DE689473C - Determination of vibration processes by comparing their total running times - Google Patents

Determination of vibration processes by comparing their total running times

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DE689473C
DE689473C DE1937A0084879 DEA0084879D DE689473C DE 689473 C DE689473 C DE 689473C DE 1937A0084879 DE1937A0084879 DE 1937A0084879 DE A0084879 D DEA0084879 D DE A0084879D DE 689473 C DE689473 C DE 689473C
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Gustav Guanella
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Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN Al
29.IÄRZ1940
ISSUE Al
29th MARCH1940

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 689473 KLASSE 74 d GRUPPE 6 M 689473 CLASS 74 d GROUP 6

Gustav Guanella in Zürich, Schweiz,Gustav Guanella in Zurich, Switzerland,

ist als Erfinder genannt worden.has been named as the inventor.

durch Vergleich ihrer totalen Laufzeitenby comparing their total runtimes

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. November 1937 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 7. März 1940Patented in the German Empire on November 19, 1937 Patent granted March 7, 1940

Zur Bestimmung der Richtung von Schwingungsvorgängen, beispielsweise von elektromagnetischen Schwingungen oder von Schallwellen, kommen gewöhnlich Methoden zur Anwendung, bei denen in ortsverschiedenen Punkten die Schwingungen durch gegenseitig genügend weit entfernte Empfänger kontrolliert und in geeigneter Weise verglichen werden. Dabei können entweder die Empfänger durch besondere Mechanismen verschoben werden, oder aber die durch ortsfeste Empfänger aufgenommenen Vorgänge werden durch besondere Einrichtungen um bestimmte Laufzeitbeträge verzögert. In beiden Fällen handelt es sich darum, die empfangenen bzw. verzögerten Vorgänge zeitlich zur Deckung zu bringen, was durch ständigen Vergleich möglich ist. Gewöhnlich handelt es sich um zwei Schwingungsvorgänge, die durch zwei gegenseitig genügend weit entfernte Empfänger oder Empfängiergruppen aufgenommen werden.To determine the direction of vibration processes, for example of electromagnetic vibrations or sound waves, methods are usually used Application in which the vibrations in different locations through each other recipients far enough away are checked and compared in an appropriate manner will. Either the recipient can be moved by special mechanisms or the processes recorded by stationary receivers delayed by special facilities for certain duration amounts. In both cases it is about the received or delayed processes in time to cover to bring what is possible through constant comparison. Usually it is two oscillation processes caused by two recipients that are sufficiently far apart from each other or groups of recipients.

Am bekanntesten sind die subjektiven Vergleichsmethoden, namentlich das Binauralverfahren für akustische Schwingungsvorgänge. Bei den allgemein verwendbaren Interferenzmethoden (Maximum- und Miramuimverfahren) ist durch subjektiven oder elektrischen Vergleich stets ein Maximum bzw. Minimum zu suchen.The best known are the subjective comparison methods, namely the binaural method for acoustic oscillation processes. In the case of the generally applicable interference methods (maximum and miramuim methods) is always a maximum or minimum due to a subjective or electrical comparison to search.

Wie die Erfahrung zeigt,, haben diese Ver-As experience shows, these

680680

gleichsmethoden verschiedene Nachteile. Die Binauralmethode setzt besonders geübte Beobachter voraus, bei welchen eine relativ rasche Ermüdung nicht zu vermeiden ist. Die Richtungsbestimmung wird dabei z.B. beim Vergleich akustischer Vorgänge durch Störgeräusche verschiedener Herkunft leicht stark beeinträchtigt. Durch Störgeräusche werden auch die beim Interferenzverfahren einzustellenden Maxima bzw. Minima leicht in unzulässiger Weise verwischt. Durch Nebenmaxima bzw. Nebenminima können ferner je nach dem Frequenzspektrtim Täuschungen erfolgen. same methods various disadvantages. The binaural method requires particularly experienced observers, with whom a relatively rapid fatigue cannot be avoided. The determination of the direction is e.g. Comparison of acoustic processes due to background noises from different origins is slightly strong impaired. Interfering noises also cause those to be set in the interference method Maxima or minima easily blurred in an inadmissible manner. By secondary maxima Depending on the frequency spectrum, or secondary minima can also be deceptions.

• 5 Die Erfindung bezieht sich auf ein diese Mängel weitgehend vermeidendes Verfahren zum Vergleich von Schwingungsvorgängen. Bei relativ sehr geringer Störfähigkeit durch Störungen irgendwelcher Art ermöglicht dasThe invention relates to a method which largely avoids these deficiencies to compare vibration processes. With a relatively very low level of interference Disturbances of any kind make this possible

ao Verfahren eine genaue Einstellung zweier Vorgänge auf Deckung.ao procedure an exact setting of two Operations on cover.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden zwei bestimmte den zwei zu vergleichenden S chwingungs vorgängen zugeordnete elektrische Spannungen erzeugt, deren frequenzgleiche Komponenten gleiche Phasenunterschiede haben wie die dazugehörenden frequenzgleichen Komponenten der ursprünglichen Vorgänge, aus welchen zugeordneten Spannungen dann durch gegenseitige Modulation eine Kontrollspatinung gewonnen wird, die von der gegenseitigen Phasenlage der Teilfrequenzen der zu vergleichenden Vorgänge abhängt.According to the method of the invention, two are determined to be compared to the two Vibration processes associated electrical voltages are generated whose frequency-identical components have the same phase differences as the associated ones components of the same frequency of the original processes from which assigned Tensions then a control spin is obtained through mutual modulation, that of the mutual phase position of the partial frequencies of the processes to be compared depends.

Es wird deshalb im folgenden von einem Modulationsverfahren gesprochen. Die durch Modulation erzeugte Kontrollspannung hängt in ihrem Mittelwert, wie im folgenden gezeigt wird, von den Laufzeitunterschieden der zu vergleichenden Schwingungen ab. Die Schwingung habe ursprünglich das SpektrumIt is therefore referred to below as a modulation method. By Modulation generated control voltage depends on its mean value, as shown below will, from the runtime differences of the to be compared to vibrations. The vibration originally had the spectrum

«η COS ((Wn ί 99«) .«Η COS ((W n ί 99«).

Darin ist durch an die Amplitude, durch (X)n die Frequenz und durch φη die jeweilige Phasenlage einer «-ten Komponente der Schwingung bezeichnet. Die Schwingung wird an verschiedenen Orten empfangen und die empfangenen Vorgänge in ihrer Laufzeit unter Umständen durch besondere Verzögerungsvorrichtungen noch weiter verzögert, so daß die beiden zu vergleichenden Spannungen gegenüber dem ursprünglichen Vorgang um die totalen Verzögerungszeiten T1 und τ2 zurückliegen, die also bei richtiger Einstellung möglichst gleich sein sollen. Durch Modulation dieser Spannungen entsteht bei idealer Pirodiuktbildimg, abgesehen von einem konatanten Faktor,Therein by a n is the amplitude, by (X) n and the frequency of the respective phase position φ η a "-th component of the vibration, respectively. The oscillation is received at different locations and the running time of the received processes may be further delayed by special delay devices, so that the two voltages to be compared are behind the original process by the total delay times T 1 and τ 2 , which are therefore with the correct setting should be as equal as possible. By modulating these tensions, with an ideal piroduct pattern, apart from one factor,

Σ On COS [ω» (t ~ T1) φη] · Σ «η COS [a>n(t T2) ψη), Σ O n COS [ω » (t ~ T 1 ) φ η ] · Σ« η COS [a> n (t T 2 ) ψη),

wobei durch G und W die Gleich- bzw. Wechselstromteile bezeichnet werden. Die nur aus der frequenzgleichen Komponente beider modulierten Spannungen hervorgehende Gleichstromkomponente G ist dabeiwhere G and W denote the direct and alternating current parts. The direct current component G arising only from the component of the same frequency of the two modulated voltages is included

G=-· Σ al ~cos ω« (T1 — T2) . G = - · Σ al ~ cos ω «(T 1 - T 2 ).

2 η 2 η

(3)(3)

Es ist leicht einzusehen, daß diese Summe bei Gleichheit beider totalen Laufzeiten T1 und Ta ein Maximum wird. Man kann deshalb bei diesem Modulationsverfahren im besonderen von einem Modulationsmaximumverfahren sprechen. Je nach dem Charakter der Geräusche sind auch Nebenmaxima bei gewissen Unterschieden der totalen Laufzeiten T1 und T2 möglich, vorwiegend dann, wenn einzelne Frequenzen mit besonders großer Amplitude auftreten. Es sei aber darauf hingewiesen, daß diese Nebenmaxima grundsätzlich nicht immer den gleichen Charakter haben wie die von der InterferemzimetfoacLe her bekannten. Im besonderen ist es nicht erforderlich, daß jedem Nebenmaximum bzw. -minimum der Interferenzmethode ebensolche der Modulationsmethode entsprechen. Auf die Vermeidung solcher Nebenmaxima durch Empfänger geeigneter Richtwirkung und geeigneten Frequenzganges sowie durch Verwendung besonderer Filter wird weiter unten hingewiesen.It is easy to see that this sum becomes a maximum when both total transit times T 1 and Ta are equal. One can therefore speak of a modulation maximum method in particular with this modulation method. Depending on the character of the noises, secondary maxima are also possible with certain differences in the total transit times T 1 and T 2 , mainly when individual frequencies occur with a particularly large amplitude. It should be pointed out, however, that these secondary maxima do not always have the same character as those known from the interferemetogram. In particular, it is not necessary that every secondary maximum or minimum of the interference method correspond to those of the modulation method. The avoidance of such secondary maxima by receivers with suitable directivity and suitable frequency response as well as by using special filters is indicated below.

Ein besonderer Vorzug der Modulationsmethode besteht in der geringen Beeinflussung der Kontrollgleichspannung durch Störungen, die gegebenenfalls ähnliche Frequenzgebiete enthalten können wie die zu vergleichenden Vorgänge. Es zeigt sich, daß lokale Störungen, welche nur den einen Empfänger treffen, bei genügender Beruhigung der Kontrollspannung überhaupt keine nennenswerte Beeinflussung derselben verursachen.A particular advantage of the modulation method is that it has little influence the control DC voltage due to interference, which may have similar frequency ranges like the processes to be compared. It turns out that local disturbances, which only affect one recipient hit, if the control voltage is sufficiently calming down, none at all worth mentioning Cause influencing the same.

Man könnte dagegen erwarten, daß Störungen von seitlich liegenden entfernten Störungsquellen, soweit sie von den gerichteten uo Empfängern überhaupt aufgenommen werden, einen unerwünschten Beitrag an die Kontrollspannung ergeben. Solche Störungen weisen aber naturgemäß wegen der großen Laufzeitunterschiede entsprechend große ng Phasenunterschiede ihrer maßgebenden Teilfrequenzen auf, welche im allgemeinen 900 überschreiten. Dementsprechend ergeben gewisse Teilfrequenzen der Störgeräusche nach Gleichung (3) positive Anteile an die Kontrollspannung, während andere Teilfrequen zen negative Fehleranteile bewirken. Im MitOne could, however, be expected that interference from the side lying distant noise sources, as far as they are received at all of the directed uo receivers give an unwanted contribution to the control voltage. Such disturbances have naturally because of the large time differences correspondingly large ng phase differences of their relevant part of frequencies on which generally exceed 90 0th Accordingly, certain subfrequencies of the interference according to equation (3) result in positive components of the control voltage, while other Teilfrequen zen cause negative error components. In the with

689 47S689 47S

tel wird deslialb 'die resultierende Störspannung sehr klein, vorausgesetzt, daß die störenden Vorgänge einen genügenden Frequenzreichtum aufweisen.tel is deslialb 'the resulting interference voltage very small, provided that the disruptive processes have a sufficient frequency richness exhibit.

Nach den bisherigen Erklärungen läßt sich das erfindungsgemäße Vergleichsverfahren (Modulationsmethode) beispielsweise mit Hilfe der in Fig', ι schematisch gezeichneten Vorrichtung verwirklichen, in welcher alleAccording to the previous explanations, the comparative method according to the invention can be (Modulation method) for example with the help of the schematically drawn in Fig ', ι Realize device in which all

ίο für das Verständnis der Wirkungsweise unwichtigen Apparaturen, wie Verstärker, Hilfsinstrumente usw., weggelassen sind, obschon sie für die praktische Ausführung unentbehrlich und für das Arbeiten mit der Modulationsmethode von entscheidender Bedeutung sein können.ίο unimportant for understanding how it works Apparatus such as amplifiers, auxiliary instruments, etc., are omitted, although they are indispensable for practical implementation and can be of crucial importance for working with the modulation method.

Durch S1 und S2 sind die beiden Empfänger, z. B. Mikrophone zum Vergleich zweier Geräusche, dargestellt, die um die Achse X schwenkbar angenommen sind. Die durch die Modulationseinrichtung M erzeugte Kontrollspannung wird im Tiefpaßfilter B beruhigt und auf den Indikator/ geführt. Das Filter/? kann bei genügender Trägheit und Dämpfung von / weggelassen werden.By S 1 and S 2 , the two recipients, z. B. Microphones for comparing two noises shown, which are assumed to be pivotable about the X axis. The control voltage generated by the modulation device M is calmed down in the low-pass filter B and fed to the indicator /. The filter /? can be omitted from / if there is sufficient inertia and damping.

Der Indikator /, beispielsweise ein Gleichstrominstrument, zeigt ein Maximum bei Laufzeitgleichheit der durch S1 und S2 empfangenen Geräusche. Beim praktischen Arbeiten mit der Apparatur handelt es sich also darum, durch ständige kleine Suchbewegungen mit den Schallempfängern stets" den maximalen Ausschlag einzuhalten.The indicator /, for example a direct current instrument, shows a maximum when the noises received by S 1 and S 2 are the same. In practical work with the apparatus, it is a matter of always "keeping the maximum deflection" by making constant small search movements with the sound receivers.

Im allgemeinen werden bei den Geräten, welche nach einem Vergleichsverfahren, z. B. nach dem Interferenzverfahren, arbeiten, die Empfänger um eine bestimmte Achse schwenkbar angeordnet, so daß die Gleichheit der totalen Laufzeiten stets durch entsprechende Einstellung der Aufnahmerichtung der Empfänger erreicht wird. Es sind aber auch Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen die Laufzeitveränderung bei ortsfesten Empfängern durch entsprechende Verstellung besonderer Verzögerungseinrichtungen erzielt wird. Ein Vorteil solcher Anordnung besteht in den größeren Basisabständen der Empfänger, welche nicht mehr an konstruktive Grenzen gebunden sind.In general, in the devices which are based on a comparison method, for. B. according to the interference method, the receivers are arranged to be pivotable about a certain axis, so that equality the total running times always by setting the recording direction accordingly the recipient is reached. But there are also methods and devices known in which the change in transit time for fixed receivers by means of a corresponding adjustment special delay devices is achieved. An advantage of such an arrangement consists in the larger basic distances of the receiver, which are no longer constructive Boundaries are bound.

Es ist klar, daß sich das Verfahren nach der Erfindung auch mit ortsfesten Empfängern zum Vergleich von S chwingungsvorgängen und zur Einstellung auf gleiche Gesamtlaufzeit ausführen läßt, wie dies auch im Prinzipschema nach Fig. 2 dargestellt wird.It is clear that the method according to the invention can also be used with stationary receivers for the comparison of vibration processes and for setting the same total running time can be carried out, as is also shown in the schematic diagram of FIG.

N Durch S1 und ^2 sind dabei wieder die bei ■ den jetzt ortsfesten Empfänger dargestellt.N Through S 1 and ^ 2 , the receivers that are now stationary are shown again.

Mit L1 und L2 sind zwei Laufzeitverzögerungseinrichtungen bezeichnet. Eine solche Einrichtung zur Verzögerung aller übertragenen Signale um eine bestimmte vorgegebene und veränderbare Zeit kann beispielsweise aus einem Stahlband bestehen, das vor einem Schreibkopf und einem Abnahmekopf vorbeibewegt wird. Die elektrischen Signale werden durch den Schreibkopf in Form einer veränderlichen Magnetisierung des Bandes aufgezeichnet. Nach einer bestimmten Zeit, welche durch den Abstand beider Köpfe und die Bandgeschwindigkeit gegeben ist, erfolgt die Abnahme der magnetischen Aufzeichnung durch den Abnahmekopf, wobei wieder das ursprüngliche elektrische Signal in entsprechender zeitlicher Verzögerung erzeugt wird. Zur Laufzeitverzögerung können auch andere Mittel verwendet werden, so z. B. die akustische Übertragung durch ein Rohrsystem bestimmter" Länge oder die elektrische Übertragung über eine aus Serieinduktivitäten und Ableitungskapazitäten aufgebaute Spulenleitung. Ferner können die Verzögerungseinrichtungen, sofern hochfrequente Wechselströme verzögert werden sollen, aus abgestimmten Lecherleitungen geeigneter Länge bestehen. Die Laufzeitverzögerungseinrichtungen! L1 und L2 sind beim praktischen Arbeiten mit der Apparatur stets so einzustellen, daß die totalen Laufzeiten der mit der Modulationseinrichtung M verglichenen Gerausche gleich sind. Die Kontrolle auf maximale Gleichstromkomponente erfolgt wieder durch einen Indikator /, nötigenfalls nach Beruhigung der Kontrollspannung durch Tiefpaßfilter B. L 1 and L 2 denote two propagation delay devices. Such a device for delaying all transmitted signals by a certain predetermined and changeable time can consist, for example, of a steel band which is moved past a writing head and an acceptance head. The electrical signals are recorded by the write head in the form of a variable magnetization of the tape. After a certain time, which is given by the distance between the two heads and the tape speed, the magnetic recording is picked up by the pickup head, the original electrical signal being generated again with a corresponding time delay. Other means can also be used to delay the propagation time, e.g. B. acoustic transmission through a pipe system of a certain "length or electrical transmission via a coil line made up of series inductances and discharge capacities. Furthermore, the delay devices, if high-frequency alternating currents are to be delayed, consist of matched Lecher lines of suitable length. The transit time delay devices! L 1 and L 2 are always set in the practical work with the apparatus such that the total transit times of the compared with the modulation means M noises are the same. the control at the maximum DC component is performed again by an indicator /, if necessary after stabilization of the control voltage by low-pass filter B.

Die Modülationseinrichtung M muß so beschaffen sein, daß die Kontrollspannung dauernd dem Produkt der beiden aufgedrückten Spannungen entspricht. Sie hat also möglichst nur Summen- und Differenzfrequenzen zu bilden, wobei in den Differenzfrequenzen die zur Anzeige wesentliche Gleichstromkomponente, der Kontrollspannung enthalten ist. Modulationsschaltungen, welche neben diesen ersten Summen- und Differenzfrequenzen auch noch weitere Kombinationsfrequenzen bilden, haben den Nachteil, daß solche Kombinationsfrequenzen für die Laufzeitunterschiede nicht charakteristisch sind und damit Anlaß zu unnötigen Fehlweisungen geben können.The modulation device M must be designed in such a way that the control voltage continuously corresponds to the product of the two applied voltages. If possible, it only has to form sum and difference frequencies, with the difference frequencies containing the direct current component, the control voltage, which is essential for the display. Modulation circuits which, in addition to these first sum and difference frequencies, also form further combination frequencies, have the disadvantage that such combination frequencies are not characteristic of the transit time differences and can thus give rise to unnecessary misdirections.

Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Doppelmodulationsschaltung, welche sich für den vorliegenden Zweck eignet. Bei quadratischer Charakteristik der Trockengleichrichter G1 und G2 und nach der erforderlichen Abgleichung derselben durch passende Wahl der Widerstände R1 und R2 entspricht die Spannung ek stets dem Produkt der beiden angelegten Spannungen ex und e2. Ist nämlich die Spannung über R1, G1 gleich e± + e2 und die Spannung über R2, G2 gleich — et + e2, For example, FIG. 3 shows a double modulation circuit which is suitable for the present purpose. With the quadratic characteristic of the dry rectifiers G 1 and G 2 and after the necessary adjustment of the same by a suitable choice of the resistors R 1 and R 2 , the voltage e k always corresponds to the product of the two applied voltages e x and e 2 . If the voltage across R 1 , G 1 is equal to e ± + e 2 and the voltage across R 2 , G 2 is equal to - e t + e 2 ,

so sind die Strome über den Gleichrichtern und Widerständen bei quadratischer Charakteristik so are the currents across the rectifiers and resistances with a quadratic characteristic

H = Cx ·Xe0 + e± + e2)2 über R1, G1, H = CxXe 0 + e ± + e 2 ) 2 over R 1 , G 1 ,

i2 = c2' (eg et -\- e%)2 über R2, G2, i 2 = c 2 '(e g - e t - \ - e%) 2 over R 2 , G 2 ,

wobei C1, C2 und e0 Gleichrichterkonstantenwhere C 1 , C 2 and e 0 rectifier constants

Ct; ^^= 2 (Rx C1 -j- i?2 C2) · (#q ι · wobei Ii1 und k2 Konstanten sind. Das zweite Glied enthält also das Spannungsprodukt ex e2, während im ersten Glied noch die Eingangsspannung ex allein vertreten ist. Aus der Meßtechnik, der Fernmelde- und Hochfrequenztechnik sind auch andere Schaltungen gleicher Wirkung bekannt, welche beispielsweise zur Frequenzanalyse, zur Trägerwellenmodulation und zur Demodulation verwendet werden und die sich ebenfalls für den vorliegenden Zweck eignen. Es sei beispielsweise noch die sog. Ringmodulationsschaltung nach Fig. 4 erwähnt, die sich bei richtiger Abgleidhung im Gegensatz zu Schaltung- nach Fig. 3 durch vollständige Unterdrückung der beiden primären Span-. nungen in der abgegebenen Kontrollspannung auszeichnet und die unerwünschten Kombinationsfrequenzen weitgehend vermeidet. Es ist für die Modulationsmethode charakteristisch, daß die beruhigte Kontrollspannung bei Verwendung zweier gleichartiger Empfänger im allgemeinen mit dem Quadrat der aufgenommenen Amplitude zunimmt. Demnach haben an sich kleine Änderungen der Empf ängereingangsspannung relativ große Änderungen der Kontrollspannung zur Folge, wodurch die Richtwirkung der Empfänger in nützlicher Weise unterstützt wird. Anderseits ist es bei der Modulationsmethode nicht nötig, daß beide Empfänger gleiche Richtwirkung besitzen, denn nur solche S chwingungs vorgänge ergeben eine Gleichstromkomponente in der Kontrollspannung, welche gleichzeitig durch beide Empfänger empfangen werden. Dieser gegenüber den Apparaten nach dem Interferenzverfahren wesentliche Unterschied ermöglicht die Konstruktion von Apparaten, bei denen eine go ausgeprägte Richtwirkung der gesamten Apparatur bei Verwendung von Empfängern teilweise begrenzter Richtwirkung erzielt wird. So kann beispielsweise ein Empfänger sehr geringer Richtwirkung nach dem Modulationsverfahren zusammenarbeiten mit einem Empfänger, dessen Richtwirkung den Bedürfnissen entsprechend nach allen Seiten genügend groß gewählt wurde, wobei die resultierende Richtwirkung diesem letzten · Empfänger entspricht. Ct; ^^ = 2 (R x C 1 -j- i? 2 C 2 ) · (#q ι · where Ii 1 and k 2 are constants. The second term therefore contains the stress product e x e 2 , while the first term still contains The input voltage e x alone is represented. Other circuits with the same effect are known from measurement technology, telecommunications and high-frequency technology, which are used, for example, for frequency analysis, for carrier wave modulation and for demodulation and which are also suitable for the present purpose 4 also mentions the so-called ring modulation circuit according to FIG. 4, which, in contrast to the circuit according to FIG the modulation method is characteristic of the fact that the calming control voltage when using two receivers of the same type is generally with the square of the au f increased amplitude. Accordingly, small changes in the receiver input voltage per se result in relatively large changes in the control voltage, as a result of which the directivity of the receiver is supported in a useful manner. On the other hand, it is not necessary with the modulation method that both receivers have the same directivity, because only such oscillation processes result in a direct current component in the control voltage, which are received simultaneously by both receivers. This essential difference compared to the apparatus based on the interference method enables the construction of apparatuses in which a pronounced directivity of the entire apparatus is achieved when using receivers with partially limited directivity. For example, a receiver with a very low directivity can work together with a receiver whose directivity has been chosen to be sufficiently large in accordance with requirements according to the modulation method, with the resulting directivity corresponding to this last receiver.

Besonders bei den oben beschriebenen sind. Der Spannungsabfall über den Widerständen R1 und R2 zwischen dem Klemmenpaar 2i wird alsoEspecially with the ones described above. The voltage drop across the resistors R 1 and R 2 between the pair of terminals 2i is therefore

6k = i'i Ri ■ ΐ« R2 's 6k = i'i Ri ■ ΐ « R 2 's

macht man nun R1 C1 = R2 C2, so ergibt sich nach Ausrechnungif one now makes R 1 C 1 = R 2 C 2 , after calculation it results

Apparaturen mit künstlicher Laufzeitverzögerung und relativ weit auseinanderliegenden Empfängern besteht ein großer Vorteil in der sinngemäßen Verwendung von Empfängern begrenzter Richtwirkung bei veränderlicher Einfallsrichtung der zu vergleichenden S chwingungs vorgänge, wodurch die Nachführung vereinfacht und erleichtert wird. In einer Anwendung des Erfindungsgegenstandes für Horchgeräte zur Auffindung von Flugzeugen genügt es beispielsweise, wenn ein einziger zentral gelegener Schallempfänger guter Richtwirkung durch entsprechende Kupplung mit der elektrischen oder akustischen Verzögerungsapparatur stets nachgeführt wird, während die davon relativ weit entfernten übrigen Schallempfänger starr montiert bleiben.Apparatus with artificial transit time delay and relatively far apart There is a great advantage for recipients in the analogous use of recipients limited directivity with changing direction of incidence of the one to be compared Vibration processes, whereby the tracking is simplified and facilitated. In an application of the subject matter of the invention For listening devices to locate aircraft, it is sufficient, for example, if a The only centrally located sound receiver with good directivity thanks to the appropriate Coupling with the electrical or acoustic delay device is always tracked while the other sound receivers, which are relatively distant from it, remain rigidly mounted.

Man kann aber auch zwei Empfänger verwenden, die jeweils in einer Ebene stark empfindlich sind, um eine Apparatur zu erhalten, die nur in einer Richtung, d. h. der Schnittlinie der Ebenen, anspricht, wenn diese Ebenen der Richtempfindlichkeit beider Empfänger zueinander senkrecht stehen. Der Vorteil einer solchen Lösung besteht insbesondere für Horchgeräte darin, daß als Schallempfänger eine trichterlose Einrichtung benutzt werden kann, bei der eine Anzahl von Mikrophonen auf einem geraden Balken montiert ist, wodurch eine ausgeprägte Empfindlichkeit für alle Schallwellen entsteht, die senkrecht zu diesem Balken einfallen. Es besteht auch die Möglichkeit der Realisierung dieses schallempfindlichen Balkens durch ein einziges Mikrophon entsprechender Formgebung, etwa als Zylinder mit schallempfindlicher Oberfläche.But you can also use two receivers, each one strong in one level are sensitive to obtaining an apparatus that is only unidirectional, i. H. the Intersection of the planes, appeals when these planes of directional sensitivity of both Receivers are perpendicular to each other. The advantage of such a solution is in particular for listening devices in that a funnelless device as a sound receiver can be used in which a number of microphones are mounted on a straight beam, creating a distinctive Sensitivity for all sound waves is created that fall perpendicular to this beam. There is also the possibility of realizing this sound-sensitive beam with a single microphone of the appropriate shape, for example as a cylinder sound-sensitive surface.

Beim praktischen Arbeiten nach dem neuen no Verfahren zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Schwingungsvorgängen, insbesondere von Schallwellen, kann sich hauptsächlich beim Aufsuchen der Geräusche oder der elektrischen Wellen eine vorübergehende Verminderung der Richtwirkung empfehlen. Dies kann durch entsprechende, an sich bekannte Maßnahmen an den Empfängern selbst, wie z. B. Abschaltung gewisser Teile bei Empfängergruppen, erfolgen.When working in practice according to the new no Method for determining the direction of incidence of vibration processes, in particular of sound waves, can mainly be found when locating the noises or the recommend a temporary reduction in directivity for electric waves. this can be done by appropriate measures known per se to the recipients themselves, such as z. B. Shutdown of certain parts of recipient groups.

Im allgemeinen reichen die Eingangsspannungen oder die Spannungen der aus den Ver-In general, the input voltages are sufficient or the tensions of the

zögerungsapparaturen entnommenen Ströme nicht aus für die Modulation und die nachfolgende Betätigung der besonderen Indikatoren. Da infolge der Modulationsschaltung ein ungefähr quadratischer Zusammenhang zwischen Geräuschspannung und Kontrollspannung besteht, so· ist eine Verstärkung bis auf ein bestimmtes Pegelminimum erforderlich. Currents taken from delay apparatuses are not used for modulation and the following Actuation of the special indicators. Because of the modulation circuit there is an approximately quadratic relationship exists between the noise voltage and the control voltage, then there is an amplification of up to to a certain level minimum required.

ίο Je nach der Entfernung der Schwingungsquelle und den Ausbreitungsverhältnissen der zu vergleichenden Schwingungen variiert die Amplitude der zu kontrollierenden Vorgänge innerhalb sehr weiter Grenzen. Wegen des obengenannten quadratischen Zusammenhangs empfiehlt es sich, eine entsprechende Nachregelung der zu modulierenden Spannungen vorzusehen. Diese Nachstellung kann beispielsweise durch manuelle Einstellung der Verstärkung erfolgen. Zweckmäßiger ist die Anwendung einer automatischen Verstärkungsregelung, durch welche der Geräuschspannungspegel am Ausgang der Verstärker mehr oder weniger auf einem konstanten Wert gehalten wird. Solche Regelschaltungen sind aus der Verstärkertechnik bekannt. Es empfiehlt sich, zur Erzeugung der für die' Regelung erforderlichen Regelspannung Gleichrichter quadratischer Charakteristik zu verwenden, da auch die durch Modulation gewonnene Kontrollspannung von den Amplitudenquadraten der einzelnen Spannungskomponenten abhängt. Die Amplitude der zu kontrollierenden Schwingungen ist im allgemeinen nur sehr langsam veränderlich, so daß die so erzeugte Verstärkerregelspannung mit einer Zeitkonstante von mehreren Sekunden beruhigt werden kann. Werden nun bei der Richtungsbestimmung mit bewegliehen Empfängern rasche Suchbewegungen ausgeführt, so wird die Verstärkung durch die Regeltätigkeit nur wenig geändert, d. h. die bei diesen Suchbewegungen auftretenden raschen Amplitudenschwankungen, welche das praktische Arbeiten erleichtern, werden nicht unterdrückt, und nur die über längere Zeit gemittelte Amplitude wird auf einen annähernd konstanten Wert geregelt.ίο Depending on the distance of the vibration source and the propagation conditions of the The vibrations to be compared vary the amplitude of the processes to be controlled within very wide limits. Because of the above-mentioned quadratic relationship it is advisable to readjust the voltages to be modulated accordingly to be provided. This adjustment can, for example, by manual adjustment of reinforcement. It is more useful to use an automatic gain control, by which the noise voltage level at the output of the amplifier more or less at a constant Value is held. Such control circuits are known from amplifier technology. It it is recommended to generate the control voltage required for the control Rectifiers with a quadratic characteristic should be used, as also those caused by modulation obtained control voltage depends on the amplitude squares of the individual voltage components. The amplitude of the too controlling vibrations is generally very slow to change, so that the amplifier control voltage generated in this way has a time constant of several seconds can be reassured. Are now borrowed when determining the direction If receivers carry out rapid search movements, the gain is only slightly changed by the control activity, i.e. H. the rapid amplitude fluctuations occurring during these search movements, which the facilitate practical work, are not suppressed, and only those over a longer period of time averaged amplitude is regulated to an approximately constant value.

Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die Amplituden beider gegenseitig zu modulierenden Spannungen durchaus nicht gleich zu sein brauchen. Ein bestimmter Unterschied dieser Spannungen kann je nach der Modulationsschaltung sogar von Nutzen sein und ist naturgemäß durch entsprechende gegenseitige Einstellung der Verstärker leicht zu erreichen.It should be noted that the amplitudes of both are mutually modulated Tensions need not be equal. A certain difference in these tensions may vary depending on the person Modulation circuit can even be useful and is naturally due to appropriate mutual adjustment of amplifiers easy to achieve.

• Zur Verminderung.der Störung durch kurzfristige Störschwingungen besonders großer Amplitude empfiehlt es sich, die elektrischen Spannungen vor der Modulation in M durch an sich bekannte Amplitudenbegrenzungsschaltungen, z. B. etwa unter Verwendung von Trockengleichrichtern mit Vorspannung oder Elektronenröhren mit entsprechend gekrümmter Charakteristik, auf einen bestimmten Wert zu begrenzen.• To reduce the disturbance caused by short-term disturbance oscillations of particularly large amplitudes, it is advisable to reduce the electrical voltages prior to the modulation in M by means of amplitude limiting circuits known per se, e.g. B. using dry rectifiers with bias or electron tubes with a correspondingly curved characteristic to limit to a certain value.

Es hängt mit der Natur des Vergleiches durch Modulation zusammen, daß der Verlauf der so gebildeten Kontrollspannung in starkem Maße vom Charakter, d. h. von der spektralen Zusammensetzung der zu vergleichenden Schwingungen abhängt. Je nach Zusammensetzung können beispielsweise die obenerwähnten Nebenmaximalwerte mehr oder weniger ausgeprägt auftreten. Solche Nebenmaxima. können naturgemäß vermieden werden bei Verwendung von Empfängern besonders starker Richtwirkung. Nach dem oben Gesagten kann aber auch eine entsprechende Veränderung der Energieverteilung im Frequenzspektrum von großem Nutzen sein. Beispielsweise führt bei Horchgeräten eine starke Bevorzugung der tiefen Frequenzen zu ziemlich weit auseinanderliegenden Nebenextremwerten, die durch gerichtete Schallempfänger leichter zu vermeiden sind. Eine Bevorzugung der hohen Frequenzen ermöglicht dagegen eine sehr genaue Richtungsbestimmung. Auch treten die höheren Frequenzen bei den praktisch vorkommenden Geräuschen mit· einer solchen Reichhaltigkeit frequenzverschiedener Komponenten auf, daß Nebenmaxima von Belang nicht mehr zu erwarten sind.It is related to the nature of the comparison by modulation that the course the control tension thus formed depends to a large extent on the character, d. H. from the spectral Composition of the vibrations to be compared depends. Depending on the composition For example, the above-mentioned secondary maximum values can be more or appear less pronounced. Such secondary maxima. can naturally be avoided when using receivers with particularly strong directivity. According to what has been said above, however, a corresponding Changing the energy distribution in the frequency spectrum can be of great benefit. For example In listening devices, a strong preference for the low frequencies leads to fairly widely spaced minor extremes caused by directional sound receivers are easier to avoid. A preference for the high frequencies, on the other hand, enables the direction to be determined very precisely. The higher frequencies of the practically occurring noises also occur with such a richness of different frequencies Components on that secondary maxima of concern are no longer to be expected are.

Da ferner in den zu vergleichenden Schwingungsvorgängen gewisse Frequenzen nicht oder nur mit geringer Amplitude auftreten und da gewisse Frequenzbereiche für die Richtungsbestimmung auch unwesentlich sind, so daß sie aus Gründen der Störbefreiung mit Vorteil unterdrückt werden, empfiehlt es sich, die empfangenen Schwingungen durch passende Filterung in geeigneter Weise zu korrigieren. Diese Filterung kann durch geeigneten Frequenzgang der Empfänger, Verstärker und auch durch besondere elektrische, wenn nötig veränderbare bzw. zu- und abschaltbare Filter erfolgen. Naturgemäß brauchen nicht beide zu vergleichenden Gerausche in gleicher Weise gefiltert werden, obschon es aus Gründen der Störbefreiung, besonders bei nicht idealer Arbeitsweise der Modulationsschaltung M, d. h. bei Bildung von Kombinationsfrequenzen höherer Ordnung, zweckmäßig ist, die zu unterdrückenden Frequenzen aus beiden aufgenommenen Schwingungen auszusieben.Furthermore, since certain frequencies do not occur in the vibration processes to be compared, or only with a low amplitude, and since certain frequency ranges are also insignificant for determining the direction, so that they are advantageously suppressed for the sake of eliminating interference, it is advisable to filter the received vibrations in correct in an appropriate manner. This filtering can be carried out using a suitable frequency response of the receiver, amplifier and also using special electrical filters that can be changed or switched on and off if necessary. Naturally, both noises to be compared do not need to be filtered in the same way, although it is advisable to filter out the frequencies to be suppressed from both recorded oscillations for reasons of interference elimination, especially when the mode of operation of the modulation circuit M is not ideal, i.e. when higher-order combination frequencies are formed.

Bei Horchgeräten ist besonders wichtig die Unterdrückung der unnötig hohen Frequenzen zur Verminderung der durch die Rauschspannungen, d. h. durch Mikrophon- und Ver-With listening devices it is particularly important to suppress unnecessarily high frequencies to reduce the noise voltage, d. H. through microphone and

stärkerrauschen, verursachten Störungen. Eine vorübergehende Unterdrückung von hohen Geräuschfrequenzen zugunsten der tiefen Frequenzen kann sich beim Suchen empfehlen, während beim Verfolgen einer bereits gefundenen Geräuschquelle eine Unterdrückung der tiefen Frequenzen zur Erhöhung der Genauigkeit sieh empfiehlt. Man kann deshalb etwa eine Suchschaltung und eine ίο Arbeitsschaltung unterscheiden.increased noise caused interference. A temporary suppression of high noise frequencies in favor of low frequencies can be recommended when searching, while when chasing one already found noise source suppresses the low frequencies to increase it the accuracy see recommends. You can therefore have a search circuit and a ίο differentiate between working circuits.

Es ist an sich gleichgültig, ob die Phasenlage der verschiedenen Frequenzkomponenten der beiden empfangenen Schwingungen durch die Empfänger, Verstärker, Filter und evtl. weitere Übertragungs- und Wandlerapparaturen um gewisse frequenzabhängige Beträge gedreht wird. Es ist aber wichtig, daß bei den Apparaten, die gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem Modulationsmaximumzo verfahren arbeiten, die frequenzgleichen Komponenten beider Schwingungsvorgänge jeweils auch um gleiche Beträge gedreht werden. Ist dies aus irgendwelchen Gründen für gewisse Frequenzen ursprünglich nicht der Fall, so kann durch Netzwerke frequenzabhängiger Phasendrehung eine Verbesserung geschaffen werden. .It does not matter whether the phase position of the various frequency components of the two vibrations received by the receiver, amplifier, filter and possibly further transmission and converter equipment by certain frequency-dependent amounts is rotated. But it is important that the apparatus according to the present Invention work according to the Modulationsmaximumzo method, the components of the same frequency both oscillation processes are rotated by the same amount. Is this for some reason for certain? Frequencies originally not the case, so networks can become more frequency-dependent Phase rotation an improvement can be created. .

Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Hilfsapparaturen läßt sich, von Fig. 1 bzw. Fig. 2 ausgehend, nunmehr ein vollständigeres Schema etwa nach Fig. 5 bzw. 6 angeben, wobei natürlich gemäß dem oben Gesagten und wegen der nachfolgeruden Ausf abrangen noch entsprechende Vereinfachungen, Erweiterungen und Modifikationen möglich sind. Durch V1 bzw. V2 sind in diesen Figuren die Verstärker dargestellt, deren Verstärkung durch eine Rückführung der gleichgerichteten Ausgangsspannung über R1 bzw. 40 Taking into account the auxiliary equipment described above, starting from FIG. 1 and FIG. 2, a more complete scheme can now be given, for example according to FIGS. Extensions and modifications are possible. The amplifiers are represented by V 1 and V 2 in these figures, their amplification by feeding back the rectified output voltage via R 1 and 40, respectively

Σ On1 COS [{co„ + Qn)t OinXx- φη Ipn] bzw,Σ On 1 COS [{co " + Q n ) t Oi n X x - φ η Ip n ] or,

R2 geregelt wird. F1' und F2' deuten die erforderlichen weiteren Verstärker an. Die Wechselstromzeiger Z1 und Z2 sind zur Pegelüberwachung der Spannungen am Eingang, der ModulationsschaltungM vorgesehen. Da durch diese Instrumente auch Störspannungen von seitlich einfallenden Wellen zur Anzeige gelangen, während derartige Störspannungen keine wesentliche Änderung des Ausschlages von / ergeben, kann durch Vergleich der Anzeigen von Z1 und Z2 mit dem maximalen Ausschlag von / auch auf die Amplitude von den Störungen geschlossen werden. Durch P1 und F2 sind die weiter oben erwähnten Filter dargestellt. Die übrigen Apparate und Bezeichnungen sind aus Fig. ι und 2 schon bekannt. R 2 is regulated. F 1 'and F 2 ' indicate the additional amplifiers required. The alternating current indicators Z 1 and Z 2 are provided for level monitoring of the voltages at the input of the modulation circuit M. Since these instruments also display interference voltages from laterally incident waves, while such interference voltages do not result in any significant change in the deflection of /, by comparing the displays of Z 1 and Z 2 with the maximum deflection of / also on the amplitude of the interference getting closed. The filters mentioned above are represented by P 1 and F 2. The other apparatus and designations are already known from FIGS.

Nach der bisherigen Beschreibung sind die den Schwingungsvorgängen zugeordneten Teilfrequenzen den auf die ModulationseinrichtungM geführten Spannungen frequenzgleich. Wie die Rechnung zeigt, braucht das durchaus nicht immer, der Fall zu sein. Es können zwischen den einander zugeordneten Komponenten der ursprünglichen Schwingungen und den auf M geführten Spannungen bestimmte und sogar frequenzabhängige Frequenzunterschiede bestehen. Dabei muß aber stets die schon genannte Bedingung der Phasenlage erfüllt sein.According to the description so far, the partial frequencies assigned to the oscillation processes are of the same frequency as the voltages fed to the modulation device M. As the calculation shows, this does not always have to be the case. There may be certain and even frequency-dependent frequency differences between the components of the original oscillations assigned to one another and the voltages carried on M. However, the aforementioned condition of the phase position must always be met.

Es sei jeder Komponente von der Frequenz Ci)n und der ursprünglichen Phasenlage φη eine Komponente der durch Modulation zu vergleichenden Spannungen mit dei geänderten Frequenz co„ + Qn, der Phasenlage <pni + ψη{ bzw. 9?„2 + ψη, und der geänderten Amplitude am bzw. Un., zugeordnet, so daß man vfür diese Spannungen allgemeiner schreiben kann:Let each component of the frequency Ci) n and the original phase position φ η be a component of the voltages to be compared by modulation with the changed frequency co " + Q n , the phase position <p ni + ψη { or 9?" 2 + ψ η , and the changed amplitude a m or U n . , so that v can be written more generally for these voltages:

Σ On1 COS [(Wn + Qn) t COnT2ψη ψη] . (4)Σ On 1 COS [(W n + Q n ) t CO n T 2 - ψη - ψη] . (4)

und für die Gleichstromkomponente der Kontrollspannungen:and for the direct current component of the control voltages:

Q _|_ _. 2 ani alu cos JVan (T1 — T2) -f- ψηι iplh ]. Q _ | _ _. 2 a ni a lu cos JVa n (T 1 - T 2 ) -f- ψ ηι - ip lh ].

2 η 2 η

(5)(5)

Ist nun gemäß der erwähnten Phasenbedingung die bei der Frequenztransformation auf- If, according to the phase condition mentioned, the frequency transformation occurs

tretende Änderung ψ± bzw. ψ2 der Phasenlage einer bestimmten Frequenzkomponente für alle frequenzgleichen Komponenten beider Schwingungen gleich, ist also ψW1 = ^w2, so wird die Gleichstromkomponente der Kon-Occurring change ψ ± or ψ 2 in the phase position of a certain frequency component is the same for all components of the same frequency in both oscillations, i.e. if ψ W 1 = ^ w 2 , the direct current component of the con-

.55 trollspannung wieder:.55 troll tension again:

G = —- · Σ 0,Ji1 ^Ji2 COS [ß)n (T1 — T2) ]. (6) 2 η G = - · 0, Ji 1 ^ Ji 2 COS [ß) n (T 1 - T 2 )]. (6) 2 η

Obschon die Frequenzänderung Qn an sich frequenzabhängig sein darf, handelt es sich bei den praktisch in Frage kommenden Mechanismen im allgemeinen um eine frequenzunabhängige Konstante, noAlthough the frequency change Q n may in itself be frequency-dependent, the mechanisms that come into question in practice are generally a frequency-independent constant, no

Eine solche Frequenztransformation durch Frequenzbandverschiebung kann durch Modulation mit einer bestimmten Trägerwelle und Aussiebung eines Seitenbandes aus der so gebildeten Wechselspannung erfolgen. Dies ist im Schaltschema Fig. 7 unter Weglassung aller für das Verständnis unwesentlichen Teile dargestellt.Such a frequency transformation by frequency band shifting can be done by modulation take place with a certain carrier wave and filtering out a sideband from the alternating voltage thus formed. this is in the circuit diagram of Fig. 7 omitting all that are unimportant for understanding Parts shown.

Die Trägerwelle genügend hoher Frequenz wird durch einen Generator O erzeugt. Die Modulation mit den zu vergleichenden Spannungen erfolgt in den Hilfsmodulationskrei-The carrier wave of sufficiently high frequency is generated by a generator O. The modulation with the voltages to be compared takes place in the auxiliary modulation circuits.

sen H1 und H2 unter Bildung der den ursprünglichen Vorgängen entsprechenden oberen und unteren Seitenbänder. Das eine Seitenband wird jeweils durch Hochpaßfilter oder Tiefpaßfilter P1 bzw. P2 ausgeschieden und der bereits genannten Vergleichsmodulationsschaltung M zugeführt.sen H 1 and H 2 to form the upper and lower sidebands corresponding to the original processes. One of the sidebands is separated out by high-pass filters or low-pass filters P 1 or P 2 and fed to the comparison modulation circuit M already mentioned.

Bei der Anwendung für Horchgeräte kann die Frequenzbandverschiebung vorteilhaft to auch bereits, in den Schallempfängern erfolgen, indem man Kondensatormikrophone verwendet, an welchen statt der konstanten Vorspannung eine bestimmte Trägerfrequenz liegt, wobei allerdings für eine genügende Unterdrückung der mit relativ sehr großer Amplitude auftretenden Trägerwelle vor der Modulation in M zu sorgen ist. Ji1 und H2 erübrigen sich in diesem Falle.When used for listening devices, the frequency band shift can also advantageously take place in the sound receivers by using condenser microphones on which, instead of the constant bias voltage, there is a certain carrier frequency, although for sufficient suppression of the carrier wave that occurs with a relatively very large amplitude before the Modulation in M is to be provided. Ji 1 and H 2 are unnecessary in this case.

Als Vorteil der Frequenzbandverschiebung sei die kleinere sich ergebende relative Bandbreite der zu vergleichenden Spannungen erwähnt. Eine phasentreue Verstärkung wird ■dadurch erleichtert. Anderseits können verschiedene mit verschiedenen Trägerwellen axbOiduiMerte Schwingungsvorgänge z.B. ·für gleichzeitige Hohen- und Azimutbestimmung mit den gleichen Verstärkern verstärkt werden.The smaller resulting relative bandwidth of the voltages to be compared should be mentioned as an advantage of the frequency band shift. In-phase amplification is ■ facilitated. On the other hand, different oscillation processes axbOiduiMerte with different carrier waves, eg · for simultaneous height and azimuth determination, can be amplified with the same amplifiers.

Die durch die Beruhigungsvorrichtung B, am besten ein geeignetes Tiefpaßfilter, nötigenfalls beruhigte Kontrollspannung wird auf einen Gleichstromindikator 7 geführt, beispielsweise ein Gleiehstrominstrument, ein Kathodenstrahlzeiger oder ein anderer geeigneter Zeiger an sich bekannter Konstruktion. Es kann sich bei / aber auch um einen Indikator handeln, der in Verbindung mit einer Regelvorrichtung zur automatischen Feststellung und Verfolgung von Wellen veränderlichen Ursprungs dient.The control voltage, if necessary calmed down by the calming device B, preferably a suitable low-pass filter, is fed to a direct current indicator 7, for example a direct current instrument, a cathode ray pointer or another suitable pointer of known construction. However, it can also be an indicator which, in conjunction with a control device, is used for the automatic detection and tracking of waves of variable origin.

Bei der optisch-manuellen sowie auch bei einer automatischen Verfolgung der Einfallsrichtung kann ein Kontrollspannungsindikator 7 mit nichtlinearer Charakteristik zweckmäßig sein,. beispielsweise ein Instrument mit nach unten gedrängter Skala zur Vernachlässigung' der nicht ganz zu vermeidenden Storspannungen, oder auch ein Instrument mit nach oben gedrängter Skala mit Rücksicht auf die quadratische Amplitudenüibertraigung· der Mo^diulationsschaltung M. A control voltage indicator 7 with non-linear characteristics can be useful in the optical-manual as well as in the automatic tracking of the direction of incidence. For example, an instrument with a scale that is pushed down to neglect the interference voltages that cannot be completely avoided, or an instrument with a scale that is pushed up with regard to the quadratic amplitude transfer of the modulation circuit M.

Zur Erleichterung des Suchens und Verfolgens empfiehlt sich die Sichtbarmachung der in der Kontrollspannung enthaltenen Wechselkomponente durch einen · Wechselstromzeiger gemäß Fig. 8. Dieses Instrument ist in der Fig. 8 durch Iw bezeichnet. Durch ein Hochpaßfilter K wird die Gleichstromkomponente unterdrückt. Der Ausschlag von /,„'ist von Laufzeitunterschieden . wenig -abhängig und wird in seinem weiteren Verlauf namentlich durch die Richtcharakteristik der Empfänger bestimmt. Im Gegensatz dazu zeigt 7 bei Laufzeitgleichheit ein ausgesprochenes. Maximum. Aus den Unterschieden beider Anzeigen kann dementsprechend direkt auf ■ Laufzeitunterschiede geschlossen werden. Seitlich einfallende Störungen ergeben, wie gezeigt wurde, keine wesentliche Änderung der . beruhigten Kontrollspannung, d. h. der Ausschlag des Gleichstromzeigers Jw wird dadurch, nicht beeinflußt. Dagegen ergeben sie am Ausgang der Modulationsschaltung M zusätzliche Wechselstromkomponenten, die eine Vergrößerung des Ausschlages von /,„ zur Folge haben. Durch Vergleich beider Ablesungen kann also auf das Vorhandensein stärkerer Störspannungen geschlossen werden. Zur weiteren Erleichterung können auch die weiter oben .erwähnten Msitruimiente Z1 und Z2 vorgesehen werden.To make searching and tracking easier, it is advisable to visualize the alternating components contained in the control voltage by means of an alternating current indicator according to FIG. 8. This instrument is denoted by I w in FIG. 8. The direct current component is suppressed by a high-pass filter K. The deflection of /, "'is due to differences in runtime. little dependent and is determined in its further course by the directional characteristic of the receiver. In contrast to this, 7 shows a pronounced when the transit times are the same. Maximum. The differences between the two displays can be used to draw conclusions about runtime differences. As has been shown, disturbances incident from the side do not result in any significant change in the. calmed control voltage, ie the deflection of the direct current vector J w is not influenced. On the other hand, they result in additional alternating current components at the output of the modulation circuit M , which result in an increase in the deflection of /, “. By comparing the two readings, it is possible to conclude that there are stronger interference voltages. To make things easier, the above mentioned metrics Z 1 and Z 2 can also be provided.

Fig. 9 zeigt eine Anordnung, bei der zwei gleiche Modulatoren M1 und M2 vorgesehen sind. Eine erste Kontrollspannung wird in M1 in der oben beschriebenen Weise durch Modulation zweier zu vergleichender Spannungen erzeugt, in B1 beruhigt und durch J1 angezeigt. Bei der zweiten Modulationsschaltung M2 wird dagegen bei den Eingangs- klemmenpaaren eine und dieselbe Spannung aufgedrückt. Das Modulationsprodukt von M2 wird in B2 beruhigt und als zweite Kontrollspannung dem Gleiehstrominstrument /s zugeführt. Durch ein drittes Gleichstrominstrument / kommt noch die Differenz der durch Z1 und I2 angezeigten Kontrollspannungen zur Anzeige. Sind nun bei gleicher Empfindlichkeit der Empfänger und gleicher Verstärkung die Spannungen amplitudengleich und besteht ferner Gleichheit beider Laufzeiten, so daß sich beide Spannungen in jedem Augenblick gleich sind, so sind die Modulationsprodukte beider Modulatoren M1 und M2 gleich, weil auch die Eingangsspannungen dieser Modulatoren sich decken. Die Instrumente I1 und I2 geben also· in diesem Falle gleiche Ausschläge, und der Differenzzeiger 7 bleibt stromlos. Ändert sich dagegen die Laufzeit beider zu vergleichender Spannungen bei gleichbleibender Amplitude, so bleibt naturgemäß der Ausschlag von I2 erhalten, während sich der Ausschlag von I1 in der früher beschriebenen Weise verkleinert. Der Spannungsunterschied, welcher für die Laufzeitdifferenzen charakteristisch ist, kommt durch das Instrument 7 zur Anzeige. Erst bei größeren Fehleinstellungen der Empfänger vermindert sich auch die Amplitude der aufgenommenen Spannungen und damit die Anzeige von I2. Beim praktischen Arbeiten mit der an Hand. von Fig. 9 beschrie-9 shows an arrangement in which two identical modulators M 1 and M 2 are provided. A first control voltage is generated in M 1 in the manner described above by modulating two voltages to be compared, calmed in B 1 and indicated by J 1 . In the second modulation circuit M 2 , on the other hand, one and the same voltage is applied to the input terminal pairs. The modulation product of M 2 is settled in B 2 and fed to the trailing current instrument / s as a second control voltage. A third direct current instrument / is used to display the difference between the control voltages indicated by Z 1 and I 2. If the amplitudes of the voltages are the same for the same sensitivity of the receiver and the same gain and if the two transit times are also the same, so that both voltages are the same at every moment, then the modulation products of both modulators M 1 and M 2 are the same because the input voltages of these modulators are also the same cover each other. The instruments I 1 and I 2 therefore give the same deflections in this case, and the differential pointer 7 remains de-energized. If, on the other hand, the transit time of the two voltages to be compared changes while the amplitude remains the same, then naturally the deflection of I 2 is retained, while the deflection of I 1 is reduced in the manner described earlier. The voltage difference, which is characteristic of the transit time differences, is displayed by the instrument 7. The amplitude of the recorded voltages and thus the display of I 2 are only reduced if the receiver is set incorrectly. When working practically with the at hand. described by Fig. 9

beneh Apparatur wird man zuerst eine Grobeinstellung vornehmen durch Regelung der Empfängerstellung auf maximalen Ausschlag von J2. Hierauf sucht man noch die genaue Einstellung, welche gleiche Laufzeiten beider Spannungen ergibt durch Regelung des Ausschlages von J1 auf einen maximalen Betrag, d. h. man sucht die Einstellung, bei der die durch 7 angezeigte Differenzspannung ver-Using the apparatus, a rough adjustment will first be made by regulating the receiver position to a maximum deflection of J 2 . Then one looks for the exact setting which results in the same running times of both voltages by regulating the deflection of J 1 to a maximum amount, ie one looks for the setting at which the differential voltage indicated by 7 tries

to schwindet.to dwindle.

Solche Anordnungen eignen sich besonders für Horchgeräte mit automatischer Nachführung der Schallempfänger bzw. der Laufz^tverzögerungsapparaturen zum autotna-Such arrangements are particularly suitable for listening devices with automatic tracking the sound receiver or the delay devices for the autotna-

Ί-5 tischen Suchen und Verfolgen von bestimmten Geräuschquellen.Ί-5 tables find and track certain Sources of noise.

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: i. Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Schwingungsvorgängen durch Vergleich ihrer totalen Laufzeiten, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bestimmte, den zwei zu vergleichenden Vorgängen zugeordnete elektrische Spannungen erzeugt werden, deren frequenzgleiche Komponenten gleiche Phasenunterschiede wie die dazugehörenden frequenzgleichen Komponenten der zu vergleichenden Vorgänge aufweisen und aus diesen zugeordneten Spannungen durch gegenseitige Modulation eine Kontrollspannung gewonnen wird, die von der gegenseitigen Phasenlage der Teilfrequenzen der zu vergleichenden Vorgänge abhängt und deren Gleichstromkomponente durch Einstellung ihres Maximalwertes zur Herstellung gleicher totaler Laufzeiten benutzt wird.i. Method and device for determining the direction of incidence of Vibration processes by comparing their total running times, characterized in that that two specific electrical voltages assigned to the two processes to be compared are generated, whose frequency components have the same phase differences as the associated components have the same frequency components of the processes to be compared and a control voltage from these associated voltages through mutual modulation is obtained from the mutual phase position of the partial frequencies which depends on the processes to be compared and their direct current component by setting their maximum value is used to produce the same total running times. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Modulation zu vergleichenden Spannungen über eine Verzögerungseinrichtung geleitet werden, welche zur Veränderung der totalen Laufzeitunterschiede bei Anordnungen mit zwei oder mehreren gegenseitig verhältnismäßig weit entfernten ortsfesten Empfängern dient.2. The method according to claim 1, characterized in that the voltages to be compared by modulation are passed through a delay device which is used to change the total running time differences in arrangements with two or more mutually relatively distant fixed receivers. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Modulation zu vergleichenden Vorgänge durch bewegliche Empfänger aufgenommen werden und durch Verschiebung der Empfänger wenigstens angenähert in der Einfallsrichtung der zu vergleichenden Vorgänge der Vergleich hinsichtlich der Laufzeit vorgenommen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that by modulation Processes to be compared are recorded by moving receivers and by moving the receivers at least approximately in the direction of incidence of the processes to be compared the comparison is made with regard to the running time. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der zu vergleichenden Spannungen mittels einer Empfängeranordnung erzeugt wird, die wenigstens auf Vorgänge anspricht, die in einer bestimmten ersten Ebene einfallen, während die andere der zu vergleichenden Spannungen mittels einer Empfängeranordnung aufgenommen wird, die im wesentlichen auf Vorgänge empfindlich ist, welche in einer bestimmten zwei" ten Ebene einfallen, die mit der ersten Ebene nicht zusammenfällt.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that one of the voltages to be compared are generated by means of a receiver arrangement, which responds at least to processes that occur in a certain first level, while the other of the voltages to be compared by means of a receiver arrangement which is essentially sensitive to processes which take place in a certain two " fall in the th plane that does not coincide with the first plane. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitig zu modulierenden, den zu vergleichenden Vorgängen zugeordneten elektrischen Spannungen durch Modulation einer Trägerwelle mit diesen Vorgängen und gegebenenfalls durch Aussiebung eines Seitenbandes der entstehenden Modulationsprodukte erzeugt werden.5. The method according to claim 1 or 4, characterized in that the mutually electrical to be modulated and assigned to the processes to be compared Tensions by modulating a carrier wave with these processes and, if necessary, by filtering out a Sideband of the resulting modulation products are generated. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder den übrigen, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kontrollspannung nach dem Modulationsverfahren aus zwei den beiden zu vergleichenden Vorgängen zugeordneten Spannungen erzeugt und eine zweite Kontrollspannung durch Selbstmodulation einer der beiden zugeordneten Spannungen in einer weiteren Modulationseinrich- ' tung hervorgerufen wird, das Ganze zum Zweck, durch Differenzbildung dieser beiden KontroUspaimunigen Anhaltspunkte! bezüglich vorhandener Laufzeitunterschiede der zu vergleichenden Schwingungsvorgänge zu erhalten.6. The method according to claim 1 or the rest, characterized in that one first control voltage according to the modulation method from two of the two to voltages associated with comparative processes are generated and a second control voltage is generated by self-modulation one of the two associated voltages in a further modulation device The whole thing becomes an end, through the formation of the difference between these two KontroUspaimunigen clues! in terms of Existing running time differences of the vibration processes to be compared to obtain. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollspannung in eine Gleichstrom- und in eine Wechselstromkomponente zerlegt wird und diese Komponenten für sich sichtbar gemacht werden zum Zweck, Laufzeitunterschiede oder zu große Störungen festzustellen. 7. The method according to claim 1, characterized in that the control voltage is broken down into a direct current and an alternating current component and these components are visible to themselves are made for the purpose of determining runtime differences or excessive disruptions. 8. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärker 105. mit selbsttätiger Verstärkungsregelung vorgesehen sind, die unter Anwendung einer geeigneten Regelkonstante die Amplituden der den zu vergleichenden Vorgängen zugeordneten Spannungen vor der no gegenseitigen Modulation auf einen möglichst konstanten Pegel bringen.8. Device for performing the method according to claim 1 to 6 or 7, characterized in that amplifier 105. are provided with automatic gain control, the amplitudes using a suitable control constant the voltages assigned to the processes to be compared before the no Bring mutual modulation to a level that is as constant as possible. 9. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 Ks 6 oder 7, gekennzeichnet durch amplitudenbegrenzende Übertragungsmittel von vorzugsweise nichtlineiarem. Charakter zum Zweck, die durch auftretende starke Störungen verursachten Fehlanzeigen zu verhindern. 9. Facility for carrying out the procedure according to claim 1 Ks 6 or 7, characterized by amplitude-limiting Transmission medium of preferably non-linear. Character for purpose, to prevent false displays caused by strong disturbances. 10. Einrichtung zur Ausübung des. Verfahrens nach. Anspruch 1 bis 6 oder 7, 10. Facility for carrying out the. Procedure according to. Claims 1 to 6 or 7, 68947S68947S dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im Übertragungsweg einer der beiden zugeordneten Spannungen elektrische Filter angebracht sind, die für Frequenzen, welche für den Laufzeitvergleich der bezüglich ihrer Richtung zu untersuchenden Vorgänge nicht von Nutzen sind, eine genügend starke Dämpfung aufweisen, so daß der Anteil dieser Frequenzen an der Kontrollspannung zu vernachlässigen ist.characterized in that at least one of the two is assigned in the transmission path Voltages electrical filters are attached to the frequencies which are used for comparing the running time of the related Processes to be investigated in their direction are of no use, have sufficiently strong damping, so that the proportion of these frequencies in the control voltage is negligible. Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings . GEDRUCKT IN DER. PRINTED IN THE
DE1937A0084879 1936-12-01 1937-11-19 Determination of vibration processes by comparing their total running times Expired DE689473C (en)

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