signalquelle 10 kann eine in der Technik bekannte lintfernungs Verfolgung ermöglichen und zu diesem Zweck auf einer Auegangsleitung 18 einen Impuls liefern, der von einem Torimpulsgenerator 20 verwertet wird. Die Erfindung ist ferner davon unabhängig, ob das auf der Ausgangsleitung 24 der Signalquelle 10 gelieferte Signal ein Videosignal oder ein ZF-Signal ist. Wie bekannt, benötigt ein Videosignal nur einen Kanal und enthält keine Phaseninformation. Ein Signaltor 26 enthält als Teil der dargestellten, für diesen Zweck brauchbaren Schaltung einen Transformator 28, der das ihm auf der Leitung 24 zugeführte Signal

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durch ein Dioden-Schaltnetz 32 einem Transformator 36 ₍ zuführt, dessen Primärwicklung 38 eine Mittelanzapfung aufweist, die über eine Leitung 40 von dem Torimpulsgenerator 20 einen Toriinpulü 42 empfängt. Das von dem Ziel empfangene Signal 44 liegt innerhalb des Torimpulses 42 und ist während der Dauer des Torimpulses abzutasten.

Das durch den Toi-impuls 42 zeitlich ^ beispielsweise auf einen bestimmten Jintfernungabereich begrenzte Signal wird vom Signaltor 26 über eine Leitung 44 einem Verstärker 46 und von diesem über eine Leitung einer angezapften Verzögerungsleitung 50 zugeführt. Die Verzögerungsleitung 50 hat bei der dargestellten ' Ausführungsform zehn Abgriffe, zwischen denen sich neun Leitungsabschnitte befinden. Außerdem ist der Ausgang der Verzögerungsleitung an einen angepaßten Abschlußwiderständ 54 angeschlossen. Die Verzögerungsleitung 50 ist dazu eingerichtet, daß sie während der Dauer des Torimpulaes 42 zehn Abtastsignale liefert, die zeitlich nacheinander auftreten und einer gemeinsamen Ausgangsleitung 56 zugeführt werden. Die Verzögerungsleitung 50 kann jeden geeigneten Aufbau haben, beispielsweise eine angezapfte Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung sein, die gegenwärtig einen Arbeits-Frequenzbereich von etwa 10 MHz bis 300 IQIz aufweist, iis kann auch eine Keflexions-Versögerungsleitung sein, die eine relativ hohe Frequenz hat, wie beispielsweise eine Quarz-Verzögerungsleitung, und zwar entweder mit hintereinander angeordneten, selbst nicht angezapften Abschnitten, oder mit geeigneten Abgriff-Einrichtungen.

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Mit Abgriffen versehene Oberflächenwellen-Verzögerungsleitungen sind bekannt und beispieleweise in Proc. IEEE, Vol. 12O₁ Hr. -10R, Oktober 1973, IE12 Reviews, Seite 1091 beschrieben. Bei!niedrigen Frequenzen, also solchen von etwa weniger als 10 IJHz, kann die Verzögerungeleitung 50 von einer LC-Verzögerungsschaltung gebildet werden. Pur geringe Verzögerungen kann auch eine Koaxialleitung ale Verzögerungsleitung verwendet werden. Wenn es die Verluste erlauben, kann die Verzögerungsleitung 50 auch von einer von Körperwellon Gebrauch nachenden Art sein, die aus einem geeigneten Material wie Saphir oder Diamant besteht und aus Abschnitten zusammengesetzt ist, «wischen denen die Abgriffe angebracht sind. Wenn das Signal auf der Leitung 48 ein Videosignal ohne Träger ist, kann auch eine Verzögerungoleitung in.Form eines ladungsgekoppelten Bauelementes benutzt werden, sofern es eine geeignete Bandbreite aufweist. Bei einer Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung kann der Abschluflwiderstand von jedes geeigneten glänzenden Material gebildet werden.

Das Signal auf der Leitung 56 wird dann einer Detektorschaltung. 60 zugeführt. Wenn die Verzögerungsleitung 50 ZF-Signale empfängt, umfaßt die Detektorschaltung 60 einen In-Phase-Kanal I und einen Quadratur-Kanal Q. Jeder dieser Kanäle enthält einen Mischer 62 bzw. 64, dem das.Auegangssignal des Kohärenzoszillators 16 auf der Leitung 66 zugeführt wird. Der In-Phase-Kanal empfängt daß Signal auf der Leitung 66 unmittelbar, während der Mischer 64 in dem Quadratur-Kanal das Signal auf der Leitung 66 über einen 90°-Phaaenschieber 68 empfängt.

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Die von den Mischern 62 und 64 gelieferten Signale werden entsprechenden Amplitudendetektoren 74 bzw. 76 zugeführt, die auf Ausgangsleitungen 78 bsw. 80 phanenbezogene Videosignale liefern. Wenn dae Signal auf der Leitung 36 ein Videosignal ist, enthält die Detektorschaltung 60 einen einzigen Amplitudendetektor, ohne daB I- und Q-Kanäle erforderlich sind, und führt die Amplitudeninformation ohne Phaseninformation ihren Ausgang zu. Es versteht sich, daB die Erfindung in gleicher Weise bei Systemen anwendbar ist, bei denen die Abtastung bei Zwischenfrequenzen oder Videofrequenzen erfolgt· ' ,

Das Signal auf den Leitungen 78 und 80 wird dann entsprechenden Momentanwertspeichern 84 und 86 einer Speichereinheit 88 zugeführt, die bei Videobetrieb nur einen einzigen llomentanwertepeicher enthalten würde.; Ein Abtastimpulsgenerator 90 spricht auf das gleichzeitige Vorlegen dee von der Signalquelle 10 auf der Leitung 18 gelieferten Impulse« und ein von einer Uhr gelieferten Taktsignalee an, das von einen Koinzidenzglied 9*- festgestellt wird, um den Momentanwertspeichern 84 und 86 auf einer Leitung 96 Abtastimpulse 98 huzuführen· Die Abtastimpulse 98 werden demnach in Koinzidenz mit der durch die Verzögerungsleitung 30 bewirkten Zeitsteuerung zugeführt, um die abgetasteten Analogsignale einer Umsetzereinheit 100 zuzuführen, die Analog-Digital-Umsetzer H-.? und 104 enthält. Wegen der verminderten Abtastfrequenz der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Analog-Digital-Umsetzer 102 und 104 mit relativ geringer Geschwindigkeit arbeiten. Die Analaog-Digital-Umsetzer können von Jeder geeigneten Art sein, beispieleweise von der eine !Feilbereiche-Technik verwendenden Art,

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die in der Zeitschrift "EDN" vom 5· Juni 1973 auf Seite 62 beschrieben ist. State dessen kann auoh eine Technik benutzt werden, die auf den Seiten 39 bis 43 des TER National Convention Record, New York, Mars 1966, beschrieben ist. Wenn die Verzögerungsleitung Mit Videosignalen arbeitet, kann ein einziger Analog-Digital-Umsetzer verwendet werden. Weiterhin kenn die Umsetzer-Einheit 100 auch mehrere Umsetzer und eine Zeitmultiplex-Einrichtung enthalten, wenn gewisse Abtaatfrequenzen und Arten von Analog-Digital-Umsetzern aneinander angepaßt werden, müssen.

Die digitalen Signale werden dann von den Analog-Digital-Umsetzern 102 und 104 über entsprechende mehradrige Leitungen 106 bzw. 110 einem geeigneten Speicher 112 zugeführt, der eine geeignete Eingabe- und Aumgabe-Adreaeierunc ermöglicht, damit eine Übereinstimmung mit den auf der Leitung 56 zugeführten Abtastwerten hergestellt werden kann. Die gespeicherten Daten werden dann einem geeigneten Verbraucher 114 zugeführt, von dem, wenn die verzögerungsleitung 50 bei Zwisohenfrequeni arbeitet, Informationen über Amplitude und Popplerfrequens abgeleitet werden können, oder, wenn die Verzögerungsleitung bei Videofrequenzen arbeitet, Amplituden- und 8tel« lungs informationen gewonnen werden können·

Fig.' 3 seigt eine Schaltungsanordnung, welohe für die Uomentanwertspeicher Ö4 und 66 geeignet ist. Wie ereichtlioh, enthält die Schaltungsanordnung eine Diodenbrücke 101, die auf das vom Detektor geliefert«» und verstärkte Signal anspricht,'und einen Traneformat 103, dessen

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Sekundärwicklung über dib Diodenbrücke geuchaltet iet. Der Ausgang der Diodenbrücke 101 ist Bit einem Speicherkondenaator TJ5 verbunden, dessen ander» Seite an Masse golegt iat. Weiterhin ist der Ausgang übe*· einen Trennveratürker mit dem Analog-Digital-Umsetzer verbünde»., Zwischen diu Sekundärwicklung des Transformators 103 und die Uiodonbrücke 101 sind Widerstünde geschaltet, um die Laduhf; zwischen den Impulsen abzuführen, und es sind den Widerstünden HP-lVegt» bildende Kondensatoren parallel goaehaltet. Eine Uittelanzapfung der Sekundärwicklung iut mit der AuMgangnleitung ver- . bunde η, so daß das Potential des Transformators mit dem Ausgangs signal gekoppelt ist. Der dargestellte liomentunwortspeicher hat eine rnlativ große· Zoitkonstunta und spricht auf eine vorbeatimnte Lndeujmnnuni; dea liinganguaignals an.

Bevor das «rfi.ndungs(;uiaäJ)e Prinzip der «iignulabtnstung erläutert wird, noil diu Auuf ührunga form nt ich Ki«;. ?. behandelt werden, die νυη einer Umluuf-Verzögerung!!-, leitung üybrauch mac'->t. Die Schaltungsanordnung nach Fig. ?. ist» abgeuehen von den Kinrichtungen zur Uignulverzögerung, ebeneο Huu^ebildet wie die Schaltungnan-Ordnung nach. 7i(S· 1. Die but öignalverzögerunt; dienende Einrichtung umfaßt eine VerzögerungHleitung 130, die mit der Bingangaleitung 48 und einer Ausgangsleitung verbunden ist, die ihrerseits eu eineu angepaßten Abnchlußwideratand 36 führt· Kin liückkopplungspfad führt von der Ausgangsleitung 132 über einen geatateten Verstärker zur Uingangsleitung 48. In Abhängigkeit von der erforderlichen Anzahl der Umläufe kann ein Umlauf-Toraignul-Generator 135 vorgesehen sein, der auf don von dor quelle 10 gelieferten üteuerimpuls odor ein anderea

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Zeitsignal anspricht. Auch bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 kann ein solcher Umlauf-Torsignal-Generator vorhanden sein. Dor in Fig. 2 dargestellte Umlauf-Torsignal-Generator 135 enthält ein Flipflop 137» das von einem Impuls auf einer Leitung 139 gestellt wird. Bei diesem Impuls kann es oich um einen aufgewühlten Taktimpuls handeln, der auch den Torimpuls tür seitlichen Begrensung des Eingangssignalβ auslöst. In Abhängigkeit von dem Impuls auf der Leitung 139 kann auch ein Zähler 140 ausgelöst werden, der Taktimpulse der Uhr 92 zählt, um Zählwerte einem Komparator 141 zuzuführen, der auch einen vorbestimmten Zählwert von einem Register 143 empfängt. Wenn der vorbeatimute Zählwert erreicht ist, stellt der Komparator 41 das Flipflop 137 zurück und beendet einen Toriopuls, dor dem geasteten Verstärker 136 zugeführt wird. Dur Umlauf findet demnach nur während der Dauer des vom Flipflop 137 gelieferten Torirapulsea statt. Die Verzögerungsleitung 130, die keine Abgriffe benötigt« besteht bei dem dargestellten Auafühxungsbeiapiel aus einem Leitungsabachnitt 144, dessen Verzögerungaaeit größer sein kann als die Dauer der vom Torimpulsgenerator 20 bewirkten Auftastung des Signal- ■ tors 26·· Die von dem Abschnitt der Verzögerungsleitung bewirkte Verzögerung hat die gleiche Dauer wie die Verzögerung zwischen den c* <m beschriebenen Abgriffen. Die Verzögerungsleitung 144 kann von jeder geeigneten Art seist, wie es oben bezüglich der Verzögerungsleitung 5O nach Fig. 1 bsachrieben wurdo, nämlioh eine Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung, eine aua ladungsgekoppelt en Bauelementen aufgebaute Verzögerungsleitung,

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• λ% ·

wenn die Abtastung bei Videofrequenzen erfolgt, eine elektromagnetische Verzögerungsleitung, wie eine aus konzentrierten Kiementen aufgebaute Verzögerungsleitung, oder eine mit Kürperwellen arbeitende Verzögerungsleitung aus Saphir- oder Diamantteilen, wie sie in der Technik bekannt sind. Ke versteht sich, daß die Abtasteinrichtung, die von einem Signalumlauf durch die Verzögerungsleitung 30 Gebrauch «acht, zum Abtasten von Signalen beliebiger Frequenz geeignet ist, beispielsweise von Signalen Bit Video- oder Zwischenfrequenzen, wobei die Einheiten 60, 88 und 100 in geeigneter Weise modifiziert werden und nur einen Kanal aufweisen, wenn das Abtasten bei Videofrequenzen erfolgt.

Anhand der Pig. 1 und 4 wird nunmehr an einem Beispiel das Prinzip der Erfindung erläutert. Bei aktiven Systemen, beispielsweise einem Radarsystem, werden Sendeimpulse mit oder ohne Impulskompression in den Raum geschickt. Nach der Reflexion an einem Objekt wird ein Echosignal empfangeil und zu einem Impuls 152 decodiert· Obwohl das Prinzip der Erfindung nicht auf irgend eine Bandbreite oder eine. Puladauer beschränkt ist, handelt es eich bei den dargestellten Impulsen 130 und 132 um Breitband-ZP-Bignale alt einer Bandbreite von 10 UHs und einer Impulsbreite von etwa O₉IyMa. In Abhängigkeit von einem Entfernungator 154 wird das Empfangasignal auf eine Dauer von 1,0^e seitlich begrenzt. Da ea bei dem beschriebenen Auefünrungabeiepiel erwünscht ist, eine Abtastung in Zeitabständen von 0,1μβ vorzunehmen, sind im Entfernungstpr 1i>4 zehn Abtastungen dargestellt, die mit den Ziffern • 1 bis 10 bezeichnet sind. Durch diene Abtastungen werden

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Informationen von dem Echoimpuls 152 abgeleitet, unab- <

hängig von dessen Stellung innerhalb des Ent formings-

tores. Das durch das Entfernungstor zeitlich begrenzte j

Eingangssignal 156 weist an der Stelle des Echosignale

eine größere Amplitude auf. Wenn das Eingangssignal 156 '

'i

auf der Leitung 4ü der mit Abgriffen versehenen Verzögerungsleitung 50 zugeführt wird, dann werden verzögerte Nachbildungen 160 des Eingangssignala 156 erzeugt, während das Eingangssignal die Verzögerungsleitung durchläuft. Die verwendete Abtaat- und Heß- , einrichtung kann beispielsweise eine Abtaatung nur
während Jedes zwölften der kurzen Abtastintervalle
von 0,1/Us Dauer vornehmen. Daher ist der Abatand ■ '] zwischen den Abgriffen zu beiden Seiten der Abaohnitte
51t 53 usw. so gewählt, daß die Verzögerungszeit zwieohen \ den Abschnitten 1,1 yUa beträgt. Sieaer Wert iat gleich

dem Produkt aus der Anzahl dar Abtaatungen in Jeder ' i

Nachbildung und dem Auaganga-Abtaatintervall, vermindert

um die Dauer dea kurzen, für daa Eingangsaignal vprge- ; sehene Eingangs-JLbtastintervall. Hieraua ergibt eich \ 1 ζ Λ,2μΜ - 0,1/ta - 1.1/te. 11· Abgriff· der Verzö- ·. , gerungoleitung sind durch neun der kleineren Intervalle | ; voneinander getrennt. Die verzögerten Signale oder Nach- ·; bildungen 160 werde» demnach sehnmal wiederholt, da neben ,[ dem ursprünglichen Signal neun verzögerte Signale vor- .?

liegen, und ea werden in Abhängigkeit von Abtaatimpulaen 96

die Abtaatungen 1 bia 10 nacheinander auf einer Leitung 36

erhalten, damit sie der Umaetzer-Einheit 100 zugeführt

werden. Daa Auagangs-JLbtastintervall iat gleioh der um _:

daa Slnganga^Abtaatintervall erhöhten oder verminderten

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Verzögerung pro Abgriff, dividiert durch die Zahl N der Abtastungen pro Nachbildung. Bei dem beschriebenen Beispiel beträgt das Ausgangs-Abtaatintervall 1,2^a, das eich ergibt aus der Verzögerung von 1,1 μ a pro Abgriff plus de? Dauer des Eingangs-Abtastintervalls von 0,1/la, da die Anzahl N der Abtastungen pro Nachbildung Hins ist· Wenn das Auagangs-Abtaetintervall zu 1,0 /4s gewählt worden wäre, was der Verzögerung von 1*1 U⁸ P^ro Abgriff minus der Dauer von 0,1μβ des Einganga-Abtaatintervallos entspräche, hätte die Abtaatfolge mit dem Abtastintervall 10 beginnen müssen und hätte mit dem Abtastintervall 1 geendet. Es ist zu bemerken, daß bei der in Fig. 1 dargestellten Verzögerungsleitung 30 das Eingangssignal vor dem Eintritt in die Verzögerungsleitung und auch das Ausgangssignal als ein am Abgriff erhaltenes Signal benutzt werden. Es können jedoch auch andere geeignete Anordnungen verwendet werden, beispielsweise solche, bei denen eine Abtastung erst stattfindet, nachdem das Signal den ersten Abschnitt der Verzögerungsleitung durchlaufen hat·

Weiterhin ist es nach dem Prinzip der Erfindung nicht erforderlich, daß Jede verzögerte Nachbildung nur einmal abgetastet wird. Wenn beispielsweise die Abtastung bei jedem sechsten der kleineren Zeitintervalle oder nach Jeweils 0,6 ^M β stattfinden könnte anstatt nach dem zwölften, wie es der ausgewählte Analog-Digital-Umsetzer zuläßt, könnten das erste und das siebte Intervall am unverzögerten Signal, das zweite und achte Intervall an der ersten verzögerten Nachbildung uew. abgetastet werden.

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- vf-

Diese Anordnung erfordert nu.^ sechs Hachbildungen oder eine Verzögerungsleitung mit sechs Abgriffen, 'einschließlich Eingang und Ausgang, also beispielsweise eine Verzögerungsleitung mit fünf der in Fig. 1 dargestellten Abschnitte 51 und 53. Wie in Fig. 4 dargestellt, werden von sechs Abgriffen sechs Hachbildungen 164 erzeugt und es folgen die Abtastimpulse 166 in Abständen von 0,6 ue aufeinander, so daß die Abtastung der Intervalle in der Folge 1, 7, 2, 8, 3, 9, 4, 10, 5,-, 6,- erfolgt, wobei die Striche unbenutzte Daten angeben, wie sie zwischen den Ilaclibildungen auftreten. Wenn Abtaatimpulse mit einem Abstund von 0,5/*e benutzt werden, ist entsprechend die Abtastfolge 5, 10, 4, 9, 3, 8, 2, 7» 1» 6. In diesem Fall werden fünf Nachbildungen und vier Abschnitte der Verzögerungsleitung benötigt. Die vorbestimmte Folge I

wird dann im Speicher 112 dazu benutzt, um die durch die Abtastung gewonnenen Werte in richtiger zeitlicher Folge zu speichern und in richtiger Folge wieder auszulesen. Sie können auch, Ju nuch der Art des Systems, unmittelbar benutzt werden·

Zur weiteren Erläuterung des Prinzips der Erfindung sei eine Abtasteinrichtung betrachtet, deren Abtastintervalle 4 ^tB betragen und bei denen das Eingangs signal der Verzögerungsleitung in Abständen von 0,5 M* abgetastet werden soll. Weiterhin soll die Zeit oder das Entfernung»* tor, während dem das Eingangssignal abzutasten ist, I2y*e botragen. Durch Einschalten einer angezapften Verzögerungsleitung mit sieben Abschnitten von je 12,5_//*a Laufzeit zwischen die Signalquelle und die Abgrateinrichtung und durch Summieren der abgegriffenen Ausgangssignale, einschließlich dea Eingangssignal und des letzten Ausgangs- I signales der Verzögerungsleitung, zur Bildung des Eingangs- I

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signals für die Abtasteinrichtung, kann die Abtasteinrichtung die Abtastung in Zeitabständen von 4-yUe vornehmen und trotzdem das Signal effektiv in Intervallen von 0,5 ,«β erfassen. Bei diesem Beispiel werden von dem Signal, daa am Eingang der Leitung abgegriffen wird, das achte, das sechzehnte und das vierundzwanzigste Intervall von 0,5/<b Dauer abgetastet. *tjua nach dem Abtasten des vie rund zwanzigsten Intervalls erscheint: dann die erste Nachbildung des Eingangssignal^ an der Abtasteinrichtung, die von dem ersten Abgriff der Verzögerungsleitung zugeführt wird. Die Folge wird dann durch Abtastung der Intervalle 7, 15, 23, 6, 14, 22, 5, 13, 21, 4, 12, 20, 3, 11, 19, 2, 10, 18, 19, 17 fortgesetzt. Nachdem a?so die Parameter gewählt, kann eine relativ kurze Verzögerungsleitung mit einer minimalen Anzahl von Abschnitten benutzt werden, wenn die Signale abweichend von ihrer richtigen Reihenfolge abgetastet werden. Es sei erwähnt, daß die Gesamt-Signallaufseit in der Verzögerungsleitung 50 mindestens gleich der mit der Differenz aus der Gesamtanzahl der, Abtastungen lind der Anzahl der Abtastungen pro Nachbildung multiplizierten Dauer der Ausgangs-Abtastungsintervalle ist, wenn die Abgriffe nur eimal benutzt werden. In allen Füllen müssen die Abgriffe einen Abstand haben, der wenigstens so groß is is wie das Intervall, das gemäß der Dauer dee Entfernungstore abgetastet werden soll. Di« Beispiele nach Fig· 4- gelten für einen Beginn der Abtastung beim seitlich ersten Abtastintervall des Eingangsüignals.

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Anhand der Fig. 2 und 4 soll nun die Ausführungefora der Erfindung mit einer Umlauf -Verzögerungsleitung mehr im einseinen erläutert werden. Da die Verzögerungaleitung 144 bei der dargestellten Ausführungsform dem zwischen zwei benachbarten Abgriffen liegenden Abschnitt der kontinuierlichen Verzögerungeleitung nach Fig. 1 gleichgesetzt werden kann, werden die verzögerten Nachbildungen 160 in der gleichen Weise erzeugt· Die Abtastimpulse 98 bewirken demnach das Abtasten des Eingangssignals in der gleichen Folge, wie es bezüglich Fig. 1 beschrieben wurde. Bei dieser Anordnung von zehn verzögerten Signalen haben die Torimpulse, die von dem Flipflop 137 geliefert werden, die gleiche Breite wie das Entfernungetor· Auoh wenn mehr als eine Abtastung während der Dauer Jeder verzögerten Nachbildung stattfindet, wie es die Kurve zeigt, bewirken Abtastimpulse 176, daß die abgetasteten Signale auf der Leitung 56 in der gleichen folge erscheinen, wie es anhand Fig. 1 beschrieben wurde· Es «ei erwähnt, daß bei der Anordnung nach Fig· 2 ein· sorgfältige Auswahl und Anpassung de· Abschlußwiderstandea 136 erfolgen muß, um Reflexionen in die Verzögerungsleitung 144 zu verhindern. Bei der duroh die Kurven 164 und 166 veranschaulichten Aueführungsform ist das von dem Flipflop 137 gelieferte Umlauf-Torsignal duroh den im Register 143 enthaltenen Wert so bestimmt, daß seine Dauer sechs Verzögerungsintervalle oder 6_t6jim beträgt.

Fig. 5 veranschaulicht in Verbindung mit den Fig. 1 und den Fall, bei dem die Abtastimpulse so ausgelöst werden, daß die die Abtastung der Eingangssignal und ihrer

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folgenden Nachbildungen mit einem späteren Intervall als dem ersten beginnt, wie es bei den Ausführungabeispielen nach Piß. 4 der Fall ist. Bei dem veranschaulichten Beispiel mit zehn Nachbildungen 180, einschließlich des Eingangs signals der Verzögerungslei-, tung, erfaßt die durch die Abtastimpulse 182 ausgelöste Abtastfolge nacheinander die Intervalle 10 bia 1. Wenn die Anzahl der Leitungsabschnitte oder Umläufe fünf beträgt, werden nach dom Auslösen der Abtastung die Nachbildungen 184· in der Weise erzeugt, daß die letzte Abtastung in der ersten Nachbildung zum letzten Zeitpunkt erfolgt oder das letzte Intervall 10 erfaßt· In Abhängigkeit von den Abtastimpulsen 186 ist dann die Abtastfolge 5, 10, 4, 9, 3, 8, 2, 7» 1» 6·

£b versteht sich, daß die behandelten Aueführungsbeispiele der Abtastfolgen sowie die Anordnung der Abgriffe oder die Anzahl der Umläufe nur zur Erläuterung ausgewählt wurden und andere brauchbare Abtaatfolien und Abgriff- oder Umlaufzahlen im Rahmen der Erfindung liegen· Die gemeinsame Auagangsleitung der Umlaufeinrichtung der Ausführungsform nach Fig. 2 brrucht nicht an den Kingang der Verzögerungsleitung angeschlossen zu sein, sondern kann auch mit deren Ausgang verbunden sein. Us versteht sich ferner, daß die Abtastperiode für eine Analog-Digital-Umsetzung um Jedes beliebige ganze Vielfache des lSingangs-Abtaatintervallea größer soin kann als die gewählte Verzbgerunguzeit eines Abschnittes der Verzögerungbleitung Oi*;. 1) oder der Verzögerungsleitung bei einer UmIaufeinrichtung (Fiß. 2).

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F.rgänzunpsbl.Tit ?ιτ OfTenlegunpsschrift JfSt Offeniegungstag: /»(. C?. Λ S InI. Ο«: 6 CIf, 7-So

Allgemein wurde eine HbtusteinrirliLunr, idil einer Verzögerungsleitung beschrieben, die d.iii Abtasten oinea breitbandigen SignaIu mit einer geringeren Folgefrequenz erlaubt, als ej mit normalen Abtasteinrichtungen möglich wäre, wie beispielsweise Analog-Digital-Umsetzer, so daß die Anwendung langsamerer u.daher weniger kostspieliger Abtasteinriebtunken möglich int. Die erfin-. dungs^emüße Schaltungsanordnuiig arbeitet entweder mit Video- oder Zwiuchenfrequenzen. oder aucli sonstigen geeigneten Frequenzen und ist sowohl bei kohärenten als auch nichtkohürenten Daten sowie in Verbindung mit von beliebigen aktiven un«l passiven Systemen gelieferten Daten verwendbar. iSine angezapfte Verzögerungsleitung oder eine Umlauf-Verzögerungsleitung wird dazu benutzt, die Signale den Abtaatschaltungen in einer zeitlichen Folge anzubieten, welche der dem Gerät eigenen Abtastgeschwindigkeit angepaßt ist, und zwar in solcher Weise, daß der effikte zeitliche Abstand zwischen den abgetasteten, also den durch die Abtastung gewonnenen Signalen kleiner ist als die und verträglich ist mit der Bandbreite des Signals_f Das l'rinsip der Erfindung schließt die Benutzung vpn Verzögerungsleitungen ein", die mit verschiedenen Bandbreiten und Frequenzen arbeiten und entweder Anzapfungen aufweisen können oder nicht. Weiturhin umfüllt da« l'rinzip der Erfindung die Anwendung von angezapften Verzögerungsleitungen, welche die abgetasteten Werte in der gleichen Hcihefolge liefern, wie sie im Uingfingunignal vorliegen, oder bei Verwendung einer verkürzten Verzögerungsleitung in einer abweichenden Folge, die jedoch ein<j Trennung der Signale am ausgang gestattet. .-.

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Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Abtasten eines durch eine Torschaltung zeitlich begrenzten Eingangssignals in vorgegebenen Zeitabständen, die während der Dauer des Eingangssignals eine Abtastfolge bilden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Torschaltung (26) eine Verzögerungseinrichtung (50, 130) gekoppelt ist, die eine bestimmte Anzahl verzögerter Nachbildungen des von der Torschaltung übertragenen Eingangssignals erzeugt, und daß an die Verzögerungseinrichtung (50, 130) eine Torglieder (88) umfassende Abtasteinrichtung angeschlossen ist, welche die verzögerten Nachbildungen des KingangssignalGs in vorbestimmten < Intervallen abtastet, die in einem vorbestimmten Verhältnis zu der Abtastfolge für das Blngangsaignal stehen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (50) eine mehrere Abschnitte (51» 53) umfassende Verzöge· .igsleitung mit zwischen ihren Abschnitten angeordneten Abgriffen ist, die an eine gemeinsame, zur Abtasteinrichtung führende Leitung (56) angeschlossen sind.

3. üchaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (13O) eine Verzögerungsleitung (140) umfaßt, deren Ausgang auf den Eingang rückgekoppelt ist, um eine Anzahl der Nachbildungen zu erzeugen, die der Abtasteinrichtung zugeführt werden.

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Schaltungsanordnung nach Anijpruch 2 oder 3_? dudurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (50, 130) bzw. jeder ihrer Abschnitte (51, 53) die Nachbildung des Eingangssignals um eine Zeit verzögert, die um ein ganzzahliges Vielfaches der Abtast-Zeitabotünde größer ist als die Dauer jeder iiignalnachbildung.

Schaltungsanordnung nuch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (88) die Üignalnachbildungen in Intervallen abtautet, die un die Dauer eines ganzzahligen Vielfachen der Abtaet;-Zeitabstände grüßer oder kleiner iot als die Dauer der Signalverzögeruni? durch die Verzögerungsleitung (50, 1^0) bzw. einen ihrer Abschnitte (51, 53).

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