NO119781B

NO119781B -

Info

Publication number: NO119781B
Application number: NO428768A
Authority: NO
Inventors: J Soerland
Original assignee: Simonsen & Mustad As
Priority date: 1968-10-29
Filing date: 1968-10-29
Publication date: 1970-06-29
Also published as: DE1954435A1; GB1285987A

Description

Apparat for lagring og forsinket opptegning av Apparatus for storage and delayed recording of

ekkosignaler. echo signals.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for lagring og The present invention relates to an apparatus for storage and

forsinket opptegning av ekkosignaler som frembringes ved refleksjon av utsendte effektpulser fra gjenstander innenfor et fastlagt lineært område av forplantningsveien for nevnte effektpulser, og som omfatter en signalomformer for suksessiv avledning av binære pulser fra nevnte ekkosignaler. delayed recording of echo signals produced by reflection of emitted power pulses from objects within a defined linear area of the propagation path for said power pulses, and which comprises a signal converter for successive derivation of binary pulses from said echo signals.

Signalomformeren kan således f.eks. være innrettet for å frembringe en puls med forut bestemt amplitude og varighet hver gang styrken av det mottatte ekkosignal overskrider en forut innstilt nivåterskel. Ved denne prosess omformes de mottatte analoge signaler til digitale binære signaler med redusert informasjonsinnhold, idet de sistnevnte signaler bare angir om det mottatte signalnivå ligger over eller under nevnte terskel ved vedkommende tidspunkt. Lagringen og den etterfølgende forsinkede opptegning av informasjonen lettes imidlertid vesentlig ved denne signalomformning. The signal converter can thus e.g. be arranged to produce a pulse of predetermined amplitude and duration each time the strength of the received echo signal exceeds a predetermined level threshold. In this process, the received analogue signals are transformed into digital binary signals with reduced information content, the latter signals only indicating whether the received signal level is above or below said threshold at the time in question. The storage and subsequent delayed recording of the information is, however, significantly facilitated by this signal transformation.

Det er kjent i ekkoloddanlegg å lagre omformede digitale pulser av den ovenfor angitte type i et konvensjonelt binært skiftregister og derpå å tegne opp nevnte pulser i en hensiktsmessig utvidet skala ved hjelp av et vanlig opptegningsapparat med en bevegelig markeringsinnretning, idet utlesningen av den binære informasjon som er lagret i skiftregisteret, utfores i en vesentlig lavere takt enn den forskyvningstakt som ble anvendt ved lagring av informasjonen. It is known in sonar systems to store transformed digital pulses of the above-mentioned type in a conventional binary shift register and then to plot said pulses on an appropriately extended scale using a conventional plotting device with a movable marking device, the reading of the binary information which is stored in the shift register, is carried out at a significantly lower rate than the shift rate that was used when storing the information.

Ved dette arrangement vil såMes den forsinkede utvidete opptegning ta vesentlig lengre tid enn informasjonslagringsprosessen i skiftregisteret, hvorved verdifull signalbehandlingstid vil gå tapt. With this arrangement, the delayed extended recording will therefore take significantly longer than the information storage process in the shift register, whereby valuable signal processing time will be lost.

Det er derfor et. hovedformål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et apparat som er i stand til en simultan og nesten instantan utlesning og påfolgende opptegning av det binære informasjonsinnhold i alle lagringsposisjoner i skiftregisteret. It is therefore a main purpose of the present invention is to provide an apparatus which is capable of a simultaneous and almost instantaneous readout and subsequent recording of the binary information content in all storage positions in the shift register.

I tillegg er det et ytterligere formål for nevnte oppfinnelse å oppnå ovenfor angitte fordel ved hjelp av en forbedret og mer okonomisk apparatutforelse enn ved den ovenfor angitte kjente utforelse av et ekkoloddanlegg. In addition, it is a further purpose of said invention to achieve the above-mentioned advantage by means of an improved and more economical device design than with the above-mentioned known design of a sonar system.

Dette er i henhold til oppfinnelsen oppnådd ved hjelp av et apparat som omfatter en kombinasjon av et binært skiftregister for sukksessivt forskjovet lagring av nevnte binære pulser i flere påfolgende lagringsposisjoner i registeret, idet forskyvningstakten styres av en klokkepulsgenerator forbundet med en styreinngang for nevnte regista-j samt en opptegningsanordning med flere stasjonære markeringsinnretninger anordnet tvers over en opptegningsflate; idet lagringsposisjonene er utstyrt med hver sin utlesningsutgang, som over en portanordning er forbundet med en tilordnet nevnt markeringsinnretning for opptegning av den binære informasjon lagret i vedkommende lagringsposisjon, på opptegningsflaten når den tilordnede portinnretning åpnes. For de fleste aktuelle anvendelser er nevnte apparat i henhold til oppfinnelsen utstyrt med en styreanordning som er tilkoblet alle nevnte portanordninger for samtidig åpning av disse og en resulterende samtidig opptegning av all den binære informasjon som er lagret i skiftregisteret. Denne lagrede binære informasjon kan imidlertid naturligvis leses ut fra de forskjellige lagringsposisjoner i hvilken som helst onsket rekkefolge som kan være hensiktsmessig ved vedkommende anvendelse. According to the invention, this is achieved by means of an apparatus comprising a combination of a binary shift register for successively shifted storage of said binary pulses in several consecutive storage positions in the register, the shift rate being controlled by a clock pulse generator connected to a control input for said register as well as a recording device with several stationary marking devices arranged across a recording surface; in that the storage positions are each equipped with their own readout output, which is connected via a gate device to an assigned marking device for recording the binary information stored in the relevant storage position, on the recording surface when the assigned gate device is opened. For most current applications, said apparatus according to the invention is equipped with a control device which is connected to all said gate devices for simultaneous opening of these and a resulting simultaneous recording of all the binary information stored in the shift register. However, this stored binary information can of course be read from the various storage positions in any desired sequence that may be appropriate for the application in question.

For å oppnå optimal opplosning gjores de avledete binære pulser fortrinnsvis vesentlig kortere enn varigheten av de utsendte effektpulser, og forskyvningstakten innstilles omtrent lik . For å tilpasse skiftregisteret til disse krav.innrettes det i henhold til oppfinnelsen med et antall lagringsposisjoner som bestemmes av ligningen: In order to achieve optimal resolution, the derived binary pulses are preferably made significantly shorter than the duration of the emitted power pulses, and the displacement rate is set approximately equal to . In order to adapt the shift register to these requirements, it is arranged according to the invention with a number of storage positions determined by the equation:

d = utstrekningen av nevnte fastlagte lineære område, d = the extent of said defined linear area,

C = forplantningshastigheten for nevnte utsendte effektpulser, varigheten a<y>„nevnte utsendte effektpulser. C = the propagation speed of said emitted power pulses, the duration a<y>„ said emitted power pulses.

Oppfinnelsen vil nå'bli forklart mer detaljert ved hjelp av en eksempelvis utforelse av et apparat i henhold til oppfinnelsen og med henvisning til vedfoyde tegninger, der: The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment of an apparatus according to the invention and with reference to the attached drawings, where:

Fig. 1 skjematisk viser et apparat i henhold til oppfinnelsen, Fig. 1 schematically shows an apparatus according to the invention,

og and

Fig. 2 er et tidsdiagram som viser omformningen av ekkosignalene og lagringen av de utledete binære pulser i skiftregisteret. Fig. 2 is a time diagram showing the transformation of the echo signals and the storage of the derived binary pulses in the shift register.

Apparatet i fig. 1 mottar ekkosignaler fra en mottager (ikke vist) ved Es. Disse signaler tilfores en signalomformer 1, innrettet for å frembringe pulser av forut bestemt intensitet og en varighet på ca. der 2~er varigheten av de utsendte effektpulser som gir opphav til ekkosignalene. Det avgis imidlertid bare pulser fra omformeren når ekkosignals"tørken overskrider et forut innstilt terskelnivå N i omformeren 1. Pulsene overfores til et binært The apparatus in fig. 1 receives echo signals from a receiver (not shown) at Es. These signals are fed to a signal converter 1, designed to produce pulses of predetermined intensity and a duration of approx. where 2~ is the duration of the emitted power pulses that give rise to the echo signals. However, pulses are only emitted from the converter when the echo signal "dryness" exceeds a preset threshold level N in converter 1. The pulses are transferred to a binary

skiftregister 2 som er utstyrt med shift register 2 which is equipped with

lagringsposisjoner for storage positions for

fastleggelse av registerets lagringskapasitet i overensstemmelse med. det lineære område d som skal undersokes, og utstrekningen C To" —^— av den karakteristiske opplosningscelle for de utsendte effektpulser med forplantningshastighet C. determination of the register's storage capacity in accordance with. the linear area d to be examined, and the extent C To" —^— of the characteristic resolution cell for the emitted power pulses with propagation speed C.

En klokkepulsgenerator 3 er over en port 6 forbundet med en styreinngang for skiftregisteret 2 for styring av forskyvningstakten for de lagrede pulser tilfort fra omformeren 1, idet disse pulser forskyves en posisjon til hoyre i registeret for hver mottatt klokkepuls, og klokkepulsfrekvensen hensiktsmessig settes lik -) zr. Etter n klokkepulser forskyves således enhver lagret binær informasjon ut av registeret. Når lagringsposisjonene er fylt med binære informasjoner tilsvarende det forut bestemte område som skal undersokes, stoppes forskyvningsprosessen ved at porten 6 stenges. A clock pulse generator 3 is connected via a port 6 to a control input for the shift register 2 for controlling the shift rate for the stored pulses supplied from the converter 1, with these pulses being shifted one position to the right in the register for each received clock pulse, and the clock pulse frequency is appropriately set equal to -) Mr. After n clock pulses, any stored binary information is thus shifted out of the register. When the storage positions are filled with binary information corresponding to the predetermined area to be examined, the displacement process is stopped by closing the gate 6.

Den onskede informasjon foreligger nå i registeret 2 og kan The requested information is now available in register 2 and can

utleses ved et hvilket som helst passende tidspunkt. Denne tilstand er ytterligere illustrert ved et eksempel i fig. 2. I det overste diagram angis her ekkcågnalets nivåvariasjoner E med tiden. read out at any convenient time. This condition is further illustrated by an example in fig. 2. In the top diagram, the echo signal's level variations E with time are indicated here.

Pulsene K fra klokkepulsgeneratoren 3 under det samme tidsintervall A angis i det neste diagram, og i det nederste diagram er det antydet hvorledes binære pulser S med en varighet på —|- blir dannet. Som angitt i figuren vil en pulsdannelse finne sted når ekkosignalenes nivå overskrider en instilt terskelverdi N, som antydet det overste diagram. The pulses K from the clock pulse generator 3 during the same time interval A are indicated in the next diagram, and in the bottom diagram it is indicated how binary pulses S with a duration of —|- are formed. As indicated in the figure, a pulse formation will take place when the level of the echo signals exceeds a set threshold value N, as indicated in the top diagram.

Foreliggende versjon av apparatet omfatter også en amplitude-diskriminator h, innrettet for å overfore et stengningssignal til porten 6, når et meget sterkt ekkosignal mottas, f.eks. fra en begrensningsvegg for det område som skal undersokes. Som vist i fig. 2 stoppes således forskyvningsprosessen når et signal som overskrider et hoyt nivå L, mottas. The present version of the apparatus also comprises an amplitude discriminator h, arranged to transmit a closing signal to the gate 6, when a very strong echo signal is received, e.g. from a boundary wall for the area to be investigated. As shown in fig. 2, the shifting process is thus stopped when a signal that exceeds a high level L is received.

De pulsposisjoner som angis i det nederste diagram i fig. 2 tilsvarer pulsenes plass i skiftregisteret. For utlesning og opptegning av disse pulser, er hver lagringsposisjon i registeret i henhold til oppfinnelsen utstyrt med en utlesningsutgang (U1-Un), som over en port (P1-Pn) er forbundet med en tilordnet markeringsinnretning (M1-Mn) på et spesielt opptegningsapparat. Dette opptegningsapparat omfatter en rekke av disse markeringsinnretninger på linje tvers over en opptegningsstrimmel R som beveges med konstant hastighet i retning av pilen på konvensjonell måte. The pulse positions indicated in the bottom diagram in fig. 2 corresponds to the place of the pulses in the shift register. For reading out and recording these pulses, each storage position in the register according to the invention is equipped with a readout output (U1-Un), which is connected via a gate (P1-Pn) to an assigned marking device (M1-Mn) on a special recording device. This marking apparatus comprises a number of these marking devices in line across a marking strip R which is moved at constant speed in the direction of the arrow in a conventional manner.

Ved samtidig åpning av portene (P1-Pn) f.eks. ved hjelp av en styrepuls tilfort deres felles styiånngang Sp, vil således all binær informasjon som foreligger i skiftregisteret 2 kunne opptegnes samtidig og nestenoyeblikkelig på den bevegelige opptegningsstrimmel R. When opening the gates (P1-Pn) at the same time, e.g. by means of a control pulse supplied to their common control input Sp, all binary information contained in the shift register 2 will thus be recorded simultaneously and almost instantaneously on the movable recording strip R.

Opptegningsprosessen vil således i dette tilfelle i henhold til oppfinnelsen ikke oppta noen vesentlig del av den verdifulle databehandlingstid. Den konvensjonelle elektromekaniske ekkoopptegner med en bevegelig markeringsinnretning er også unngått, hvilket i tillegg muliggjbr en mer bkonomisk konstruksjon, idet konvensjonell ekstrautrustning for styring av en forskjovet utlesningsprosess fra registeret, kan utelates, Thus, in this case, according to the invention, the recording process will not take up any significant part of the valuable data processing time. The conventional electromechanical echo recorder with a movable marking device is also avoided, which also enables a more economical construction, since conventional extra equipment for controlling a shifted reading process from the register can be omitted,

Claims

1. Apparatus for the storage and delayed recording of echo signals which arise from reflections of emitted power pulses from objects within a defined linear area of said power pulses' propagation path, and which comprises a signal converter for the successive derivation of binary pulses from said echo signals, characterized in that it further comprises a combination of a binary shift register for successively shifted storage of said binary pulses in several consecutive storage positions in the register, the shift rate being controlled by a clock pulse generator connected to a control input for the register5 as well as a recording device with several stationary marking devices arranged across a drawing surface; in that each said storage position is equipped with its own readout output, which is connected above a port device to an assigned marking device for recording the binary information stored in the relevant storage position, on the recording surface when the assigned port device is open.

2. Apparatus as specified in claim 1, characterized in that it is equipped with a control device which is connected to all said gate devices for simultaneous opening of these and a resulting simultaneous recording of all the binary information stored in the shift register.

3. Apparatus as stated in claim 1 or 2, characterized in that the shift register comprises n binary storage positions, this number n being determined by the equation: d = the extent of said defined linear area, & = the propagation speed of said transmitted power pulses, V - the duration of said transmitted power pulses.