DE2904933A1 - Ultrasonic transceiver signal echo profile writing circuit - uses intermediate memory and RAM in conjunction with logic circuits to produce echo modulation signal to superimpose on TV screen picture - Google Patents
Ultrasonic transceiver signal echo profile writing circuit - uses intermediate memory and RAM in conjunction with logic circuits to produce echo modulation signal to superimpose on TV screen pictureInfo
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Abstract
Description
Echoprofilschreiber für Bildschirmübertragung Die Erfindung betrifft einen Echoprofilschreiber nach dem Prinzip der Laufzeitmessung zwischen einem abgegebenen und einem reflektierenden Schallsignal. Echoprofil.sehreiber dienen 7.ur Schichtdickenmessung von homogenen Meterialien und zu.r Ortung von Fremdkörpern in diesen Materialien. Bekannte Anwendungen von Echoprofilschreibern sind zur Wassertiefenbesti.mmung und zur Ortung von Fischwärmen sowie zur Materialstärkenmessung und zur Bestimmung von Lunkern im Eirnatz Eine bekannte Ausführung von Echoprofilschreiben zeichnet auf Registrierpapier jedes Echogramm aneinandergereiht auf Ma.n erhalt so ein Echoprofil der überfahrenen Wasserstrecke und kann gut die Grundverhältnisse erkennen und. diese Echos von denen von Fischschwärmen unterscheiden. Der Nachteil dieser Geräte ist der hohe mechanische Aufwand besonders bei kleinen Meßbereichen mit der damit verbundenen Störanfälligkeit und der große Papierverbrauch selbst bei relativ langsamer und somit gedrängter Aufzeichnung, wobei die registrierten MeS-werte schon nach kurzer Zeit nicht mehr interessieren.Echo Profile Recorder for Screen Transmission The invention relates to an echo profile recorder based on the principle of time-of-flight measurement between an output and a reflective sound signal. Echo profile recorders are used to measure the layer thickness of homogeneous materials and to locate foreign bodies in these materials. Known applications of echo profile recorders are for water depth determination and for locating fish heats as well as for measuring material thickness and determining Cavities in the Eirnatz A well-known version of echo profile writing records Recording paper, each echogram lined up on Ma.n receives an echo profile the crossed waterway and can easily recognize the basic conditions and. distinguish these echoes from those of schools of fish. The disadvantage of these devices is the high mechanical effort especially with small measuring ranges with the with it associated susceptibility to failure and the large paper consumption even at relatively slower speeds and thus compact recording, with the registered MeS values already after of interest for a short time.
In der Offenlegungsschrift 26 15.203 wird ein Echolot mit eJektronischem Speicher beschrieben, welches die jeweils jüngsten Echogramme in einem Speicher festhält und diese Information so wieder ausliest, daß jedes Echogramm nebeneinander auf dem Bildschirm einer Bra.un'schen Röhre dargestellt wird. Npcb einer Echomessung wird dieses Echogramm an einem Bildschirmrand dargestellt und die älteren Echogramme rücken einen schritt weiter zur Bildmitte bzw. zum anderen Bildrand. Das suf dem Bildschirm wandernde Echoprofil besteht also immer aus den jüngsten aneinandergereihten Echogrammen. Der Nachteil dieser Anordnung ist der relativ hohe Preis bedingt durch den verwendeten elektronischen Speicher, die Braun'sche Röhre mit Ansteuerung und selbstverständlich die Bauteile für die Laufzeitmessung des Ultraschalls.In laid-open specification 26 15.203, an echo sounder with electronic Memory described which the most recent echograms in a memory and reads this information again so that each echogram next to each other is displayed on the screen of a Braun tube. Npcb of an echo measurement this echogram is displayed on the edge of the screen and the older echograms move one step further to the center of the picture or to the other edge of the picture. That suf the Screen wandering echo profiles therefore always consist of the most recent ones in a row Echograms. The disadvantage of this arrangement is the relatively high price caused by the electronic memory used, the Braun tube with control and of course the components for measuring the transit time of the ultrasound.
Um den Preis eines Echolotes mit elektronischem Speicher zu reduzieren, wurde in der Offenlegungsschrift 27 07 501 der Vorschlag gemacht, die Informationen für die Bra.un'sche Röhre so zu organisieren und zuzubereiten, daß sie nach Modulation eines HF-Oszillators über die Antennenbuchse einem normalen Fernsehempfänger zugeführt und von diesem dargestellt werden können. Ein weitere Preievorteil entsteht bei der Benutzung preiswerterer Speicherplätze entsprechend der Offenlegungssohrift 27 14 116. Mit einem entsprechenden Echoprofilschreiber werden aber auf dem Fernsehschirm die Echogramme waagerecht angezeigt, so daß bei dem Einsatz als Schiffsechoprofilschreiber die Wasseroberfläche als senkrechte Linie an einem Bildrand und die Modenechos - bei konstanter Wassertiefe -ebenfalls mit einem entsprechenden Abstand zur Wasseroberflasche als senkrechte Linie dargestellt werden. Obwohl auf dem Bildschirm sämtliche wichtigen Details erscheinen, wird diese Darstellung, die gegenüber eingeführten Echoprofilschreibern das Bild um 900 gedreht zeigt, von Schiffsführern nicht akzeptiert.To reduce the price of an echo sounder with electronic memory, the proposal was made in the Offenlegungsschrift 27 07 501, the information for the Bra.un'sche tube to be organized and prepared in such a way that it follows modulation of an RF oscillator is fed to a normal television receiver via the antenna socket and can be represented by this. Another price advantage arises at the use of cheaper storage spaces in accordance with the disclosure regulation 27 14 116. With an appropriate echo profile recorder, however, on the television screen the echograms displayed horizontally, so that when used as a ship echo profile recorder the water surface as a vertical line on the edge of the picture and the fashion echoes - with constant water depth - also with a corresponding distance to the water bottle shown as a vertical line. Although all the important ones on the screen Details appear, this representation, compared to the introduced echo profile recorder shows the image rotated by 900, not accepted by skippers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Echoprofilschreiber für die Bildschirmübertragung auf Fernsehgeräte zu entwickeln, welcher unter Beibehaltung der oben geschilderten Vorteile die Echogramme senkrecht darstellt, so daß bei einem Einsatz als Schiffsechoprofilschreiber die Wasseroberfläche waagerecht am oberen Bildrand gezeigt wird.The invention is based on the object of an echo profile recorder to develop for screen transmission on televisions, which while maintaining the advantages described above represents the echograms perpendicular, so that with a Used as a ship echo profile recorder, the water surface horizontally at the top Edge of the picture is shown.
An Hand der fig. 1 sei die Erfindung näher erläutert0 Der Start-Stop-Oszillator (20) bildet mit dem Teiler (19) und dem Mono FF-(25) einen freilaufenden Generator mit der Zeilenfrequenz des verwendeten Fernsehgerätes, der jeweils nach Auszählen von n Bit einer Zeile das Mono FF (28) und dieses wiederum das Mono FF (29), welches dem Modulator (30) für den HF-Oszillator den Zeilensynchrinisierimpuls zuführt, triggert. Die Impulse des Start-Stop-Oszillators (20) gelangen ebenfalls über das UND-Gatter (17) an den Teiler (18), dessen binäre Ausgänge auf dem SSulenselektor des RAM's (1) liegen. Bei Lesebetrieb "R" moduliert der Ausgang "OUT" entsprechend der Zählerstellung der Teiler (18) und (14) und dem Speicherinhalt des RAM's (1) ilber den Modulator (30) den HF-Oszillator. Ist die Anzahl p der Reihen kleiner als die der Fernsehzeilen, so wiederholt der Teiler (21) das Auslesen einer Reihe mehrere Male, so daß das Fernsehbild voll ausgeschrieben wird. Bei 312/313 Fernsehzeilen und 64 Reihen ergibt sich für den Teiler (21) ein günstiges Teilerverhältnis von 4:1 bzw. 5:1. Das UND-Gatter (23), der Teiler (21), das ODER-Gatter (15), der Teiler (14), des Mono FF (24) und das R-S FF (38) bilden einen Generator mit der Bildfrequenz des verwendeten Fernsehgerätes, der durch ds R-S FF (38) mit dem Zeilengenerator synchronisiert und durch den Ausgang des Teilers (19) getaktet wird Der Bild.synchronisierimpuls wird nach jeweils einem Bilddurchlauf durch Triggerung des Mono FF (26) bzw. des darauffolgenden Mono FF (27) von diesem zu dem Modulator (30) für den HF-Oszillator geleitet. Bei dem so beschriebenen Betrieb wird der Speicherinhalt als stehendes Bild auf dem Fernsehschirm dargestellt.On the basis of fig. 1 the invention is explained in more detail0 The start-stop oscillator (20) forms a free-running generator with the divider (19) and the mono FF- (25) with the line frequency of the television set used, each after counting of n bits of a line the mono FF (28) and this in turn the mono FF (29), which supplies the line synchronization pulse to the modulator (30) for the RF oscillator, triggers. The impulses from the start-stop oscillator (20) also pass through the AND gate (17) to the divider (18), the binary outputs of which on the SSulenselektor of the RAM (1). In reading mode "R" modulates the output "OUT" corresponds to the counters of the dividers (18) and (14) and the memory content of the RAM (1) via the modulator (30) the HF oscillator. Is the number p of rows smaller than that of the television lines, the divider (21) repeats the reading out of one Row several times so that the television picture is written out in full. At 312/313 TV lines and 64 rows results in a favorable division ratio for the divider (21) from 4: 1 or 5: 1. The AND gate (23), the divider (21), the OR gate (15), the Divider (14), the mono FF (24) and the R-S FF (38) form a generator with the Frame rate of the television set used, which is determined by the R-S FF (38) with the line generator synchronized and clocked by the output of the divider (19) The image synchronizing pulse is activated after each image cycle by triggering the Mono FF (26) or the subsequent mono FF (27) from this to the modulator (30) for the HF oscillator directed. In the operation described in this way, the memory content is stored as a Image shown on the television screen.
Der Start zur Messung eines neuen Echogramms geschieht durch ein Triggersignal auf das Mono FF (4), dss einen Impuls voncs. 1 ms Dauer auf den Ultraschall-Sender-Empfänger (3) reibt, der einen entsprechend langen Ultraschall-Burst über den Bariumtitanatschwinger in die Meßstrecke sendet und über den gleichen Schwinger die reflektierten Schwingungen wieder euipfängt, selektiv verstärkt und gleichgerichtet dem Eingang dos Auffang-Speichers (2) zuführt. Parallel zu dieser Messung wird über das R-S FF (5) der Oszillator (6) mit einstellbarer Frequenz gestartet, der den Auffang-Speicher (2) über Das ODER-Gatter (13) weiterschaltet. Nach dem Auszählen von p Impulsen durch den Teiler (7) wird der Oszillator (6) über das R-s FF (5) gestoppt. Das Echogramm befindet sich dann in zeitquantisierter Form in dem Auffang-Speicher (2).A trigger signal is used to start measuring a new echogram on the mono FF (4), dss a pulse of cs. 1 ms duration on the ultrasonic transmitter-receiver (3), which rubs a correspondingly long ultrasonic burst over the barium titanate transducer sends the reflected oscillations into the measuring section and via the same oscillator recaptures, selectively amplified and rectified the input of the receiving memory (2) feeds. Parallel to this measurement, the oscillator is activated via the R-S FF (5) (6) started with an adjustable frequency, which the collecting memory (2) via Das OR gate (13) advances. After counting p pulses by the divider (7) the oscillator (6) is stopped via the R-s FF (5). The echogram is located then in time-quantized form in the collecting memory (2).
Die Übernahmefrequenz eines neuen Echogrammes in das RAM (1) wird nech unten durch die Echolaufzeit für eine Messung und nach oben durch den Wunsch begrenzt, die alten Echogramme längere Zeit darzustellen. Sie wird bei gegebener Bildfrequenz durch das Teilerverhältnis des Teilers (8) bestimmt, der nach z Impulsen eine UND-Bedingung an das NAND-Gatter (16) führt. Die weiteren UND-Bedingungen für dieses Gatter sind die Stellung de Teilers (19) auf n-l , die Stellung des Teilers (14) auf p-l und die letzte Wiederholung einer Reihe nach x Wiederholungen. Sind alle Bedingungen erfüllt, so hat der Ausgang des NAND-Gatters (16) O-Signal und sperrt den nächsten Impuls vom Start-Stop-Oszillator (20) zu dem Teiler (18) durch das UND-Gatter (17). Dies bedeutet ein Asynchroniamus zwischen den dargestellten Speicherplätzen, bedingt durch den Teiler (19) und den ausgelesenen Speicherplätzen, bedingt durch den Teiler (18), der in dieser Zeile nur um n-l Schritte weitergeschaltet hat. Das Bild muß also durch den Asynchronismus um einen Platz wandern. Nach dem Erfüllen der UND-Bedingung des NAND-Gatters (16) und einem weiteren Impuls wird über die Mono FFs (26) und (27) der Bildsynchronisierimpuls abgegeben und das Rückkippen des Bildes eingeleitet. In dieser Zeit wird in die Säule des RAM's (1), auf der der Teiler (18) stehengeblieben ist und in der das älteste Echogramm gespeichert wnr, das neue Echograrnrn- aus dem Auffang-Speicher (2) eingelesen und. damit das alte gelöscht Die folgende Anordnung des Einlesens kann nur gewählt werden, wenn die Teiler (14) und (18) das gleiche Teilerverhältnis haben, andernfalls müßte das Einlesen des neuen Echogrammes während des Bildrücklaufes mit p Impulsen erfolgen. Der Ausgang des Teilers (8) taktet dss Zähl FF (9) um und bereitet das D FF (10) auf Setzen vor. Wird jetzt der Start-Stop-Oszillator (20) gestartet, so wird durch den Taktimpuls auch das D FF (10) gesetzt und durch dessin Ausgang auch das Zähl FF (11.) gesetzt. Dadurch wird das RAM (1) auf Schreiben "W" geschaltet und die UND-Bedingung für das UND-Gatter (12) zuge schaltet. Jetzt gelangen p=n Zählimpulse auf den Auffang-Speicher (2) und den Teiler (14), so das i.n die fixierte Säule da.s neue Echogramm übernommen wird. Diese gezeigte Anordnung benutzt also zum Einlesen den Start-Ston-Oszillator (20) und den Teiler (19).The takeover frequency of a new echogram in the RAM (1) is nech down through the echo delay for a measurement and up limited by the desire to display the old echograms for a longer period of time. she will at a given frame rate determined by the division ratio of the divider (8), which leads to an AND condition to the NAND gate (16) after z pulses. The others AND conditions for this gate are the position of the divider (19) on n-1, the Position the divider (14) on p-1 and the last repetition in a row after x Repetitions. If all conditions are met, the output of the NAND gate has (16) O signal and blocks the next pulse from the start-stop oscillator (20) to the Divider (18) by the AND gate (17). This means an asynchronism between the memory locations shown, due to the divider (19) and the read out Storage locations, due to the divider (18), which in this line only increases by n-l steps has switched. As a result of asynchronism, the picture must therefore move around one place hike. After fulfilling the AND condition of the NAND gate (16) and another The image synchronization pulse is emitted via the mono FFs (26) and (27) and the tilting back of the image is initiated. During this time, the pillar of the RAM's (1) on which the divider (18) has stopped and in which the oldest echogram stored wnr, the new echograrnrn read from the catch memory (2) and. so that the old one is deleted The following order of reading can only be selected, if the dividers (14) and (18) have the same dividing ratio, otherwise it would have to the reading in of the new echogram takes place with p pulses during the image reversal. The output of the divider (8) clocks the counter FF (9) and prepares the D FF (10) to set before. If the start-stop oscillator (20) is now started, it is through the clock pulse is also set by the D FF (10) and through the output also the count FF (11th) set. This switches the RAM (1) to write "W" and the AND condition for the AND gate (12) is added. Now p = n counting pulses arrive on the collecting memory (2) and the divider (14), so that i.n the fixed column because the new echogram is adopted. This arrangement shown is used for reading the start Ston oscillator (20) and the divider (19).
Die Darstellung der Tiefenlinien erfolgt nach Fig. 2, indem nach einer bestimmten Stellung des Teilers (14) - z.B. die Zahl 8 - das Zahl FF (37) über die Leitung "b" zii Beginn einer Zeile gesetzt wird und nach dem Ende der Zeile über "c" wieder zurückgesetzt wird. Der Ausgang Q moduliert flber den Modulator (30) den HF-Oszillator.The representation of the contour lines takes place according to FIG. 2, by following a certain position of the divider (14) - e.g. the number 8 - the number FF (37) over the Line "b" is set at the beginning of a line and over after the end of the line "c" is reset again. The output Q modulates via the modulator (30) the RF oscillator.
Die Darstellung der Warnlinie erfolgt nach Fig. 2, indem bl Bildende über die Leitung "a" das Mono FF (31) mit einstellbarer Rückstellzeit getriggert wird. Nach Ablauf dieser Mono zeit wird das Zähl FF (32) gesetzt und bei..Regin.r einer neuen Zeile das nachgeschaltete D FF (33) über "d" ebenfalls gesetzt. Nach Zeilenende werden das D FF (33) und das Zahl FF (32) wieder zurückgesetzt. Der Ausgang Q des D FF (33) moduliert ebenfalls über den Modulator (30) den HF-Oszillator.The warning line is shown according to FIG. 2 by bl end of image Triggered the Mono FF (31) with an adjustable reset time via line "a" will. After this mono time has elapsed, the counter FF (32) is set and at..Regin.r of a new line, the downstream D FF (33) is also set via "d". To At the end of the line, the D FF (33) and the number FF (32) are reset. The exit Q of the D FF (33) also modulates the HF oscillator via the modulator (30).
Zur besseren Unterscheidung der Warnlinie gegenüber den Tiefenlinien empfiehlt es sich, den Ausgang Q des D FF (33) zusätzlich zu modulieren, damit die Warnlinie als gepunkteter Linienzug dargestellt wird. Die Auslösung der Warnu.n.g durch den Ausgang des UND-Gatters (36) erfolgt, wenn das D FF (R4) nach Schreiben der ersten Reihe über "g" zurückgesetzt ist bis zum Setzen durch das Mono FF (31) und wenn gleichzeitig über "e" Echoimpulse aus dem RAM (1) ausgelesen werden und das Zahl FF (35) durch Q=1 den Zählerstand 1 des Teilers (19) signalisiert.For better differentiation between the warning line and the contour lines it is recommended to additionally modulate the output Q of the D FF (33) so that the Warning line is shown as a dotted line. The triggering of the warnings by the output of the AND gate (36) takes place when the D FF (R4) after writing the first row is reset via "g" until it is set by the Mono FF (31) and if at the same time echo pulses are read out of the RAM (1) via "e" and the number FF (35) by Q = 1 signals the count 1 of the divider (19).
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DE2904933A1 true DE2904933A1 (en) | 1980-08-21 |
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Family Applications (1)
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DE19792904933 Withdrawn DE2904933A1 (en) | 1979-02-09 | 1979-02-09 | Ultrasonic transceiver signal echo profile writing circuit - uses intermediate memory and RAM in conjunction with logic circuits to produce echo modulation signal to superimpose on TV screen picture |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |