NO149011B - Anordning for signalbehandling. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår anordninger for signalbehandling.

I den senere tid er det blitt utviklet integrerte elektro-niske kretser hvori et analogt avsnitt av et inngangssignal overføres fra et trinn i kretsen til et påfølgende trinn som reaksjon på klokkepulser som synkront tilføres alle trinn i kretsen. Ved omsorgsfullt vale av signaler som påtrykkes kretsens klokkeelektroder kan denne signalover-føring gjøres ensrettet, således at kretsen oppfører seg som en samplende analog forsinkelseslinje. Den indre mekanisme for samplingsoverføringen har ført til betegnel-

sen "Charge Coupled Device (CCD)" for denne kretstype. En anordning med mange innganger kan konstrueres etter disse retningslinjer ved å anordne en separat inngangsklemme for hvert trinn i anordningen. Et signalavsnitt eller signalsample fra den første inngangsklemme er gjenstand for forsinkelse i et trinn før den summeres med et sample fra den annen inngangsklemme. Den således dannede sum forsinkes på lignende måte før den summeres med et sample fra den tredje inngangsklemme. Denne prosess fortsetter langs anordningen og fører til et enkelt utgangssignal som utgjøres av summen av de inngangssampler som tidligere er klokkestyrt inn i anordningen ved forskjellige tids-punkter. Antallet forsinkelsestrinn i signalbanen fra hver inngangsklemme varierer således lineært over anordningen. En anordning av denne art betegnes blant fag-

folk som en tidsforsinkende og integrerende anordning (Time Delay and Integrate device) (TDI).

Anvendbarheten av TDI-anordninger har blitt undersøkt i

mange anvendelser, innbefattet gjentagelser av flere signaler fra en rekke omformere i innbyrdes avstand, slik som f.eks. en rekke sonar-omformere.

I sonar-teknikken overføres en puls fra en undervanns-omformer og refleksjoner av denne puls mottas av en hensiktsmessig anordnet rekke av mottageromformere. De mottatte signaler behandles og kan tolkes for å gi informa-sjon om omgivelsene omkring omformerne. Vanligvis sveipes mottagerens beste mottagerretning over en sektor således at maksimal dekning oppnås. Visse mål kan imidlertid gå tapt hvis sveipetakten er for lav. Teoretisk må sektoren avsøkes i det minste en gang innenfor varigheten av hver utsendt puls hvis intet mål skal gå tapt.

Det er funnet at signaler utleidet fra en lineær omformerrekke med fordel kan tilføres inngangsklemmene'for en TDI-krets. Hvis tidsforsinkelsen mellom mottagelsen av

en gitt bølgefront som i en viss innfallsvinkel når frem til inntilliggende omformere er lik klokkeperioden for TDI-klokken, vil det finne sted konstruktiv summering av

de innkomne signaler i hvert trinn av anordningen. På denne måte vil omformerrekkens betraktningsretning bestemmes av TDI-klokkefrekvensen. Hvis således arbeidsperioden eller klokkeperioden for TDI-klokken varieres, kan forskjellige avsøkningsvinkler undersøkes, idet mottagerens beste mottagerretning sveipes over en sektor. Når puls-bredden er gjort tilstrekkelig kort til å oppnå god av-standsoppløsning, kan imidlertid den høye avsøkningstakt som da er påkrevet ikke oppnås uten alvorlig forvrengning av det mottatte strålemønster. Full dekning kan bare oppnås ved å betrakte en meget begrenset sektor eller ved å arbeide med flere TDI-anordninger i parallell, idet disse innretninger klokkestyres med hver sin frekvens for å

dekke innbyrdes forskjellige mottagerretninger.

Oppfinnelsen gjelder således en anordning for signalbehandling med inngangsklemmer for mottagelse av flere signaler og utstyrt med forsinkelsestrinn i signalbanen for signalsampler for hver sin inngangsklemme, således at signalsamplene overføres fra ett forsinkelsetrinn til det neste som reaksjon på et klokkesignal som påtrykkes en-klokkeinngang, idet klokkeinngangen■er innrettet for å motta et klokkesignal med en klokkeperiode som forandres lineært med tiden i forutbestemt grad.

Anordningens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består her-under i at antallet forsinkelsetrinn i signalbanen fra hver inngangsklemme er fastlagt som en forutbestemt funk-sjon av forandringsgraden for klokkeperioden.

En sådan signalbehandlingsanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse vil i det følgende bli betegnet som en ikke-uniform tidsforsinkende og integrerende anordning (Non-Uniform Time Delay and Integrate device) (NUTDI). For å gi en bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse og dens fordeler vil det nå bli beskrevet utførelseseksempler under henvisning til de vedføyde skjematiske tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser er NUTDI-anordning i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 2 viser en NUTDI-anordning, en tidskile-innretning og mottageromformere anordnet for å avsøke en sektor.

En NUTDI-anordning 10 i henhold til oppfinnelsen (fig. 1) mottar signaler over et antall innganger T^, T2, T .

Signaler fra hver inngang er koblet i rekkefølge til hver sin inngangsklemme på NUTDI-anordningen 10. Forsinkelsen og summeringen av disse signalsampler er vist skjematisk i fig. 1, som skjematisk angir en mulig elektrodeplassering for en NUTDI-anordning fremstilt som "Charge Coupled Device (CCD)". Forsinkelser på en klokkeperiode er representert ved blokker med betegnelsen D i fig. 1 og summeringen inne i anordningen er representert med blokker som er påført et +. Antallet forsinkelsestrinn i hver sig-nalbane er fastlagt i samsvar med en forutbestemt funk-sjon av forandringsgraden for klokkesignalets periode.

I en utførelse av foreliggende oppfinnelse er antallet forsinkelsestrinn x ni signalbanen fra inngang nr. n bestemt ved funksjonen:

hvor r er klokkeperiodens forandringsgrad.

Sådanne verdier av x n fastlag^t i samsvar med denne funk-sjon vil vanligvis ikke være hele tall. For visse anvendelser vil imidlertid en avrunding til nærmeste hele tall være tilfredsstillende. For bedre arbeidsfunksjon kan tilnærmelsen for x forbedres ved å anvende en minste for-

n

skjell som er større enn ett trinn når det gjelder antall-ets forsinkelsestrinn i signalbanene fra innbyrdes på-følgende inngangsklemmer, idet anordningen klokkestyres i en tilsvarende høyere frekvens. Antallet forsinkelsestrinn x^ i signalbanen fra inngangsklemme nr. n kan da være

bestemt av funksjonen:

hvor er det ønskede minste antall forsinkelsestrinn mellom påfølgende inngangsklemmer og r er klokkeperiodens for-andr ingsgrad .

For å sikre ensrettet overføring av signalsampler inne i en CCD-anordning er det tidligere kjent å anvende en trefaset klokkeinnretning. De forskjellige klokkefaser av-ledes fra en hovedoscillator som løper i en takt som er tre ganger takten for fasenes klokkeperioder. Hvert forsinkelsestrinn i anordningen omfatter en elektrode koblet til hver klokkefase og ved omsorgsfull plassering av disse elektroder oppnås signaloverføring i bare en retning. I

en NUTDI-anordning som benytter en flerfaset klokke,

kan tilnærmelsen til xn ovenfor forbedres ytterligere ved sampling av hvert signal på en hensiktsmessig valgt klokkefase. Dette kan oppnås ved innføring av ytterligere elektroder for vedkommende fase ved hver inngangsklemme for anordningen. På denne måte kan tilnærmelsesfeil begrenses til + 1/6 av fasens klokkeperiode for et trefaset klokke-arrangement.

Av fagfolk på området vil det forstås at ved anvendelse av en NUTDI-anordning kan klokkeperioden varieres periodisk for å lette avsøkning. Det vil ytterligere forstås at graden av forandring av klokkeperioden kan gjøres tilstrekkelig rask for sveiping innenfor varigheten av en senderpuls ved typiske sonar-frekvenser uten den alvorlige forvrengning av strålemønsteret som oppstår ved tidligere kjente anordninger for dette formål. Som et eksempel vil virkemåten for en TDI-anordning i henhold til foreliggende oppfinnelse nå bli beskrevet i en typisk anvendelse.

En NUTDI-anordning i henhold til foreliggende oppfinnelse (fig. 2) mottar over inngangsklemmene T^, ,T signaler som avgis fra en rekke sonar-omformere S^,....Sn.

Et klokkesignal hvis klokkeperiode varierer lineært med tiden påtrykkes klokkeinngangen 21. Klokkeperiodens varia-sjon velges slik at en 30° sektor kan avsøkes med en stråle med en bredde på 1° innenfor hver utsendt sonar-puls. Et utgangssignal kan"uttas fra anordningen ved 26.

Det vil forstås at det vil forløpe en oppbygningstid hvori utgangssignalet fra anordningen 20 ikke er korrekt ut-formet. Denne oppbygningstid tilsvarer den tid det tar for et signalsample å passere det totale antall forsinkelsestrinn. For å nedsette oppbygningstiden mest mulig varieres klokkesignalet fra korte til lange klokkeperioder. I tillegg kan variasjonsområdet for klokkeperiodene anord-nes slik at ukorrekt oppbygde utgangssignaler tilsvarer vinkler utenfor den ønskede avsøkningssektor.

En kort klokkeperiode fører til undersøkelse av en vinkel nær sikteretningen (0°). Det vil forstås at det for enhver praktisk anvendbar anordning vil foreligge en minste anvendbar klokkeperiode som fører til en minste betrakt-ningsvinkel .

Ved anvendelse av anordningen 20 alene kan det hende at bare en sektor 22 utenfor siktelinjen vil bli dekket. For å avsøke en sektor 23 som omfatter siktelinjen utstyres anordningen med en forsinkelseskile 24. Denne forsinkelseskile 24 utgjøres fortrinnsvis av en rekke på n parallelle forsinkelseslinjer av trinnvis varierende lengde som påtrykkes en konstant klokkeperiode synkront over en inngang 25. Kretser 27 for signaltilpasning er innskutt mellom omformerne , S2, , Sn og tidsforsinkelseskilen 24.

Regnemaskinsimulering har vist at hovedsakelig uforvrengte strålemønstre kan oppnås ved en avsøkningstakt på 8 kHz for en omformerrekke på 32 elementer som avsøker en 30°

sektor med en strålebredde på 1° ved en sonar-frekvens på 500 kHz.. For et anlegg av meget høy kvalitet kan den gjenværende forvrengning ytterligere undertrykkes ved amplitydeavregning av de samplede signaler ved hver summering, og fasekompensering kan også innføres for å eliminere tilnærmelsesfeil for sikteretningen.

Det vil forstås at foreliggende oppfinnelse også kan finne anvendelse ved passiv sonar hvor en sektor avsøkes for stråling innenfor en forutbestemt båndbredde. I dette tilfelle bestemmes avsøkningstakten og derved variasjons-graden for TDI-klokkeperioden av den inverse verdi av den påkrevede båndbredde.

Det vil ytterligere forstås at en NUTDI-anordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan anvendes for behandling av signaler fra en todimensjonal omformerrekke.

Det vil også forstås av fagfolk på området at en signalbehandlingsanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse også kan utføres for høyfrekvensanvendelse, f.eks. i for-bindelse med radar-avsøkning eller ultralyd-avsøkning.

Claims (3)

1. Fiskesløyingsmaskin omfattende anordninger for fremmating av fisken i lengderetningen med buken vendende nedover, en kniv for oppskj æring av buken, en anordning for frigjøring av tarmene slik at disse henger ned fra fisken mellom strupen og gattet samt en kniv for avskjæring av tarmene ved strupen og gattet, karakterisert ved et par ruller som mellom seg danner et bitt til å gripe og trekke tarmene på en i og for seg kjent måte, hvilke ruller er anordnet under fiskens fremfø-ringsbane og er langstrakte med rotasjons- aksene anordnet tilnærmet parallelt med fiskens fremføringsbane slik at fiskens tarmer beveger seg langs bittet mellom rullene, slik at de progressivt tilstrammes og strekkes mens de fremdeles er forbundet med fisken og at kniven er slik plasert at tarmene avskjæres såvel ved strupen som ved gattet mens de holdes i strukket til-stand.

2. Maskin som angitt i påstand 1, karakterisert ved at rullene er slik utformet at det foreligger et avsmalnende eller konisk formet innløp foran bittet i forhold til fiskens fremføringsretning.

3. Maskin som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at rullenes overflater er utført med ribber eller rifler som kan stå i inngrep med hverandre.