DE750135C

DE750135C - Device for emitting sound impulses or sound signals of short duration to determine the distance

Info

Publication number: DE750135C
Application number: DE1940750135D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Maass
Priority date: 1940-03-22
Filing date: 1940-03-22
Publication date: 1944-12-15

Description

Einrichtung zur Aussendung von Schallimpulsen bzw. Schallzeichen kurzer Dauer zur Abstandsbestirnrnung Bei derAbstandsbestimmung mittels Schallimpulsen ist es bekannt, je nach der Größe der zu messenden Entfernung die Impulsfolge zu ändern und gleichzeitig damit auch die Energie der ausgesandten Impulse einzustellen; die Impulsfolge und Lautstärke der Impulse wird dem-wechselnden Abstand derart angepaßt, daß bei größeren Abständen eine langsame Impulsfolge mit großer Stärke der Schallimpulse und bei kleineren Abständen eine schnellere Impulsfolge mit verminderter Schallimpulsstärke sich einstellt. Bei Echoloten für Flugzeuge geschieht diese Regelung der Impulsstärke in der Weise, daß pneumatische Schallsender und Druckspeicher mit verschiedenen Betriebs drücken vorgesehen sind, die entsprechend zur Erzeugung der Energie der Schallimpulse durch Relais eingeschaltet werden. Eine derartige Regelung ist jedoch umständlich und läßt sich außerdem nur für Geräte mit stufenweise umschaltbarer Impuls folge anwenden.Device for the emission of sound impulses or short sound signals Duration for determining the distance When determining the distance by means of sound pulses it is known to increase the pulse train depending on the size of the distance to be measured change and at the same time adjust the energy of the transmitted impulses; the pulse sequence and volume of the pulses is adapted to the changing distance in such a way that that at larger distances a slow pulse train with great strength of the sound pulses and at shorter distances a faster pulse train with reduced sound pulse strength adjusts itself. In the case of echo sounders for aircraft, this regulation of the impulse strength takes place in such a way that pneumatic sound transmitters and pressure accumulators with different Operating pressures are provided, corresponding to the generation of the energy Sound pulses are switched on by relays. However, such a scheme is awkward and can also only be used for devices with stepwise switchable Apply impulse train.

Um eine möglichst stetige und für beliebige Impuls folgen gleicherweise brauchbare Regelung der Sendeenergie zu erzielen, geht die Erfindung von dem Gedanken aus, die zur Erzeugung der Impulse in Bereitschaft gehaltene Energie regelmäßig von einem Kleinstwert nach jeder erfolgten Aussendung in Anpassung an die bei den verschiedenen Meßbereichen benötigte Sendeenergie zu steigern. To follow as steady as possible and for any impulse in the same way To achieve useful regulation of the transmission energy, the invention is based on the idea off, the energy kept in readiness to generate the impulses regularly of a minimum value after each transmission in adaptation to the to increase the transmission energy required in different measuring ranges.

Eei Geräten, bei denen die Energie zur Erzeugung der Schall impulse unter Verwendung eines einen Kondensator und einen Widerstand enthaltenden Zeitkreises gespeichert wird, wird diese Regelung der Sendeenergie erfindungsgemäß in der Weise durchgeführt, daß bei an sidl bekanilter Bemessung der Impulsfolge entsprechend dem jeweiligen bleßbereich die Zeitkonstante des elektrischen Zeitkreises derart bemessen wird, daß die nach Aussendung eines Schallimpulses von einem Kleinstlvert allmählich ansteigende Energiemenge bei Auslösung des folgenden Schallimpulses eine für den jeweiligen Meßbereich angepafite Stärke gibt. Bei den bisher gebräuchlichen Lotanlagen, die mit einem Kondensator zur Lieferung der Sendeenergie arbeiten, tritt zwar auch schon eine gewisse Änderung der Sendeenergie mit der Änderung der Lotfolge auf. Dabei handelt es sich jedoch nur um geringfügige Schwanliungen, mit denen weder eine Lösung der vorliegender Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe angestrebt noch eine entsprechende Wirkung erzielt wurde.Eei devices in which the energy is used to generate the Sound pulses using a capacitor and a resistor containing Time cycle is stored, this control of the transmission energy is according to the invention carried out in such a way that with a sidl known dimensioning of the pulse train the time constant of the electrical time circuit corresponds to the respective bleßbereich is dimensioned in such a way that the after emission of a sound pulse from a Kleinstlvert gradually increasing amount of energy when the following sound pulse is triggered for the respective measuring range adapted strength. With the previously used Solder systems that work with a capacitor to deliver the transmission energy occur there is also a certain change in the transmission energy with the change in the soldering sequence on. However, these are only minor fluctuations, with which neither a solution to the problem underlying the present invention is still sought a corresponding effect was achieved.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in drei Nusführungsbeispielen veranschaulicht. In the drawing, the invention is shown in three examples illustrated.

Fig. I zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen Schaltung, Fig. 2 eine Schaukurve zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. I. Fig. I shows a first embodiment of the new circuit, Fig. 2 shows a graph to illustrate the operation of the circuit according to Fig. I.

Fig. 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausfiihrungsformen der Schaltung. 3 and 4 show two further embodiments of the circuit.

In den dargestellten Beispielen ist I ein Kondensator, der über einen NViderstand aufgeladen wird und zu bestimmten Zeitpunkten durch einen zum Beispiel nodcenbetätigten Schalter 2 mit einem Sender 3, z. B. DvIagnetostriktionssender, verbunden wird. Der Kondensator entlädt sich dann plötzlich über den Sender 3 und bewirkt dadurch eine impulsartige Aussendung. Es ist bekannt, zwischen die Aufladestromquelle 4 für den Kondensator I und den Sender 3 einen Schutzwiderstand einzuschalten, der einen Kurzschluß der Stromquelle vermeiden soll. Dieser Widerstand wurde bisher so bemessen, daß der Kondensator nach \;\tiederöffnen des Schalters 2, d. h. unmittelbar nach erfolgter Impulsabgabe, praktisch augenblicklich wieder auf seine Endspannung gebracht wird. Die Kurve 5 (Fig. 2) zeigt den Verlauf der Aufladespannung des Kondensators nach der bekannten l,iethode. In the examples shown, I is a capacitor that has a N resistor is charged and at certain times by one for example node-operated switch 2 with a transmitter 3, z. B. Magnetostriction transmitter, is connected. The capacitor then suddenly discharges through the transmitter 3 and thereby causes a pulse-like transmission. It is known between the charging power source 4 to switch on a protective resistor for the capacitor I and the transmitter 3, the to avoid a short circuit of the power source. This resistance has been so far dimensioned so that the capacitor after opening switch 2, i. H. right away after the impulse has been emitted, it almost instantly returns to its final voltage is brought. Curve 5 (FIG. 2) shows the course of the charging voltage of the capacitor according to the well-known oil method.

Gemäß der Erfindung ist ein Ladewiderstand 6 von solcher Größe vorgesehen, daß die Aufladung des Kondensators I wesentlich langsamer etwa nach der Kurve 7 der Fig. 2 erfolgt. Wird nun der Schalter 2 verschieden schnell getastet, so ist die bei Schließen des Schalters 2 erzielte Spannung des Kondensators I und entsprechend auch die Energie bzw. Amplitude der ausgesandten Impulse je nach der Impulsfolge verschieden. Auf diese Weise läßt sich eine Anpassung der Sendeenergie an die Impulsfolge bzw. den jeweiligen Meßbereich erzielen. Wird beispielsweise die Vorrichtung zur Entfernungsinessung nach der Echolotmethode benutzt, so kann die Qufladeliurve 7 durch geeignete Bemessung <1er Konstanten des Ladekreises, insbesondere cL s l adewiderstandes 6, so gewählt werden, daß die Stärke der zurückkehrenden Echos etwa gleichbleibend ist. Es wird dadurch einerseits eine unnötige Energievergeudung vermieden; andererseits ist auch die Herabsetzung der Sendeenergie bis auf das zur Echolotung erforderliche Anlaß vielfach erwünscht, um z. B. bei Kriegsfahrzeugen eine ülertrieben große Reichweite und damit einen \errat der Schiffsposition zu verhindern. According to the invention, a charging resistor 6 is provided of such a size that that the charging of the capacitor I is much slower approximately according to curve 7 of Fig. 2 takes place. If switch 2 is now pressed at different speeds, it is the voltage of the capacitor I achieved when the switch 2 is closed and accordingly also the energy or amplitude of the transmitted pulses depending on the pulse sequence different. In this way, the transmission energy can be adapted to the pulse sequence or achieve the respective measuring range. For example, the device for When using the echo sounder method, the Qufladeliurve 7 by appropriately dimensioning <1 constants of the charging circuit, in particular cL s l adewiderstandes 6, be chosen so that the strength of the returning echoes is about the same. On the one hand, it becomes an unnecessary waste of energy avoided; on the other hand, there is also the reduction of the transmission energy down to the Echolotung required occasion often desired to z. B. in war vehicles an excessively long range and thus a guess at the ship's position impede.

Fig. 3 zeigt eine Schaltung, bei der die Aufladung des Kondensators 1 durch eine \Vechselstronkiuelle über einen Transformator 8 und Gleichrichter erfolgt. Der Gleidrichter ist hierbei nach Greinacher ausgebildet. Er besteht aus einem Kondensator 9, dessen einer Pol mit dem Verbindungspunkt zweier mit dem Kondensator I hintereinandergeschalteter Gleichrichter IO, II verhundel ist. Durch geeignete Bemessung des Kondensators g und der Gleichrichter I0 und 11 läßt sich in gleicher Weise wie in Fig. I erreichen daß die Aufladung des Stoßkondensators 1 nach der gewünschten Zeitfunktion erfolgt. l.m wesentlichen die gleiche Wirkung hat die in Fig. 4 dargestellte Schaltung nach Delon, die zum Unterschied der Schaltung nach Fig. 3 symmetrisch ausgebildet ist und mit zwei Kondensatoren 12, I3 und zwei Gleichrichtern 14, Ig arbeitet. Fig. 3 shows a circuit in which the charging of the capacitor 1 is carried out by a V Wechselstronkiuelle via a transformer 8 and a rectifier. The sliding judge is trained according to Greinacher. It consists of a capacitor 9, one pole of which with the connection point of two connected in series with the capacitor I. Rectifier IO, II is verhundel. By suitably dimensioning the capacitor g and the rectifiers I0 and 11 can be achieved in the same way as in FIG that the charging of the surge capacitor 1 takes place according to the desired time function. The circuit shown in FIG. 4 has essentially the same effect Delon, which, unlike the circuit according to FIG. 3, is symmetrical and works with two capacitors 12, I3 and two rectifiers 14, Ig.

Es ist nicht erforderlich, die Energie für die Sendeimpulse von einem Kondensator zu liefern, sondern die Energie könnte beispielsweise auch von einem Generator auf die Sender getastet werden. It is not necessary to use the energy for the transmission pulses from one To supply the energy, for example, the energy could also come from a capacitor Generator to be keyed on the transmitter.

Der Aufladewiderstand 6 (Fig. I) bzw. die Kondensatoren der Gleichrichter (Fig. 3 und 4) können in ihrer Größe veränderlich sein. The charging resistor 6 (Fig. I) or the capacitors of the rectifier (Fig. 3 and 4) can be variable in size.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for transmitting sound pulses or acoustic signals of short duration to determine the Alstand, in which the energy to Generating the sound pulses using a capacitor and a resistor containing time circuit is stored, characterized by a known per se Dimensioning of the pulse train according to the respective SIeßbereich and by a such a dimensioning of the time lion constant of the electric time travel that the after Broadcast of a sound pulse from a minimum value gradually increasing amount of energy when triggering the following sound impulse an amount has reached the following sound pulse generated by it one for the respective Measurement range is adapted strength.

2. Apparatus according to claim I with a capacitor as an energy store for impulses, characterized in that the constants of the charging circuit, z. B. the charging resistor for the pulse capacitor are dimensioned such that the Charge of the capacitor at the moment of the pulse emission corresponds to the energy requirement of the Pulse train corresponds.

3. Device according to claims I and 2 with a rectifier for supplying the charging voltage, characterized in that the internal resistance of the rectifier is dimensioned so that it does the job of the upstream resistor takes over.

4. Apparatus according to claim 3, characterized by the use a voltage doubler circuit according to Greinacher or Delon as a rectifier.

5. Device according to claims I to 4, characterized in that that the time constant of the control of the transmission energy determining time cycle is changeable.

To distinguish the subject of the application from the state of the art are The following publications were considered in the granting procedure: German Patent Specification ..... No. 622,832; British - - 375 375 (Fig. 3).