DE3033474C2 - Echolot, insbesondere Fischlot - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Echolot, insbesondere Fischlot, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einem bekannten Fischlot dieser Art (DE-OS 22 569) ist der als Hauptspeicher bezeichnete Speicher aus hintereinandergeschalteten Schieberegistern aufgebaut, deren Anzahl dem Zeilenraster und deren jeweilige Speicherkapazität dem Bildpunktraster entspricht, so daß insgesamt ein Einzelbild für den Bildschirm der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung gespeichert werden kann. Der Ausgang des letzten Schieberegisters ist mit einem Farbkonverter der Anzeigevorrichtung und der Eingang des ersten Schieberegisters über eine Gatterschaltung mit einem Datenlesespeicher verbunden, der ebenfalls ein Schieberegister mit der gleichen Speicherkapazität wie ein Schieberegister des Hauptspeichers ist Von einem Enipfangswandier innerhalb einer Lotpenode empfan*

gene Echos werden in den Datenlesespeicher eingelesen, und zugleich im Datenlesespeicher bereits abgespeicherte Echos werden in den Hauptspeicher Obertragen. Der Datenlesespeicher übernimmt alle während einer Lotperiode empfangenen Echos.

Zur Darstellung des Speicherinhalts des Hauptspeichers auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung wird die Ausgangsinformation der letzten Stufe des letzten Schieberegisters im Hauptspeicher auf den Farbkonverter gegeben und Ober die Gatterschaltung gleichzeitig auf die erste Stufe des ersten Schieberegisters im Hauptspeicher zurückgekoppelt Da die Periode des Umlaufs des Speicherinhalts gleich groß wie eine Bildabtastperiode ist, wird der Speicherinhalt auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung in Form eines Stehbildes dargestellt Zusätzlich ist der Ausgang des letzten Schieberegisters irr. Hauptspeicher über ein Verzögerungsschieberegister mit gleicher Speicherkapazität wie ein Schieberegister im Hauptspeicher und über die Gatterschaltung auf den Eingang des ersten Schieberegisters im Hauptspeicher zurückgeführt. Jedesmal, wenn die Daten vom Datenlesespeicher zum Hauptspeicher übertragen werden, wird c'.e letzte Lotperioden-Information in einer vertikalen Linie an einem Bildschirmrand der Anzeigevorrichtung sichtbar und die älteste Lotperioden-Information wird am anderen Bildschirmrand eliminiert Die weiteren Lotperioden-Informationen werden in zum anderen Bildschirmrand hin entsprechend ihrem Alter versetzten vertikalen Reihen sichtbar. Es wird also die gleiche Anzeige wie beim Aufzeichnen auf ein Aufzeichnungspapier eines herkömmlichen Fischlots erhalten, und die Darstellung bewegt sich in gleicher Richtung, hier von rechts nach links auf dem Bildschirm, wie bei dem herkömmlichen Fischlot, bei welchem das Aufzeichnungspapier in entgegengesetzter Richtung, also von links nach rechts, verschoben wird.

Dieses vorstehend beschriebene bekannte Fischlot bietet gegenüber den bekannten mechanischen Echogrammschreibern den Vorteil des Wegfalls des Aufzeichnungsp piers, so daß keinerlei dem Verbrauch unterworfene Gegenstände mehr benötigt werden, sowie der relativ geringen Störanfälligkeit. Neben dem relativ hohen schaltungstechnischen Aufwand muß jedoch noch ein weiterer entscheidender Nachteil in Kauf genommen werden. Die Aufzeichnung auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung orfolgt auf Grund des vorhandenen Datenlesespeichers zeitlich versetzt, also asynchron, mit den bei der Lotung eintreffenden Echos. Damit wird eine parallele Auswertung der Lotung durch einen zusätzlichen Horchkanal außerordentlich erschwert und nur mit beträchtlichem, kaum zu rechtfertigenden zusätzlichen Aufwand möglich. Eine solche zusätzliche Lotauswertung mit Horchkanal wird aber nach wie vor noch verlangt und ist bet kleinem S/N-Verhältnis der empfangenen Echos von beträchtlichem Vorteil.

Zwar ist es theoretisch möglich, den Datenlesespeicher wegzulassen und die während einer Lotperiode empfangenen Echos unmittelbar in den Hauptspeicher einzulesen. Damit würde man eine annähernd zeitsynchrone Anzeige der Lotung erreichen. Dies ist jedoch nur iilr den einzigen Fall möglich, wenn die Abtastgeschwindigkeit der Käthodertsirahlröhren-Anzeigevor* richtung und die Einlesegcschwindigkeit der vom SmpfangsWandler empfangenen Echos gleich groß sind.

Wenn man von einer Horizontalaüflösung der Katho^ denstrahlrönTen'Änzeiguvorricrilüng von beispielsweise 512 vertikalen Reihen ausgeht, so ergibt sich bei einer Repetierfrequenz der Anzeigevorrichtung von 50 Hz für eine einzelne Lotung eine Lotdauer oder Lotperiorte

= 39 us. Das entspricht bei der Schallgeschwin-

50·512

digkeit im Wasser von 1500 m/s einer maximalen Lottiefe des Fischlots von 0,5 · 1500 · 39 = 29 mm. Ein solches Fischlot ist jedoch völlig unbrauchbar, so daß der Datenlesespeicher zwingender, unabdingbarer Bestandteil des bekannten Fischlotes sein muß. Da auf Grund des schaltungstechnischen Aufbaus des bekannten Fischlotes immer die aktuelle Lotperiode in dem Datenlesespeicher so lange gespeichert wird, bis eine weitere Lotung durchgeführt wird, und erst dann in den Hauptspeicher eingeschrieben und in der Anzeigevorrichtung dargestellt wird, fehlt jeglicher zeitlicher Synchronismus zwischen den tatsächlich empfangenen Echos, die nach Durchlaufen eines Frequenzwandlers über einen Lautsprecher hörbar gemacht werden können, und der Darstellung auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung. Diese werden er" eine Lotperiode später dargestellt, bei einer Lottiefe "on z. B. 2000 m also etwa 2,7 s später, zu einem Zeitpunkt, zu dem im Horchkanal bereits die Echos der nachfolgenden Lotung zu hören sind. Ein Vergleich zwischen den abgehörten und den sichtbaren Echos ist damit völlig ausgescniossen.

Aus der DE-OS 26 15 203 ist ebenfalls ein Echolot der eingangs genannten Art bekannt Hier ist — ebenso wie bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Echolot — der Speicher als Schieberegister ausgebildet. Die Speicherkapazität des Schieberegisters beträgt p(n+\) Bits. Der Speicherinhalt des Schieberegisters wird fortlaufend Reihe für Reihe auf dem Bildschirm mit einer Bildfeldauflösung von π ■ ρ Bildpunkten sichtbar gemacht Nach r. ■ ρ Taktimpulsen wird ein Sendeimpuls ausgelöst. Ein komplettes Echogramm der auf den Sendeimpuls hin empfangenen Echos wird in einer Reihe mit ρ Bildpunkten dargestellt, und diese Darstellung wird dann durch Auslese des Speicherinhalts des Schieberegisters n— 1 mal wiederholt Dies set?· jedoch voraus, daß die Lotperiode nur ρ Taktimpulse betragen darf. Bei einer Wiederholfrequenz von 50 Hz und einer Biidfeldauflösung von /7=512 Reihen und p— 512 Zeilen würde sidi — wie eingangs bei dem bekannten Echolot berechnet — ebenfalls eine Lotdauer von 29 mm ergeben. Es treten also die gleichen Probleme auf, wie sie bereits bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Echolot zuletzt aufgezeigt wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Echolot, insbesondere ein Fischlot der eingangs genannten Art zu schaffen, das schaltungstechniser» einfach aufgebaut ist und eine gleichzeitige vergleichende Auswertung empfangener Echosignale akustisch mittels eines Horchkanals und visuel¹ auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung gestattet

Diese Aufgabe ist bei einem Echolot der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß -'urch die Merkmale im Kennzeichnungsteüde"! Anspruchs 1 gelöst.

Aus der DE-OS 28 11 699 ist bereits eine Vorrichtung zur Darstellung von Echosignalen eines Ltliraschall-Diagnosegerätes auf einem Fernsehbildschirm bekannt, die einen Speichef aufweist, der als Schfeib-Lese-Speicher mit wahlfreitni Zugriff ausgebildet ist Die Echosignale werden in den Speicher spaltenweise eingeschrieben. Der Speicherinhalt wird zeilenweise in

einer der Fernsehnorm entsprechenden Geschwindigkeit ausgelesen. Innerhalb jeder Speichertaktperiode findet ein Auslesezyklus und ein Einsehreibzyklus statt. Eine asynchrone Schnittstelle sorgt dabei für die taktmäßige Anpassung des asynchron einlaufenden Echosignals an den Einschreibtakt des Speichers.

Bei dem erfindungsgemäßen Echolot werden die in einer Lotperiode empfangenen Signale oder Echos unmittelbar in den Schreib-Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff eingeschrieben, und zwar bei jedem Zeilenrücklauf, was bei einer angenommenen Vertikalauslösung der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung von 512 Zeilen alle 39 μ$ erfolgt. Ein Adressenzähler und ein Lotperiodenzähler sorgen dabei für die richtige Adressierung der Speicherplätze, in welche die Digitalinformationen zum folgerichtigen Auslesen und Darstellen in der Anzeigevorrichtung eingeschrieben werden müssen. Da der Auslesevorgang des Speicherinhalts fortlaufend erfolgt, und alle 39 μ$ der Speicherinhalt des Schreib-Lese-Speichers an den aktuellen Stand der Lotung angepaßt wird, werden die von dem Empfangswandler empfangenen Echos in der Anzeigevorrichtung für den Betrachter quasi gleichzeitig mit dem tatsächlichen Empfang sichtbar. Somit ist es möglich, die vom Empfangswandler empfangenen Signale unmittelbar einem Horchkanal zuzuführen und akustisch darzustellen. Die akustische und visuelle Darstellung der empfangenen Signale treten für einen Beobachter gleichzeitig auf und ermöglichen damit den gegenseitigen Vergleich.

Die Lotperiode oder Lotdauer bei dem erfindungsgemäßen Echolot kann völlig frei gewählt und eingestellt werden, ohne daß der Vorteil der quasi zeitsynchronen Darstellung der Echosignale auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung verlorengeht.

Das erfindungsgemäße Echolot zeichnet sich durch relativ einfachen Aufbau und eine niedrige Zahl von Schaltungsbausteinen aus. Der erfindungsgemäße Schaltungsaufbau des Echolots ermöglicht darüber hinaus durch einfache zusätzliche Maßnahmen verschiedene Informationsdarstellungen, wie eine vergrößerte Darstellung, die Darstellung eines bodenstabilisierten Teilausschnittes oder einer Amplitudenschrift der aktuellen Lotperiode.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 5. insbesondere in Verbindung mit den Ausführungsformen gemäß Anspruch 3 und/ oder 4. Durch diese Maßnahmen erreicht man die notwendige Synchronisation der jeweils bei einem gewählten Lotbereich sich ergebenden Lotperiode mit der Darstellung des Speicherinhalts auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 7. Durch diese Maßnah-%ιέη wird erreicht, daß die aktuelle Lotperiode immer an derselben Stelle auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung dargestellt wird, z. B. in einer vertikalen Reihe am äußersten rechten Bildschirmrand. Die zweitjüngste Lotperiode ist dann in der nächsten, zur Bildmitte hin versetzten vertikalen Reihe zu sehen. Daran schließen sich weiter zu dem anderen Bildschirmrand hin immer die jeweils nächstälteren Lotperioden an. Es wird also die gleiche Darstellung auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung erreicht wie beim Aufzeichnen auf ein Aufzeichnungspapier bei den sogenannten Echogrammschreibem.

Vorteilhaft ist dabei die Ausfühnmgsform der Erfindung gemäß Anspruch 8. Durch diese Maßnahmen

läßt sich in einfacher Weise die erforderliche Umadressierung der Speicherplätze des Speichers beim Auslesen des Speicherinhalts zu vorgenanntem Zweck erreichen.

Vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 10, insbesondere in Verbindung mit der Ausführungsform des Anspruchs 11. Durch diese Maßnahmen läßt sich in einfacher Weise der Bildspeicher mit den Ablenkgenerator (Sägezahngeneratoren) zur Ansteuerung der Kathodenstrahlröhre der Anzeigevorrichtung synchronisieren. Für die Zeit des Zeilen- oder Bildrücklaufs werden der Bildpunkt- und Zeilenzähler gestoppt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsform°n der Erfindung ergeben sich aus weiteren, hier nicht explizit aufgeführten Ansprüchen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F ι g. I in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild eines Echolotes, das der Übersichtlichkeit halber auf F i g 1A und 1B aufgeteilt ist,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines auf einem Bildschirm einer Anzeigevorrichtung zum Zeitpunkt t zu sehenden Echoprofils.

Der Aufbau des Echolots, das insbesondere als Fischlot Verwendung findet, ist im Blockschaltbild in F i g. 1 dargestellt. Die mit 1 bis 4 bezeichneten Schaltüngspunkte sind in beiden Teilschaltbildern IA und IB identisch.

Das Echolot weist eine schematisch dargestellte Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 10 auf mit einer Bildröhre 11, einem Bildschirm 12, einem Ablenkspulensystem 13 und einem Videoverstärker oder Helligkeitskonverter 14, der beispielsweise als Wehneltzylinder ausgebildet sein kann. Das Ablenkspulensystem 13 wird in bekannter Weise von zwei Sägezahngeneratoren 15, 16 getriggert, wobei der Sägezahngenerator 15 die Vertikalablenkung und der Sägezahngenerator 16 die Horizontalablenkung des Elektronenstrahls bewirkt.

Die Sende-Empfänger-Einheit 17 des Echolots ist ebenfalls in bekannter Weise aufgebaut Sie enthält einen Sender 18 in Form eines Signalgenerators und einen elektro-akustischen Wandler 19. Das von dem Sender 18 ausgehende elektrische Signal wird von dem elektro-akustischen Wandler 19 als Schallsignal im Wasser abgegeben. Das reflektierte Schallsignal wird von dem elektro-akustischen Wandler 19 empfangen, in so einem Verstärker 20 verstärkt und zur akustischen Auswertung über einen Frequenzumsetzer 21 einem Lautsprecher 22 zugeführt und hörbar gemacht Außerdem wird das empfangene und verstärkte Echosignal auf dem Bildschirm 12 der Kathodenstrahl-55!"röhren-Anzeigevorrichtung 10 dargestellt

Hierzu ist ein als adressierbarer Schreib-Lese-Speicher (RAM) ausgebildeter Speicher 23 mit wahlfreiem Zugriff vorgesehen, dessen Speicherkapazität mindestens dem Zeilen- und Bildpanktraster der Anzeigevorrichtung 10 entspricht In diesem Speicher 23 werden die Echosignale als Digitalinformationen gespeichert, wozu der Ausgang des Verstärkers 20 über einen Analog-Digital-Wandler 24 mit dem Datenemgang /des Speichers 23 verbunden ist Zwischen Verstärker 20 und Analog-Digital-Wandler 24 ist noch ein Demodulator 25 eingeschaltet der z.B. als HüUkurven-DemoduIator ausgebildet sein kann. Zur fortlaufenden Darstellung des Speicherinhalts des Speichers 23 in der Kathoden-

strahlröhren^Anzeigevomchtung 10 ist der Datenausgang O des Speichers 23 über einen Digitai-Analog-Wandler 26 mit dem Helligkeitskonverter 14 der Anzeigevorrichtung 10 Verbunden. Die information am Öalenausgang O des Speichers 23 moduliert somit die Helligkeit des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 10.

Die F.lnsehreibadressen des Speichers 23 werden von einem bin-ären Adressenzähler 27 und einem auf den Ädressenzähler 27 synchronisierten binären Lotperiödenzähler 28 bestimmt. Der Adressenzähler 27 ist hierzu mit dem Y-Adresseneingang Ay und der Lotperiodenzähler 28 mit dem -Y-Adresseneingang A\ des Speichers 23 verbindbar. Es ist jedoch auch der umgekehrte Fall möglich, daß die beiden Zähler 27 und 28 mit vertauschten Adresseneingängen verbindbar sind. Der Adressenzähler 27 weist eine dem Zeilenraster entsprechende Zählkapazität und eine frei wählbare Zählfrequenz auf. Der Lotperiodenzähler 28 weist eine dem Bildpunktraster entsprechende Zählkapazität auf. Seine Zählfrequenz wird von dem Adressenzähler 27 bestimmt, da sein Eingang mit dem Übertrag-Ausgang Ü des Adressenzählers 27 verbunden ist. Bei dieser Einschreibadressierung erhält der Steuerbefehl-Eingang S des Speichers 23 während des Auslesevorgangs bei jedem Zeilenrücklauf einen Einlesebefehlimpuls, wodurch die am Ausgang des Analnj:-Digital-Wandlers 24 anstehende Digitalinformation auf den adressierten Speicherplatz eingeschrieben wird. Es ist auch möglich, die Zählkapazität des Adressenzählers 27 entsprechend dem Bildpunktraster und die Zählkapazität des l.otperiodenzählers 28 entsprechend dem Zeilenraster auszulegen. In diesem Fall erhält der Steuerbefehl-Eingang S des Speichers 23 während des Auslesevorgangs bei jedem Bildrücklauf einen entsprechenden Einschreibbefehlimpuls.

Zur Synchronisation der Lotperiode, die durch den mittels eines Lotbereicheinstellers 29 gewählten Lotbereich bestimmt ist. wird die Zählfrequenz des Adressenzählers 27 von einem mit diesen verbundenen Taktgenerator 30 vorgegeben. Die Taktfrequenz des Taktgeneratori) 30 entspricht dem Quotienten aus dem Produkt von Schallgeschwindigkeit im Wasser und Zählkapazität des Adressenzählers 27 und aus dem zweifachen Lotbereich. Zur Eingabe des Lotbereichs ist der Lotbereicheinsteller 29 mit dem Taktgenerator 30 verbunden. Nimmt man ein Zeilenraster von 512 Zeilen an, so ergibt sich eine Zählkapazität des Adressenzählers 27 nach dem vorstehend Gesagten von 512 und bei einem Lotbereich von 2000 m eine Taktfrequenz von 192 Hz. Der mit dem Lotperiodenzähler 28 verbundene Übertrag-Ausgang O des Adressenzählers 27 ist zugleich an dem Triggereingang des Senders 18 angeschlossen. Der Adressenzähler 27 löst damit entsprechend seiner Zählfrequenz und seiner Zählkapazität periodisch eine neue Lotung aus, wobei die Lotperiode sich aus dem Quotienten von Zählkapazität und Zählfrequenz errechnet. Mit den vorstehenden Angaben beträgt die Lotperiode 2,67 s.

Zur Erzeugung des Steuerbefehlimpulses während jeden Zeilenrücklaufs ist ein ohnehin für den Auslesevorgang notwendiger binärer Bildpunktzähler 31 mit dem Bildpunktraster entsprechender Zählkapazität vorgesehen, der von einem weiteren Taktgenerator 32 beaufschlagt ist Die Taktfrequenz des Taktgenerators 32 errechnet sich aus der Repetierfrequenz der Wiedergabe des Speicherinhalts des Speichers 23 in der Anzeigevorrichtung 10, die im allgemeinen 50Hz beträgt, und dem Bildpunkt- und Zeilenraster. Dem Bildpunktzäliler 31 ist ein Verzögerungsglied 33 für den Zeilenrücklauf zugeordnet, dessen Ausgang einerseits auf den Resei^Eingang R des BildpUnktzälilers 31 rückgekoppelt und andererseits mit dem Steuerbefehl· Eingang Sdes Speichers 23 verbunden ist. Außerdem ist der Ausgang des Zeilenrücklauf-Verzögerungsgliedes 33 mit dem Sägezahngenerator 16 für die Horizontalablenkung des Elektronenstrahls verbunden- Die Verzöge-

rungsglieder 33, 36 sind so ausgelegt, daß bei einem Eingangssignal ein Ausgangssignal von solcher zeitlichen Länge ansteht, die mindestens der Rücklaufzeit des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 10 vom Zeilenende zum Zeilenanfang bzw. Bildende zum Bildanfang entspricht.

Die Ausleseadresse für den Speicher 23 wird von dem Bildpunktzähler 31 und einem binären Zeilenzähler 34 mit einer dem Zeilenraster entsprechenden Zählkapazität bestimmt. Dabei wird aber nicht der Zählerinhalt des Bildpunktzählers 31 unmittelbar herangezogen, sondern zuvor um den jeweiligen Zählerinhalt des Lotperiodenzählers 28 vergrößert. Hierzu ist einerseits der Ausgang eines digitalen Addierers 35. der mit dem Ausgang des Bildpunktzählers 31 und dem Ausgang des Lotperioden-Zählers 28 verbunden ist, an dem X-Adresseneingang Ax und der Ausgang des Zeilenzählers 34 an dem Y-Adresseneingang Ay des Speichers 23 anschließbar. Der Übertrag-Ausgang Ü des Bildpunktzählers 31 ist zur Synchronisation von Bildpunktzähler 31 und Zeilenzähler 34 einerseits mit dem Eingang des Zeilenzählers 34 und andererseits mit dem Eingang des Zeilenrücklauf-Verzögerungsgliedes 33 verbunden. Der Ausgang des Zeilenzählers 34 ist an dem Eingang eines weiteren Verzögerungsgliedes 36 für den Bildrücklauf angeschlossen, dessen Ausgang zum einen mit dem Reset-Eingang R des Zeilenzählers 34 und zum anderen mit dem Sägezahngenerator 15 für die Vertikalablenkung des Elektronenstrahls verbunden ist. Alle Zähler 27,28,31 und 34 sind als Binärzähler ausgebildet, wobei die Zählkapazität des Bildpunktzählers 31 vorzugsweise ganzzahlig binär ist

Zur wechselweisen Einschreib- und Ausleseadressierung ist den Adresseneingängen Ax und Aγ des Speichers 23 jeweils ein Umschalter in Form eines Multiplexers 37 bzw. 38 vorgeordnet Die beiden Multiplexer 37, 38 werden synchron geschaltet. In der Schaltslellung I verbindet der Multiplexer 37 den X-Adresseneingang Αχ mit dem Lotperiodenzähler 28 und der Multiplexer 38 den V-Adresseneingang A γ mit dem Adressenzähler 27. In der Schaltstellung II ist der XAdresseneingang Ax mit dem Addierer 35 und der Y- Adresseneingang A γ mit dem Ausgang des Zeilenzählers 34 verbunden.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel des Echolots wird ein Zeilenraster von 5i2 Zeilen und ein Bildpunktraster von 512 Bildpunkten gewählt Die Repetierfrequenz der Speicherinformation beträgt 50 Hz. Der Speicher 23 hat damit einen Speicherinhalt von mindestens 512x512 Speicherplätzen. Die Zählkapazität der Zähler 27, 28,31 und 34 ist jeweils 512. Die Taktfrequenz des weiteren Taktgenerators 32 beträgt ca. 13 MHz. Die Taktfrequenz des Taktgenerators 30 richtet sich nach dem eingestellten Lotbereich und beträgt bei 2000 m 192 Hz.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Echolots ist wie folgt:

Bei einem mittels des Lotbereicheinstellers 29 beispielsweise eingestellten Lotbereich von 2000 m wird

der Adressenzähler 27 mit einer Taktfrequenz von 192 Hz fortgezählt. Bei vollem Zählerinhalt erscheint an seinem Übertrag-Ausgang Üe'm Impuls, der am Sender 18 einen neuen Lotimpuls, z. B. einen CW-Impuls, auslöst und gleichzeitig den Lotperiodenzähler 28 um eine Zählstufe weitersetzt. Die vom elektro-akustischen Wandler 19 ertipfangenen Echosignale sind einerseits am Lautsprecher 22 akustisch wahrzunehmen und stehen andererseits am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 24 als Digitalinformation an.

Der Speicherinhalt des Speichers 23 wird fortlaufend ausgelesen und in der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 10 dargestellt. Entsprechend dem Bildpunkt raster wird der Bildpuriktzähler 31 fortgezählt, bis der volle Zählerinhalt erreicht ist. Jeder Zählerinhalt steht über den Addierer 35 als X-Adressierung am X-Adresseneingang Αχ des Speichers 23 an. In gleicher Weise steht der Zählerinhalt des Zeilenzählers 34 als Y-Adressierung am K-Adresseneingang A γ des Speichers 23 an. EmspicCiicfid dcfTi jeweiligen ίΰπαίΐ uET Zähler 31 und 34 werden die zugeordneten adressierten Speicherinformationen ausgelesen und über den Daten- »usgang Odes Speichers 23 dem Digital-Analog-Wandler 26 zugeführt. Dieser setzt die Digitalinformation in einen entsprechenden Analogwert zum Aussteuern des Helligkeitskonverters 14 der Anzeigevorrichtung 10 um Der Speicherinhalt wird fortlaufend ausgelesen und Zeile für Zeile auf dem Bildschirm 12 der Anzeigevorrichtung 10 dargestellt. Bei vollem Bildpunktzähler 31 tritt am Übertrag-Ausgang Üdes Bildpunktzählers 31 ein Signal auf, das dem Zeilenrücklauf-Verzögerungsglied 33 und dem Eingang des Zeilenzählers 34 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Zeilenrücklauf-Verzögerungsgliedes 33 liegt einerseits als Einlesebefehlimpuls am Steuerbefehl-Eingang S des Speichers 23, schaltet andererseits die Multiplexer 37 und 38 auf die Schaltstellung I und setzt weiterhin den Bildpunktzähler 31 über dessen Reset-Eingang R zurück. (Die Synchronisation der Sägezahngeneratoren 16, 15 durch die Ausgangssignale der beiden Zeitverzögerungsglieder 33 und 36 bei jedem Zeilen- bzw. Bildrücklauf ist bekannt, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.) In dieser Stellung der Multiplexer 37 und 38 wird nunmehr die an dem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 24 anstehende Digitalinformation über den Dateneingang / in den Speicher 23 eingeschrieben, wobei der jeweilige Speicherplatz durch den Zählerinhalt des Adressenzählers 27 und des Lotperiodenzählers 28 bestimmt ist Da der Lotperiodenzähler 28 die horizontale ΛΓ-Adresse bestimmt, werden jeweils aus einer Lotperiode stammende Digitalinformationen in eine vertikale Spalte oder Reihe des Speichers 23 eingeschrieben. Dieses Einschreiben wiederholt sich alle 39 us, so daß alle 39 us jeweils der Speicherinhalt an den aktuellen Stand der *iLotperiode angepaßt wircL Da der Lotperiodenzähler 28 seinen Zählerinhalt ers;t mit Auslösen einer neuen Lotperiode ändert, werden die an dem Analog-Digital· Wandler 24 anstehenden aktuellen Digitalinformationen alle 39 us in die gleiche A"-Adresse eingeschrieben. Wird der Analog-DigifcaJ-Wandler 24 z. B. mit der Zählfrequenz des Adressemzählers 27 getastet, so wird z.B. alle 5,2ms (bei Loitoereich 20XX)m) eine neue Digitalinformation zur Verfügung gestellt und entsprechend der gleichen Zählfrequenz des Adressenzählers 27 in Speicherplätzen des Speichers 23 mit aufeinanderfolgenden !^Adressen eingeschrieben. Es ist natürlich auch möglich, die AbtastErequenz des Ana?ng-Digital-Wandlers 24 wesentlich größer zu wählen, z. B. 39 μ5- In diesem Fall wird in dem gleichen Speicherplatz immer die neueste Digitalinformation unter gleichzeitigem Überschreiben der älteren eingeschrieben. Erst mit Änderung des Zählerinhalts des Adressenzählers 27,

z. B. alle 5,2 ms, wird der nächste Speicherplatz mit der nächsten V-Adresse belegt. In dem Speicher 23 befinden sich also innerhalb jeder vertikalen Reihe einer ^-Adresse 512 digitale Informationen der gleichen Lotperiode, die während der jeweiligen Lotung alle 39 μβ aktualisiert wurden.

Sobald der Zeilenrücklauf beendet ist, steht am Steuerbefehl-Eingang Sdes Speichers 23 ein Ausleseimpuls an, der gleichzeitig die beiden Multiplexer 37 und 38 in ihre Schaltstellung II zurücksetzt. Nun erfolgt wiederum ein Auslesevorgang des Speicherinhalts mit der nächsten K-Adresse. wobei die nächste Zeile auf dem Bildschirm 12 dargestellt wird. Da auf d^oin Bildschirm 12 ein volles Bildfeld alle 20 ms dargestellt wird, erscheint die in dem Speicher 23 eingeschriebene

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später als sie tatsächlich in den Speicher 23 eingeschrieben wird. Für einen den Lautsprecher 22 und den Bildschirm 12 vergleichenden Beobachter stellen sich die akustisch und visuell dargestellten Echos als zeitsynchron dar.

Durch die jeweilige Vergrößerung des Zählerinhalts des Bildpunktzählers 31 um den Inhalt des Lotperiodenzählers 28 im Addierer 35 wird beim Auslesevorgang eine Umadressierung des Speichers 23 vorgenommen.

und zwar werden jeweils die ^-Adressen um den jeweiligen Zählerinhalt des Lotperiodenzählers 28 erhöht. Da aber gerade der Zählerinhalt des Lotperiodenzählers 28 die A"-Adresse festlegt, in welche die Digitalinformationen der aktuellen Lotperiode eingeschrieben wird, beginnt der Auslesevorgang einer neuen Zeile immer bei der λ'-Adresse. in welche alle 39 μϋ die neueste Digitalinformation eingeschrieben wird. Beträgt z. B. der Zählerinhalt des Lotperiodenzählers 28 die duale Zahl »2«, so werden digitale Informationen der aktuellen Lotperiode alle 39 μβ in der ^-Adresse »2« (z.B. bei X2 in Fig. 1) auf einen Speicherplatz eingeschrieben, der in der V-Adresse durch den Zählerinhalt des Adressenzählers 27 festgelegt ist Beim Auslesen des Speicherinhalts aus dem Speicher 23 und Darstellen auf dem Bildschirm 12 der Anzeigevorrichtung 10 beginnt der Auslesevorgang einer Zeile immer bei dem Zählerstand »0« des Bildpunktzählers 31. Da durch das Ausgangssignal des Addierers 35 beim Auslesen eine Erhöhung der X-Adressen, in dem gewählten Beispiel um » + 2«, vorgenommen wird, wird bei dem Zählerstand »0« der Speicherinhalt der eingeschriebenen X-Adresse »2« ausgelesen, also jener A'-Adresse, in der nach dem vorher Gesagten gerade die digitalen Informationen der aktuellen Lotperiode

55Ϊ enthalten sind und fortlaufend angepaßt wurden. Als Folge dessen beginnt der Auslesevorgang immer gerade bei der aktuellen Lotperiode, und somit erscheint diese immer an der gleichen Stelle auf dem Bildschirm 12, in Fig. 2 z. B. an dem rechten Bildschirmrand. Je älter die Lotperiode ist, desto weiter wird sie zum anderen Bildschinnrand, also zu dem in F i g. 2 linken Bildschinnrand, hin verschoben. Somit ist auf dem Bildschirm 12 ein Echoprofil zu sehen, das beispielsweise für einen beliebigen Zeitpunkt tin Fig. 2 schematisch dargestellt ist In diesem Echogramm sind mit 39 die Sendespur, mit 40 die vom Meeresboden reflektierten Bodenechos und mit 41 die von einem Fischschwarm reflektierten Echosignale bezeichnet Die Darstellung des Echopro-

fils entspricht der üblichen Darstellung, wie sie von mechanischen Echogrammschreibern bekannt ist.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Auslesü/!g des Speicherinhalts des Speichers 23 und Darstellung dieses in der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 10 mittels einer Vollbildadressiefang. Es ist jedoch auch möglich, mit einem gewissen Zusatzaufwand ohne Schwierigkeiten nach dem Zeilensprungver

fahren auszulesen. Auch ist es ohne weiteres möglicn. anstelle des Helligkeitskonverters 14 in der Bildröhre 11 einen Farbkonverter vorzusehen, so daß die gespeicherte Information nicht als Grauwert (mit 16 Graustufen bei einer gespeicherten Wortlänge von 4 bit), sondern als Farbwert auf dem Bildschirm 12 der Anzeigevorrichtung 10 dargestellt wird, wie es z. ö. in der Thermographie üblich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Echolot, insbesondere Fischlot, das eine Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung mit Zeilen- und Bildpunktraster zur Bildfeldauflösung und einen Speicher mit mindestens dem Zeilen- und Bildpunktraster entsprechender Speicherkapazität aufweist, der die Echosignale als Digitalinformation speichert und dessen Speicherinhalt fortlaufend auslesbar und in der Anzeigevorrichtung darstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (23) als adressierbarer Schreib-Lese-Speicher (RAM) ausgebildet ist, dessen Einschreibadresse von einem Adressenzähler (27) mit einer dem Zeilenraster — oder dem Bildpunktraster — entsprechenden Zählkapazität und frei wählbarer Zählfrequenz und von einem auf den Adressenzähler (27) synchronisierten Lotperiodenzähler (28) mit einer dem Bildpunktraster — oder dem Zeilenraster — entsprechenden Zählkapazität bestimmt und dessen Steuerbefehl-Eingang (S) während jeden Zeilenrücklaufs — oder Bildrücklaufs — beim Auslesevorgang mit einem Einschreibbefehlimpuls belegt ist

2. Echolot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adressenzähler (.17) mit dem V-Adresseneingang (Αγ) und der Lotperiodenzähler (28) mit dem X-Adresseneingang (Αχ) des Speichers (23) — oder umgekehrt — verbindbar ist.

3. Echolot nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich .et, daß zur Synchronisation des Lotperiodenzählers (28) diener an ä^m Übertrag-Ausgang (Ü)des Adressenzähiers (27) angeschlossen ist.

4. Echolot nach Ansprucn 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Übertrag-Ausgangs (Ü) des Adressenzählers (27) zugleich das Auslösesignal für eine Lotperiode bildet, und vorzugsweise daß der Übertrag-Ausgang (O) mit einem Triggereingang eines akustischen Senders (18, 19) verbunden ist.

5. Echolot nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählfrequenz d:s Adressenzählers (27) von einem mit diesem verbundenen Taktgenerator (30) bestimmt ist, dessen Taktfrequenz vorzugsweise mittels eines an diesen angeschlossenen Lotbereicheinstellers (29) einstellbar ist, wobei die Taktfrequenz dem Quotienten aus dem Produkt von Schallgeschwindigkeit im Wasser und Zählkapazität des Adressenzählers (27) und dem w zweifachen Lotbereich entspricht

6. Echolot nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Bildpunktzähler (31) mit dem Bildpunktraster entsprechender Zählkapazität, dem ein Zeilenrücklauf-Verzögerungsglied (33) zugeordnet ist, dessen Ausgang auf den Reset-Eingang (R) des Bildpunktzählers (31) rückgeführt und mit dem Steuerbefehl-Eingang (S)des Speichers (23) verbunden ist.

7. Echolot nach einem der Ansprüche 1 bis 6, eo dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseadresse für den Speicher (23) von dem Bildpunktzähler (31), dessen Ausgangsinformatiöri um den jeweiligen Zählerinhalt des Lotperiodenzählers (28) vergrößert ist, und von einem Zeilenzähler (34) mit dem Zeilenraster entsprechender Zählkapazität be* stimmt ist, und Vorzugsweise daß die Zählkapazität des Bildpunktzählers (31) ganzzahlig binär ist.

8. Echolot nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen mit dem Ausgang von Bildpunktzähler (31) und Lotperiodenzähler (28) verbundenen Addierer (35) und dadurch, daß der Ausgang des Addierers (35) mit dem X-Adresseneingang (Ax) und der Ausgang des Zeilenzählers (34) mit dem V-Adresseneingang (Αγ) des Speichers (23) verbindbar ist

9. Echolot nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Adresseneingängen (Αχ, Αγ) des Speichers (23) jeweils ein mit Beginn und Ende des Zeilenrücklaufs — oder Bildrücklaufs — betätigter Umschalter (37, 38) vorgeordnet ist, der diese wahlweise mit dem Ausgang von Adressenzähler (27) und Subtrahierer (35) bzw. von Lotperiodenzähler (28) und Zeilenzähler (34) verbindet, und vorzugsweise daß die Umschalter als Multiplexer (37,38) ausgebildet sind.

10. Echolot nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synchronisation von Bildpunkt- und Zeilenzähler (31, 34) der Übertragausgang (Ü) des Bildpunktzählers (31) einerseits mit dem Eingang des Zeücnzähicrs (34) und andererseits mit dem Eingang des Zeilenrücklauf-Verzögerungsgliedes (33) verbunden ist

11. Echolot nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Übertrag-Ausgang (Üjdes Zeilenzählers (34) ein Pildrückiauf-Verzögerungsglied _V36) angeschlossen ist, dessen Ausgang auf den Reset-Eingang (R) des Zeilenzählers (34) rückgeführt ist

12. Echolot nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß der Ausgang von Zeilen- und Bildrücklauf-Verzögerungsglied (33,36) mit jeweils einem die Ablenkspulen (13) der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung (10) steuernden Sägezahngenerator (16, 15) verbunden ist

13. Echolot nach einem der Ansprüche 1 bis 12. dadurch gekennzeichnet, daß alle Zähler (27, 28,31, 34) als Binärzähler ausgebildet vu<i

14. Echolot nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß ein akustisch-elektrischer Empfangs-Wandler (19) — ggf. unter Zwischenschaltung eines Verstärkers (20) — über einen Analog-Digital-Wandler (24) mit dem Dateneingang (f)des Speichers (23) und über einen Frequenzwandler (21) mit einem Lautsprecher (22) verbunden ist