DE2702354C2 - Verfahren zur Unterdrückung oder Kenntlichmachung von Störsignalen bei Echolotanlagen - Google Patents

Description

Das Patent 25 35 029 betrifft ein Verfahren nebst Schaltungsanordnung zur Unterdrückung oder Kenntlichmachung von Störsignalen bei Echolotanlagen, bei welchem Verfahren jedem empfangenen Signal, das eine den Rauschpegel überschreitende Signalhöhe aufweist, ein Rechteckimpuls von fest vorgegebener Impulshöhe zugeordnet wird, wobei ferner die innerhalb einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Lotperioden im zeitlichen Abstand von wenigstens annähernd einer Lotperiode auftretenden Rechteckimpulse nach Zwischenspeicherung mittels in Reihe geschalteter Schieberegister summiert werden, und wobei die Summenspannung über eine Schwellenwertschaltung einem Anzeigegerät (Lotschreiber, Kathodenstrahlröhre, Digitalanzeiger od. dgl.) zugeführt oder als Steuerspannung zur Bewirkung der Anzeige verwendet wird.

Dieses Verfahren bewirkt, daß eine tatsächliche Summenspannung nur von solchen Signalen entsteht, die im Takte der Lotfolge eintreffen, und das sind regelmäßig die Nutzechos.

Infolge der Digitalisierung (Zuordnung eines Rechteckimpulses von fest vorgegebener Höhe) hängt die Höhe der Summenspannung ausschließlich von der Häufigkeit ab, mit der ein Echoimpuls periodisch eintrifft.

Es wird in der Hauptpatentanmeldung ausgeführt, daß die Höhe der Schwellenspannung (dort kurz Schwellenhöhe genannt) bei einer Summierung über η Lotperioden mindestens zwischen dem 1 fachen und dem 2fachen der Rechteckimpulshöhe liegend zu wählen ist, um überhaupt Störimpulse unterdrücken zu können, und daß die höchstmögliche Störsicherheit erzielt wird, wenn die Höhe der Schwellenspannung das (n - 1 )-faehe der Rechteckimpulshöhe beträgt.

Im Hinblick auf die Praxis ist jedoch zu berücksichtigen, daß infolge der Schlinger- und Stampfbewegungen des lotenden Schiffes gelegentlich Ausfälle einzelner Nutzechos oder so starke Minderungen der Echoamplitude, daß das Echo im Rauschpegel untergeht, auftreten können. Diese Erscheinungen werden kurz als Fluktuation bezeichnet

Bei einer Schwellenhöhe, die das (n-l)-fache der Rechteckimpulshöhe beträgt, würde also schon der Ausfall eines einzigen Echos bewirken, daß gar keine Anzeige erfolgt, weil der Schwellenwert unterschritten wird, und dieses Ausbleiben der Anzeige würde ίο insgesamt η Lotperioden lang andauern, nämlich so lange, bis der Inhalt der mit dem Echoausfall behafteten Lotperiode aus dem letzten Schieberegister wieder herausgeschoben worden ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung

is besteht darin, die vorstehend geschilderte störende Auswirkung der Fluktuation im Rahmen des Möglichen zu mindern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird in weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptpatents erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einer Anzahl von π zu summierenden Rechteckimpulsen ebenfalls η zwischenspeichernde Schieberegister zu verwenden und die Höhe der Schwellenspannung zwischen dem 2fachen und dem (n—1)-fachen der Höhe eines Rechteckimpulses liegend zu wählen. Der im Einzelfall zu wählende konkrete Wert der Schwellenspannung hängt davon ab, mit welcher Häufigkeit von Echoausfällen zu rechnen ist

Beträgt die Schwellenspannung das (n—A/-fache der Rechteckimpulshöhe, so sind bis zu x-\ Echoausfälle unschädlich.

Aber auch, wenn einmal ein über die unschädliche Anzahl hinausgehender Echoausfall auftritt, erzielt die Erfindung noch einen Vorteil, insofern nämlich, als hierbei die Anzeige nicht so lange ausbleibt, bis der schädliche x-te Echoausfall sämtliche η Schieberegister durchlaufen hat, sondern nur so lange, bis der erste Echoausfall das n-te Schieberegister verlassen hat. Im ungünstigsten Falle, wenn nämlich diese χ Echoausfälle in unmittelbar aufeinanderfolgenden Lotperioden auftreten, würde die Anzeige demnach nur (n—x+l)-mal ausbleiben. Im günstigsten Falle dagegen, wenn nur in jeder zweiten Lotperiode ein Echoausfall erfolgt, würde die Anzeige sogar nur(n—Ar—2)-mal ausbleiben.

An Hand des gezeichneten Blockschaltbildes wird die Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ADWe'm mit einer Rauschpegelschwelle ausgerüsteter Analog-Digital-Wandler, der jedem eintreffenden Signal-Impuls, sofern dieser die Rauschpegelschwelle überschreitet, einen Rechteckimpuls von fest vorgegebener Höhe zuordnet.

SRK ist eine Schieberegisterkette, die im vorliegenden Beispiel aus den acht Schieberegistern SRi ...SRS besteht. Die Ausgänge dieser Schieberegister sind über die Leitungen Li ... L8 mit den acht Eingängen eines Summierers Su verbunden. Die Ausgangsspannung des Summierers Su wird einem als Schwellwertstufe dienenden Schmitt-Trigger STzugeführt.

TG ist ein Taktimpuls-Generator, der, mit jeder Lotperiode neu beginnend, über die Leitung TL 1 die Schieberegisterkette SRK und über die Leitung TL 2 den digitalen Tiefenzähler DTZtaktet.

Die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Schaltung ist folgende:

Jeder hinreichend stark eintreffende Impuls, insbe-

IA sondere also jeder normale Echoimpuls, gelangt nach seiner Digitalisierung in dem Analog-Digital-Wandler ADW an den Eingang des Schieberegisters SR I und durchwandert dieses, bis er am Ende der Lotperiode am

Ausgang des Schieberegisters SR1 und somit gleichzeitig am Eingang des folgenden Schieberegisters SR 2 steht.

In jeder folgenden Lolperiode wird — im Normalfalle — ein weiterer Echoimpuls in das Schieberegister SR 1 einrücken, während jeder bereits zwischengespeicherte Echoimpuls um ein Schieberegister weitergeschoben wird

Die Ausgangsspannungen aller Schieberegister Sri ... SR 8 werden von dem Summierer Su summiert, also gewissermaßen »gestapelt«, und sobald dieser »Stapel« die an den Schmitt-Trigger angelegte Referenzspannung Urd überschreitet, gibt der Schmitt-Trigger ST einen Ausgangsimpuls ab. Dieser Ausgangsimpuls gelangt mittels der Ubernahmeleitung ÜL an den digitalen Tiefenzähler DTZ und veranlaßt, daß der gerade erreichte Zählerstand von der Digital-Anzeigeeinheit DAZübernommen wird.

In die Übernahmeleitung ÜL ist noch eine Auswahlschaltung AS eingefügt, die bewirken soll, daß in jeder Lotperiode nur der erste vom Schmitt-Trigger abgegebene Impuls, der in der Regel das Primär-Echo ist, zum Tiefenzähler durchgelassen wird. Für einen zweiten Impuls in derselben Lotperiode, der in der Regel das Doppelecho ist, soll die Auswahlschaltung AS die Übernahmeleitung ÜL sperren.

Die Auswahlschaltung AS besteht im wesentlichen aus einem Flipflop, das durch den ersten Impuls gekippt wird und in dieser Stellung die Sperrung bewirkt. Diese Sperrstellung bleibt für den Rest der Lotperiode bestehen. Das Zurückkippen wird durch einen bei Reginn der nächsten Lotperiode ausgelösten Rückste'limpuls veranlaßt.

Die Referenzspannung U_rer des Schmitt-Triggers ST ist im vorliegenden Beispiel mit 4 U_r angenommen, wobei U_r die an einem besetzten Schieberegisterausgang stehende — und bei jedem Schieberegister gleich große — Spannung bedeutet. In der Praxis wird man den Wert von U_nr aus Gründen besserer Eindeutigkeit etwas höher setzen, z. B. auf 4,5 U_r.

Bei der vorstehend angenommenen Referenzspannung würde der Schmitt-Trigger ST somit einen Ausgangsimpuls abgeben, wenn am Ausgang des Summierers Su der Spannungswert 5 U_r auftritt. Das bedeutet, daß es notwendig und hinreichend ist, daß die Ausgänge von 5 Schieberegistern besetzt sind. Diese Feststellung legt den Gedanken nahe, daß somit 3 Schieberegister eigentlich überflüssig seien. Jedoch bewirken gerade diese 3 zusätzlichen Schieberegister, daß 3 Echoausfälle noch kein Ausbleiben der Anzeige verursachen können.

Zu dem Begriff »Ausbleiben der Anzeige« sei noch folgende Erläuterung gegeben:

Bei Lotschreibern und Schirmbildanzeigen wird an der Stelle des Echoausfalls tatsächlich gar nichts

ίο angezeigt Bei elektronischen Digitalzähtern dagegen, bei denen der zuletzt eingegebene Anzeigewert üblicherweise gespeichert wird, bleibt der angezeigte Wert so lange stehen, bis der nächste Übernahmeimpuls eintrifft. Unter »Ausbleiben« der Anzeige ist hier zu verstehen, daß der Anzeigewert sich nicht auf den neuen, tatsächlichen Tiefenwert umstellt, er »veraltet« also.

Da ein »Veralten« über eine längere Zeit jedoch zu gefährlichen Irrtümern führen kann, wird im übrigen durch eine Automatik dafür gesorgt, daß die Digital-Anzeigeeinheit DAZ schließlich auf »Null« gesetzt wird, wenn nach einer maximal zugelassenen Anzahl von Lotperioden immer noch kein neuer Übernahmeimpuls eingetroffen ist.

Es gibt Echolotanlagen, bei denen diese maximal zugelassene Lotperiodenzahl 8 beträgt. Im Falle des vorliegenden Schaltbeispiels würde somit bei der höchstmöglichen Schwellenhöhe ein einziger Echoausfall, da er sich acht Lotperioden lang auswirkt, bereits eine Nullanzeige bewirken und insofern die Anzeige unnötig stark beunruhigen.

In dem gezeichneten Beispiel ist angenommen, daß die Ausgänge der Schieberegister SR 3, SR 5 und 57? 7 infolge Echoausfalls unbesetzt sind, was durch das Symbol O angedeutet ist, während die Ausgänge der Schieberegister SR 1, SR 2, S/? 4, SR 6 und SR 8 durch das Symbol | als besetzt gekennzeichnet sind. Die Bedingung für das Überschreiten der Schwellenspannung ist also erfüllt, und der Übernahmeimpuls wird ausgelöst.

Würde nun auch noch der Ausgang des Schieberegisters SR 1 unbesetzt sein, so würde allerdings kein Übernahmeimpuls ausgelöst werden, jedoch nur für zwei Lotperioden, nämlich bis die im SR 7 angedeutete Ausfallstelle das Schieberegister SR 8 durchlaufen und wieder verlassen hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Unterdrückung oder Kenntlichmachung von Störsignalen bei Echolotanlagen, bei welchem Verfahren jedem empfangenen Signal, das eine den Rauschpegel überschreitende Signalhöhe aufweist, ein Rechteckimpuls von fest vorgegebener Impulshöhe zugeordnet wird, wobei ferner die innerhalb einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Lotperioden im zeitlichen Abstand von wenigstens annähernd einer Lotperiode auftretenden Rechteckimpulse nach Zwischenspeicherung mittels in Reihe geschalteter Schieberegister summiert werden, und wobei die Summenspannung über eine Schwellenwertschaltung einem Anzeigegerät (Lotschreiber, Kathodenstrahlröhre, Digitalanzeiger od. dgl.) zugeführt oder als Steuerspannung zur Bewirkung der Anzeige verwendet wird, nach Patent 25 35 029, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anzahl von π zu summierenden Rechteckimpulsen ebenfalls η zwischenspeichernde Schieberegister verwendet werden, und daß die Höhe der Schwellenspannung zwischen dem 2fachen und dem (n—l)-fachen der Höhe eines Rechteckimpulses liegend gewählt wird.