DE2654785C2

DE2654785C2 - Schaltungsanordnung zum Reduzieren der Bandbreite eines Eingangssignales begrenzter Dauer

Info

Publication number: DE2654785C2
Application number: DE2654785A
Authority: DE
Inventors: Edwin L. Fullerton Calif. O'Brian
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-12-11
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1981-11-26
Also published as: SE419001B; IT1066664B; BE848847A; IL50822A; JPS5272150A; US4117409A; GB1548249A; IL50822A0; FR2335104B1; DE2654785A1; NL7613669A; SE7613755L; FR2335104A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Reduzieren der Bandbreite eines Eingangssignales begrenzter Dauer durch Abtasten in zeitlich aufeinanderfolgenden Intervallen, die in solcher Weise zusammenwirkende Verzögerungsleitungen und Torglieder umfaßt, daß verschieden lange verzögerte Abschnitte des Eingangssignalcs, die den abzutastenden Intervallen «> entsprechen, in zeitlichem Abstand nacheinander einer Ausgangsleitung zugeführt werden.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus Eascon '68 Record, IEEE Publication 68 C3-AES, Seiten 581 bis 584, bekannt. Sie dient zur Abtastung von Abschnitten des Echosignales eines Impuls-Radarsystems, die durch ein Entfernungstor ausgewählt werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für eine solche Schaltungsanordnung bestehen beispielsweise bei Signalfolgen, welche ein zeilenweise abgetastetes Bild wiedergeben, wenn durch Torschaltungen definierte Bildausschnitte näher untersucht werden sollen, und allgemein bei Zeitmulliplex-Signalen, bei denen dann die Eingangssignale begrenzter Dauer jeweils von einem Abschnitt des gleichen, im Zeitmultiplex übertragenen Signales gebildet werden.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung werden bestimmte Abschnitte des Eingangssignales einer ersten Verzögerungsleitung direkt und über hintereinandergeschaltete Torschaltungen noch mehreren weiteren Verzögerungsleitungen zugeführt, deren Verzögerungszeit jeweils gleich einem anderen, bestimmten Bruchteil eier Dauer des Eingangssignales ist. Außerdem wird das Ausgangssignal jeder Verzögerungsleitung auf ihren Eingang über eine weitere Torschaltung zurückgeführt. Trotz dieses komplizierten Aufbaus funktioniert die bekannte Anordnung nur, wenn eine Reduktion der Bandbreite um einen ganzzahligen Faktor stattfindet, der höchstens gleich 10 ist. Die bekannte Anordnung ist daher nicht nur außerordentlich kompliziert und erfordert sehr enge Toleranzen bei der Herstellung der Verzögerungsleitungen sowie eine Steuerung einer Vielzahl von Torschaltungen mit hoher Präzision, sondern es hat diese Anordnung auch einen sehr beschränkten Arbeitsbereich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie bei vereinfachtem Aufbau ein2 höhere Betriebssicherheit bietet und zugleich keinen Beschränkungen bezüglich des Ausmaßes der Bandbreitenreduktion unterliegt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Eingangssignal einer einzigen Verzögerungsleitung zugeführt wird, weiche auf einer angeschlossenen Leitung ein Signal bildet, in dem sich das vollständige Eingangssignal mehrfach wiederholt, und daß dieses Signal einem einzigen Torglied zugeführt wird, das diejenigen Abschniite dieses Signals zur Ausgangslcitung passieren läßt, die den verschiedenen Intervallen des Eingangssignales entsprechen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird prinzipiell nur eine einzige Verzögerungsleitung, die gegebenenfalls in Abschnitte gleicher Länge unterteilt sein kann, und eine einzige Torschaltung benötigt. Daher ist die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur bedeutend einfacher in ihrem Aufbau, sondern es sind auch die erforderlichen Toleranzen einfacher einzuhalten, wodurch sich eine höhere Betriebssicherheit ergibt. Endlich bestehen bei einer solchen Anordnung auch keinerlei Beschränkungen bezüglich der 3andbreitenreduktion.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird entweder eine mit mehreren Abgriffen versehene Verzögerungsleitung oder eine Umlauf-Verzögerungsleitung dazu benutzt, um eine Anzahl von Signal-Nachbildungen zu schaffen, die dann unter Erhalt aller vom Eingangssignal übertragenen Informationen mit geringer Frequenz abgetastet werden können. Vorzugsweise wird der Abstand zwischen den Abgriffen größer gewählt als die Dauer des Eingangssignals, so daß ein Abtastsignal für jedes der ausgewählten Abtastintervalle einem gemeinsamen Ausgang zugeführt werden kann. Der Abstand zwischen den Abgriffen oder die Länge der Umlauf-Verzögerungsleitung wird vorzugsweise so gewählt, daß das Verzögerungsintervall größer ist als die Dauer des Eingangssignals, und es wird das Intervall

zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen gleich der Verzögerungsdauer pro Abgriff oder der Umlauf-Verzögerung plus oder minus der Dauer des Abtastintervalls für das Eingangssignal gewühlt, das ganze geteilt durch die Anzahl der Abtastungen pro Signalnachbildung. Wenn das zeitlich begrenzte Signal kurzer ist als das Ausgangs-Abtaslintervall, kann die Verzögerungsleitung so ausgebildet sein, daß ein Abtastwert von jedem der verzögerten Signalnachbildungen erhalten wird, um eine Abtastfolge zu erhalten, die mit der Folge der abzutastenden Intervalle des zeitlich begrenzten Eingangssignals übereinstimmt oder zu dieser umgekehrt ist. Wenn das zeitlich begrenzte Eingangssignal eine größere Dauer hat als das Ausgangs-Abtastintervall, kann die Verzögerungsleitung so ausgebildet sein, daß jede verzögerte Nachbildung mehrfach abgetastet wird. Die Folge der Ausgangs-Abtastungen weicht dann von der Folge der Abtastintervalle des empfangenen Signales ab, haben jedoch eine feste und wiederkehrende Ordnung, so daß sie leicht identifizierbar sind. Demnach kann auf diese Weise ein zei'lich begrenztes Signal mit geringer Geschwindigkeit abgetastet werden, so daß die Anwendung einfacherer Anordnungen zur Signalverarbeitung möglich ist, wie beispielsweise einfacherer Analog-Digital-Umsetzer.

Durch die Erfindung wird demnach eine wirkungsvolle Abtastung eines breitbandigen Signales kurzer Dauer ermöglicht, dessen Bandbreite größer sein kann als der Kehrwert der Abtastfrequenz, welche die Schaltungsanordnungen des Systems ermöglichen. Dabei können relativ einfache Ausgangsschaltungen, wie beispielsweise Analog-Digital-Umsetzer verwendet werden. Bei der Abtastung mit relativ geringer Abtastfrequenz bleiben alle vom Eingangssignal übermittelten Informationen erhalten. Daher wird durch die Erfindung insgesamt ein relativ einfaches und billiges Abtast- und Umsetzsystem geschaffen, das die zuverlässige Ablösung der Informationen von einem zeitlich begrenzten Eingangssignal ermöglicht.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit angezapfter Verzögerungslcitung,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit Umlauf-Verzögerungsleitung,

Fig. 3 das Schaltbild eines Momentanwertspeichers, der für die Verwendung in den Schaltungsanordnungen nach den F i p. I und 2 geeignet ist, und

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

Die in Fig. I dargestellte Abtasteinrichtung kann Signale von einer geeigneten Signalquclle 10 empfangen, bei der es sich beispielsweise um ein aktives System handeln kann, wie beispielsweise ein Radar-, Laser- oder Sonarsystem, das mittels einer geeigneten Antenne 12 Energie in Richtung auf ein Objekt 14 abstrahlt, über welches man Informationen zu erhalten wünscht. Bei der Signalquclle 10 kann es sich auch um ein passives Empfangssystem handeln, wie beispielsweise ein Infrarotsystem oder ein optisches System, oder es kann eine sonstige Quelle von Daten mit relativ großer Bandbreite sein. Bei Kohärenzsystein?n, wie Radar- oder Lasersystemen, kann ein Kohärenzoszillator 16 die Frequenz des ausgesendeten und verarbeiteten Signales bestimmen und zugleich ein Signal zum Mischen 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 Entfernungsverfolgung ermöglichen und zu diesem Zweck auf einer Ausgangsleitung 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 Phaseninforniation. 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 durch ein Dioden-Schaltnetz 32 einem Transformator 36 zuführt, dessen Primärer .wicklung 38 eine Mitteianzapfung aufweist, die über eine >' eiiung 40 von dem Torimpulsginerator 20 eine.". Torimpuls 42 empfängt. Das von dem Ziel empfangene Signal 44 liegt innerhalb des Torimpulses 42 und ist während der Dauer des Tori'fipulses abzutasten.

Das durch den Torimpuls 42 zeitlich, beispielsweise auf einen bestimmten Entfernungsbereich begrenzte Signal wird vom Signaltor 26 über eine Leitung 44 einem Verstärker 46 und von diesem über eine Leitung 48 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 Abschlußwiderstand 54 angeschlossen. Die Verzögerungsleitung 50 ist dazu eingerichtet, daß sie während der Dauer des Torimpulses 42 zehn Abtastsignale liefert, die zeitlich nacheinander auftreten und einer gemeinsamen Ausgangsleitung 50 kann jeden geeigneten Aufbau haben, beispielsweise eine angezapfte Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung sein, die gegenwärtig einen Arbeits-Frequenzbereich von etwa 10MHz aufweist. Es kann auch eine Reflexions-Verzögerungsleitung 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.

Mit Abgriffen versehene Oberflächenwellen-Verzögerungsleitungen =>ind bekannt und beispielsweise in Proc. IEEE, Vol. 120, Nr. IOR, Oktober 1973, IEF Reviews, Seite 1091 beschrieben. Bei niedrigen Freqienijn, also solchen von etwa weniger als 10 MHz, kann die Verzögerungsleitung 50 von einer LC-Verzögerungsschaltung gebildet werden. Für geringe Verzögerungen kann auch eine Koaxialleitung als Verzögerungsleitung verwendet werden. Wenn es die Verluste erlauben, kann die Verzögerungsleitung 50 auch von einer von Körperwellen Gebrauch machenden Art sein, die aus einem geeigneten Material wie Saphir oder Diamant besteht und aus Abschnitter, zusammengesetzt ist, zwischen denen die Abgriffe angebracht sind. Wenn das Signal auf der Leitung 48 ein Videosignal ohne Träger ist, kanr auch eine Verzögerungsleitung in Form eines ladungsgekoppelten Bauelementes benutzt werden, sofern es eine geeignete Bandbreite aufweist. Bei einer Oberflächenwellen-Verzöeeninesleitune kann

der AbschluDwiderstand 54 von jedem 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 /und einen Quadratur-Kanal Q. leder dieser Kanäle enthalt einen Mischer 62 bzw. 64. dem das Ausgangssignal des Kohärenzoszillators 16 auf der Leitung 66 zugeführt wird. Der In-Phase-Kanal empfängt das Signal auf der Leitung ββ unmittelbar, während der Mischer 64 in dem Quadratur-Kanal das Signal auf tier Leitung 66 über einen 90 -Phasenschieber 68 empfängt.

Die von ilen Mischern 62 und 64 gelieferten Signale werden entsprechenden Amplitudendetektoren 74 b/w. 76 zugeführt, die auf Ausgangsleitungen 78 bzw. 80 phasenbezogene Videosignale liefern. Wenn das Signal auf der Leitung 56 ein Videosignal ist. enthält die Detektorschaltung n0 ett'icti Oii'i/igOi'i Ampitüu'Li'ruCiLktor. ohne daß /- und (^-Kanäle erforderlich sind, und führt die Ampliludeninformation ohne Phaseninformation ihrem Ausgang zu. Ls versteht sich, daß die Erfindung in gleicher Weise bei Systemen anwendbar ist. bei denen die Abtastung bei Zwischenfrequenzen oder Vidcofrequen/en erfolgt.

Das Signal auf den Leitungen 78 und 80 wird dann entsprechenden Momenianwertspeichern 84 und 86 einer Speichercinheit 88 zugeführt, die bei Videobetrieb nur einen einzigen Momentanwertspi eher enthalten würede. Ein Abtastimpulsgenerator 90 spricht auf das gleichzeitige Vorlegen des von der Signalquelle 10 auf der Leitung 18 gelieferten Impulses und ein von einer Uhr 92 gelieferten Taktsignales an. das von einem Koinzidcnzglicd 94 festgestellt wird, um den Momentanwertspeichern 84 und 86 auf einer Leitung % Abtastimpulsc 98 zuzuführen. Die Abtastimpulse 98 werden demnach in Koinzidenz mit der durch die Verzögerungsleitung 50 bewirkten Zeitsteuerung zugeführt, um die abgetasteten Analogsignale einer Umsetzereinheit 100 zuzuführen, die Analog-Digital-l hnsetzer 102 und 104 enthält. Wegen der verminderten Λ ht:n;ifrpniif»n / rt»-»r »-»rfini-liifWTwTm-ivjU^n Vi irrii'hliincj

können die Analog-Digital-Umsetzer 102 und 104 mit relativ geringer Geschwindigkeit arbeiten. Die Analog-Digital-Umsetzer können von jeder gceignten Art sein, beispielsweise von der eine Teilbereichs-Technik verwendenden Art. die in der Zeitschrift »EDN« vom 5. Juni 1973 auf Seite 62 beschrieben ist. Statt dessen kann auch eine Technik benutzt werden, die auf den Seiten 39 bis 43 des IEE National Convention Record. New York. Mäi/ 1966. beschrieben ist. Wenn die Verzögerungsleitung mit Videosignalen arbeitet, kann ein einziger Analog-Digital-Umsetzer verwendet werden. Weiterhin kann die Umsetzer-Einheit 100 auch mehrere Umsetzer und eine Zeitmultiplex-Einrichtung enthalten, wenn gewisse Abiastfrequenzen und Arten von Analog-Digital-Umsetzern aneinander angepaßt werden müssen.

Die digitalen Signale werden dann von der. Analog-Digital-Umsetzern 102 und 104 über entsprechende mehradrige Leitungen 108 bzw. 110 einem geeignten Speicher 112 zugeführt, der eine geeignete Eingabe- und Ausgabe-Adressierung 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 Zwischenfrequenz arbeitet.

Informationen über Amplitude und Dopplerfrequenz abgeleitet werden können, oder, wenn die Verzögerungsleitung bei Vidcofreqiienzen arbeitet. Amplituden- und .Stellungsinformationen gewonnen werden können. ^ri I- i g. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, welche für die Momenliinwertspeicher 84 und 86 geeignet ist. Wie ersichtlich, enthält die Schaltungsanordnung eine Diodenbrüeke 101. die auf das vom Detektor gelieferte und verstärkte Signal anspricht, und einen Transformator 103. dessen Sekundärwicklung über die Diodenbrükke geschaltet ist. Der Ausgang der Diodenbrüeke 10t ist mit einem Speicherkondensator 105 verbunden, dessen andere Seite an Masse gelegt ist. Weiterhin ist der Ausgang über einen I icnnverslärker mit dem Analog-Digital-l Imsctzer verbunden. Zwischen die Sekundär w ickliing ties Transformators 103 und die Diodenbrüeke 101 sind Widerstände geschaltet, um die Ladung /wischen den Impulsen abzuführen, und es sind den vt,/;.i;...._t.;;.,.)„., iij Wc-c bildende K:::;de:i',;;!::re:i ·?;!!-

jo allel geschaltet. Line Mittelanzapfung der Sekundärwicklung ist mit der Ausgangsleitung verbunden, so daß das Potential des I ransformalors mit dem Ausgangssignal gekoppelt ist. Der dargestellte Momentanwertspeicher hat eine relativ große Zeilkonstante und spricht auf

i-, eine \orhestiiiunie Ladespannung des Lingangssignals an.

Bevor d.is erfindungsgemiiße Prinzip der Signalabtastung -läutert wird, soll die Ausführungsform nach L ig. 2 behandelt werden, die von einer Umlauf- Ver-

in zögerungsleitung Gebrauch macht. Die Schaltungsanordnung nach I ig 2 ist. abgesehen von den l.inriehtungen zur Signalverzögerung, ebe.iso ausgebildet wie die Schaltungsanordnung nach L i g. I. Die zur Signalverzögerung dienende Einrichtung umfaßt eine Verzöge-

ss rungsleitung 130. die mit der Eingangsleitung 48 und einer Aiisgangsleitung 132 verbunden ist. die ihrerseits zu einem angepaßten Abschlußwiderstand 36 führt. Ein Rückkopplungspfad führt von der Ausgangsleitung 132 über einen getasteten Verstärker 136 zur Eingangslei-

■in Hing 48. In Abhängigkeit von der erforderlichen Anzahl der Umläufe kann ein Umlauf-Torsignal-Gencrator 135 vorgesehen sein, der auf den von der .Signalquelle 10 gelieferten Steuerimpuls oder ein anderes Zeitsignal anspricht. Auch bei der Schaltungsanordnung nach

4t F i g. 1 kann ein solcher Umlauf-Torsignal-Generator vorhanden sein. Der in Fi g. 2 dargestellte Umhmf-Torsignal-Generator 135 enthält ein Flipflop 137. das von einem Impuls auf einer Leitung 139 gestellt wird. Bei diesem Impuls auf einer Leitung 139 gestellt wird. Bei

ίο diesem Impuls kann es sich um einen ausgewählten Taktimpuls handeln, der auch den Torimp„is zi"" zeitlichen Begrenzung des Eingangssignals 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 vorbestimmte Zählwert erreicht ist. stellt der Komparator 41 das Flipflop 137 zurück und beendet einen Torimpuls.

to der dem getasteten Verstärker 136 zugeführt wird. Der Umlauf findet demnach nur während der Dauer des vom Flipflop 137 gelieferten Torimpulses statt. Die Verzögerungsleitung 130. die keine Abgriffe benötigt, besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Leitungsabschnitt 144. dessen Verzögerungszeit größer sein kann als die Dauer der vom Torimpuisgenerator 20 bewirkten Auftastung des Signaltors 26. Die von dem Abschnitt der Verzögerungsleitung bewirkte Verzöge-

rung hill die gleiche Dauer wie die Verzögerung zwischen den oben beschriebenen Abgriffen. Die Verzögerungsleitung 144 kann von jeder geeigneten Art sein, wie es oben bezüglich der Verzögerungsleitung 50 nach I" i g. I beschrieben wurde, nämlich eine Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung, eine aus Iadungsgekoppelten Bauelementen aufgebaute Ver/ögcrungsleili"ig. wenn die Abtastung bei Videofrequenzen erfolgt, ein? elektromagnetische Verzögerungsleitung, wie eine aus konzentrierten Elementen aufgebaute Verzögerungsleitung, oder eine mit Körperwcllen iirbeiieiule Verzögerungsleitung mis Saphir oder Di.imiinlteilen. wie sie in der Technik bekannt sind. Is versieht sich, dal) die Abtasteinrichtung, die \on eine n Signaltimlauf durch die Verzögerungsleitung 10 (iebrauch machl, zum Abtasten von Signalen beliebiger Frequenz geeignet ist. beispielsweise von Signalen mit Video- oder Zwisohenfrequen/en. wobei die Einheiten 60, 88 und 100 in geeigneter Weise modifiziert werden und nur einen Kanal aufweisen, wenn das Abtasten bei Vidcofrcqiienz.cn erfolgt.

Anhand der I i g. 1 und 4 wiril nunmehr an einem Beispiel das Prinzip der Er'indiing erläutert. Hei aktiven Systemen, beispielsweise einem Radarsystem. werden Sendeimpulse 150 mit oder ohne Impulskompression in den Kaum geschickt. Nach der Reflexion an ei'· in Objekt wird ein Kchosignal empfangen und zu einem Impuls 152 decodiert. Obwohl das Prinzip der Erfindung nicht auf irgendeine Randbreite oder eine l'ulsclauer bcschrünkl ist. handelt es sich bei den dargestellten Impulsen 150 und 152 um Breilband /I-Signale mit einer Bandbreite von IO MH/ und einer Impulsbreite von etwa 0,1 (is. In Abhängigkeit \on einem Entfernungstor 154 wird das Empfangssignal auf eine Dauer von 1.0 (.is zeitlich begrenzt. Da es bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erwünscht ist. eine Abtastung in Zeitabständcn von O.I us vorzunehmen, sind im Kntfernungstor 154 zehn Abtastungen dargestellt, die mit den Ziffern 1 bis 10 bezeichnet sind. Durch diese Abtastungen werden Informationen von dem Echoinipuls 152 abgeleitet, unabhängig von dessen Stellung innerhalb des Entfernungstores. Das durch das Entfer-/ciiiicit uegien/ic

i5ö wtisi an

der Stelle des Echosignals eine größere Amplitude auf. Wenn das Eingangssignal 156 auf der Leitung 48 der mit Abgriffen versehenen Verzögerungsleitung 50 zugeführt wird, dann werden verzögerte Nachbildungen 160 des Eingangssignals 156 erzeugt, w ährend das Eingangssignal die Verzögerungsleitung durchläuft. Die verwendete Abtast- und Meßeinrichtung kann beispielsweise eine Abtastung nur während jedes zwölften der kurzen Abtastintervalle von 0.1 μ$ Dauer vornehmen. Daher ist der Abstand zwischen den Abgriffen zu beiden Seiten der Abschnitte 51, 53 usw. so gewählt, daß die Verzögerungszeit zwischen den Abschnitten 1,1 μ5 beträgt. Dieser Wert ist gleich dem Produkt aus der Anzahl der Abtastungen in jeder Nachbildung und dem Ausgangs-Abtastintervall. vermindert um die Dauer des kurzen, für das Eingangssignal vorgesehene Eingangs-Abtastiniervall. Hieraus ergibt sich

1 ■ 1.2uii-0.1

1.1 us.

Die Abgriffe der Verzögerungsleitung sind durch neun der kleineren Intervalle voneinander getrennt. Die verzögerten Signale oder Nachbildungen 160 werden demnach zehnmal wiederholt, da neben dem ursprünglichen. Signal neun verzögerte Signale vorliegen, und es werden in Abhängigkeit von Abtastimpulsen 98 die Abtastungen 1 bis 10 nacheinander aiii einer I.eilung 56 erhalten, damit sie der I Inisei/er-Einheil 100 zugeführt werden. Das Ausgangs-Abtastintervall ist gleich der um das Eingangs-Abtastintervall erhöhten oder verminderten Verzögerung pro Abgriff, dividiert durch die Zahl /V der Abtastungen pro Nachbildung. Hei dem beschriebenen Beispiel beträgt das Aiisgangs-Abiastinicrvall Ι.2μΝ. das sich ergibt aus der Verzögerung von 1.1 |is pro Abgriff plus der Dauer des Kingangs-Ablastinlervalls von 0,1 us. da die Anzahl /V der Abtastungen pro Nachbildung Eins ist. Wenn das Ausgangs-Abtaslintervall /Ii 1.O)IS gewühlt worden wäre, was der Verzögerung von 1.1 us pro Abgriff minus der Dauer von 0.1 us des I'ingangs- Abtastinlerv alles entspräche, halle die Abtasiliilge mit dem Abtastintcrvall IO beginnen müssen und halle mil dem Abtasimtervall I geendet. Is ist zu bemerken, daß bei tier in I i g. I dargestellten Verzögerungsleitung 50 das Eingangssignal vor dem Eintritt in die Verzögerungsleitung und auch das AusgangsMgnal als ein am Abgriff erhaltenes Signal benutzt werden. Es können icdoch auch andere geeignete Anordnungen verwendet werden, beispielsweise solche, bei denen eine Abtastung erst staltfindet, nachdem das Signal den ersten Abschnitt der Verzögerungsleitung durchlaufen hat.

Weiterhin ist es nach dem Prinzip der Erfindung nicht erforderlieh, dall jede verzogene Nachbildung nur einmal abgetastet wird. Wenn beispielsweise die Abt.istung bei ledern sechsten der kleineren Zeitintervalle oiler nach jeweils O.h us stattfinden könnte anstatt nach dem /wolflen. wie es tier ausgewählte Analog-Digital-l mselzer zuläßt, konnten das erste und das siebte Intervall am unverzögerlen Signal, das /weite und achte Intervall an der ersten verzögerten Nachbildung usw. abgetasiet werden.

Diese Anordnung erfordert nur sechs Nachbildungen oder eine Verzögerungsleitung mit sechs Abgriffen, einschließlich Eingang und Ausgang, also beispielsweise eine Verzögerungsleitung mit fünf der in E i g. I dargestellten Abschnitte 51 und 53. Wie in F i g. 4 dargestellt, werden von sechs Abgriffen sechs Nachbildungen 164 erzeugt und es folgen die Ablastimpulse 166 in Abstanden von w.o μs aufeinander, so liaij uic Abtastung der Intervalle in der Folge I. 7. 2.8. 3.9.4. 10. 5. —. b. — erfolgt, wobei die Striche unbenutzte Daten angeben, wie sie zwischen den Nachbildungen auftreten. Wenn Abtastimpulse mit einem Abstand von 0.5 us benutzt werden, ist entsprechend die Abtastfolgc 5.10.4. 9. 3. 8. 2. 7. I. 6. In diesem Fall werden fünf Nachbildungen und vier Abschnitte der Verzögerungsleitung benötigt. Die vorbestimmte Folge wird dann im Spei -her 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, je nach der Art des Systems, unmittelbar benutzt werden.

Zur weiteren Erläuterung des Prinzips der Erfindung sei eine Abtasteinrichtung betrachtet, deren Abtastintervalle 4 μ5 betragen und bei denen das Eingangssignal der Verzögerungsleitung in Abständen von 0.5 us abgetastet werden soll. Weiterhin soll die Zeit oder das Entfernungstor, während dem das Eingangssignal abzutasten ist. 12 μ5 betragen. Durch Einschalten einer angezapften Verzögerungsleitung mit sieben Abschnitten von je 12,5 μ5 Laufzeit zwischen die Signalquelle und die Abtasteinrichtung und durch Summieren der abgegriffenen Ausgangssignale, einschließlich des Eingangssignals und des letzten Ausgangssignals der

Verzögerungsleitung, zur Bildung des Fingangssignals für die Abtasteinrichtung, kann die Abtasteinrichtung clic Abtastung in /eitabstäntlen von 4 (.is vornehmen und trotzdem das Signal effektiv in Intervallen von 0.5 [is erfassen. Bei diesem Heispiel werden von dein Signal, das am Fingang der Leitung abgegriffen wird, das achte, das sechzehnte und das vieruncl/wan/.igsle Intervall von 0.5 (is Dauer abgetastet. 4 us nach dem Abtasten des "icruiidzwanzigsten Intervalls erscheint dann die erste Nachbildung des Fingangssignals an der Abtasteinrichtung, die von dem ersten Abgriff der Verzögerungsleitung zugeführt wird. Die Folge wird dann durch Abtastung der Intervalle 7. I ~>. 2 S. h, 1-1.22. ">. I !. 21. 4. 12. 20. i. II. 14. 2. 10. IH. H). 17 fortgesetzt. Nachdem also die Parameter gewählt, kann eine relativ kurze Verzögerungsleitung mit einer minimalen \nzahl von Abschnitten benutzt werden, wenn die Signale abweichend von ihrer richtigen Reihenfolge abgetastet werden. Is sei erwähnt, dall die (iesamt-Signalla;ifzei' in dei Vf! /<"igei Hilfsleitung ΐθ miudesieiis gleich der mit eier Differenz aus der (ics:imtan/ahl der Abtastungen und der Anzahl der Abiiistungen pro Nachbildung multiplizierten Dauer der Ausgangs-AbtaMungsiiiter- \alle ist. wenn die Abgriffe nur einmal benutzt werden. In allen Rillen müssen die Abgriffe einen Abstand haben, der wenigstens so groll ist wie das Intervall, das gemäß der Dauer des Fntferniingslors abgetastet werden soll. Die Beispiele nach I'ig. 4 gelten für einen Beginn der Abtastung beim zeitlich eisten Abtaslintervall des Fingangssignals.

Anhand der F i g. 2 und 4 soll nun die Ausführungsform der Krfindung mit einer Umlauf-Verzögerungsleitung mehr im einzelnen erläutert weitlen. Da die Verzögerungsleitung 144 bei der dargestellten Ausführungsform dem zwischen zwei benachbarten Abgriffen liegenden Abschnitt der kontinuierlichen Verzögerungsleitung 50 nach F-" i g. I gleichgesetzt werden kann, werden die verzögerten Nachbildungen 160 in der gleichen Weise erzeugt. Die Abtastimpulsc 98 bewirken demnach das Abtasten des l'ingangssignals in der gleichen F-'olge. wie es bezüglich F i g. I beschrieben wurde. Bei dieser Anordnung von zehn verzögerten

137 geliefert werden, die gleiche Breite wie das F.ntfernungstor. Auch wenn mehr als eine Abtastung wahrend der Dauer jeder verzögerten Nachbildung stattfindet, wie es die Kurve 64 zeigt, bewirken Abtasiimpulse 176, daß die abgetasteten Signale auf der Leitung 56 in der gleichen Folge erscheinen, wie es anhand F-' i g. I beschrieben wurde. Hs sei erwähnt, daß bei der Anordnung nach F i g. 2 eine sorgfältige Auswahl und Anpassung des Abschlußwiderstandes 136 erfolgen muß, um Reflexionen in die Verzögerungsleitung 144 zu verhindern. Bei der durch die Kurven 164 und 166 veranschaulichten Ausführungsform ist das von dem Flipflop 137 gelieferte Umlauf Torsignal durch den im Register 143 enthaltenen Wert so bestimmt, daß seine Dauer sechs Verzögeriingsinlervalle oder h.6 jis beträgt.

I i g. 5 veranschaulicht in Verbindung mil den I' i g. I und 2 den Fall, bei dem die Abtasiimpulse so ausgelöst werden, dal! die die Abtastung der Fingiingssignalt und ihrer folgenden Nachbildungen mit einem späleicn Intervall als dem ersten beginnt, wie es bei 'Jen Ausführungsbeispieleii nach F i g. 4 der Fall ist. Bei dem veranichiuiiichten Beispiel mit zehn Nachbildungen iflO. einschließlich ties Fingangssignals der Verzögerungslei lung, erfaß: die durch die Abtastimpulse 182 ausgelöste Abtastfolge nacheinander die Intervalle IO bis I. Wenn die Anzahl tier l.eitungsabsehnitte otler Umläufe lünl beträgt, werden nach dem Auslösen der Abtastung die Nachbildungen 184 in tier Weise erzeugt, daß die letzte Abtastung in tier ersten Nachbildung zum letzten Zeitpunkt erfolgt otler das letzte Intervall 10 '.-rfaßt. In Abhängigkeit von den Ablastimpulsen 186 ist dann die Abtastfolge i. 10.4.4. 3.8.2.7. Lb.

Fs versteht sich, daß die behandelten Ausführungsbei spiele der Abtastfolgen sowie die Anordnung tier Abgriffe otler die Anzahl der Umläufe nur zur Frläuterung ausgewählt wurden und andere brauchbare .Abtastfolgen und Abgriff- oder Umlaufzahlen im Rahmen der Frfindung liegen. Die gemeinsame Ausgangsleitung der Umlaufeinrichtung der Ausführungsform nach F-" i g. 2 braucht nicht an den Fingang der Verzögerungsleitung angeschlossen zu sein, sondern ' kann auch mit deren Ausgang verbunden sein. Fs versteht sich ferner, daß die Abiastperiodc für eine Analog-Digital-Umsetzung um jedes bt.iebige ganze

( anucitL \j*-.i ι -n i£tii ι^.τ /-λ i^ »*ι.ι m 11*. · · utt.i fHiuti τ\_ιιι kann als die gewählte Verzögerungszeit eines Abschnittes der Verzögerungsleitung (F ig. I) oder der Verzögerungsleitung bei einer Umlaufeinriehtung(F" i g. 2).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Reduzieren der Bandbreite eines Eingangssignales begrenzter Dauer durch Abtasten in zeitlich aufeinanderfolgenden Intervallen, die in solcher Weise zusammenwirkende Verzögerungsleitungen und Torglieder umfaßt, daß verschieden lang verzögerte Abschnitte des Eingangssignales, die den abzutastenden Intervallen entsprechen, in zeitlichem Abstand nacheinander einer Ausgangsleitung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal einer einzigen Verzögerungsleitung (50, 130) zugeführt wird, welche auf einer angeschlossenen Leitung (56) ein Signal bildet, in dem sich das vollständige Eingangssignal mehrfach wiederholt, und daß dieses Signal einem einzigen Torglied (88) zugeführt wird, das diejenigen Abschnitte dieses Signals zur Ausgangsleitung passieren läßt, die den verschiedenen Intervallen des Eingangssignales entsprechen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (50) mehrere Abschnittte (51,53), die mindestens eine der Dauer des Eingangssignales gleiche Signalverzögerung bewirken, mit dazwischen angeordneten Abgriffen aufweist, die mit der angeschlossenen Leitung (56) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (130) nur einen Abschnitt (144) aufweist, der mindestens eine der Dauer des Eingangssignls gleiche Signalverzögerung bewirkt, dessen Ausgang auf dessen Eingang rückgekoppelt und mit de^r angeschlossenen Leitung (56) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (51, 53; 144) der Verzögerungsleitung (50; 130) das Eingangssignal um eine Zeit verzögern, die um ein ganzzahliges Vielfaches der Abtast-Zeitabstände größer ist als die Dauer jedes Eingangssignales.

5. Schallungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Torglied (88) Abschnitte des Signales in Intervallen passieren läßt, die um die « Dauer eines ganzzahligen Vielfachen der Abtast-Zeitabstände größer oder kleiner sind als die Dauer der Signalverzögerung durch die Abschnitte (51, 53; 144)der Verzögerungsleitung (50; 130).