DE3138964A1

DE3138964A1 - Verfahren zur unterdrueckung von stoerungen bei dem phasenvergleich zweier wechselspannungssignale, insbesondere bei dem phasenvergleich in ultraschall-echosignal-phasendetektoranordnungen fuer raumueberwachungsgeraete

Info

Publication number: DE3138964A1
Application number: DE19813138964
Authority: DE
Inventors: Valentin Dipl.-Phys. 8000 München Magori
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-04-14

Description

Verfahren zur Unterdrückung von Störungen bei dem Phasen-
vergleich zweier Wechselspannungssignale, insbesondere bei dem Phasenvergleich in Ultraschall-Echosignal-Phasendetektoranordnungen für Raumüberwachungsgeräte Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von Störungen bei dem Phasenvergleich zweier Wechselspannungssignale, insbesondere bei dem Phasenvergleich in Ultraschall-Echo signal-Phasendetektoranordnungen für Paumüberwachungsgeräte.
Für die sog. Nettowegintegration bei der Bestimmung der Bewegungsrichtung und/oder der Bewegungsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Reflexionsobjektes in einem durch Ultraschall überwachten Raum wird vorteilhafterweise nach bekannten Verfahren bzw. Systemen das Dopplerprinzip benutzt. Dabei werden zum Zwecke einer digitalen Auswertung die Phasenlagen zweier in Beziehung zueinander stehender Signale durch Bestimmung ihrer Nulldurchgänge bewertet.
Bei Dopplersignalen, die mit Störsignalen überlagert sind, die beispielsweise durch periodische, an sich für die Raumüberwachung irrelevante Bewegungsvorgänge in dem betreffenden zu überwachenden Raum auftreten können, können. während des Nulldurchganges des Dopplersignals durch ein solches Störsignal mehrere Nulldurchgänge vorgetäuscht und gezählt werden, was zu einer Fehlbewertung und damit ggf. zur Auslösung eines Fehlalarms führen kann.
Wirksame Verfahren, mittels derer dieser Problematik begegnet werden kann, sind bisher nicht bekannt geworden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pap 1 Wi - 29.09.1981 einfaches und sicheres Verfahren anzugeben, das es erlaubt, Störsignale der erläuterten Art auszufiltern. Das erfindungsgemäße Verfahren soll darüberhinaus derart beschaffen sein, daß es mit einer verhältnismäßig einfachen Schaltungsanordnung durchgeführt werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, das durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß Störsignale, die innerhalb des Echosignals bzw. des auszuwertenden Signals auftreten, auf einfache und sichere Weise ignoriert werden können. Solche Störsignale können durch Fluktuation der Triggerschwelle einer Auswerteschaltung entstehen oder bereits im Echosignal selbst enthalten sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren im einzelnen erläutert.
Fig. 1 zeigt in Form eines Diagramms einen typischen Signalverlauf eines verrauschten bzw. gestörten Eingangssignals, nämlich beispielsweise eines Echosignals einer Ultraschall-Raumüberwachungseinrichtung und ein resultierendes Ausgangssignal, das an seinen Flanken Unstetigkeiten aufweist, die durch Fluktuationen an der Triggerschwelle einer das Eingangssignal auswertenden Schaltungsanordnung entstehen können.
Fig. 2 zeigt in Form eines Impulsdiagramms zwei in ihrer Phasenlage unterschiedliche Phasendetektor-Aus- gangssignale 1, 2, deren Flanken die in Fig. 1 gezeigten Unstetigkeiten aufweisen, sowie zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bereinigte Ausgangssignale 1', 2'.
Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 1 in Form eines Diagramms einen typischen Signalverlauf eines verrauschten bzw. gestörten Eingangssignals, nämlich beispielsweise eines Echo signals einer Ultraschall-Raumüberwachungseinrichtung, und eines Ausgangssignals, das daraus resultiert und das an seinen Flanken Unstetigkeiten aufweist, die durch Fluktuation an der Triggerschwelle einer das Eingangssignal auswertenden Schaltungsanordnung oder durch Fluktuation des Eingangssignals entstehen können. Wie zu erkennen ist, werden in dem gezeigten Beispiel durch eine Störmodulation des Eingangssignals mehr Nulldurchgänge dieses Signals vorgetäuscht, als tatsächlich für das Nutzsignal vorhanden sind, was in der nachgeordneten Auswerteschaltung zu einer Fehlinterpretation, beispielsweise einem Fehlalarm im Falle des Betriebes einer Raumüberwachungsanlage, führen muß.
Fig. 2 zeigt, wie ebenfalls bereits erläutert, in Form eines Impulsdiagramms zwei in ihrer Phasenlage unterschiedliche Phasendetektor-Ausgangssignale 1, 2, deren Flanken die in Fig. 1 gezeigten Unstetigkeiten aufweisen, sowie zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren "bereinigte" Ausgangssignale 1', 2', Die "Bereinigung" der Ausgangssignale wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Nulldurchgänge der beiden Phasendetektor-Ausgangssignale 1, 2 alternierend derart gezählt werden, daß am Beginn eines Zählvorganges zunächst ein Nulldurchgang eines der beiden Phasendetektor-Ausgangssignale, vorzugsweise des ersten Phasendetektor-Ausgangssignals 1, registriert wird.
Danach wird ein zeitlich darauf folgender Nulldurchgang des anderen Phasendetektor-Ausgangssignals, nämlich des Phasendetektor-Ausgangssignals 2, registriert. Die Null- durchgänge des ersten bzw. zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals 1 bzw. 2 werden jedoch dann nicht registriert bzw. gezählt, wenn nicht zuvor ein Nulldurchgang des jeweils anderen Phasendetektor-Ausgangssignals registriert bzw. gezählt worden ist. In Fig. 2 sind die Zeitbereiche Z angedeutet, in denen jeweils eine Statusänderung des jeweils anderen Signals unmöglich ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mit jedem registrierten bzw. gezählten Nulldurchgang des ersten Phasendetektor-Ausgangssignals 1 ein entsprechender Nulldurchgang eines ersten "bereinigten" Ausgangssignals 1' und mit jedem registrierten bzw. gezählten Nulldurchgang des zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals 2 ein entsprechender Nulldurchgang eines zweiten "bereinigten" Ausgangssignals 2' bewirkt wird.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß für jeden registrierten bzw. gezählten Nulldurchgang des ersten bzw.
zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals 1 bzw. 2 ein Nulldurchgang gleichen Sinnes, nämlich mit positiver Flanke bei positiver Flanke bzw. mit negativer Flanke bei negativer Flanke, des ersten bzw. zweiten "bereinigten" Ausgangssignals 1' bzs. 2' bewirkt wird.
Zweckmäßigerweise werden zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens digitale Schaltkreise, nämlich Flipilop-Schaltkreise und Tor-Schaltkreise in an sich bekannter Weise verwendet.
Selbstverständlich ist die Anwendung des neuen Verfahrens nicht auf das Gebiet von Raumüberwachungseinrichtungen beschränkt.
4 P a t e n t a n s p r ü c h e 2 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: Verfahren zur Unterdrückung von Störungen bei dem Phasenvergleich zweier Wechselspannungssignale, insbesondere bei dem Phasenvergleich in Ultraschall-Echosignal-Phasendetektoranordnungen für Raumüberwachungsgeräte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nulldurchgänge zweier Phasendetektor-Ausgangssignale (1, 2) alternierend derart gezählt werden, daß am Beginn eines Zählvorganges zunächst ein Nulldurchgang eines der beiden Phasendetektor-Ausgangssignale, vorzugsweise des ersten Phasendetektor-Ausgangssignals (1), registriert wird, daß ein zeitlich darauf folgender Nulldurchgang des anderen der beiden Phasendetektor-Ausgangssignale, nämlich vorzugsweise des zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals (2), registriert wird und daß Nulldurchgänge des ersten Phasendetektor-Ausgangssignals (1) bzw. des zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals (2) dann nicht registriert bzw. gezählt werden, wenn nicht zuvor ein Nulldurchgang des j Jeweils anderen Phasendetektor-Ausgangssignals registriert bzw. gezählt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß mit jedem registrierten bzw. gezählten Nulldurchgang des ersten Phasendetektor-Ausgangssignals (1) ein entsprechender Nulldurchgang eines ersten "bereinigten" Ausgangssignals (1') und mit jedem registrierten bzw. gezählten Nulldurchgang des zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals (2) ein entsprechender Nulldurchgang eines zweiten "bereinigten" Ausgangssignals (2') bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für jeden registrierten bzw. gezählten Nulldurchgang des ersten bzw. zweiten Phasendetektor-Ausgangssignals (1 bzw. 2) ein Nulldurchgang gleichen Sinnes, nämlich mit positiver Flanke bei positiver Flanke bzw. mit negativer Flanke bei negativer Flanke, des ersten bzw. zweiten "bereinigten" Ausgangssignals (1, 2') bewirkt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zuseiner Durchführung digitale Schaltkreise, nämlich Flipflop-Schaltkreise und Tor-Schaltkreise in an sich bekannter Weise verwendet werden.