DE1167231B - Reverberation control with memory - Google Patents
Reverberation control with memoryInfo
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Description
Nachhallregelung mit Speicher Bei- der Unterwasserschallortung tritt nach dem Aussenden des Schallimpulses ein Nachhall auf, dessen Schalldruck zu Beginn der Lotperiode mehr als das l0OOfache des Schalldrucks am Ende der Lotperiode beträgt. Man muß deshalb, um zu verhindern, daß die Endstufe, die auf ein Anzeigegerät (Schreiber oder Kathodenstrahlröhre) arbeiten kann, durch den Nachhall übersteuert wird, die Verstärkung bei Beginn der Lotperiode klein machen und zeitabhängig ansteigen lassen. Die Verstärkung muß in jedem Augenblick so groß sein, daß über den Aufzeichnungen des Nachhalls ein genügend großer Spielraum bleibt, um einen Echoimpuls erkennen zu können. Unterdrückt man die Aufzeichnung des Nachhalls ganz, so werden schwache Echos nicht aufgezeichnet; steuert man die Anzeige durch den Nachhall vollkommen durch, so können ebenfalls keine Echos aufgezeichnet werden.Reverberation control with memory for both underwater sound location After the sound pulse has been emitted, there is a reverberation, its sound pressure at the beginning the plumbing period is more than 100 times the sound pressure at the end of the plumbing period. Therefore, in order to prevent the output stage from being sent to a display device (recorder or cathode ray tube), which overdrives the reverberation Make the gain small at the beginning of the plumbing period and let it increase as a function of time. The gain at any moment must be so great that above the record the reverberation leaves enough room to detect an echo pulse to be able to. If the recording of the reverberation is completely suppressed, weaknesses become weak Echoes not recorded; one controls the display completely through the reverberation echoes cannot be recorded either.
Es ist bekannt, diese Abhängigkeit der Verstärkung von der Zeit durch eine Programmsteuerung zu erzeugen (auch als tiefenabhängige Verstärkung bezeichnet), bei der die Gittervorspannung der Regelröhren des Empfangsverstärkers beim Aussenden des Impulses plötzlich erhöht wird und anschließend nach einer bestimmten Funktion abfällt. Im allgemeinen wird beim Aussenden des Impulses ein Kondensator - im folgenden kurz als Steuerkondensator bezeichnet - aufgeladen und bis zum Aussenden des nächsten Impulses entladen. Über RC-Glieder wird die Spannung dieses Kondensators den Gittervorwiderständen der Regelröhren zugeführt. It is known that the gain is dependent on time generate a program control (also known as depth-dependent gain), at which the grid bias of the control tubes of the receiving amplifier when transmitting the impulse is suddenly increased and then after a certain function falls off. In general, when the pulse is emitted, a capacitor - in the following briefly referred to as a control capacitor - charged and until the next one is sent out Discharge impulses. The voltage of this capacitor is fed to the grid resistors via RC elements fed to the control tubes.
Mit einer derartigen Einrichtung kann ein vorgeschriebener Verlauf der Verstärkung nur verhältnismäßig ungenau nachgebildet werden. Außerdem ändert sich, vor allem bei der Horizontallotung, der zeitliche Verlauf des Nachhalls von Fall zu Fall mit der Meerestiefe, dem Verlauf des Meeresbodens und den Ausbreitungsverhältnissen. With such a device, a prescribed course the gain can only be modeled relatively imprecisely. Also changes especially with the horizontal plumbing, the temporal course of the reverberation of Case by case with the depth of the sea, the course of the seabed and the dispersion conditions.
Aus diesem Grunde sind Schaltungen entwickelt worden, bei denen die Verstärkung vom Nachhall selbst beeinflußt wird, z. B. in der Weise, daß die Entladung des Steuerkondensators unterbrochen wird, wenn die Nachhallspannung einen gewissen Höchstwert überschreitet. Eine derartige Schaltung stellt eine zu hohe Verstärkung ein, wenn der Nachhall während einer Lotung durch Interferenzerscheinungen stark absinkt, um dann wieder anzusteigen. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, beim Überschreiten einer bestimmten Nachhallspannung, die höher liegen muß als die Spannung, bei der die Entladung des Steuerkondensators blockiert wird, den Steuerkondensator aufzuladen. Bei diesem Verfahren muß die Lade- und Entladegeschwindigkeit des Steuerkondensators so groß angenommen werden, daß seine Spannung den Schwankungen des Nachhalls folgen kann. For this reason, circuits have been developed in which the Gain is influenced by the reverberation itself, e.g. B. in such a way that the discharge the control capacitor is interrupted when the reverberation voltage a certain Exceeds maximum value. Such a circuit provides too high a gain if the reverberation is strong due to interference phenomena during sounding falls, only to then rise again. It has therefore been suggested when exceeding a certain reverberation voltage, which must be higher than the voltage at which the discharge of the control capacitor is blocked to charge the control capacitor. In this process, the Charge and discharge speed of the control capacitor can be assumed to be so great that its tension follows the fluctuations of the reverberation can.
Folgt diese Spannung zu rasch, so werden die Echoimpulse durch die Nachhallregelung eingeebnet, so daß sie bei der Anzeige schwieriger zu erkennen sind.If this voltage follows too quickly, the echo pulses are caused by the Reverberation control leveled out, making them more difficult to see when viewing are.
Nach der Erfindung wird eine Empfangseinrichtung für Echolotgeräte, deren zeitlicher Verlauf der Verstärkung dem Verlauf des Nachhalls entsprechend änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Empfangseinrichtung im Verlauf einer Lotperiode durch in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten mit Zeitverzögerung aufladbare Speicher regelbar ist, deren Ladung von in diesen Zeitabschnitten auftretenden Empfangsspannungen stammt und immer nur die Ladung eines Speichers in dem ihm zugeordneten Zeitabschnitt die Verstärkung beeinflußt, und daß in den darauffolgenden Lotperioden die aus der vorangegangenen Lotperiode stammende Ladung der Speicher entsprechend der Anderung der Empfangsspannungen in den ihnen zugeordneten Zeitabschnitten zeitverzögert korrigierbar ist. According to the invention, a receiving device for echo sounders, whose time course of the amplification corresponds to the course of the reverberation is changeable, characterized in that the gain of the receiving device in the course of a soldering period through in successive time segments with a time delay Rechargeable memory can be regulated, the charge of which occurs in these time periods Received voltages originates and always only the charge of a memory in the one assigned to it Period of time influences the gain, and that in the subsequent soldering periods the charge of the memory from the previous soldering period accordingly the change in the received voltages in the time periods assigned to them is correctable.
In F i g. 1 ist schematisch für vier Lotperioden dargestellt, wie eine Nachhallregelung bei einer Empfangseinrichtung nach der Erfindung arbeiten soll. In Fig. 1 is shown schematically for four soldering periods, such as work a reverberation control in a receiving device according to the invention target.
Der Verlauf der Spannung am Eingang der Empfangseinrichtung ist in der ersten Zeile dargestellt.The curve of the voltage at the input of the receiving device is shown in the first line.
Um den großen Amplitudenbereich darstellen zu können, ist die Amplitude der Schwingung abhängig von der Zeit im logarithmischen Maßstab aufgetragen. Es ist der häufig vorkommende Fall dargestellt, daß der Nachhall nicht monoton abfällt, sondern innerhalb der Lotperiode von einer bestimmten Entfernung ab vorübergehend ansteigt. Nachhall und die von verhältnismäßig scharf begrenzten Körpern herrührenden Echos sollen sich so langsam ändern, daß bei jeder der dargestellten vier Lotperioden die Spannung am Eingang der Empfangseinrichtung dem in der ersten Zeile der Fig. 1 dargestellten Verlauf folgt.In order to be able to represent the large amplitude range, the amplitude is the oscillation plotted against time on a logarithmic scale. It the frequently occurring case is shown that the reverberation does not decrease monotonically, but temporarily from a certain distance within the plumbing period increases. Reverberation and those resulting from relatively sharply delimited bodies Echoes should change so slowly that at each of the four plumbing periods shown the voltage at the input of the receiving device corresponds to that in the first line of Fig. 1 follows.
Die Lotperiode istin Zeitabschnitte t, bis t,, unterteilt. In den folgenden Zeilen der Fig. 1 ist dargestellt, wie sich die Empfangseinrichtung dem zeitlichen Verlauf des Nachhalls anpaßt. Es wird angenommen, daß zu Beginn der ersten Lotperiode sämtliche Speicher C 1 bis C12 entladen sind. Der Verstärker ist also über die gesamte erste Lotperiode auf höchste Verstärkung eingestellt. Der Ausgang des Verstärkers ist während der gesamten Lotperiode übersteuert, was dadurch angedeutet ist, daß die Amplituden der Ausgangsspannung an den eingetragenen Übersteuerungsgrenzen Ü anliegen. Bei Übersteuerung können Echoimpulse nicht nachgewiesen werden. Die Speicher werden mit Geschwindigkeiten aufgeladen, die mit der Größe des Nachhalls ansteigen. Vom Zeitabschnitt tg ab wird bereits während der ersten Lotperiode die Verstärkung so weit herabgesetzt, daß die Übersteuerungsgrenze unterschritten wird. Während der weiteren Lotperioden werden die Speicher weiter aufgeladen. Die Ladung der Speicher C2 bis C12 ist nach der dritten Lotperiode abgeschlossen, so daß während der vierten Lotperiode nur noch der Speicher C1 weiter aufgeladen wird. Während der zweiten Lotperiode ist die Ladung des Speichers C12 abgeschlossen; Cli wird zwar noch weiter aufgeladen, die Verstärkung ist aber so weit zurück gegangen, daß der in den Zeitabschnitt t11 fallende Impuls sichtbar wird. In der dritten Lotperiode wird der Verstärker nur noch in den Lotperioden tl, t2 und t6 übersteuert, so daß jetzt sämtliche Echos mehr oder weniger deutlich sichtbar werden. The soldering period is divided into time segments t 1 to t 1. In the The following lines of Fig. 1 shows how the receiving device is the adjusts the course of the reverberation over time. It is believed that at the beginning of the first Solder period all memories C 1 to C12 are discharged. So the amplifier is Set to the highest gain over the entire first soldering period. The exit of the amplifier is overdriven during the entire soldering period, which is indicated by this is that the amplitudes of the output voltage at the entered overload limits Ü apply. In the event of overload, echo pulses cannot be detected. the Memories are charged at speeds that correspond to the size of the reverberation increase. From the time segment tg onwards, the Gain reduced to such an extent that it falls below the overrange limit. The accumulators will continue to be charged during the remaining soldering periods. The charge the memory C2 to C12 is completed after the third soldering period, so that during the fourth soldering period only the memory C1 is charged further. While the second soldering period completes the charging of the memory C12; Cli will although still further charged, the gain has gone down so far that the pulse falling in the time segment t11 becomes visible. In the third plumbing period the amplifier is only overdriven in the soldering periods tl, t2 and t6, so that now all echoes are more or less clearly visible.
In Fig. la ist in einem Ausführungsbeispiel die grundsätzliche Anordnung der Nachhallregelung gemäß der Erfindung dargestellt. Die vom Schwinger 1 kommenden Spannungen werden über einen regelbaren Verstärker 2 verstärkt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers liegt einmal am Eingang eines Leistungsverstärkers 3, der die Spannung für die Anzeigeeinrichtung 4 liefert, zum anderen am Eingang des Regelverstärkers 5, dessen Ausgangsspannung im Regelgleichrichter 6 gleichgerichtet und den Toren 7 bis 10 zugeführt wird. Im Schaltbild sind nur vier Tore gezeichnet, in Wirklichkeit wird eine sehr viel größere Anzahl von Toren, etwa 20 bis 100 benutzt, um eine besonders fein unterteilte Anpassung der Verstärkung an dem auftretenden Nachhall zu erhalten. Wenn diese Tore geöffnet sind, verbinden sie den Regelgleichrichter 6 über die Widerstände 11 bis 14 mit den erdfreien Belegen der Kondensatoren 15 bis 18 in der Weise, daß durch jedes geöffnete Tor in beiden Richtungen Strom fließen kann. Die Tore werden über ein Steuergerät 19, das zu Beginn jeder Lotperiode durch einen nicht dargestellten Taktgeber in Gang gesetzt wird, in der Weise gesteuert, daß vom Aussenden des Sendeimpulses ab ein Tor nach dem anderen in gleichen Zeitabschnitten geöffnet wird derart, daß stets nur eines der Tore geöffnet ist und daß das n-te Tor erst öffnet, nachdem das (12-l)-te Tor geschlossen ist. Die erdfreien Belege der Kondensatoren 15 bis 18 stehen mit denToren 20 bis 23 in Verbindung, die die Verbindung mit dem Kondensator 25 über den Widerstand 26 herstellen. In Fig. La is the basic arrangement in one embodiment the reverberation control according to the invention. The ones coming from Schwinger 1 Voltages are amplified via an adjustable amplifier 2. The output voltage this amplifier is once at the input of a power amplifier 3, the Voltage for the display device 4 supplies, on the other hand at the input of the control amplifier 5, whose output voltage is rectified in the control rectifier 6 and the gates 7 to 10 is fed. Only four gates are drawn in the circuit diagram, in reality a much larger number of gates, around 20 to 100, is used to make one special finely divided adjustment of the gain to the occurring reverberation. When these gates are open, they connect the regulating rectifier 6 via the resistors 11 to 14 with the floating connections of the capacitors 15 to 18 in such a way that Electricity can flow in both directions through every open gate. The gates will be via a control unit 19, which at the beginning of each soldering period by a not shown Clock is set in motion, controlled in such a way that from sending out the transmission pulse from one gate after the other is opened in the same time periods in such a way that always only one of the gates is open and that the nth gate opens only after the (12-l) -th gate is closed. The floating documents of the capacitors 15 to 18 are connected to the ports 20 to 23, which connect to the capacitor 25 via resistor 26.
Um eine Entladung der Kondensatoren über die Tore 20 bis 23 und das Steuergerät 19 zu verhindern, werden nach Bedarf Gleichstromverstärker 27 bis 30 mit hohem Eingangswiderstand und geringem Ausgangswiderstand zwischen die Kondensatoren 15 bis 18 und die Tore 20 bis 23 geschaltet. Das Tor 20 stellt, wenn das Tor 7 geöffnet ist, eine doppelseitige Verbindung her und ist geschlossen, wenn das Tor 7 geschlossen ist. Das Gleiche gilt von Tor 8 und 21, 9 und 22, 10 und 23. Die erdfreie Belegung des Kondensators 25 ist mit den Gitterwiderständen der Regelröhren im Verstärker 2 verbunden. Meistens wird für jede Regelröhre je ein RC-Glied 25, 26 verwendet.To discharge the capacitors through gates 20 to 23 and that To prevent control unit 19, DC amplifiers 27 to 30 are used as required with high input resistance and low output resistance between the capacitors 15 to 18 and gates 20 to 23 are switched. Gate 20 represents when gate 7 is open is, a double-sided connection and is closed when the gate 7 is closed is. The same applies to gates 8 and 21, 9 and 22, 10 and 23. The floating assignment of the capacitor 25 is connected to the grid resistances of the control tubes in the amplifier 2 connected. Usually one RC element 25, 26 is used for each control tube.
Bei dieser Schaltung entspricht jedem der Kondensatoren 15 bis 18 ein bestimmter Entfernungsbereich, innerhalb dessen sich die Verstärkung des Verstärkers 2 nicht wesentlich zu ändern braucht. Sobald der aus dem betreffenden Bereich kommende Schall (Nachhall einschließlich Echo) den Schwingerl erreicht, wird die Verbindung des Regelgleichrichters 6 mit den Gittern der Regelröhren über den betreffenden Kondensator, beispielsweise den Kondensator 16, hergestellt. Die Verstärkung stellt sich zunächst der Spannung des Kondensators 16 entsprechend ein. Ist diese Verstärkung zu hoch (zu tief), also die Kondensatorspannung zu gering (zu hoch), so wird der Kondensator 16 über den Regelgleichrichter 6 so lange aufgeladen (entladen), bis entweder die Tore 8 und 21 geschlossen werden oder die Verstärkung auf den Sollwert eingeregelt ist, bei dem sich die Reglerschaltung im Gleichgewicht befindet. Im zweiten Fall ist die Verstärkung bei der nächsten Lotung in diesem Entfernungsbereich genau auf den Sollwert einreguliert. Wenn sich die Nachhallverhältnisse inzwischen geändert haben, weicht sie nur geringfügig vom Sollwert ab, so daß nur eine kleine Korrektur erforderlich ist. Beim Sollwert der Regelspannung muß die Anzeigeeinrichtung 4 im unteren Teil des Anzeigebereiches stehen, damit ein einfallender Echoimpuls deutlich aufgezeichnet werden kann. In this circuit, each of the capacitors 15 to 18 corresponds a certain distance range within which the gain of the amplifier is 2 does not need to change significantly. As soon as the one coming from the area in question Sound (reverberation including echo) reaches the transducer, the connection is established of the control rectifier 6 with the grids of the control tubes over the relevant Capacitor, for example the capacitor 16, made. The reinforcement provides first of all, the voltage of the capacitor 16 is adjusted accordingly. Is that reinforcement too high (too low), i.e. the capacitor voltage is too low (too high), the Capacitor 16 is charged (discharged) via the control rectifier 6 until either the gates 8 and 21 are closed or the gain to the setpoint is regulated, in which the regulator circuit is in equilibrium. in the The second case is the amplification at the next plumbing in this distance range regulated exactly to the setpoint. If the reverberation conditions meanwhile have changed, it deviates only slightly from the setpoint, so that only a small one Correction is needed. At the nominal value of the control voltage, the display device must 4 are in the lower part of the display area, so that an incident echo pulse can be recorded clearly.
Wenn eine derartige Anlage nach längerer Pause in Betrieb genommen wird, hängt bei der ersten Lotung der Verstärkungsverlauf von den auf den Speicherkondensatoren zufällig vorhandenen Ladungen ab. Es wird daher eine größere Anzahl von Lotungen erforderlich sein, bis in allen Entfernungsbereichen Gleichgewicht besteht und eine einwandfreie Anzeige erfolgt. Diese Wartezeit wird man bei der Fischerei in Kauf nehmen können. When such a system is put into operation after a long break the first time the amplification curve depends on the storage capacitors randomly existing charges. There will therefore be a greater number of plumbing be necessary until there is equilibrium in all distance ranges and one flawless display takes place. This waiting time is accepted when fishing can take.
Der Vorteil dieser Art der Speicherung ist der, daß der Regelkreis G, R nach Erreichen des Gleichgewichtszustandes die Verstärkung nur noch geringfügig korrigieren muß und daher im Gegensatz zu den bisherigen Einrichtungen träge eingestellt werden kann, so daß er auf kurze Echoimpulse kaum anspricht und diese daher unverzerrt angezeigt werden. The advantage of this type of storage is that the control loop G, R after reaching the state of equilibrium the gain is only slightly must correct and therefore set sluggishly in contrast to the previous institutions can be so that it hardly responds to short echo pulses and therefore undistorted are displayed.
In F i g. 2 ist als Ausführungsbeispiel eine elektromechanische Ausführung der Tore und des Steuergeräts 19 dargestellt: Die Teile der Schaltung, die mit der von F i g. 1 a übereinstimmen, sind hier, wie auch in den folgenden Figuren gleich beziffert. Als Tore dienen hier mechanische Kontakte 31 bis 38, als Steuergerät 19 dient der mechanische Antrieb dieser Kontakte durch die Schaltnocken 39 und 40, die in der Weise steuern, daß der n-te Kontakt einer Reihe erst schließt, wenn der (n - 1)-te Kontakt geöffnet ist, weil sich sonst beim Umschalten die Spannungen des (n - 1)-ten und des n-ten Kondensators ausgleichen würden. Die Kontakte 31, 35; 32, 36 usw. öffnen und schließen gleichzeitig. Unter diesen Bedingungen können die Widerstände 11 bis 14 durch einen einzigen Widerstand 41 ersetzt werden. Der Antrieb wird am einfachsten, wenn man die Schaltnocken 39 und 40 von der gleichen Welle aus antreibt, von der der Schaltkontakt zum Tasten des Senders betätigt wird. In Fig. As an exemplary embodiment, FIG. 2 is an electromechanical design the gates and the control unit 19 shown: The parts of the circuit that with the from F i g. 1 a are the same here, as in the following figures figured. Mechanical contacts 31 to 38 serve as gates here, as control devices 19 is used to mechanically drive these contacts by switching cams 39 and 40, which control in such a way that the nth contact in a row does not close until the The (n - 1) th contact is open, otherwise the voltages will change when switching over of the (n-1) -th and n-th capacitors would equalize. Contacts 31, 35; 32, 36 etc. open and close at the same time. Under these conditions you can the resistors 11 to 14 can be replaced by a single resistor 41. Of the The easiest way to drive is to use switching cams 39 and 40 from the same shaft that drives the switching contact for keying the transmitter is operated.
In Fig. 3 werden in einem weiteren Ausführungsbeispiel an Stelle der Schaltkontakte und Nocken für das Steuergerät 19 Gleitkontakte verwendet. Die Bürsten 42, 43 schleifen auf Schleifringen 48, 49, die Bürsten 44, 45, 46, 47 auf Kollektoren. Kollektoren und Schleifringe sind in der Abwicklung gezeichnet. In Fig. 3 are in a further embodiment in place the switching contacts and cams for the control device 19 sliding contacts are used. the Brushes 42, 43 grind on slip rings 48, 49, brushes 44, 45, 46, 47 Collectors. Collectors and slip rings are drawn in the development.
Die Isolierstücke zwischen den Kollektorsegmenten 50 bis 57 müssen breiter sein als die Bürsten, damit sich die Spannungen aufeinanderfolgender Kondensatoren beim Umschalten nicht ausgleichen. Dadurch, daß auf den Kollektoren je zwei Bürsten schleifen und die Bürsten 44, 45 über die Widerstände 58, 59 mit der Bürste 42 und die Bürsten 46, 47 über die Widerstände 60, 61 mit der Bürste 43 verbunden sind, die die Aufgabe der Widerstände 11 bis 14 und 26 teilweise mit übernehmen können, kann ein weicher Übergang der Spannung beim Umschalten von einem Kondensator auf den nächsten erreicht werden.The insulating pieces between the collector segments 50 to 57 must be wider than the brushes so as to reduce the voltages of successive capacitors not equalize when switching. Because there are two brushes on each of the collectors grind and the brushes 44, 45 via the resistors 58, 59 with the brush 42 and the brushes 46, 47 are connected to the brush 43 via the resistors 60, 61, which can partially take over the task of resistors 11 to 14 and 26, can be a smooth transition in voltage when switching from a capacitor to the next to be achieved.
F i g. 3 enthält weiter Einzelheiten des Verstärkers 2 und dessen Anschluß an den Schleifring 48. Der Schleifring ist über drei RC-Glieder 62, 63; 64, 65; 66, 67 mit den Gitterwiderständen 68 bis 70 der Röhren 71 bis 73 verbunden. In F i g. 1 und 2 wurden diese RC-Glieder durch ein einziges RC-Glied 25, 26 dargestellt.F i g. 3 contains further details of the amplifier 2 and its Connection to the slip ring 48. The slip ring is via three RC elements 62, 63; 64, 65; 66, 67 are connected to the grid resistors 68 to 70 of the tubes 71 to 73. In Fig. 1 and 2, these RC elements were represented by a single RC element 25, 26.
In Fig. 4, 5 und 6 wird gezeigt, wie die Regelspannung anstatt auf dem elektromechanischen Wege elektronisch gespeichert werden kann. Es sind nur die Tore 7 und 8 mit den Widerständen 11 und 12 und den Kondensatoren 15 und 16 dargestellt. Die Tore 20 bis 23 sind entsprechend aufgebaut, die Gleichstromverstärker 27 bis 30 sind in diesem Fall erforderlich. Das Tor 7 (8) besteht aus vier Halbleiterdioden 74 bis 77, (78 bis 81) zwei Widerständen 82, 83 (84, 85) und der Verstärkerstufe 90 (91) mit folgenden Eigenschaften: Bei nicht vorhandener Eingangsspannung liegt an der Ausgangsklemme 86 eine positive Spannung, an der Ausgangsklemme 87 eine negative Spannung, wie in der F i g. 4 beim Verstärker 90 eingezeichnet. Die Ausgangsspannungen müssen ein Vielfaches der zu übertragenden Ausgangsspannung des Regelgleichrichters 6 sein. Der Regelgleichrichter 6 hat an der Klemme 92 stets negative Spannung gegenüber der Klemme 93, die an Masse liegt. Bei der Polarität des Ruhezustandes (Verstärker 90) ist der Gleichrichter 74 gesperrt, weil der Betrag der negativen Spannung an der Klemme 87 höher ist als die Spannung an der Klemme 92. Damit kann die Verbindung zwischen den Gleichrichtern 74 und 75 eine hohe negative Spannung annehmen, die auch den Gleichrichter75 sperrt. Der Gleichrichter 76 ist gesperrt, weil die Spannung an der Klemme 92 negativ, die an der Klemme 86 positiv ist. Damit wird die Verbindung zwischen den Gleichrichtern 76 und 77 stark positiv, wodurch auch der Gleichrichter 77 gesperrt wird. Sind die Ausgangsspannungen an den Klemmen 88/89 eines Verstärkers umgekehrt, wie beim Verstärker 91 dargestellt, so nimmt die Verbindung zwischen den Gleichrichtern 78 und 79 die Spannung des Regelgleichrichters 6 an, weil der Gleichrichter 78 in der Durchlaßrichtung beansprucht wird und der Widerstand 85 groß gegenüber dem inneren Widerstand des Regelgleichrichters 6 ist. Das Gleiche gilt für die Verbindung zwischen den Gleichrichtern 80 und 81. Ist der Betrag der negativen Spannung an der Klemme 92 des Gleichrichters 6 höher als die am Kondensator 16 liegende negative Spannung, so wird der Gleichrichter 81 leitend, und durch 12 fließt ein Strom, der den Kondensator 16 zusätzlich negativ auflädt. Ist der Betrag der Spannung des Gleichrichters 6 kleiner als die Spannung am Kondensator, so fließt ein Strom in Flußrichtung von Gleichrichter 79, und der Kondensator wird entladen. Bei den eingetragenen Polaritäten ist also das zum Verstärker 90 gehörige Tor in beiden Richtungen gesperrt, während das zum Verstärker 91 gehörige Tor in beiden Richtungen offen ist. In Fig. 4, 5 and 6 it is shown how the control voltage instead of on can be electronically stored in the electromechanical way. It's just that Gates 7 and 8 with resistors 11 and 12 and capacitors 15 and 16 are shown. The gates 20 to 23 are constructed accordingly, the direct current amplifiers 27 to 30 are required in this case. The gate 7 (8) consists of four semiconductor diodes 74 to 77, (78 to 81) two resistors 82, 83 (84, 85) and the amplifier stage 90 (91) with the following properties: When there is no input voltage, is a positive voltage at output terminal 86 and a negative voltage at output terminal 87 Voltage as shown in FIG. 4 is shown at amplifier 90. The output voltages must be a multiple of the output voltage to be transmitted from the regulating rectifier 6 be. The control rectifier 6 always has negative voltage on terminal 92 the terminal 93, which is connected to ground. With the polarity of the idle state (amplifier 90) the rectifier 74 is blocked because the magnitude of the negative voltage is applied at terminal 87 is higher than the voltage at terminal 92. This enables the connection assume a high negative voltage between rectifiers 74 and 75, the also the rectifier75 blocks. The rectifier 76 is blocked because the voltage negative at terminal 92, which is positive at terminal 86. This will make the connection between rectifiers 76 and 77 strongly positive, which also causes the rectifier 77 is blocked. Are the output voltages at terminals 88/89 of an amplifier conversely, as shown for amplifier 91, the connection takes place between the rectifiers 78 and 79, the voltage of the regulating rectifier 6 because of the Rectifier 78 is stressed in the forward direction and the resistor 85 is large compared to the internal resistance of the regulating rectifier 6. The same applies to the connection between rectifiers 80 and 81. Is the amount of negative voltage at terminal 92 of rectifier 6 higher than that on capacitor 16, the rectifier 81 becomes conductive, and 12 a current flows which additionally charges the capacitor 16 negatively. Is the amount the voltage of the rectifier 6 is less than the voltage across the capacitor, so flows a current upstream from rectifier 79 and the capacitor is discharged. With the entered polarities, the port associated with amplifier 90 is in locked in both directions, while the gate belonging to the amplifier 91 in both Directions is open.
In F i g. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Verstärker 90, 91 dargestellt. Zwischen den Röhren 99, 100 liegt ein Spannungsteiler 101, 102. Dieser und die Kathodenwiderstände 103, 104 und die Anodenwiderstände 105, 106 werden so bemessen, daß am Ausgang 86 eine negative, am Ausgang 87 eine gleich große positive Spannung gegenüber Masse (Mitte der Netzspannung) vorhanden ist, wenn am Eingang 96 eine schwache positive Spannung vorhanden ist und daß diese Spannungen ihre Polarität umkehren, wenn am Eingang 96 eine hohe positive Spannung vorhanden ist. In Fig. 5 shows an exemplary embodiment of the amplifiers 90, 91. A voltage divider 101, 102 is located between the tubes 99, 100. This and the cathode resistors 103, 104 and the anode resistors 105, 106 are dimensioned so that at the output 86 a negative, at output 87 an equally large positive voltage with respect to ground (Middle of the mains voltage) is present when input 96 has a weak positive Voltage is present and that these voltages reverse polarity when on Input 96 has a high positive voltage.
Das Steuergerät 19 wird in diesem Fall zweckmäßig als Multivibratorkette ausgeführt. Eine geeignete Schaltung ist in F i g. 6 dargestellt, die aus monostabilen Multivibratoren besteht. In der Schaltung sind drei Stufen dargestellt; die Stufenzahl muß der Zahl der zu steuernden Eingangstore7 bis 10 entsprechen. Die Tore 7 und 20; 8 und 21; 9 und 22 haben je einen gemeinsamen Verstärker. In der Ruhelage führen die Systeme 107 bis 109 der verwendeten Doppeltrioden Strom. Da die Anoden dieser Systeme unmittelbar an der Anodenspannung liegen und ihre Gitter über Widerstände 110 bis 112 ebenfalls an Anodenspannung liegen, ist ein starker Anodenstrom vorhanden, der über die Kathodenwiderstände 113 bis 115 die Systeme 116 bis 118 sperrt. Wird ein aus dem Sendeimpuls gewonnener positiver Gleichstromimpuls auf das Gitter 119 des Systems 116 gegeben, so kippt der erste Multivibrator in die Arbeitslage, das System 116 führt Strom, das System 107 wird unterbrochen. Da im System 116 ein hoher Anodenwiderstand liegt, springt der Strom durch den gemeinsamen Kathodenwiderstand 113 auf einen wesentlich geringeren Strom als in der Ruhestellung. Das folgende System 117 erhält beim Kippen des Multivibrators einen negativen Impuls, der aber ohne Wirkung ist, weil dieses System sperrt. Der aus den Systemen 116 und 107 bestehende Multivibrator bleibt so lange in der gekippten Stellung, bis der Kondensator 122 so weit umgeladen ist, daß das System 107 einen schwachen Anodenstrom führt. Dann kippt das System in die Ruhelage zurück. Hierbei erhält das folgende System 117 einen positiven Impuls, und der aus den Systemen 117 und 108 bestehende Multivibrator kippt in die Arbeitslage. Die Spannung an den Kathoden der Röhren ist also in der Ruhelage stark positiv und springt während der Arbeitslage auf einen kleinen Wert zurück. Verbindet man diese Kathoden mit den Gittern 96 der Verstärker nach F i g. 5, so ist stets nur eines der zu den Verstärkern 90, 91 usw. gehörigen Tore geöffnet. An Stelle der monostabilen Multivibratoren können auch bistabile verwendet werden. Dann muß, wie bei einem elektronischen Zähler, eine Triggerspannung vorhanden sein, die das Weiterschalten der Kette besorgt. In this case, the control device 19 is expediently used as a multivibrator chain executed. A suitable circuit is shown in FIG. 6 shown consisting of monostable Multivibrators. Three stages are shown in the circuit; the number of stages must correspond to the number of input gates 7 to 10 to be controlled. The gates 7 and 20; 8 and 21; 9 and 22 each have a common amplifier. Lead in the rest position the systems 107 to 109 of the double triode current used. As the anodes of this Systems are directly connected to the anode voltage and their grid via resistors 110 to 112 are also at the anode voltage, there is a strong anode current, which blocks the systems 116 to 118 via the cathode resistors 113 to 115. Will a positive direct current pulse on the grid 119, obtained from the transmission pulse of the system 116 given, the first multivibrator tilts into the working position, the System 116 is live, system 107 is interrupted. Since the system 116 has a high The anode resistance, the current jumps through the common cathode resistance 113 to a much lower current than in the rest position. The following System 117 receives a negative pulse when the multivibrator is tilted, but it does is ineffective because this system locks. The one consisting of systems 116 and 107 The multivibrator remains in the tilted position until the capacitor 122 is charged so far that the system 107 conducts a weak anode current. then the system tilts back into the rest position. Here the following system receives 117 a positive pulse, and the multivibrator consisting of systems 117 and 108 tilts into the working position. The voltage at the cathodes of the tubes is therefore in the Rest position strongly positive and jumps to a small value during the working position return. If these cathodes are connected to the grids 96 of the amplifier according to F i G. 5, only one of the gates belonging to the amplifiers 90, 91, etc. is always open. In place of the monostable multivibrators, bistable ones can also be used. Then, as with an electronic counter, a trigger voltage must be present, which takes care of the switching of the chain.
In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 wird die Speicherung der Regelspannung elektromagnetisch durch umlaufende magnetische Scheiben hoher Remanenz in Verbindung mit einem gleichstromerregten Hallgenerator dargestellt. Die Speicherung erfolgt hier stetig auf dem Rand einer um die Achse 137 drehbaren Scheibe 132, die aus magnetischem Material mit geeigneter Remanenz besteht. Hinter dem Regelgleichrichter 6 befindet sich ein Glättungsnetzwerk 126, 127 und ein Gleichstromverstärker 128, an dessen Ausgang die Differenz vom Sollwert der Regelspannung auftritt, der also seine Ausgangsspannung umpolt, wenn die Regelspannung kleiner ist als sie sein soll. Der Gleichstromverstärker 128 ist ähnlich wie der Verstärker 90 (F i g. 3) abgesehen von der Polarität der Eingangsspannung aufgebaut. In the embodiment according to FIG. 7 will save the Electromagnetic control voltage through rotating magnetic discs with high remanence shown in connection with a DC excited Hall generator. The storage takes place here continuously on the edge of a disk 132 rotatable about the axis 137, the consists of magnetic material with suitable remanence. Behind the regulating rectifier 6 is a smoothing network 126, 127 and a DC amplifier 128, at the output of which the difference from the setpoint value of the control voltage occurs, i.e. the reverses its output voltage when the control voltage is lower than it should be. The DC amplifier 128 is excepted similar to the amplifier 90 (Fig. 3) built on the polarity of the input voltage.
Die Scheibe 132 ist auf der gleichen Welle 137 angebracht, auf der sich auch der Kontakt oder der umlaufende Teil eines Magnetgebers befindet, der die Tastspannung zum Aussenden des Schallimpulses liefert und führt bei jeder Lotung eine Umdrehung aus.The disk 132 is mounted on the same shaft 137 on which there is also the contact or the rotating part of a magnetic encoder that the probe voltage for emitting the sound pulse delivers and leads with every sounding one turn off.
Ein Magnetkopf 131 besteht aus zwei Schenkeln aus weichmagnetischem grob lamelliertem Eisen. Die Schenkel sind so angeordnet, daß zwei Luftspalte entstehen. Der Luftspalt 141 ist so ausgebildet, daß sein Feld die Scheibe 132 radial durchsetzt. Im zweiten Luftspalt befindet sich der Hallgenerator 133, der durch einen konstanten Gleichstrom erregt wird.A magnetic head 131 consists of two legs made of soft magnetic material coarsely laminated iron. The legs are arranged so that two air gaps are created. The air gap 141 is designed such that its field penetrates the disk 132 radially. The Hall generator 133 is located in the second air gap, which is generated by a constant Direct current is excited.
Wird dieser Hallgenerator durch einen magnetischen Fluß durchsetzt, so entwickelt er an seinen Ausgangsklemmen eine Spannung, die diesem Fluß proportional ist. Diese Spannung wird durch einen Gleichstromverstärker 134 verstärkt und den Gitterwiderständen der Verstärkerstufen 142 bis 144 der Empfangseinrichtung über Siebglieder 62, 63; 64, 65; 66, 67 zugeführt. Die Wirkungsweise ist folgende: Im Hallgenerator wird zu der Spannung, die von der Remanenz der Scheibe 132, d. h. von der dem Ausgang des Verstärkers 128 auf der Scheibe 132 magnetisch gespeicherten Spannung herrührt, eineSpannung addiert, die proportional der Abweichung von der Sollspannung des Regelgleichrichters 6 ist. Ist keine Abweichung vorhanden, so genügt die Remanenz der Scheibe, um an den Verstärkern 142 bis 144 die richtige Regelspannung einzustellen. In den Erregerwicklungen 129, 130 des Magnetkopfes 131 fließt dann kein Strom; die betreffende Stelle der Scheibe 132 behält ihre Remanenz in der bisherigen Stärke bei. Ist die Spannung des Regelgleichrichters 6 höher als der Sollwert, so liefert der Verstärker 128 einen Strom, der das von der Remanenz herrührende Feld verstärkt und damit die Verstärkungen der Verstärker 142 bis 144 herabsetzt. Gleichzeitig wird die Scheibe 132 stärker magnetisiert, so daß bei der nächsten Lotung an der betreffenden Stelle eine höhere Remanenz vorhanden ist und damit die Regelspannung von vornherein näher beim Sollwert liegt.If this Hall generator is penetrated by a magnetic flux, so it develops a voltage at its output terminals which is proportional to this flow is. This voltage is amplified by a DC amplifier 134 and the Grid resistances of the amplifier stages 142 to 144 of the receiving device Screen members 62, 63; 64, 65; 66, 67 supplied. The mode of action is as follows: Im Hall generator is applied to the voltage derived from the remanence of disc 132, i.e. H. of that magnetically stored on disk 132 at the output of amplifier 128 Voltage, adds a voltage proportional to the deviation from the Setpoint voltage of the regulating rectifier 6 is. If there is no discrepancy, it is sufficient the remanence of the disk to provide the correct control voltage to amplifiers 142 to 144 to adjust. Then flows in the excitation windings 129, 130 of the magnetic head 131 no electricity; the relevant point of the disk 132 retains its remanence in the previous one Strength at. If the voltage of the regulating rectifier 6 is higher than the target value, then the amplifier 128 supplies a current which contains the field resulting from the remanence amplifies and thus reduces the gains of amplifiers 142 to 144. Simultaneously the disc 132 is magnetized more strongly, so that the next plumbing at the The relevant point has a higher remanence and thus the control voltage is closer to the target value from the start.
Wenn kein Nachhall oder Echo eintrifft, liegt unter Umständen die Regelspannung erheblich unter dem Sollwert. Wenn dies bei mehreren Lotungen hintereinander auftritt, kann die Scheibe 132 an der betreffenden Stelle ummagnetisiert werden. In diesem Fall würden die Verstärker 142 bis 144 durch positive Gittervorspannung heruntergeregelt. Die Regelung würde damit instabil, d. h., in einem gewissen Bereich würde einer Verschiebung der Spannung durch den' Verstärker 128 ins Positive eine Abnahme der Verstärkung entsprechen und umgekehrt. Die Anordnung würde erst dann wieder in den stabilen Zustand zurückkippen, wenn durch ein starkes Ansteigen des Nachhalls eine positive Fehlspannung das Magnetfeld wieder umpolt. Um diese Labilität zu verhindern, wird der Ausgangswiderstand des Verstärkers 134 durch einen Widerstand 135 vergrößert und eine Halbleiterdiode 136 als Begrenzer in die Zuleitung zu den Siebgliedern 62 bis 67 der Verstärkerstufen 142 bis 144 geschaltet, der verhindert, daß die Steuergitter dieser Verstärkerstufen eine positive Gittervorspannung erhalten.If there is no reverberation or echo, the Control voltage significantly below the setpoint. If this is the case with several soundings in a row occurs, the disk 132 can be remagnetized at the relevant point. In this case, amplifiers 142-144 would be positive grid biased turned down. The regulation would thus become unstable, i.e. i.e., in a certain area would result in a positive shift in the voltage through amplifier 128 Decrease in gain and vice versa. the Arrangement would only then Tip back to the stable state if caused by a sharp increase in the Reverberation a positive fault voltage reverses the magnetic field again. About this instability To prevent this, the output resistance of the amplifier 134 is increased by a resistor 135 enlarged and a semiconductor diode 136 as a limiter in the lead to the Filter elements 62 to 67 of the amplifier stages 142 to 144 switched, which prevents that the control grids of these amplifier stages receive a positive grid bias.
Bei der Anordnung des magnetischen Speichers nach Fig. 7 erzeugen die Magnetwicklungen 129, 130 ein erhebliches Streufeld, das zwar den Hallgenerator 133 aber nicht die Scheibe 132 durchsetzt. Generate in the arrangement of the magnetic memory of FIG the magnetic windings 129, 130 a considerable stray field, although the Hall generator 133 but not the disk 132 penetrated.
Infolgedessen ist das von der Remanenz erzeugte Feld, das den Hallgenerator 133 bei den folgenden Umdrehungen durchsetzt, erheblich schwächer als das magnetische Feld, das während der Magnetisierung durch die Spulen 129, 130 im Hallgenerator vorhanden war, so daß der Regelverstärker 5 auch nach dem Erreichen des Gleichgewichtszustandes eine erhebliche Eingangsspannung halten muß, die unter Umständen die Anzeigevorrichtung 4 übersteuert.As a result, the field generated by the remanence is what drives the Hall generator 133 interspersed with the following revolutions, considerably weaker than the magnetic one Field generated during magnetization by coils 129, 130 in the Hall generator was present, so that the control amplifier 5 even after reaching the state of equilibrium must hold a significant input voltage, which may affect the display device 4 overdriven.
Dieser Streufluß kann vermieden werden, wenn man nach F i g. 8 zwei Scheiben 138, 139 verwendet, zwischen denen der Hallgenerator 133 mittels einer unmagnetischen Halterung 140 am Magnetkopf 131 befestigt wird. Dieser Magnetkern hat dann nur einen einzigen Luftspalt und ist entsprechend der Fig. 8 ausgebildet. Die Scheiben 138, 139 werden axial magnetisiert. Sie ragen über den Hallgenerator hinaus. This leakage flux can be avoided if, according to FIG. 8 two Discs 138, 139 used, between which the Hall generator 133 by means of a non-magnetic holder 140 is attached to the magnetic head 131. This magnetic core then has only a single air gap and is designed in accordance with FIG. 8. The disks 138, 139 are magnetized axially. They protrude over the hall generator out.
Hierdurch wird erreicht, daß alle Feldlinien, die den Hallgenerator durchsetzen, auch die Scheiben 138, 139 durchsetzen, so daß im Gleichgewichtszustand des Regelkreises die Remanenz im Hallgenerator nahezu die gesamte Regelspannung erzeugt, so daß der Verstärker 128 beim Gleichgewicht des Regelkreises einen vernachlässigbaren kleinen Magnetisierungsstrom zu liefern braucht.This ensures that all field lines that the Hall generator enforce, also enforce the disks 138, 139, so that in the state of equilibrium of the control loop, the remanence in the Hall generator is almost the entire control voltage generated so that the amplifier 128 in the equilibrium of the control loop a negligible needs to supply a small magnetizing current.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEE24108A DE1167231B (en) | 1962-11-29 | 1962-11-29 | Reverberation control with memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEE24108A DE1167231B (en) | 1962-11-29 | 1962-11-29 | Reverberation control with memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1167231B true DE1167231B (en) | 1964-04-02 |
Family
ID=7071251
Family Applications (1)
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DEE24108A Pending DE1167231B (en) | 1962-11-29 | 1962-11-29 | Reverberation control with memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1167231B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2363857A1 (en) * | 1972-12-28 | 1974-07-04 | Univ Erasmus | ECHOSCOPE FOR THE EXAMINATION OF OBJECTS, IN PARTICULAR FOR DIAGNOSTIC PURPOSES |
-
1962
- 1962-11-29 DE DEE24108A patent/DE1167231B/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2363857A1 (en) * | 1972-12-28 | 1974-07-04 | Univ Erasmus | ECHOSCOPE FOR THE EXAMINATION OF OBJECTS, IN PARTICULAR FOR DIAGNOSTIC PURPOSES |
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