DE855585C

DE855585C - Navigationseinrichtung mit Zaehlkreisen fuer die zeitliche Einstellung und die Verzoegerung von Impulsen

Info

Publication number: DE855585C
Application number: DER2780A
Authority: DE
Inventors: John D Woodward
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1948-06-18
Filing date: 1950-06-29
Publication date: 1952-11-13
Also published as: GB669856A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. NOVEMBER 1952

R 2780 VUl a j 2 j α⁴

Die Erfindung l>ezieht sich auf drahtlose Navigationseinrichtungen derjenigen Art, bei welcher die Zeitdifferenz in der Ausbreitung von Hochfrequenzimpulsen, die von synchronisierten Bodenstationen ausgesandt werden, benutzt wird, und auf Zähleinrichtungen, die so beschaffen sind, daß sie Impulse mit bestimmten entsprechend gewählten Wiederholungsfrequenzen erzeugen und diese um entsprechend gewählte Beträge verzögern.

Navigationseinrichtungen der obenerwähnten Art verwenden Paare von synchronisierten Bodenstationen, welche Hochfrequenzimpulse von einem festen Zeitäbstand aussenden. Jedes Stationspaar sendet vorzugsweise Impulse einer diesem Stationspaar zugeordneten besonderen Wiederholungsfrequenz zum Zwecke der Auswahl der Station aus. Diese Impulse werden ohne Richtwirkung ausgestrahlt, so daß sie durch Einrichtungen in einem Flugzeug oder Schiff, dessen Stellung bestimmt werden soll, empfangen werden können. Mittels der Empfangseinrichtung bestimmt der Funker des Fahrzeuges die Zeitdifferenz zwischen den Im-

pulsen eines solchen Stationspaars beim Eintreffen in seinem Empfänger. Da die Hochfrequenzimpulse von den Sendern der Bodenstation zu seinem Empfänger sich mit einer bekannten Geschwindigkeit, nämlich der Lichtgeschwindigkeit, fortpflanzen, befindet sich das Fahrzeug in einem Punkt auf einer Linie, längs deren die Zeitdifferenz konstant ist. Wenn man eine zweite Zeitdifferenzmessung der Impulse eines zweiten Stationspaares vornimmt, gibt der Schnittpunkt der zweiten Linie mit der ersten die Stellung des Fahrzeuges an. Mittels Spezialkarten, auf denen die Zeitdifferenz- oder Loran-Linien für verschiedene Paare von Bodenstationen eingezeichnet sind, kann man dann die Stellung des Fahrzeuges feststellen.

Um die Zeitdifferenz des Eintreffens aufeinanderfolgender Impulse eines Paares von Bodenstationen festzustellen, ist die Empfangseinrichtung so eingerichtet, daß sie Impulse einer bestimmten Wieder holungsfrequenz erzeugt. Diese Impulse können so eingestellt werden, daß sie eine bestimmte Zeitverzögerung vom Zeitpunkt des Eintreffens der Bodenstationsimpulse besitzen, und haben die Aufgabe, die Ablenkkreise einer Kathodenstrahlröhre zu steuern oder zu synchronisieren. Diese Ablenkkreise bewirken die Ablenkung eines Kathodienstrahls über einen Leuchtschirm, und die empfangenen Bodenstationsimpulse werden auf dieser Ablenkspür wiedergegeben. Gemäß der Erfindung werden diese Impulse von bestimmter Wiederholungsfrequenz sowie die Impulse von einstellbarer Verzögerung mittels einer Zähl-und Schalteinrichtung erzeugt, die im einzelnen noch beschrieben werden wird.

Zum Zwecke der Auswahl zweier bestimmter Bodenstationen wählt der Funker zunächst eine bestimmte Wiederholungsfrequenz der Antriebs- oder Synchronisierimpulse, die der Wiederholungsfrequenz der Impulse dieses Paares von Bodenstationen entspricht, so daß die Ablenkkreise durch die empfangenen Impulse des betreffenden Stationspaares synchronisiert werden. Diese Wahl der Wiederholungsfrequenz wird dadurch bewerkstelligt, daß die Wiederholungsfrequenzschalter einer Kette von Zähleinrichtungen in der im folgenden beschriel>enen Weise eingestellt werden. Es wird also ein bestimmtes Bodenstationspaar im Empfänger durch Einstellung dieser Zählschalter auf einen l>estimmten Wert ausgewählt. Dies geschieht vorzugsweise durch Drehung eines einzigen Stationsauswahlknopfes, der die verschiedenen Zählerschalter betätigt. Wenn die Stationsauswahlschalter miteinander gekuppelt sind, wird der Stationsauswahlknopf in eine Stellung gebracht, die im Empfänger entsprechend markiert ist und Synchronisierimpulse einstellt, deren Wiederholungsperiode diesellye ist, wie die von dem ausgewählten ßodenstationspaar ausgesandten Impulse sie besitzen. Die empfangenen Impulse des ausgewählten Bodenstationspaares können nun auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre als feststehende Impulse erscheinen, während die Impulse von anderen Stationspaaren sich längs der Ablenklinie bewegen.

Die Impulse des ausgewählten Bodenstationspaa.res werden im folgenden als A- und .B-Impulse bezeichnet, wobei als 5-Impuls in der vorliegenden Beschreibung derjenige Impuls bezeichnet wird, der nach der zeitlichen Mitte der Periodendauer des ^-Impulses eintrifft. Im Betrieb werden die A- und ß-Impulse zunächst auf zwei Kathodenstrahlspuren von langsamer Ablenkung dargestellt und sodann auf zwei Spuren von schneller Ablenkung, so daß der Funker die A- und ß-Impulse dadurch aufeinander einstellen kann, daß eine weitere Reihe von Schaltern der genannten Zählkette, die als die Verzögerungsschalter bezeichnet werden, eine entsprechende Einstellung erfahren, so daß die Zeitdifferenz zwischen den Impulsen zur Synchronisierung der Kathodenstrahlablenkkreise genau geich der Zeitdifferenz zwischen den A- und 5-Impulsen ist.

Es ist also zu beachten, daß die Zählkette zwei Serien von Schaltern besitzt, von denen die eine die Wiederholungsfrequenz der Impulse bestimmt und die andere den Betrag der Verzögerung dieser Impulse. Beide Serien von Schaltern arbeiten unabhängig voneinander.

Die Einstellung zur Wiedergabe der A- und B-Impulse und die Einrichtung, um diese Impulse miteinander zur Deckung zu bringen, wird dadurch vorgenommen bzw. betätigt, daß zunächst der ^-Impuls auf das linke Ende der oberen, langsam abgelenkten Kathodenstrahlspur eingestellt wird, wenn der Empfänger in die Arbeitsstellung Nr. 1 gebracht wird. Der .B-Impuls erscheint dann auf der unteren Kathodenstrahlspur, und eine verschiebbare Einstellmarke kann sodann unter dem .B-Impuls angebracht werden, was dadurch bewerkstelligt wird, daß die verschiedenen Verzögerungsschalter so betätigt werden, daß die Anzeigemarke um den richtigen Betrag verzögert wird. Die Einrichtung wird dann auf die einer schnellen Ablenkung entsprechende Einstellung Nr. 2 gebracht, so daß die A- und .B-Impulse auf zwei schnell abgelenkten Kathodenstrahlspuren erscheinen. Der Einsatzzeitpunkt für diejenige schnelle Ablenkung, auf der der B-Impuls erscheint, fällt stets mit der veränderlichen Anzeigemarke zusammen, welcher durch die Verzögerungsschalter Ixistimmt ist, während der Einsatzzeitpunkt für die schnell abgelenkte Spur, auf welcher der .4-Tm])UIs erscheint, mit dem Zeitpunkt des Beginns der langsam abgelenkten Spur zusammenfällt. Man kann daher durch genaue Einstellung der Verzögerungsschalter die einstellbare schnelle Ablenkung im richtigen Zeitpunkt beginnen lassen, damit sich die Impulse A und Ii miteinander decken. Um diese Deckung genau vornehmen zu können, sollen die Impulse A und B dieselbe Amplitude erhalten, und diesem Zweck dient eine Amplitudeneinstelleinrichtung. Nachdem diese Einstellungen vorgenommen worden sind, wird die Zeitdifferenz zwischen den Einsatzzeitpunkten der schnellen Ablenkungen genau gleich der Zeitdifferenz zwischen dem A- und B-Impuls sein, und diese Zeitdifferenz läßt sich unmittelbar aus den Stellungen der Ver- ;ögerungsschalter ablesen.

Die Zählerkette und die Schaltereinrichtung, welche in der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, sind nicht auf eine N'avigationseinrichtung beschränkt, sondern sind vielmehr überall dort anwendbar, wo Signale von einer einstellbaren Verzögerung gebraucht werden und insbesondere dort, wo verschiedene Wiederholungsfrequenzen für solche Signale eingestellt werden müssen.

Bei dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel in der Anwendung auf eine Navigationseinrichtung besteht die Zählerkette aus vier Dekadenzählern, welche eine Division durch zehn vornehmen und auf die ein Frequenzteiler mit dem Teilerverhältnis 4 : 1 folgt. Die erste Stufe dieses »5 letzteren Frequenzteilers ist ein Multivibrator, der die letzte Stufe der Zählerkette darstellt. Der zweite Multivibrator dieses Frequenzteilers erhält keine Rückstellungsimpulse. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zähl- und Schaltereinrichtung ist die Kombination zweier Reihen von Schaltern mit der Zählerkette, so daß mit einer Schalterreihe die Wiederholungsfrequenz eingestellt werden kann, während die andere Schalterreihe die Verzögerung bestimmt. Wie dies geschieht, wird im einzelnen nachfolgend beschrieben. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung der Zeitdifferenz zwischen elektrischen Impulsen.

Speziell bezweckt die Erfindung die Schaffung einer verbesserten Auswerteeinrichtung für drahtlose Navigationseinrichtungen derjenigen Art, bei der Hoohfrequenzimpulse von Paaren von synchronisierten Bodenstationen ausgesandt werden.

Fig. ι ist ein Blockschaltbild einer Navigationseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 und 3 stellen, nebeneinandergelegt, Blockschaltbilder der Zähler dar sowie der zugehörigen Schalteinrichtungen zur Einstellung der Wiederholungsfrequenz und zur Impulsverzögerung, die in Fig. ι nur schematisch enthalten sind;

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Paares von Bodenstationen, welche die A- und ß-Impulse aussenden ;

Fig. 5 enthält einige graphische Darstellungen, die zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 dienen;

Fig. 6 sind graphische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Zähleinrichtung nach Fig. 1 bis 3;

Fig. 7 ist eine Ansicht eines Kathodenstrahlröhrenschirms bei langsamer Ablenkung des Kathodenstrahls und zeigt die A- und /^-Impulse, wenn sie miteinander zur Deckung gebracht sind; Fig. 8 ist eine Ansicht des Röhrenschirms bei schneller Ablenkung mit den Impulsen A und B, wie sie bei dieser schnellen Ablenkung, wiedergegeben werden, und zwar eine Darstellung während der nächsten Einstellung, bei der eine genauere Deckung der A- und 5-Impulse eingestellt wird;

Fig. 9 zeigt die Spuren bei schneller Kathodenstrahlablenkung ebenso wie Fig. 8, jedoch in Überlagerung, wobei die Impulse A und B endgültig miteinander zur Deckung gebracht sind und genau zusammenfallen, während

Fig. 10 und 11 Schaltbilder für die langsame und die schnelle Horizontalablenkung enthalten, von denen in Fig. 1 Gebrauch gemacht ist.

Die Zählerkette und die zugehörigen Wiederholungsfrequenz- und Verzögerungsschalter

In der Empfangseinrichtung in den Fig. 1, 2 und 3 enthält die Impulserzeugungseinrichtung einen Kristallschwingungserzeuger 10, der eine Sinusspannung von stabiler Frequenz liefert, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ι MHz beträgt, d. h. welcher eine Periodendauer von einer Mikrosekunde besitzt. Die Frequenz dieses Oszillators kann durch Einstellung von Hand geringfügig erhöht oder vermindert werden, wie es durch den Einstellknopf 11 angedeutet ist, um eine Verschiebung eines empfangenen Impulses auf der Zeitlinie der Kathodenstrahlröhre zu erhalten.

Der Kristalloszillator 10 steuert einen dekadischen Zähler 12 zur Herstellung von Impulsen von der Frequenz 100 kHz. Das Zeitintervall zwischen zwei solchen Impulsen beträgt daher 10 Mikrosekunden.

Die Frequenz dieser io-Mikrosekunden-Impulse wird durch einen weiteren dekadischen Zähler 13 wiederum durch 10 geteilt, so daß Impulse im Abstand von 100 Mikrosekunden entstehen. Diese 100-Mikrosekunden-Impulse ergeben nach einer abermaligen Teilung durch 10 in dem Zähler 14 Impulse von 1000 Mikrosekunden Abstand. Eine vierte Teilerstufe mit dem Teilungsverhältnis 10 : 1, nämlich der Zähler 16, liefert Impulse von 10 000 Mikrosekunden Abstand, die in einer letzten Teilerstufe, nämlich dem Zähler 17, durch 4 geteilt werden, so daß Impulse von 40 000 Mikrosekunden Abstand entstehen. Wie im folgenden erläutert, bilden diese dekadischen Stufen und die erste Stufe des Frequenzteilers 17 eine Zählerkette. Die Ausgangsspannung des Teilers 17 ist rechteckförmig und hat, wie gesagt, eine Periodendauer von 40 000 Mikrosekunden. Diese Kurve ist stets symmetrisch unabhängig von ihrer Wiederholungsfrequenz, da die Rückstellimpulse der zweiten und letzten Stufe des Teilers 17 nicht zugeführt werden, wie es sich aus der noch folgenden genaueren Beschreibung ergibt. Die rechteckförmige Ausgangsspannung durchläuft eine Kathodennachlaufröhre 18, welche ihrerseits eine vertikale Trennspannung liefert und mit Hilfe eines Verformungskreises ebenfalls einen Impuls zur Synchronisierung der festen schnellen Horizontalablenkung, wie im folgenden ebenfalls noch genauer beschrieben werden wird.

Von einem Aussiebungskreis Nr. 2 (Impulssieb) wird ein veränderlicher Anzeigeimpuls oder Markierungsimpuls, dessen Verzögerung oder zeitliche Lage einstellbar ist, geliefert, so daß er längs der Zeitlinie auf der Kathodenstrahlröhre verschoben werden kann, wenn eine langsame Ablenkung benutzt wird, und der sich ferner zum Anstoß der

einstellbaren schnellen Ablenkung verwenden läßt, wenn von dieser Gebrauch gemacht wird.

Die Verzögerung des verstellbaren Anzeigeoder Markierungsimpulses wird durch Einstellung der Verzögerungsschalter SiD, S 2 D₁ S 3 D und S 4. D und S 5 D bestimmt. Diese Schalter, die in Fig. 3 dargestellt sind, sind mehrpolige Vielkontaktschalter, welche an die Anoden der Multivibratorröhren in den Zählern angeschlossen sind. Dies stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar und wird im folgenden an Hand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Sowohl die Wiederholungsfrequenz der Impulse vom Impulssieb Nr. 2 als die Wiederholungsfrequenz der anderen von der Zählerkette abgegriffenen Impulse mit Einschluß der vom Impulssieb Nr. ι abgegriffenen Impulse kann zum Zweck der Stationsauswahl mittels der Frequenzwahlschalter SiR, S2 R, S 3 R, S4R und S 5 R eingestellt werden, die ähnlich den Verzögerungsschaltern SiD usw. aufgebaut sind und die an die Anoden der Röhren in der Zählerkette in ähnlicher Weise angeschlossen sind. Die Impulse, die vom Schalter SiR usw. abgegriffen werden, durchlaufen Impulssieb Nr. 1 und werden einem Impulsgenerator 49 zugeführt, der eine gasgefüllte steuerbare Röhre mit lichtbogenartiger Entladung, wie im folgenden beschrieben, enthalten kann.

Die Ausgangsimpulse des Impulssiebes Nr. 1 werden außerdem jedem der Impulszähler zum Zweck der Rückstellung zugeführt, wie es in Fig. 1 angedeutet ist und wie an Hand der Fig. 2 und 3 noch genauer beschrieben werden wird.

Eine ins einzelne gehende Beschreibung der Fig. 2 und 3 wird weiter unten gegeben; zunächst sollen hier die weiteren Bestandteile der Navigationseinrichtung erläutert werden. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel soll angenommen werden, daß das erste Stationspaar der Boden-Stationen ^-Impulse von einer Impulsperiode von 40 000 Mikrosekunden aussendet und .B-Impulse von derselben Impulsperiode, ferner daß das zweite Stationspaar A- und 5-Impulse von 39 900 Mikrosekunden, das dritte von 39 800 Mikrosekunden, *5 das vierte von 39 700 Mikrosekunden usw. liefert. Im Empfänger muß also der Funker zur Stationsauswahl in der Lage sein, eine entsprechende Impulsperiode an den Ausgängen der Zählerstufen, welche die Kathodenstrahlablenkung steuern, einzustellen, also ebenfalls Impulse von einem Zeitabstand 40 000, 39 900, 39 800, 39 700, 39 600 Mikrosekunden usw.

Man kann jedoch auch eine andere Gruppe von Impulsperioden als die oben angenommene Gruppe 40 000, 39 900 Mikrosekunden usw. verwenden. Beispielsweise könnten die erzeugten Impulse in den Intervallen 30 000, 29 900 usw. auftreten oder in den Intervallen 50 000, 49 900 Mikrosekunden usw.
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Die Darstellung mittels einer Kathodenstrahlröhre

Es sei nunmehr zunächst die Wirkungsweise der Empfangseinrichtung nach Fig. 1 beschrieben mit besonderer Berücksichtigung der Kathodenstrahlablenkkurven und der Darstellung auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre.

In Fig. 5 zeigen die Kurven X und W den Verlauf der schnellen und der langsamen Horizontalablenkung, die zur Erzeugung der gewünschten Kathodenstrahlspuren benutzt wird. Die Kurve V enthält zwei regelmäßig wiederkehrende Impulse, von denen der zweite, der als der einstellbare Markierungsimpuls bezeichnet wird, in seiner zeitlichen Lage variabel ist und den Einsatzzeitpunkt t der Kurve f-g im Verlauf der Kurve W bestimmt. Der Einsatzzeitpunkt t des einstellbaren Markierungsimpulses in bezug auf die feste Anzeigemarke läßt sich durch Einstellung der Schalter SiD, S 2 D usw. (Fig. ι und 3) regulieren, wie im folgenden beschrieben wird, um die A- und .B-Impulse zur Deckung zu bringen. Um diese Deckung der Impulse herbeizuführen, werden der Reihe nach drei Schaltereinstellungen, die als Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 bezeichnet werden, vorgenommen. Es ist jedoch zu beachten, daß die A- und ß-Impulse und die ihnen entsprechenden schnellen Ablenkungen zwar abwechseln, daß sie auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre aber gleichzeitig erscheinen und wegen der Nachwirkungserscheinungen im Auge, dem Nachleuchten der Schirme oder aus beiden Gründen, visuell gleichzeitig beobachtet werden können.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist der 5-Impuls derjenige, welcher nach der Mitte der Periodendauer des ^i-Impulses auftritt, und daher ist das Zeitintervall, welches zwischen einem ß-Impuls und dem nachfolgenden Λ-Impuls verstreicht, kleiner als die Hälfte des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden ^-Impulsen. Wie aus Fig. 5 zu ersehen, fällt der Beginn einer schnellen Ablenkung Ii-i mit dem Beginn einer langsamen Ablenkung zusammen, während der Anfangszeitpunkt der anderen schnellen Ablenkung f-g mit der einstellbaren Anzeigemarke zusammenfällt.

Wie bereits auseinandergesetzt, wird durch eine momentane Änderung der Wiederholungsgeschwindigkeit auch die Lage der Impulse auf der Leuchtspur durch Wandern derselben längs dieser Spur geändert. Der Funker kann den ^/-Impuls auf der linken Seite der oberen langsamen Ablenkspur zum Stehen bringen, wobei der ii-Impuls auf die untere no Leuchtspur fällt, und die verstellbare Anzeigemarke kann mit dem ß-Impuls zur Koinzidenz gebracht werden. Wenn daher der Funktionsschalter in die Stellung Nr. 2 gebracht wird, tritt der ^-Impuls während der Entstehung der Leuchtspur auf, die von der festeingestellten schnellen Ablenkung h-i herrührt, während der /i-Impuls während der Leuchtspur auftritt, die durch die einstellbare schnelle Ablenkung f-g hervorgerufen wird.

Der Funker kann durch eine genauere Ein-Stellung· die A- und ß-Impulse zum Zusammenfallen bringen, so daß die Zeit, welche zwischen dem Beginn der schnellen Ablenkungen und den entsprechenden Impulsen verstreicht, gleich ist und während des auseinandergezogenen Teils der Leuchtspuren auftritt, so daß gute Genauigkeit

für die Bestimmung der Zeitverzögerung erreicht wird.

Nachdem durch Einstellung des Empfängerschalters auf die Stellungen Nr. i, Nr. 2 und Nr. 3 die A- und ß-Impulse miteinander zur Deckung gebracht sind, wird das gewünschte Zeitintervall oder die gewünschte Zeitdifferenz an den Verzögerungsschaltern S ι D, S 2 D, S 3 D, S 4 D und S5D (Fig. [ und 3) abgelesen, welche Mikro-Sekunden, das Zehnfache, das Hundertfache, das Tausendfache einer Mikrosekunde und Vielfache von 10 000 Mikrosekunden angeben. Das auf diese Weise erhaltene Zeitintervall ist diejenige Zeit, um welche der Anfangszeitpunkt t der einstellbaren Anzeigemarke zeitlich gegenüber der Mittellinie d' (Fig. 5) verzögert worden ist, um die Impulse A und Ii miteinander zur Deckung zu bringen.

Es ist zu CTk-CiIiIeIi, daß die obere, durch die schnelle Ablenkung entstandene Leuchtspur h-i (Fig. 8) durch den ersten Teil der Ablenkkurve W hervorgerufen wird. Die untere schnelle Ablenkung f-g (Fig. 8) wird durch den zweiten Teil f-g der Ablenkkurve W hervorgerufen.

²S Allgemeine Beschreibung der Ablenkkreise

für die Kathodenstrahlablenkung

Gemäß Fig. 1 und gemäß den Kurven in Fig. 5

wird die Ausgangsspannung des Impulsgenerators 49 über eine Leitung 61 ο dem Ablenkgenerator 115 für die langsame Ablenkung zugeführt, so daß dieser eine Sägezahnkurve X erzeugt.

Die Ausgangsenergie der Teilerstufe 17 ist von rechteckiger Kurvenform, welche unverändert als Kurve C am Ausgang der Kathodenfolgeröhre 18 auftritt.

Diese Spannung C wird über die Leitung 198 einem differenzierenden Kreis 105 zugeleitet, welcher den Impuls 105^ liefert, um die schnelle Ablenkung h-i der Ablenkkurve W (Fig. 5) zu erzeugen. Der Impuls 105^ wird auch als die feste Einstellmarke der Spannung V benutzt.

Die Schaltung zur Erzeugung der einstellbaren Anzeigemarke der Spannung V enthält eine Zählkette und ihr zugeordnete Verzögerungsschalter, wobei diese verstellbare Anzeigemarke aus dem um einen einstellbaren Betrag verzögerten Impuls U gewonnen wird, der vom Impulssieb Nr. 2 abgenommen werden kann. Mittels der Spannung U wird die Verzögerung des einstellbaren Teiles f-g der Spannung W für die langsame Ablenkung gesteuert.

Der verzögerte Impuls U wird über eine Leitung 119 der Mischeinrichtung 106 zugeführt. Die additiv gemischten Spannungen U und 105 A durchlaufen eine Begrenzerstufe 121 und erscheinen als die Spannung V, welche den Ablenkkreis 122 für die schnelle Ablenkung steuert, so daß die Spannung W entsteht.

Wenn die Einrichtung sich in der Schaltereinstellung Nr. ι befindet, werden die feste und die einstellbare Anzeigemarke bzw. die betreffenden Impulse der Spannung V den Vertikalablenkplatten 368- der Anzeigeröhre 139 über eine Leitung 383, einen Schalter 350, einen Widerstand 384 und eine Leitung 381 zugeführt.

Beschreibung der Mischeinrichtung 106 usw.

Nach Fig. 1 und 11 arbeitet die Mischeinrichtung 106 und die Begrenzerstufe 121 derart, daß die negativen Impulse der Kurve 105 A abgeschnitten werden und der verbleibende Rest dieser Kurve, der aus positiven Impulsen besteht, mit den Impulsen U additiv gemischt wird. Daher entsteht am Ausgang dieser kombinierten Begrenzungs- und Mischstufe die Spannung V. In der Mischstufe 106, die aus zwei Vakuumröhren mit einem gemeinsamen Anodenwiderstand (Fig. 11) bestehen kann, wird die Polarität der Impulse umgedreht. Die Spannungen in dem Anodenkreis der Mischstufe 106 haben gleiche Amplitude, da den Gittern und den Anoden dieser Röhren gleiche Spannungen zugeführt werden. Die Breite der zugeführten Impulse U und 105^ ist klein gegenüber derjenigen der Anodenimpulse, deren Breite ihrerseits durch eine Widerstandskondensatorkombination in den Anodenkreisen gesteuert wird und daher unabhängig von der Breite der Impulse an den Gittern ist. Diese Widerstandskondensatorkombination besteht aus einem Kondensator Ci und einem Anodenwiderstand R 1.

Die Spannung V wird dem Ablenkkreis 122 für die schnelle Ablenkung zugeführt, welcher im einzelnen in Fig. 11 dargestellt ist. Die kurzen negativen Impulse der Spannung V rufen die Ablenkkurve W mit ihren die Ablenkung bewirkenden Ästen h-i und f-g für die schnelle Ablenkung hervor. Die Ablenkkurven W und: X werden von den Kreisen 122 und 115 über einen Ablenkwählschalter 123 und über einen Verstärker 124 den waagerechten Ablenkplatten 138 einer Kathodenstrahlanzeigeröhre 139 zugeführt. Der Verstärker 124 kann für die waagerechte Ablenkung mit einem hier nicht dargestellten Schalter versehen werden, der die Vorspannung der Verstärkerröhren ändert, wenn der Arbeitsschalter aus seiner Stellung für die langsame Ablenkung in seine Stellung für die schnelle Ablenkung gebracht wird und umgekehrt, so daß ein optimaler Wirkungsgrad und eine verzerrungsfreie Verstärkung der Verstärkerröhren sichergestellt ist.

Der Schalter 123 hat drei Kontakte und dementsprechend drei verschiedene Arbeitsstellungen, welche im Uhrzeigersinn gezählt als die Stellungen Nr. i, Nr. 2 undi Nr. 3 bezeichnet werden sollen.

Es sind noch vier weitere Arbeitsschalter vorhanden, welche ebenfalls diese drei Schalter-Stellungen einnehmen können und welche mit dem Schalter 123 gekuppelt sind.

Der Schalter 123 bewirkt, wenn er sich in seiner Stellung Nr. 1 befindet, die Zuführung der Ablenkspannung X für die langsame Ablenkung an die waagerechten Ablenkplatten 138 und, wenn er sich in den Stellungen Nr. 2 und Nr. 3 befindet, die Zuführung der Spannungen für die schnelle Ablenkung W an diese Ablenkplatten.

Der Kreis 122 für die schnelle Ablenkung, der durch die Spannung V gesteuert wird, welche den festen und den einstellbaren Markierungsimpuls enthält, erzeugt die Spannung W für die schnelle Ablenkung, welche im folgenden an Hand der Fig. 11 beschrieben wird.

Der Ablenkungskreis für die schnelle Ablenkung

Der Kreis 122 zur Herstellung der schnellen Ablenkungsspannung W enthält nach Fig. 11 eine Vakuumröhre 316 und ein Impulsverformungsnetzwerk, welches seinerseits aus zwei Teilen besteht, nämlich den Kathodenwiderständen 331 und 332, mit den Parallelkondensatoren 333 und 334, die als die Netzwerkteile 317 a und 317 b bezeichnet sind. Das Netzwerk enthält ferner eine Verzögerungsleitung 317c, die aus den Reihenwiderständen 336 und den Parallelkondensatoren 337 besteht, welche zum Kathodenwiderstand331 parallel liegen und die ihrerseits durch einen Widerstand 338 sowie durch den Kathodenwiderstand 332 abgeschlossen sind. Die schnelle Ablenkspannung W wird vom Widerstand 338 über einen einstellbaren Abgriff 339 abgenommen, durch dessen Verschiebung die Amplitude der Spannung W eingestellt werden kann.

Die Schaltung arbeitet in der Weise, daß die Kondensatoren der Netzwerkteile 317 a und 317 b ül>er den Anodenwiderstand 341 und die Röhre 316 auf eine bestimmte Spannung zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen der Spannung V geladen werden, so daß der Abgriff 339 die Spannung e 1 annimmt. Beim Auftreten jedes negativen Impulses der Spannung V wird die Röhre 316 gesperrt, und die Kondensatoren 333 und 334 entladen sich über die Widerstände 331 und 332. Der Teil 317a mit dem Kondensator 333 und dem Widerstand 331 hat eine kleine Zeitkonstante, so daß die Entladung des Kondensators 333 einen steilen Spannungsanstieg am Widerstand 331 hervorruft. Der Netzwerkteil 317 b mit dem Kondensator 334 und dem Widerstand 332 hat eine größere Zeitkonstante, so daß die Entladung des Kondensators 334 am Widerstand 332 eine Spannung von weniger steilem Anstieg erzeugt. Diese zwei verschieden steil ansteigenden Spannungen treten an der Klemme 339 als Summe auf, wobei die steiler ansteigende Spannung durch den Teil 317 c des Verzögerungsnetzwerkes etwas verzögert ist.

Der Spannungsverlauf der Spannung W, welcher auf diesen verzögerten Teil folgt, ist annähernd logarithmisch.

Es ist zu bemerken, daß die schnelle Ablenkspannung W nicht von dieser Form zu sein braucht und in Wirklichkeit sogar linear verlaufen kann, obwohl eine gewisse erhöhte Ausdehnung am linken Ende der schnellen Ablenkspur zur Erhöhung der Genauigkeit der Ablesung vorhanden sein sollte. Eine solche Ausdehnung kann z. B. entweder durch einen logarithmischen oder durch einen exponentiellen Kurvenverlauf erzielt werden.

Wie oben bemerkt, ist der Beginn t der schnellen Ablenkung f-g durch die Einstellung der Impulse U und somit der verstellbaren Anzeigemarke der Spannung V bestimmt, so daß der Beginn der Ablenkspannung f-g dem empfangenen Impuls B um denselben Betrag voreilend gemacht werden kann, wie der Beginn der Spannung h-i dem empfangenen ^-Impuls vorauseilt. Dann fallen die Impulse A und B zusammen.

Außerdem ist zu bemerken, daß die Spannung f-g ebenso verläuft wie die Spannung h-i, so daß eine genaue Deckung der Impulse A und B, wie in Fig. 9 gezeigt, erreicht werden kann, wenn die beiden verwendeten Zeiten gleich lang sind.

Der langsame Ablenkstromkreis

Der langsame Ablenkstromkreis 115 besteht nach Fig. 10 aus einer Vakuumröhre 318 und einem in ihrer Kathodenleitung liegenden Netzwerk, das seinerseits aus einem Kathodenwiderstand 342 mit dem einstellbaren Abgriff 344 und aus dem Parallelkondensator 345 aufgebaut ist. Der Kathode der Röhre 318 wird durch den Anschluß der unteren Klemmen des Kathodenwiderstandes 342 an den Verbindungspunkt zweier Abzweigwiderstände 319 und 320 eine positive Spannung zugeführt. Hierdurch wird verhindert, daß die Röhre 318 gegen Ende der Sägezahnperiode Strom aufnimmt, so daß also die Sägezahnkurve am Sägezahnende nicht abgeflacht werden kann.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Bei jedem Eintreffen eines positiven 20 ooo-Mikrosekundenimpulses über die Leitung 61 α am Gitter der Röhre 318, über den Kopplungskonden«ator32i, wird der Kondensator 345 schnell aus der Anodenspannungsquelle über die Röhre 318 auf eine gewisse Spannung aufgeladen, wobei der Abgriff 344 auf die Spannung e 2 (Fig. 5) kommt. Am Ende jedes positiven Impulses entlädt sich der Kondensator 345 langsam über die Widerstände 342 und 319, so daß der Reihe nach der Ast 0-6 der langsamen Sägezahnkurve und der Ast c-d der Sägezahnkurve an der Klemme 344 auftreten.

In Fig. 10 und 11 sind beispielshalber die Größen der Schaltelemente in Ohm, Megohm, Mikrofarad und Pikofarad angegeben.

Der Hochfrequenzempfänger

Die A- und ß-Impulse von einem Bodenstationspaar (Fig. 4) werden durch einen Empfänger nach dem Superhetprinzip aufgenommen, der aus einem Hochfrequenzverstärker 361, einem Frequenzwandler 362, einem Zwischenfrequenzverstärker 363 und einem zweiten Detektor mit Verstärker 364 besteht. Diese A- und .B-Impulse erreichen über eine Leitung 366, eine weitere Leitung 381 und einen Kondensator 382 die obere Vertikalablenkungsplatte 368 mit positiver Polarität. Die A- und B-Impulse können, wie in Fig. 7, 8 und 9 gezeigt, auf den waagerechten Ablenkspuren erscheinen. Dort treten diese Impulse vermöge eines weiter unten beschriebenen Diflerentialverstärkungsgliedes mit gleicher Amplitude auf.

Die Trennung der langsamen und der schnellen Ablenkspur

Die langsamen Ablenkspuren a-b und c-d werden, wie in Fig. 7 dargestellt, voneinander getrennt, während sich der Empfänger in der Arbeitsstellung Nr. ι befindet, da die rechteckige Spannung C (Fig. 5) von der Kathodenfolgeröhre 18 (Fig. 1) ül>er eine Leitung 369 an den Kontakt Nr. 1 eines Spurentrennungsschalters 371 und über eine Leitung 372 an die obere Ablenkplatte 368 der Kathodenstrahlröhre 139 gelangt. Daher hält derjenige Teil der Kurve C₁ der an der oberen Ablenkplatte 368 mit positiver Polarität auftritt, die Strahlenablenkung für eine gewisse Zeit aufrecht, während welcher die langsame Ablenkspannung c-d abläuft.

Die schnellen Ablenkspuren f-g und h-i werden nach Fig. 8 ebenfalls mit Hilfe der Rechteck-

ao spannung C in der Arbeitsstellung Nr. 2 getrennt.

Austastung der schnellen Ablenkung

Für die schnelle Ablenkung ist eine Austastung vorgesehen, so daß nur die Spuren f-g und h-i in den Stellungen Nr. 2 und 3 auf dem Schirm sichtbar werden. Diese Austastung wird mittels der negativen Teile der Spannung Y hervorgerufen, die an der Anode der Röhre 316 (Fig. 11) des schnellen Ablenkstromkreises 122 auftritt. Die Spannung Y wird von der Anode der Röhre 316 an die Kontakte Nr. 2 und Nr. 3 des Schalters 321 geliefert, so daß l>ei den Schalterstellungen Nr. 2 und Nr. 3 die Austastspannung über die Leitungen 322 und 326 das Gitter 327 der Röhre 139 erreicht.

Helligkeitseinstellung der Leuchtspur

Zur Einstellung der Helligkeit der Leuchtspur auf dem Röhrenschirm ist eine Diode 324 vorgesehen, welche bei der Zuführung der Austastimpulse eine Vorspannungsänderung an dem Kathodenstrahlröhrengitter 327 verhindert. Parallel zur Diode 324 liegt ein Ableitwiderstand 328, und die Diodenkathode ist an eine einstellbare Vorspannungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen.

Während der Zeiten, in denen die Austastspannungen an der Anode der Diode 324 positiv sind, ist der Widerstand der Diode sehr niedrig, so daß sich ihre Anode praktisch auf Kathodenpotential befindet. Daher ist die Spannung am Gitter 327 praktisch auf dem Potential der Diodenkathode, unabhängig von der Form der Austastspannung und unabhängig davon, ob überhaupt eine Austastspannung vorhanden ist.

Differentialeinstellung der Verstärker

Für den Hochfrequenzverstärker 361 des Empfängers soll eine Differentialeinstellung der Verstärkung vorgenommen werden, damit die Amplituden der A- und /^-Impulse am Empfängerausgang etwa gleich groß werden und sich diese Impulse daher leichter zur Deckung bringen lassen. Der Verstärkungseinstellkreis enthält einen Widerstand 343 zwischen den Anoden der beiden Röhren des letzten Multivibrators der Teilerstufe 17 (Fig. 1 und 2). Ein verstellbarer Abgriff auf dem Widerstand 343 kann von seiner Mittelstellung aus nach beiden Seiten verschoben werden, so daß die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers 361 während des Empfanges des A- oder ß-Impulses eingestellt werden kann. Die Spannung wird von diesem verstellbaren Abgriff über eine Leitung 340, einen Kondensator 344 und einen Widerstand 346 an die Anode der Diode 347 und an die Schalterkontakte Nr. 2 und Nr. 3 des Differentialverstärkerschalters 348 geführt. Wenn sich also der Empfänger entweder in der Stellung Nr. 2 oder Nr. 3 befindet, in der die Impulse auf der schnellen Ablenkspur zur Deckung gebracht werden sollen, wird die Steuerspannung für den Differentialverstärker durch den Schalter 348 und über eine Leitung 349 zu dem Verstärkungsregelgitter einer Röhre im Hochfrequenzverstärker 361 geführt.

Die Wirkungsweise der Differentialverstärkungsregelung bei Einstellung des Empfängers auf die Stellung Nr. 2 oder Nr. 3 ist die folgende: Wenn der Verstärkerregelungsabgriff sich in der Mitte des Widerstandes 343 befindet, wird der Diode 347 keine Spannung zugeführt. Befindet sich der Abgriffschalter auf der einen Seite des Widerstandes, so wird eine Spannung der einen Polarität an die Diode 347 gelegt, während bei Einstellung des Abgriffs auf die andere Widerstandshälfte der Diode 347 eine Spannung von umgekehrter Polarität zugeführt wird. Durch die Diode 347 wird während der negativen Halbperiode, welche auf eine positive Halbperiode folgt, eine negative Vorspannung geliefert. So ruft beispielsweise eine positive Halbperiode einen Diodenstrom hervor, welcher den Kondensator 344 auflädt. Während der folgenden negativen Halbperiode entlädt sich der Kondensator 344 langsam über einen Widerstand 351, der zur Diode 347 parallel liegt, und hält die Diodenanode somit gegenüber Erde auf negativem Potential, so daß der Verstärkungsgrad des Hochfrequenzverstärkers 361 während der Verstärkung des -6-Impulses (oder des ^-Impulses) herabgesetzt ist.

Während der Schalter 348 sich in seiner Arbeitsstellung Nr. ι befindet, in der die Impulse miteinander zur Deckung gebracht werden sollen, beträgt die Vorspannung des Hochfrequenzverstärkers 361 wie gewöhnlich — V.

Beschreibung der Zählerketten und der Schaltvorgänge in Fig. 2 und 3

Im folgenden soll nun eine eingehendere Beschreibung des Systems der Zählschalter und Impulssiebe gegeben werden, mit denen Impulse der gewünschten Wiederholungsfrequenz und der gewünschten Phasenverzögerung erhalten werden können. Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Ausfühlungsbeispiel liefert acht verschiedene Impulse der Wiederholungsperioden von 40 000, 39 900, 39 800 usw. Mikrosekunden, mit denen ein beliebiges von acht Bodenstationspaaren durch Einstellung der

Schalter S ι R, S 2 R usw. ausgewählt werden kann. Die Phasenverschiebung oder die Verzögerung eines Impulses kann zwischen den Grenzen Null und 19 000 Mikrosekunden durch entsprechende Einstellung der Schalter SiD, S 2 D usw. bemessen werden.

In Fig. 2 und 3 sind die Zählerkette, die Einstellung der Wiederholungsgeschwindigkeit, die Einstellung der Verzögerung als Beispiel dargestellt und ferner noch die Impulssiebe oder Koinzidenzstromkreise. Der dekadische Zähler Nr. 1 besteht aus den multivibratorartigen Sperrstufen, welche die Doppeltrioden Vi, V2, V3 und V4 enthalten. Diese Stufen besitzen je zwei Ruhe-Stellungen, in welchen sie blockiert sind, bis eine von außen zugeführte Spannung oder ein Stromstoß sie in die jeweils andere Ruhestellung überzuspringen veranlaßt. Bei der dargestellten Ausführungsform wird durch Zuführung einer negativen Spannung an die Anoden und daher auch an die Gitter der Sperröhren der Strom in diesen Röhren vermindert und daher der Impuls eingeleitet, der den Strom auf die andere Röhre überleitet. Die dekadischen Zähler Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 sind ebenso aufgebaut und der Einfachheit halber nur durch Rechtecke dargestellt. Der Frequenzteiler oder Zähler Nr. 5 enthält nur zwei Multivibratoren M 1 und M 2, da sein Teilungsverhältnis nur 4 : 1 beträgt. Die Multivibratoren in diesem Zähler sind dieselben wie die in den dekadischen Zählern. Jedoch ist die erste Stufe M 1 gleichzeitig die letzte Stufe der Zählerkette. Der zweiten Stufe M 2 wird kein Rückstellungsimpuls zugeführt, und sie liefert selbst auch keinen Impuls an die Koinzidenzröhre des Wiederholungsfrequenzsystems.

Die Wiederholungsfrequenzschaltung

Mit jedem dekadischen Zähler ist ein dreipoliger Schalter mit zehn verschiedenen Schalterstellungen (Fig- 3) verbunden, mit dem die Impulswiederholungsfrequenz eingestellt wird. Diese Schalter werden als die Schalter SiR, S 2 R, S 3 R und S 4 7? bezeichnet. Von den der Deutlichkeit halber dargestellten zehn Schalterstellungen werden im vorliegenden Fall bei nur acht Stationspaaren nicht alle benötigt. Außerdem ist noch ein einpoliger Schalter S 5 R mit zwei Kontakts'tellungen für den Zähler M 1 vorhanden.

Die Schalter 5 1 R, S 2 R, S 3 R, S4R und S 5 R sowie ihre Kontakte sind an die Anoden der Sperröhren angeschlossen, so daß die Schalterpotentiale, je nachdem welche Röhre dieses Paares gerade Strom zieht, eine Potentialerhöhung oder eine Potentialabsenkung erfahren. So ist beispielsweise die Anode ViA des linken Abschnittes (^4-Abschnitt) der Röhre Vi an abwechselnde Kontakte des Poles P1 des dreipoligen Schalters SiR angeschlossen. Die Anode ViB des rechten Abschnittes (B-Abschnitt) der Röhre V1 ist an die übrigen Kontakte dieses Pols angeschlossen. Die Anoden V 2 A, V 2 B und V 3 B der Röhren V 2 und V 3 sind an mehrere Kontaktpaare des zweiten Pols P2 angeschlossen usw. Mit dem Multivibrator M ι des Zählers Nr. 5 ist der einpolige Schalter S 5 R mit zwei Kontaktstellungen verbunden, der zusammen mit den Schaltern SiR und S 2 R die Wiederholungsgeschwindigkeit der Impulse bestimmt. Die fünf Schalter S 1 R, S 2 R usw. sollen vorzugsweise, obwohl dies nicht mit dargestellt ist, miteinander gekuppelt sein, so daß sie durch einen einzigen Stationsauswahlknopf betätigt werden können.

Der Hauptzweck der Zähler besteht darin, Impulse zu liefern, nachdem die Zähler jeweils eine vorherbestimmte Anzahl von auf sie auftreffenden Schwingungsperioden oder Impulsen gezählt haben. Der Beginn des Zählens wird durch ein Impulssieb Nr. ι (Fig. 1), das die Röhren 26, 27, 28, 29, 30 und 34 (Fig. 3) enthält, gesteuert, wie weiter unten beschrieben wird. Die Entstehung der Ausgangsimpulse der Zählerkette, die immer auftreten müssen. wenn die vorherbestimmte Zahl erreicht ist, wird durch Kombination geeigneter Spannungen von den Anoden bestimmter Röhren in allen fünf Zählern bewerkstelligt. So wird beispielsweise zur Auswahl der Station L 1 die Wiederholungsperiode des letzten Multivibrators M 2 des Zählers Nr. 5 zu 39 900 Mikrosekunden gewählt. Da die erste Stufe M 1 des Zählers Nr. 5 gleichzeitig die letzte Stufe in der zurückzustellenden Zählerkette ist, wird dies gewünschte Resultat dadurch erreicht, daß die Wiederholungsperiode der Ausgangsspannung D (Fig. 5) gleich der Hälfte der Wiederholungsperiode von 39 900 Mikrosekunden oder gleich 19 950 Mikrosekunden gewählt wird. Der Schalter S 1 R am Zähler Nr. 1 wird daher in die Stellung ο gebracht, welche der Zählung der Einheiten entspricht, der Schalter S 2 R am Zähler Nr. 2 wird in die Stellung 5 gebracht, in welcher die Zehner gezählt werden, der Schalter S 3 R des Zählers Nr. 3 wird in die Stellung 9 gebracht, die der Zählung der Hunderter entspricht, während der Schalter S 4 R am Zähler Nr. 4 in die Stellung 9 gebracht wird, in der die Tausender gezählt werden, und schließlich der Schalter .S 5 R des Zählers Nr. 5 in die Stellung 1, welcher der Zählung der Zehntausender entspricht.

Die Impulse, welche von den Schaltern herrühren, werden mit Hilfe von fünf Dreipolröhren 26, 27, 28, 29 und 30 kombiniert. Diese Röhren befinden sich in einer üblichen Schaltung, in der durch Gitterableitwiderstände die Schalter mit Erde verbunden sind. Jede Triode wird mit Hilfe des Spannungsabfalls an einem mit Parallelkondensator versehenen Kathodenwiderstand vorgespannt. Diese Impulskombination wird durch die Verbindung der genannten Schalter mit den Steuergittern dieser fünf Röhren hergestellt. Die Röhrenanoden sind miteinander verbunden und liefern einen einzigen Impuls, der die Summe sämtlicher Impulse darstellt, über die Widerstände 36, 37, 38, 39 und sowie über einen gemeinsamen Widerstand 42a an das Gitter 33 einer letzten Kombinations- oder Koinzidenzröhre 34. Diese Röhre 34 liegt in einer Verstärkerstufe, deren Gitter über einen Wider-

stand 45 geerdet ist und deren Kathode über einen Widerstand 46 ebenfalls geerdet ist, mit ihrer Anode an der positiven Klemme einer Gleichspannung. Die Anode der Verstärkerröhre 34 ist über einen Kondensator 47 an das Steuergitter 48 einer Ausgangsröhre 49 angeschlossen, die dazu dient, die kombinierten oder Ausgangsimpulse allen Röhren in allen dekadischen Zählern und den Röhren in dem Zähler M 1 zuzuführen, um diese in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen. Dies ist nötig, damit die Zählerkette wiederholt arbeiten kann und auch deshalb, damit ein Impuls der gewünschten Wiederholungsgeschwindigkeit über die Leitung 61 α dem Generator für die langsame Ablenkung zugeführt werden kann. Dem Gitter 48 der Röhre 49 wird eine negative Vorspannung über den Widerstand 45 α zugeführt.

In dem Zähler Nr. 1 entsteht t>ei einer Einstellung des Schalters SiR auf die Stellung ο für jede Schaltereinstellung eine verschiedene Kombination von Spannungen der acht Röhren. Die Spannung an dem Schalter SiR, die dem Gitter der Röhre 26 zugeleitet wird, erreicht einen gewissen maximalen positiven Wert nur dann, wenn die Zahl denjenigen Betrag hat, auf den der Schalter eingestellt ist, und der gewünschte endgültige Ausgangsimpuls am Gitter der .Röhre 34 wird nur erzeugt, wenn die geeignete Kombination der Spannungen gleichzeitig an den ausgewählten Röhren aller fünf Zähler auftritt. Befindet sich beispielsweise der Zähler Nr. 1 auf der Zahl o, so sind die Spannungen, die durch den Schalter SiR ausgewählt werden, diejenigen an den Anoden der Röhren ViA, V 2 A und V4 A. Diese Kombination von drei Spannungen hebt das Steuergitter der Röhre 26 über seinen Verriegelungspunkt hinaus an, so daß in der Röhre 26 Strom fließt und das Potential an ihrer Anode und am Widerstand 36 abfällt. Der Vorgang der Spannungsauswahl durch die Schalter ist an Hand der Kurven in Fig. 6 zu verstehen.

Die verschiedenen Kurven in Fig. 6 zeigen die Spannungen an den Anoden der Röhren Vi, V2 usw. Die mit V1A l>ezeichnete Kurve zeigt die Spannung an der linken Hälfte oder dem A-Kbschnitt der Röhre V 1 A. Der unsymmetrische Verlauf der Kurven für die Röhren V2 und V 3 rührt von der Rückkopplung her, die zur Erzielung einer dekadischen Zählung vorgenommen ist. Die Punkte zeigen die Anoden an, die zur Erreichung einer gegebenen Zahl angeschlossen werden müssen. Beispielsweise sind die Anoden ViA, V2A und V4A an die Schalterpunkte ο angeschlossen, um die Zahl ο zu erreichen, wenn der Schalter auf diesen I'unkt ο eingestellt wird. Ein ähnlicher Vorgang findet in den Röhren 27, 28, 29 und 30 statt, wenn die richtigen Spannungen durch die Einstellungen an den Schaltern S 2 R, S 3 R, S4R und S 5R ■entstehen. Wenn der Endimpuls, der die endgültige Kombination der Spannungen von den Röhren 26, 27, 28, 29 und 30 wiedergibt, auftritt, wird die Spannung am Steuergitter der Röhre 34 verkleinert (negativ), und zwar so weit, daß der Strom in der Röhre 34 unterbrochen wird. Dies geschieht plötzlich in demjenigen Augenblick, in dem die Zähler der Zählerkette die Nummer oder Zahl erreicht haben, für welche die Schalter eingestellt sind. Die Röhren 26, 27, 28 und 29 können auch mehrere Male während des Zählvorganges stromdurchlässig gemacht werden, jedoch wird die kombinierte Spannung an dem Gitter der Röhre 34 niemals genügend negativ, um diese Röhre zu sperren, bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Röhren 26, 27, 28 und 29 und 30 alle gleichzeitig stromdurchlässig werden. Erst dann hat die Zählerkette die vorher bestimmte Zahl erreicht, auf welche sie eingestellt ist.

Wenn die Zählerkette ihren Ausgangsimpuls an der Anode der Röhre 34 liefert, wird dieser der Impulsgeneratorröhre 49 zugeführt, die vorzugsweise ein gas- oder dampfhaltiges gittergesteuertes Entladungsgefäß mit lichtbogenartiger Entladung ist, so daß ein großer Ausgangsstrom an der Ausgangsklemme 51 des Lastwiderstandes 46α erreicht wird. Die Röhre 49 entlädt einen Kondensator 490, der über den Widerstand 49 b durch Anschluß an die positive Stromquelle + B aufgeladen worden ist. Es entsteht also ein Ausgangsimpuls hoher Energie. Dieser Impuls wird von der Klemme 51 über den Kondensator 52 und die Leitung 42 zur Rückstellung der Zähler in der Zählerkette auf ihre Null- oder Anfangslage benutzt. Diese Rückstellung wird durch Zuführung des positiven Ausgangsimpulses an die Gitter aller Röhren der Zähler bewerkstelligt, welche in der Anfangsstellung, wie oben auseinandergesetzt, Strom ziehen. Dem Multivibrator M 2 des Frequenzteilers 14 wird der Rückstellungsimpuls jedoch nicht zugeführt.

Der Grund, warum der Rückstellungsimpuls nicht auch an diesem Multivibrator liegt, ist darin zu sehen, daß dieser Multivibrator eine symmetrische Spannung quadratischer Kurvenform (Spannung C in Fig. 5) liefern muß. Außerdem braucht dem letzten Multivibrator deshalb kein Rückstellungsimpuls zugeführt werden, weil seine Wiederholungsperiode nicht geändert zu werden braucht. Dies wird aus dem Folgenden verständlich. Wenn die gewünschte Wiederholungsperiode der Spannung C (Fig. 5) des letzten Multivibrators M 2 die Dauer von 39900 Mikrosekunden hat, ist es no nur nötig, die Wiederholungsperiode der Spannung D (Fig. 5) des vorhergehenden Multivibrators M ι zu 19950 Mikrosekunden zu machen, da das Teilungsverhältnis des letzten Multivibrators 2 beträgt. Dies wird natürlich durch den beschriebenen Rückstellungsvorgang bewerkstelligt. Bei jeder anderen Dauer der Wiederholungsperiode werden die Schalter SiR, S 2 R usw. so eingestellt, daß sie die gewünschte Wiederholungsperiode der Ausgangsspannung D des ersten Multivibrators M ι im Zähler Nr. 5 ergeben, welche die Hälfte derjenigen der Ausgangs'spannung C beträgt. Bei dem angenommenen Beispiel können die verschiedenen Schalterstellungen zur Auswahl von acht verschiedenen Stationspaaren L o, L 1, L 2 usw. folgendermaßen gewählt werden;

	Lo	Li	Li	Station	L₃	U	19800	L₅	Lb	L₇
				Wiederholungsperiod e	0
	20000	19950	19900	19 850	0	19 75°	19700	19650
	0	0	0	O	8	O	O	0
SiR	0	5	0	5	9	5	O	5
S2R	0	9	9	8	I	7	7	6
S3 R	0	9	9	9		9	9	9
S4R	2	I	I	I	I	I	I
S5R

Die Verzögerungsschaltung

Die Verzögerungsschalter SiD, S2D, S3D, S 4 D und S ζ D sind ähnlich aufgebaut wie die zur Bestimmung der Impulswiederholungsperiode dienenden Schalter und sind ebenso an die Zählerkette angeschlossen. Die von den Verzögerungsschaltern abgenommenen Spannungen werden den Vakuumröhren 56, 57, 58, 59 und 6o, welche das Impulssieb Nr. 2 (Fig. 1) darstellen, zugeführt. Diese Röhren und die ihnen zugeordneten Kreise entsprechen den Röhren 26, 27, 28, 29 und 30 und den diesen zugehörigen Seiten, die weiter oben beschrieben sind.

Die Koinzidenzröhre 61, welcher die Ausgangsspannungen der Röhren 56 bis 60 zugeführt werden, und die gittergesteuerte Röhre 62 entsprechen den Röhren 34 und 49 des Schalters zur Frequenzeinstellung. Die verzögerten Impulse treten auf der Leitung 119 auf.

Die Einstellung des Schalters SiD bestimmt die Verzögerung in Mikrosekunden, diejenige des Schalters S2D die Verzögerung in 10 Mikrosekunden, S3D in hundert, S4D in tausend und SsD in zehntausend Mikrosekunden. Wenn beispielsweise die Verzögerungsschalter Si D, S2D, S3D, S4D und SsD sich in den Stellungen8, 5, 7, 6 und ο befinden, wie in der Zeichnung veranschaulicht, beträgt, nachdem die Impulse auf dem Röhrenschirm miteinander zur Deckung gebracht sind, die Ablesung 6758 Mikrosekunden. Diese Ablesung bestimmt die eine der Navigations- oder »Loran«-Linien (geometrische Orte) auf der Landkarte, die zusammen mit der Navigationseinrichtung benutzt werden muß. Zur Erleichterung der Handhabung bei der Einstellung der Verzögerungsschalter Si D usw. sind ihre miteinander gekuppelten Schaltarme vorzugsweise durch Drehknöpfe ι D, 2 D usw. zu betätigen, mit denen Zeiger zur Anzeige der Schalterstellung verbunden sind.

Da die letzte Teilerstufe, die Impulse an die Siebröhre 60 liefert, die Teilerstufe M1 ist, so sieht man, daß die Koinzidenzröhre 61 Ausgangsimpulse mit einer Wiederholungsperiode von 20 000 Mikrosekunden oder weniger liefert, je nachdem, welche Wiederholungsperioden eingestellt wurden, solange der übrige Teil der Schaltung nicht arbeitet. Zur Steuerung der schnellen Ablenkung, d. h. um die einstellbare schnelle Ablenkspur f-g (Fig. 5) herzustellen, ist natürlich eine Verdoppelung dieser

Wiederholungsperiode nötig. Diese gewünschte Wiederholungsperiode wird in Wirklichkeit dadurch erreicht, daß abwechselnde Impulse ausgetastet werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist, so daß an der Leitung 119 nur die Impulsspannung U mit der Periodendauer 40 000 Mikrosekunden auftritt.

Diese Austastwirkung wird dadurch erreicht, daß dem Gitter der Röhre 60 über eine Leitung 70 eine Wechselspannung quadratischer Kurvenform vom letzten Multivibrator M 2 zugeführt wird, Diese Spannung ist diesell>e wie die Spannung C ■ (Fig. 5), abgesehen von der umgekehrten Polarität, und wird an der entgegengesetzten Seite des Multivibrators M 2 abgegriffen wie die Spannung C. Das Gitter der Röhre 60 wird also während der taktgebenderi Periodendauer (Fig. 5) auf negativem Potential gehalten, so daß der Impuls vom Multivibrator M1 während dieser Zeit die Röhre 60 nicht passieren kann.

Der Verzögerungsbetrag eines Impulses ist von Änderungen der Impulswiederholungsfrequenz unabhängig, da die Impulsverzögerung weniger als die kürzeste Impulsperiodendauer l>eträgt. Im vorliegenden Beispiel beläuft sich die maximale Impulsverzögerung von dem Meßpunkt aus gerechnet (Mittelpunkt d in Fig. 5) auf weniger als 19 650 Mikrosekunden, was der kürzesten Wiederholungsperiode der Spannung D entspricht. Der Rückstellvorgang ist das einzige, was die Verzögerung beeinflussen könnte, was jedoch nicht der Fall ist, bevor die Zähler für eine längere Zeitspanne, als es der gewünschten Verzögerungszeit entspricht, ungestört durch die Rückstellung gearbeitet haben.

Die Einstellungen der Verzögerungsschalter be- no einflussen offensichtlich die Wiederholungsfrequenz nicht, da sie ohne Wirkung auf die zur Rückstellung benutzten, Stromkreise sind.

Es ist zu ersehen, daß das System von Zählern, Schaltern, Siebröhren und Koinzidenzröhren zur Herstellung von Impulsen der gewünschten Wiederholungsfrequenzen und der gewünschten Verzögerungen allgemein anwendbar ist, d. h. nicht nur für Navigationseinrichtungen verwendet werden kann. In diesen anderen Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, die Leitung 70 wegzulassen, so daß keine Austastung stattfindet. Dann würde der Ausgangsimpuls auf der Leitung 119 je nach Wunsch eine Wiederholungsperiode von 20000 Mikrosekunden oder weniger besitzen, und die Verzögerung wäre von dem Zeitpunkt eines beliebigen

Rückstellungsimpulses an zu messen, statt gerade von dem Rückstellungsimpuls an, der auf den Mittelpunkt d fällt, wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich,

daß die neue Navigationseinrichtung mit großer Genauigkeit die Zeitintervalk oder Zeitdifferenzen für den Funker ablesbar macht und daß ein System

ίο von Zählern und Schaltern von allgemeiner Anwendbarkeit geschaffen ist, welches Impulse liefert, die innerhalb eines weiten Bereichs in ihrer Wiederholungsperiode demjenigen Wert angepaßt werden können, den die Impulse einer ausgewählten Periodenlänge besitzen, und daß sie mit größter Genauigkeit innerhalb eines weiten Einstellbereiches um einen beliebigen Betrag verzögert werden können.

Durchführung der Zeitmessung
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Die einzelnen Arbeitsstellungen bei der Messung des Zeitintervalls zwischen A- und ß-Impulsen zweier Bodenstationen werden im folgenden beschrieben.

Herstellung der Deckung der A- und ß-Impulse

Stellung Nr. 1: Nachdem ein bestimmtes Paar von Bodenstationen durch Einstellung des Empfängers auf seine Stellung Nr. 1 ausgewählt worden ist, treten die A- und 5-Impulse feststehend auf den beiden Spuren a-b und c-d auf. Ein geeigneter Verschiebungsschalter, z. B. der Knopf 11 des Oszillators 10, erlaubt die Verschiebung der Impulse auf die obere Spur c-d und über die feste Einstellmarke am linken Ende dieser Spur. Der andere Tmpuls tritt dann auf der unteren Spur a-b auf. Der Impuls auf der Spur c-d ist der ^-Impuls, derjenige auf der Spur a-b ist der ß-Impuls. Dies ergibt sich aus den Darstellungen in Fig. 5.

Sodann wird der Anfangspunkt t der verstellbaren Anzeigemarke der Spannung V durch Einstellung der Verzögerungsschalter SiD, S2I) usw. eingestellt, so daß die verstellbare Anzeigemarke unter den /^-Impuls zu liegen kommt. Die verstellbare Anzeigemarke wird sodann sorgfältig derart eingestellt, daß ihre Stellung zum ß-Impuls praktisch dieselbe ist wie die Stellung der festen Anzeigemarke zum .-/-Impuls.

Stellung Nr. 2: Hierauf wird gemäß Fig. 8 der Empfänger auf die Einstellung Nr. 2 für die schnelle Ablenkung gebracht, so daß die A- und i?-Impulse auf den Spuren //-;' und f-g auftreten. Wie in Fig. 5 gezeigt, bestimmt der Anfang des verstellbaren Anzeigeimpulses der Spannung V den Beginn des zweiten Teiles f-g der Spannung B für die schnelle Ablenkung, wobei beide praktisch gleichzeitig t>eginnen. Durch Betätigung geeigneter Verschiebungsschalter, z.B. des Knopfes 11 am Kristalloszillator 10, werden die A- und B-Impulse an die linken Enden der Spuren verschoben, wo sie sich auf demjenigen Teil der Zeitlinie der schnellen Ablenkungen befinden, der gegenüber dem übrigen Teil auseinandergezogen ist. Sodann werden sie nach Fig. S durch Betätigung eines oder mehrerer der Verzögerungsschalter SiD, S2D usw. gut miteinander zur Deckung gebracht.

Stellung Nr. 3: Die endgültige Herstellung der Deckung der A- und 5-Impulse wird in der Stellung Nr. 3 erreicht, in welcher die beiden Spuren f-g und h-i, wie in Fig. 9 gezeigt, einander überlagert werden. Die Vorderflanken der A- und B-Impulse decken sich nun genau, was gewöhnlich schon lediglich durch Betätigung des Schalters Si D zu erreichen ist. Die Zeitablesung kann dann unter Benutzung der Einstellungen der Verzögerungsschalter vorgenommen werden, die sich aus den Zeiger- ₇^ Stellungen der Schalterbetätigungsknöpfe ι D, 2 D, ^D₁ 4.D und 5/? ergeben.

Wenn beispielsweise die Zeiger der Schalterknöpfe ι D, 2 D, 3 D, 4 D und 5 D auf den Ziffern 8, 5, 7, 6 und ο stehen, so beträgt die Ablesung Mikrosekunden.

Claims

Patentansprüche:

1. Empfänger für Navigationseinrichtung zum Empfang zweier einen zeitlichen Abstand besitzender Impulse, die in einer l>estimmten zeitlichen Zuordnung von zwei räumlich voneinander entfernten Stationen ausgesandt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen Impuls-Koinzidenz-Anzeiger besitzt; ferner Einrichtungen, welche eine Zählerkette enthalten und zur Herstellung eines Impulses von einstellbarer Zeitverzögerung dienen; daß dieser verzögerte Impuls dem Koinzidenzanzeiger zur Herstellung der Koinzidenz der beiden einen Zeitabstand voneinander besitzenden Impulse auf der Anzeigefläche zugeführt wird; daß Zahlauswahleinrichtungen, in welchen Schalter enthalten sind zur Bestimmung der Größe der Verzögerung des einstellbar verzögerten Impulses an die Zählerkette angeschlossen sind, so daß der Zeitunterschied, welcher einer Navigationslinie der Lage entspricht, als Funktion der Einstellungen der erwähnten Zahlauswahlschalter erhalten wird, wenn die einen Zeitabstand voneinander besitzenden Impulse auf der Anzeigeflache des Koinzidenzanzeigers zusammenfallen.

2. Empfänger für eine Navigationseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche Zahlauswahleinrichtungen, die an jeden der erwähnten Zähler angeschlossen sind und zur Bestimmung der Wiederholungsgeschwindigkeit des Ausgangsimpulses dienen.

3. Empfänger für eine Navigationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Koinzidenzanzeiger eine Kathodenstrahlröhre enthält.

4. Empfänger für eine Navigationseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsimpuls an eine Ablenkelektrode der Kathodenstrahlröhre angeschlossen ist, zum Zwecke, den Beginn jeder zweiten Ablenkung l>eeinflussen und dadurch eine Deckung der beiden einen Zeitabstand voneinander l>esitzenden Impulse herbeiführen zu können.

5· Empfänger für eine Navigationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Zurückstellung aller Zähler seitens der Ausgangsimpulse und gleichzeitig zur Neueinleitung des ganzen Arbeitszyklus der Zählerkette.

6. Navigationsempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der Eingangsseite der Zählerkette gekoppelten stabilen Oszillator.

7. Empfänger für eine Navigationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Koinzidenzschaltung oder zur Kombination dienende Schaltung, die an die Zählerkette angeschlossen ist, so daß diese Schaltung nur dann einen Ausgangsimpuls liefert, wenn von jedem Zähler bestimmte Impulszahlen gleichzeitig auf ihn auftreffen.

8. Empfänger für eine Navigationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zähler der Kette eine Mehrzahl von in Kaskade geschalteten Multivibratoren enthält und jeder Zähler über Schalteinrichtungen mit seinen Multivibratoren zur Auswahl einer gewünschten Zahl as verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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