DE746249C

DE746249C - Device for measuring distances using cathode ray tubes

Info

Publication number: DE746249C
Application number: DED78093D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hildebrand Heckmann
Original assignee: OPTA RADIO AG WERK LEIPZIG
Current assignee: OPTA RADIO AG WERK LEIPZIG
Priority date: 1938-06-01
Filing date: 1938-06-01
Publication date: 1944-12-18

Description

Einrichtung zur Messung von Entfernungen mittels Kathodenstrahlröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung der Laufzeit z. B. von Echoimpulsen, die ausgesandt werden, um mit Hilfe bekannter Geschwindigkeiten in einem Medium aus der Zeit zwischen Sendung und Empfang die Entfernung eines angrenzenden reflektierenden' Mediums zu bestimmen. Es ist bereits bekannt, außer mit Stoppuhren und mit umlaufendn Lichtzeigerscheiben die Anzeige der Zeit zwischen Impulsabgabe und Echoempfang mittels einer I(athodenstrahlröhre sichtbar zu machen. In Abb. I ist eine derartige bekannte Anordnung dargestellt. Hierbei wird sowohl der Sendeimpuls über einen Lotgeber L auf ein Plattenpaar ZY-X als auch das Empfangsecho über ein MikrophonFd und einen Verstärker V auf ein Plattenpaar Y-Y der Kathodenstrahlröhren gegeben. Zur zeitlichen Auflösung erhält das erstere, senkrecht zum zuletztgenannten angeordnete Plattenpaar eine lineare Ablenkspannung, die durch eine Kippgeneratorschaltung IC, z. B. durch periodische Entladung eines Kondensators über eine Gli mmentladungsröhre erzeugt werden kann.Device for measuring distances using a cathode ray tube The invention relates to a device for measuring the transit time z. B. from Echo pulses that are sent out in order to use known velocities in a medium from the time between transmission and reception the distance of an adjacent one reflective 'medium. It is already known, except with stopwatches and with rotating light pointer disks the display of the time between pulse delivery and to make echo reception visible by means of an athode ray tube. In Fig. I. such a known arrangement is shown. Here, both the transmission pulse via a soldering device L to a pair of plates ZY-X and the reception echo via a Microphone Fd and an amplifier V on a pair of plates Y-Y of the cathode ray tubes given. For temporal resolution, the former receives perpendicular to the latter arranged pair of plates a linear deflection voltage generated by a relaxation generator circuit IC, e.g. B. by periodic discharge of a capacitor through a glow tube can be generated.

Mit Hilfe einer sägezahnähnlichen Wechselspannung wird auf diese Weise ein praktisch linearer Zeitmaßstab auf der X-Rchse der Kathodenstrahlröhre erreicht. Die Zeitachse der Kathodenstrahlröhre ist hierbei zweckmäßig direkt linear in Entfernungen geeicht.With the help of a sawtooth-like alternating voltage is in this way reached a practically linear time scale on the X axis of the cathode ray tube. The time axis of the cathode ray tube is expediently directly linear in distances calibrated.

'Handelt es sich um die Messung von kleinen Abständen z. B. unter 100 Meter, so ist eine dieser vorher beschriebenen Kippschaltungen für Schallotung technisch gut durchführbar. Aus der Schallaufzeit von 330 m/s in Luft und- I450 mls in Wasser ergibt sich dann für 100 m die zur Auflösung nötige Kippfrequenz von etwa 3/2 Hz in Luft und etwa 28 Hz in Wasser.'Is it a matter of measuring small distances, e.g. More colorful 100 meters is one of the flip-flops for sound sounding described above technically feasible. From the sound travel time of 330 m / s in air and I450 mls in water then results in the required sweep frequency of 100 m for dissolution about 3/2 Hz in air and about 28 Hz in water.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet jedoch der Anwendung von Kippschaltungen zur Zeitablenkung gegenüber bedeutende Vorteile. Um nämlich den Ablesefehler über die Entfernungsskala proportional zur Anzeige konstant zu halten, ist allgemein eine logarithmische oder auch eine quadratische Teilung günstiger als die vorgenannte lineare. However, the device according to the invention offers the application of Flip-flops for time diversion have significant advantages over. That is to say To keep reading errors constant via the distance scale proportional to the display, a logarithmic or a square division is generally more favorable than the aforementioned linear.

Für eine Tiefen- und Höhenlotung für Verkehrsflugzeuge ist sogar eine erhöhte Anzeigegenauigkeit bei kleinem Bodenabstand wegen des in Bodennähe erhöhten Gefahrenmomentes wünschenswert.For a depth and height sounding for commercial aircraft there is even one increased display accuracy with small ground clearance because of the increased near ground Moment of danger desirable.

Gemäß der Erfindung wird die gewünschte Abhängigkeit der Anzeigegenauigkeit von der gemessenen Entfernung im Sinne einer genaueren Anzeige kleiner Entfernungen bei Kathodenstrahlröhren mit Zeitablenkung durch eine sinusförmige Spannung erzielt, indem für den Zeitmaßstab ein bei Null heginnender gekrümmter, etwa bis f, reichender Teil der sinusförmigen Zeitspannungs kurve verwendet wird. Zur Erzeugung einer erhöhten Anzeigegenauigkeit wird also von einer sinusförmigen Zeitablenkung 3/4 der Welle beim Schreiben der Zeitachse auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre unterdrückt. According to the invention, the desired dependency of the display accuracy becomes from the measured distance in the sense of a more accurate one advertisement short distances for cathode ray tubes with time deflection by a sinusoidal Tension is achieved by, for the time scale, a curved, about up to f, the part of the sinusoidal time-voltage curve that extends. To generate an increased display accuracy, a sinusoidal Time deflection 3/4 of the wave when writing the time axis on the screen of the cathode ray tube suppressed.

Daraus ergibt sich nach Abb. 2, daß der Zeitmaßstab von links nach rechts bei einer Kathodenstrahlröhre sinushalbwellenförmig abnimmt. Wenn der Entfernungsnullpunkt ebenfalls links liegt, ist der Vorteil einer erhöhten Ablesegenauigkeit für kleine Lotabstände erfüllt.From this it follows from Fig. 2 that the time scale from left to right in the case of a cathode ray tube decreases in the form of a sinusoidal half-wave. If the distance zero point is also on the left, the advantage of increased reading accuracy for small Plumb distances met.

Zur Durchführungs der Unterdrückung von 3/4 der Ablenkspannung kann der Spannungsnulldurchgang der sinusförmigen Spannung durch eine Vorspannung E an den linken stand des Leuchtschirmes verlegt werden, wie dies in Abb. 3 dargestellt ist. Dadurch wird erreicht, daß die zweite Halbperiode aus dem Schirm herausfällt. Die erste Halbperiode wird auf den fichirm geschrieben und als Zeitmaßstab benutzt. Störend wirkt hierbei nur, daß die zweite Hälfte der positiven ersten Hall>welle als sichtbarer Rücklauf am Leuchtschirm erscheint. To carry out the suppression of 3/4 of the deflection voltage can the voltage zero crossing of the sinusoidal voltage through a bias voltage E. The left stand of the fluorescent screen can be laid as shown in Fig. 3 is. This ensures that the second half cycle falls out of the screen. The first half period is written on the fichirm and used as a time scale. The only disturbing factor here is that the second half of the positive first Hall wave appears as a visible return on the screen.

Nach Abb. 4 wird dieser Rücklauf verdunkelt, indem die Zeitachsenspannung zur Intensitätssteuerung der Kathodenstrahlröhre um 90° phasenverschoben wird. Im Ausführungsbeispiel ist ein Kondensatorwiderstandsschatung R, C dazu benutzt. Es kann aber auch jede bekannte Phasenshlieberschaltung angewendet werden. Vorteilhaft ist, wenn mit Hilfe einer Elektronenröhre aus der sinusförmigen Steuerspannung eine Rechteckform gewonnen wird. Dadurch wird die Lichtsteuerwirkung über die Zeitachse praktisch konstant. Besonders geeignet sind dazu Pentoden, bei denen das Bremsgitter eine mit der Gittergleichspannung gleichphasige Bremsgittersteuerspannutig erhält. Zur Erzeugung der Rechteckform wird in der negativen Phase eine Verringerung, in der positiven Phase eine Vergrößerung der Röhrensteilheit erzielt. According to Fig. 4, this return is obscured by the time axis voltage phase shifted by 90 ° to control the intensity of the cathode ray tube. in the Exemplary embodiment, a capacitor resistor circuit R, C is used for this purpose. It however, any known phase selector circuit can also be used. Advantageous is when using an electron tube from the sinusoidal control voltage a Rectangular shape is obtained. This makes the light control effect over the time axis practically constant. Pentodes in which the retarder grille is used are particularly suitable for this purpose a braking grid control voltage in phase with the DC grid voltage is obtained. To create the rectangular shape, a reduction in the positive phase an increase in the steepness of the tube is achieved.

Abb. 5 zeigt die gesamte Anordnung, wie sie beispielsweise mit einer Pentode P ausgeführt werden kann. Die Unterdrückung der negativen Halbwelle der Ablenkspannung wird hierbei dadurch verbessert, daß die Zeitfrequenz über einen liniearen Gleichrichter G an die AIeßplatte des Eraunschen Rohres Z gelegt wird. Durch die Form der Richtlinie läßt sich eine verschiedene Teilung der 7eitachse erreichen. Fig. 5 shows the entire arrangement, as for example with a Pentode P can be run. The suppression of the negative half-wave of the Deflection voltage is improved in that the time frequency over a linear rectifier G is placed on the base plate of the Eraun tube Z. The form of the guideline allows a different division of the lateral axis reach.

Besondere Vorteile hat es auch, wenn die Echoauzeige nicht allein als Impulsablenkung des Kathodenstrahles am Sendeschirm geschrieben wird, sondern der Echoimpuls gleichzeitig zur Aufhellung der Impulsaufzeichnung auf die Lichtsteuerelektrode der Kathodenstrahlröhre gegeben wird. Durch eine Begrenzung der Zeitachsenhelligkeit zwischen der Impulsaufzeichnung tritt dann die Echoanzeige besonders gut sichtbar hervor. It also has particular advantages if the echo display is not alone is written as a pulse deflection of the cathode ray on the transmitter screen, but the echo pulse simultaneously to brighten the pulse recording on the light control electrode the cathode ray tube is given. By limiting the timeline brightness The echo display is particularly clearly visible between the pulse recording emerged.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Display device for echo rangefinder with a cathode ray tube, in which the time deflection by a sinusoidal Tension is caused. characterized in that to achieve a desired Dependency of the display accuracy on the measured distance in the sense of more precise Display of the small distances a curved one starting at zero l) approximately to @ range -2 the portion of the sinusoidal time voltage curve used for the time scale will.

2. Distance indicator according to claim 1, characterized in that that the suppression of the unused part of the timing voltage by Shifting of the zero crossing of the voltage on the screen takes place.

3. Distance pointer according to Claims 1 and 2, characterized in that that a half-wave of the time voltage by means of an intermediate rectifier is suppressed.

4. Distance indicator according to claims 1 to 3, characterized. that the part of the voltage curve that is visible as a return but not used as a time axis darkened by beam control of the cathode ray tube with the help of a phase shifter will.

5. Distance indicator according to claim 4, characterized in that dali the beam control for uniform light control via a square-wave amplifier he follows.

6. Distance indicator according to Claims 1 to 5, characterized in that that the cathode ray is completely or partially blocked between the echo pulse recording will.