DE975073C - Schaltungsanordnung fuer ein Echolotanzeigegeraet - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer ein Echolotanzeigegeraet

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DE975073C
DE975073C DEA19345A DEA0019345A DE975073C DE 975073 C DE975073 C DE 975073C DE A19345 A DEA19345 A DE A19345A DE A0019345 A DEA0019345 A DE A0019345A DE 975073 C DE975073 C DE 975073C
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DE
Germany
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pulse
cathode ray
multivibrator
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voltage
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Expired
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DEA19345A
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English (en)
Inventor
Ramon Montserrat
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Atlas Werke AG
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Atlas Werke AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung für ein Ediolotanzeigegerät Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Echolotanzeigegerät, bei dem auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre die Echos eines verhältnismäßig kleinen, in seiner Lage beliebig wählbaren Ausschnittes aus dem Gesamtmeßbereich in einem Großbild dargestellt werden, wobei ein monostabiler Multivibrator vorgesehen ist, der bei Aussendung des Lotimpulses in den labilen Zustand übergeführt wird und bei seinem nach einer einstellbaren Zeit erfolgenden Rückkippen in den Ausgangszustand die Zeitablenkung für den Elektr nenstrahl der Kathodenstrahlröhre auslöst Es ist bekannt, diese verzögerte Auslösung durch den über eine Verzögerungsleitung mit einstellbarer Laufzeit geführten Sendeimpuls zu bewirken.
  • Bei einem anderen Echolot mit Abbildung eines Teilbereichs wird die Zeitverschiebung zwischen der Impulsaussendung und dem Strahlüberlauf durch die aufeinanderfolgende Betätigung zweier in verstellbarem Winkelabstand am Umfang einer umlaufenden Nockenscheibe angeordneten Kontaktpaare erzeugt. Statt mit mechanischen Mitteln wird die Zeitverschiebung auch mit elektrischen bzw. elektronischen Mitteln erzeugt, wobei die Größe der Zeitdifferenz durch die Einstellung eines Potentiometers bestimmt wird. Man hat dabei vorgesehen, den abgebildeten Teillotbereich durch ein wiederkehrend aus bestimmter Tiefe empfangenes Echo selbsttätig einstellen zu lassen, so daß dieses Echo auf dem Schirm des Kathodenstrahlrohres erscheint. Für die zeitliche Verzögerung eines Spannungsimpulses oder eines Spannungssprunges ist es bekannt, einen monostabilen Multivibrator zu verwenden, dessen Rückkippzeit in weiten Grenzen veränderlich ist. Durch die Differentiation der Rückflanke des von dem Multivibrator erzeugten Rechteckimpulses wird ein kurzdauernder, scharfer Impuls zur Auslösung weiterer Vorgänge, z B. zur Synchronisierung eines zweiten Multivibrators, erhalten. Man hat hiervon Gebrauch gemacht, um Teile eines normalen Fernsehbildes zur genaueren Prüfung herauszugreifen und gesondert abzubilden.
  • Bei einer solchen Anordnung ist ein mit der Bildfolgefrequenz synchronisierter Multivibrator mit veränderlicher Rückkippzeit vorgesehen, mit dem ein durch einen zweiten Multivibrator erzeugter Torschaltimpuls auf eine beliebige Stelle der Bildperiode eingestellt werden kann. Der Torschaltimpuls dient zur Auswahl eines bestimmten Zeilensynchronisierimpulses, der dann die Zeitablenkung eines Kathodenstrahloszillographen auslöst. Die Einrichtung zur Erzeugung der Zeitablenkspannung ist ein Teil des Oszillographen. Bei einer anderen ähnlichen Anordnung wird mit Hilfe zweier in Reihe geschalteter Multivibratoren mit veränderlicher Rückkippzeit, von denen der erste mit den horizontalen Austastimpulsen synchronisiert ist, ein auf eine beliebige Stelle der Zeilenperiode einstellbarer Ausblendimpuls gebildet.
  • Durch Integrierung dieses Ausblendimpulses mit nachfolgender Verstärkung wird eine Sägezahnspannung für die Zeitablenkung des Oszillographen gewonnen.
  • Die Erfindung bezw-etkt die Einsparung einer besonderen Einrichtung zur Erzeugung der Zeitablenkspannung bei einem Echolotanzeigegerät für die Großhilddarstellnng eines Teillotbereiches, dessen Beginn mit dem Zurückkippen eines monostabilen Multivibrators zusammenfällt. Gemäß der Erfindung wird der von dem Multivibrator erzeugte Rechteckimpuls einer CR-Dif3ierentiationsschaltung mit entsprechend der gewünschten Zeitablenkgeschwindigkeit gewählter Zeitkonstante zugeführt, und es wird der im wesentlichen geradlinig verlaufende Anfangsteil des durch Differentiation der rückwärtigen Flanke des Multivibratorimpulses erzeugten Exponentialimpulses unmittelbar, gegebenenfalls verstärkt, als Zeitablenkspannung verwendet.
  • Bei einem Echolot mit Anzeige der Echos auf einem Kathodenstrahlrohr ist es bekannt, eine Einrichtung zur Erzeugung einer sägezahnförmigen Kippschwingung vorzusehen und die Kippspannung sowohl als Zeitablenkspannung als auch zur Steuerung der Aussendung von Schallimpulsen zu verwenden. Bei einem anderen rein elektrisch gesteuerten Echolot wird ein selbstkippender Multivibrator mit einer vorgegebenen Grundfrequenz synchronisiert und danach die Frequenz dieses Multivibrators mehrmals mittels in Reihe geschalteter bistabiler Multivibratoren halbiert, wodurch man eine Anzahl miteinander synchronisierter Rechteckwechselspannungen erhält, deren Frequenzen z. B. im Verhältnis I :t12 :t/4: stehen.
  • Durch Differentiationen und Auswahl von Impulsen bestimmter Polarität durch eine Diode werden aus einer der Rechteckswechselspannungen Impulse -mit bestimmter Folgefrequenz zur Steuerung des Schallsenders gewonnen. Durch Aufladung eines Kondensators erhält man eine Zeitablenkspannung gleicher oder höherer Frequenz. Durch Kombination von Rechteckswechselspannungen mit geeigneter Polarität kann ein gewünschter Bruchteil der Lotperiode für die Großbilddarstellung ausgeblendet werden. Bekannt ist auch ein Echolot, bei dem die vergrößerte Darstellung eines Teillotbereiches auf dem Schirm eines Eathodenstrahlrohres kombiniert ist mit der Aufzeichnung der Echos mittels eines Echographen, wobei die Zeitablenkungen des Elektronenstrahles und des Schreibgriffels durch einen Elektromotor gesteuert werden und die zeitlichen Verschiebungen dieser ZeitabIenkungen gegenüber der Schallaussendung unabhängig voneinander einstellbar sind Die Erfindung werde durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Das im Schaltbild dargestellte Gerät arbeitet im Zusammenwirken mit jedem baUeN gen-, insbeson dere registrierenden Echolot und hat den Zweck, Objekte, die sich zwischen Schiffskörper und Meeresboden befinden, z. B. Fischschwärme, auf den Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre sichtbar zu machen. Das Gerät besteht im wesentlichen aus einem regelbaren Abienkverstärker mit Gegentaktendstufe zur Erzeugung einer dem Echosignal entsprechenden Ablenkspannung am einen Plattenpaar der Kathodensltrahlröhre, ferner einem Impulsgenerator mit Kippspannungserzeuger für die Zeitablenkung an dem anderen. Plattenpaar der Kathe denstrahlröhre sowie dem Kathodenstrahlrohr selbst mit dem zugehörigen Spannungsteiler und der B etriehssp annungsversorgung.
  • Der Ablenkverstärker, auf dessen. Eingang das Echosignal gegeben wird, ist ein normaler Spannungsverstärker in. RC-lLopplung mit einer regelharen Vorstufe 1 und einer kathodengekoppelteii Gegen.taktendstufe 2. Die Verstärkung kann von außen mit Hilfe eines Amplitudenreglers 3 eingestellt werden Die für die Ablenkplatten 4 der IZa,thodlenstrahlröhre 5 erforderliche erdsymrnetrische Ausgangsspannung wird durch Phasendrehung der Echospannung im zweiten System der als Doppeitriode ausgebildeten Gegentaktstufe 2 erzeugt. Dieses System arbeitet in Gitterbasisschaltung.
  • Als Impulsgenerator dient ein kathodengekoppelter Multivilarator6, der vom Sendeimpulskontakt des Getriebes im angeschlossenen Echolot gesteuert wird. Der Tastimpuls, mit dem über das Senderelais des Echolot der Ultraschallstoß ausgelöst wird, bildet den Synchronisierimpuls für den Impuisgenerator 6 Dieser Synchronisierimpuls gelangt als Rechteckspannung an dfe Primaricklung eines Eingangsübertragers 7. Der Übertrager differenziert diese Rechteckspannung in je eine positive und eine negative Spannungsspitze Eine nachfolgende Gleichrichterschaltung läßt nur die positive Spitze passieren, die den im Ruhezustand gesperrten. Anodenstrom des ersten Rõhrensystems 8 einer zur Bildung des Multivibrators dienenden Doppeltriode 8, 9 öffnet und damit den Kippvorgang in dr Multivibratorschaltung einleitet.
  • Im Ruhezustand befindet sich das Steuergitter des Systems 8 auf Kathodenpotential. Das Röhrensystem 8 ist durch Vorspannung über einen Kathodenwiderstand 10 gesperrt. Diese Spannung entsteht durch den hohen Anodenstrnm in dem Röhrensystem 9. Wenn nun am Gitter des Röhrensystems 8 der positive Differentialimpuls wirksam wird, ist das Röhrensystem 8 entsperrt.
  • Die Röhre 8 bildet mit dem Kondensator 11, einem Kopplungswiderstand 15 und dem Ableitwiderstand I2, I3 einen Zeitkreis einstellbarer Zeitkonstan:te. Zur Einstellung der Zeitkonstante sind Stufen entsprechend den Tiefenhereichen. von z. B. o bis 200 m, 200 bis 400 m und 400 bis 600 m des angeschlossenen Echolotes vorgesehen, die durch einen Umschalter I6 und drei verschiedene Kopp lüngskondens atoren II mit Vorwiderständen I5 gebildet werden. Bei Auftreten eines positiven Impulses am Gitter der Röhre 8 beginnt e!in Anodenstrom zu fließen, der sehr schnell einen Höchstwert erreicht und über eine RC4opplung mit dem Gitter des zweiten Röhrensystems g bewirkt, daß dieses gesperrt wird. Das ist der Fall. wenn die Anodeiistromänderung des ersten Systems größer ist als dgie Gittersperrspannung des zweiten Röhrensystems. Es tritt nun für einige Zeit ein stabiler Zustand ein, dessen Dauer von. der Geschwindigkeit bestimmt ist, mit der diiel Ladung des Gitteirkondensators II über den Ableitwiderstand I2, I3 abfließen kann. Am Außenwiderstand I4 entsteht daher eine negative Rechteckspannung.
  • Außerdem ist durch den regelbar ausgebildeten Ableitwiderstand I3 jede beliebige Lage des Tiefenausschnittes in der jeweils eingeschalteten Stufe einstellbar. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes läßt sich somit genau auf die Zeitdauer, die der Schreibgriffel im Echolot zur Markierung einer bestimmten Tiefe benötigt, einstellen und dadurch das jeweils interessierende Echo am Schirm der Kathodenstrahlröhre abbilden. Am Außenwiderstand I7 des zweiten Röhrensystems g entsteht ein gegenüber dem ersten System genau gleicher, jedoch positiver Rechteckimpuls. Die Zeitablenkspannung für die Kathodenstrahlröhre 5 wird unmittelbar aus der beim Zurückkippen des Multivibrators 6 in seinen Ausgangszustand erhaltenen Rückflanke dieses Rechteckimpulses durch Differenzieren in einem nachfolgenden CR-Glied erzeugt. Der differenzierte Impuls wird über ein fest eingestelltes Potentiometer I8 einem aus einer Doppeltriode I9, 20 bestehenden Symmetrierverstärker zugeführt, der zwei gegenphasige, in ihrer Form mit dem differenzierten Impuls übereinstimmende Spannungsimpulse an das die senkrechte Ablenkung des Elektronenstrahles erzeugende Plattenpaar 2I des Kathodenstrahlrohrs abgibt.
  • Unter dem Einfluß der Ablenkspannung bewegt sich der Leuchtfleck mit im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit während einer einem z. B. zwischen I2 und 50 m umfassenden Tiefenbereich entsprechenden Zeit senkrecht von unten nach oben über den Schirm. Die Zeitablenkgeschwindigkeit und damit die Größe des Tiefenbereiches wird durch Einstellen der Größe des Widerstandes 22, der ein Teil der Differenzierschaltung ist, festgelegt. Die vom Leuchtfleck überstrichene Zeitablenkstrecke, die durch den Schirmdurchmesser begrenzt ist, entspricht einem gleichbleibenden Bruchteil der am Widerstand 22 bzw. am Abgriff des Potentiometers I8 auftretenden Impulsspitze. Dieser Bruchteil ist so bemessen, daß für die sichtbare Zeitablenkung des Leuchtflecks nur der im wesentlichen geradlinige Anfangsteil des exponentiell abklingenden differenzierten Impulses ausgenutzt wird.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Schaltungsanordnung für ein Echolotanzeigegerät, bei dem auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre die Echos eines verhältnismäßig kleinen, in seiner Lage beliebig wählbaren Ausschnittes aus dem Gesamtmeßbereich in einem Großbild dargestellt werden, wobei ein monostabiler Multivibrator vorgesehen ist, der bei Aussendung des Lotimpulses in den labilen Zustand übergeführt wird und bei seinem nach einer einstellbaren Zeit erfolgenden Zurückkippen in den Ausgangszustand die Zeitablenkung für den Elektronenstrahl des Kathodenstrahloszillographen auslöst, dadurch gekena zeichnet, daß der von dem Multivibrator erzeugte Rechteckimpuls einer CR-Differentiationsschaltung mit entsprechend der gewünschten Zeitablenkgeschwindigkeit gewählter Zeitkonstante zugeführt wird und daß der im wesentlichen geradlinig verlaufende Anfang teil des durch Differentiation der rückwärtigen Flanke des Multivibratorimpulses erzeugten Exponentialimpulses unmittelbar, gegebenenfalls verstärkt, als Zeitablenkspannung verwendet wird.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Differentiation erzeugte Exponentialimpuls einem Plattenpaar der Kathodenstrahlröhre über einen Symmetrierverstärker zugeführt wird.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 907029, 746 249, 848 I79, 945820; französische Patentschrift Nr. I 009 o85; belgische Patentschrift Nr. 503 o67; Electronics, März I952, S. I40, 143, »Television Picture Line Selector«; Fernmeldetechnische Zeitschrift, 1953, Heft 5, S.208 bis 2I3; T. P e t t i t, »Electronic Measurements «, McGraw-Hill Publishing Comp. LTD, second edition, 1952.
    S.605,546 bis 548.
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DE945820C (de) * 1939-06-08 1956-07-19 Atlas Werke Ag Echoloteinrichtung

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