-
Echolotgerit mit einem Sende- und einem Empfang
-
kanal und einem digitalen Anzeigegerät Dic Erfindung betrifft ein
Echolotgerät mit einem Sende- und einem Empfangskanal und einem digitalen Anzeigegerät,
welchen mit Beginn einer Lotperiode durch den Sendeimpuls gestartet und durch ein
Echosignal, dessen Amplitude einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, vorzugsweise
durch das Bodenechosignal, gestoppt wird, bei welchem Echolotgerät der Empfangskanal
während der Lotimpulsaus-;endung und gegebenenfalls eine gewisse Zeit lang dariiber
hinaus gesperrt wird, und wobei die Dauer der Sperrung durch die Rückkippzeit eines
durch den Lotimpuls getriggerten monostabilen Multivibrators bestimmt wird.
-
Dieses zeitlich begrenzte Sperren des Empfangskanals mit Beginn des
Sendeimpulses ist erforderlich, da der Sendeimpuls bercits den vorgegebenen echwellenwert
überschreiten und somit das digitale Anzeige gerät unmittelbar nach dem Start, also
vor dem Eintreffen des erwartenden Echos, wieder stoppen Würde.
-
Ebenso würden die kurz aufeinanderfolgenden Echos, hervorgerufen durch
das von der Schiffsschraube aufgewirbelte und mit Luftbläschen
versetzte
Wasser, die sich unmittelbar an den Sendeimpuls anschließen, den vorgegebenen Schwellenwert
ebenfalls überschreiten und das digitale Anzeigegerät stoppen.
-
Um das zu verhindern ist es bereits bekannt, mit Beginn des Sendeimpulses,
den Empfangskanal um einen konstanten Zeitraum zu sperren.
-
Da aber die Länge des Sendeimpulses mit den verschiedenen einstellbaren
Meßbereichen des Echolotgerätes variiert, und auch das durch die Schiffsschraube
aufgewirbelte Wasser keine fest bestimmbaren Ausmaße hat, war et bisher erforderlich1
um ein vorzeitiges Stoppen des digitalen Anzeigegerätes zu vcrhindern, daß entweder
die Sperrung de: Empfangskanal nach der Lange den längstmöglichen Sendeimpulses
vorgenommen werden muß oder, daß die Zeitspanne der Sperrung mit der sich ändernden
Länge des Sendeimpulses bei jedem Umschalten auf einen anderen Meßbereich, entsprechend
mit umgeschaltet werden muß.
-
Da, wie erwähnt, das von Schiffsschraube aufgewirbelte Wasser unter
dem Echolotschwinger keinen festen Betrag aufweist, ja sogar starken Schwankungen
unterworfen sein kann, muß die sich an das Fade des Sendeimpulses anschließende
Zeitspanne zur Sperrung des Empfangskanals nach dem größten zu erwartenden Wert
bemessen sein.
-
Da heißt aber, daß bei einem Großteil der Lotungen der Empfangskanal
unncitig lange gesperrt bleibt.
-
rufgabe der Erfindung war es daher, diese Nachteile zu vermeiden,
also ein Echolotgerät zu schaffen, welches ermöglicht, den Empfangskanal in jeder
Lotperiode gerade nur so lange sperren zu müssen, wie es durch den Sendeimpuln und
die sich daran anschließenden, durch das aufgeiwrbelte 2 Schraubenwasser verursachten,
Echos erforderlich wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß an sich bekannte
Schaltmittel vorgesehen sind, welche bewirken, daß jedes auf den Sendeimpuls folgende
Echosignal, das den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und das eintrifft,
bevor der monostabile Multivibrator in seine stabile Lage zurückgekippt ist, den
eingang des monostabilen %Multivibrators als erneuter Triggerimpuls beaufschalgt
oder einen erneuten Triggerimpuls auslöst.
-
Da da aufgewirbelte Schraubenwasser ja von vielen kleinen Luftbläschen
durchetzt ist, die dicht aufeinanderfolgen, wird mit jedem Luftbläschenecho das
monostabile Kippglied am Zurückkippen durch einen erneuten Impuls gehindert, so
dan erst nach dem letzten Luftbläschenecho das monostabile Kippglied mit Ablauf
der Rückkippverzögerung in seine stabile Lage zurückkippen kann, und den Empfangskanal
fr das erwartete Echosignal freigibt.
-
Die Erfindung wird anhand des gezeichneten Blockschaltbildes erl.iutert.
-
In dem Blockschaltbild ist 1 der Echolotschwinger, 2 die Sendestufe
und 3 die Empfangsstufe, an welche sich die Schwellenwertstufe 4 anschließt. Mit
5 ist das digitale Anzeigegerät bezeichnet, das einen Startanschluß 6 und einen
Stoppanschlu. 7 aufweist. Der Startanrchluß 6 ist ueber die Leitungen 8 und 9 mit
der Sendestufe 2 direkt verbunden, während der Stoppanschluß 7 mit der Empfangsstufe
3 über eine Sperrschaltung 10 und die Schwellenwerstufe 4 verbunden ist.
-
Die Sperrschaltung 10 besteht aus einem Nicht-Gatter 11, drei Nand-Gattern
12, 13i 14, einem monostabilen Kippglied 15, einem Oszillator 16 und einer Schalterstufe
17.
-
Der Eingang des monostabilen Kippgliedes 15 ist mit dem Ausgang des
Nand-Gatters 13 verbunden, an dessen Eingang a der Oszillator 16 und an dessen Eingang
b der ausgang des Nand-Gatters 12 über die Schalterstufe 17 angeschaltet ist. An
die beiden Eingänge a und b des Nand-Gatters 12, die gleichzeitig den Eingang der
Sperrschaltung 10 bilden, ist einerseits die Sendestufe 2 und andererseits über
die Schwellenwertstufe 4 die Empfangsstufe 3 angeschaltet, die dartiberhinaus über
das Nicht-Gatter 11 mit dem Eingang a des Nand-Gatters 14 verbunden ist.
-
An den Eingang b dieses Nand-Gatters 14 ist der Ausgang d monostabilen
Kippgliedes 15 angeschaltet. Der Ausgang des Nand-Gatters 14, der zugleich ausgang
der Sperrschaltung 10 ist, ist an den Stoppanschluß 7 der, digitalen Anzeigegerätes
5 a angeschlos,en.
-
Die Schalterstufe 17 ist außerdem einerseits mit der Sendestufe2 und
andererseits mit dem Ausgang des monostabilen Kippgliedes 15 verbunden.
-
Wirkungsweise: Das mit Beginn des Sendeimpulses am Ausgang der Sendestufe
2 von 1 auf 0 iechselnde Signal startet das digitale Anzeigegerät 5 über den Startan-schluß
6 und schaltet die Schalterstufe 17 auf Durchgang.
-
Darüberhinaus steht an dem Eingang a des Nand-Gatters 12 für die Dauer
des Sendeimpulses eine 0.
-
Gestoppt wird das digitale Anzeigegerät 5, wenn am Ausgang des Nand-Gatters
14 das Signal ebenfalls von 1 auf 0 wechselt. Das soll der F»ll sein, wenn das Bodenechosignal
die im Anschluß an die Empfangsstufe 3 geschaltete Schwellenwertstufe 4 überschreitet.
-
Ohne die Sperrschaltung 10 würde das digitale Anzeigegerät 5 aber
schon durch den Sendeimpuls gestoppt werden, da dieser unmittelbar nach dem Aussenden,
also vor dem gewünschten Bodenechosignal über
die Empfangsstufe
3 kommt und ebenfalls die Schwellenwertstufe 4 überschreitet. Das Signal am Ausgang
der Schwellenwertstufe 4 wechselt von 1 auf 0 und steht für die Dauer der Sendeimpulses
gleichzeitig an dem Eingang b des Nand-Gatters 12 und an dem Eingang des Nicht-Gatters
11. Über den Ausgang des Nicht-Gatters 11 wird dem Eingang a des Nand-Gatters 14
das invertierte Eingangssignal, in diesem Fall eine 1, zugeführt.
-
Am Ausgang des Nand-Gatters 12 steht eine 1, die über die durchgeschaltete
Schaltstufe 17 an den Eingang b des Nand-Gatters 13 gelangt. Da an dem mit dem Oszillator
16 verbundenen Eingang a des Nand-Gatters 13 ständig eine Rechteckspannung steht,
wechselt da Signal am Ausgang des Nand-Gattern 13 ständig von 1 auf 0 und schaltet
das monostabile Kippglied 15 von seiner stabilen in seine labile Lage, wodurch das
Ausgangssignal von 1 auf 0 wechselt. Damit steht am Eingang b des Nand-Gatters 14
eine 0, und somit a seinem Ausgang eine 1, die das digitale Anzeigegerät 5 nicht
steppt.
-
Mit Beendigung des Sendeimpulses wechseln die Signale an den Eingängen
des Nnrid-Gntter 12 und an Eingang des Nicht-Gatters 11 vor 0 auf 1, und damit wechseln
auch die Signale an deren Ausgängen.
-
Da dann auch am Eingang des monostabilen Kippgliedes 15 ein Wechsel
von 0 auf 1 stattfindet, kippt das monostabile Kippglied 15, verzögert um seine
Rückkippkonstante, von einer labilen in eine tabile Lage zurück.
-
Folgen jedoch während dieses Riickkippvorganges in einem kiirzeren
Zeitraum als es der Rückkippzeitkonstante des monostabilen Kippgliedes 15 entspricht
weitere Echosignale, die die Schwellenwert-Stufe 4 iiberschreiten, so bekommt das
monostabile Kippglied 15 jedesmal durch ein erneutes 0 Signal an seinem Eingang
einen Xippimpuls (es wird sozusagen "nachgetriggert") und zwar so oft, wie Echosignale
folgen, deren Zeitabstand kleiner ist als die Riickkippkonstante des monostabilen
Kippgliedes 15.
-
Ist das monostabile Kippglied 15 in seine stabile Lage zurückgekippt,
so wechselt sein Ausgangssignal und damit auch das Signal an dem Eingang b des Nand-Gatters
14 von 0 auf 1. Gleichzeitig wird durch diesen Signalwechsel von 0 auf 1 die Schalterstufe
17 gesperrt, und damit die Sperrschaltung 10 bis zum erneuten Durchschalten der
Schalterstufe 17 durch den Sendeimpuis der nächsten Lotperiode außer Wirkung gesetzt.
Am Ausgang des monostabilen Kippgliedes 15, und damit auch an dem Eingang b des
Nand-Gatters 14, steht bis zu diesem Zeitpunkt also ein konstantes 1-Signal.
-
Das nächste die Schwellenwertstufe 4 ab jetzt überschreitende Echosignal
ist mit größter Sicherheit das Bodenechosignal. Durch dieser wechselt das Signal
am Ausgang der Schwellenwertstufe 4 und damit am Eingang des Nichts-Gatters 11 von
1 auf 0. Am Ausgang des Nicht-Gattern 11, und damit jetzt auch am Eingang a des
Nand-Gatters 14, steht dann eine 1, wodurch dessen Ausgangssignal von 1 auf 0 wechselt
und das digitale Anzeigegerät 5 stoppt.