DE2610019A1

DE2610019A1 - Signal-konditionieranordnung

Info

Publication number: DE2610019A1
Application number: DE19762610019
Authority: DE
Inventors: Robert S Prill
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1975-03-10
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1976-09-23
Also published as: JPS5910511B2; US3995272A; SE7602558L; GB1515214A; NO760709L; JPS51113493A; FR2304214B1; DE2610019C2; SE411397B; CA1084612A; IL49110A; NO144442C; FR2304214A1; NO144442B; IL49110A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signal-Konditionieranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Verfahren zum Bestimmen und zum Festlegen des Eintreffzeitpunktes bei 30% der Vorderflanke von impuls-amplitudenmodulierten Trägern mit fester Anstiegszeit weisen verschiedene Nachteile auf. Bei herkömmlichen Ausführungsformen kommt es beispielsweise zu einer bestimmten, vorgegebenen Verzögerung, wobei die minimale Verzögerung im allgemeinen gleich der halben Anstiegszeit der Impulshüllkurve ist; das heißt, der EintreffZeitpunkt bei 50% der Vorderflanke kann nicht abgegeben werden, solange der Spitzenwert des Impulses nicht bestimmt ist. Ferner wird der Träger über einen Videodetektor abgegeben, was mit Sicherheit zu einer Verschmierung und einer Verschlechterung führt. Ferner weist die Vorderflanke eines mittels eines Videodetektors erhaltenen Trägers in Abhängigkeit von der Größe der Amplitude der Impulsmodulation eine beliebige Anzahl von Neigungen auf, was zu Verlagerungsgleichspannungen an Vergleichern führt, wodurch sich wiederum als Funktion der Neigungen, d.h. der Impulsamplitude verschiedene Zeitfehler bei 50% der Impulsvorderflanke ergeben.

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ORtGINAL INSPECTED

Soweit bekannt ist, werden bisher alle Vorderflanken von Signal-Konditioniereinrichtungen analog betrieben, das heißt, es werden elektro-mechanische Servoeinrichtungen oder analoge und phasenstarre Schleifen verwendet. Bei bekannten Einrichtungen wird daher das Signal auch nicht digitalisiert, sondern stattdessen werden sie analog betrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die geschilderten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Signal-Konditionieranordnung zu schaffen, welche mit impuls-amplitudenmodulierten Trägersignalen arbeitet, so daß die Ausgänge sich mit modernen digitalen Signalverarbeitungsverfahren und -einrichtungen vertragen, und mit welcher die Amplitudenstelle bei 50% der Vorderflanke eines impuls-amplitudenmodulierten Trägers mit fester Anstiegszeit bestimmt und festgelegt werden kann, ohne daß die herkömmlichen festvorgegebenen Verzögerungen in dem System auftreten.

Darüber hinaus kann mit der Erfindung festgelegt werden, wie eine fest vorgegebene Anzahl von noch nicht verarbeiteten Trägerperioden gezählt werden kann, um unabhängig von deren Amplitude die Amplitudenetelle bei 50% der Vorderflanke eines Signals mit fester Anstiegszeit zu bestimmen, und wie ein unerwünschtes Trägersignalrauschen zurückgewiesen wird, um Fehlalarme und Auslösefehler in einem in Festkörpertechnik ausgeführten Aufwärts-Abwarts-Schieberegister zu vermindern, welches als eine sogenannte digitale Schwungrad-Schaltung arbeitet. Ferner ist bei der Erfindung gezeigt, wie die noch nicht verarbeiteten Trägersignale sowohl als Daten für die Vorderflanken als auch als Takt- oder Zeitsteuerdaten arbeiten,und daß auf diese Weise die Schwierigkeiten bei der komplizierten Synchroni-

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sierung von phasenstarren Schleifen vermieden sind. Ferner ist bei der Erfindung gezeigt, wie Takt- und Datenleitungen verwendet werden können, um am Ausgang anliegende Eintreffzeitpunkte anhand von Impulsbreitenkriterien des impuls-amplitudenmodulierten Zwischenfrequenzträgers gültig zu machen. Schließlich ist mit der Erfindung eine wirksame Schaltung mit einer einzigen geschlossenen Schleife geschaffen, um damit eine Videogleichrichtung, ein Abtasten oder Abfragen und Halten, eine Verstärkung sowie eine Pufferung durchzuführen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Anordnung zum Messen des Eintreffzeitpunktes bei 50% der Vorderflanke eines impuls-amplitudenmodulierten Trägers mit fester Anstiegszeit beschrieben, wie sie bei der letzten Zwischenfrequenz- bzw. ZF-Stufe eines TACAN-Empfangers vorgesehen ist. Die Anordnung gibt eine den EintreffZeitpunkt betreffende Information, eine sogenannte TOA-Information ohne irgendeine Verzögerung ab, und beruht somit nicht auf einer der herkömmlichen Verfahren, bei welchen zuerst gewartet wird, bis die ganze Amplitude des Impulses vorhanden ist, bevor ein sogenannter 50%-Detektor, d.h. ein Detektor, welcher die Amplitudenstelle bei 50% der Vorderflanke feststellt, ausgelöst wird. Um die Amplitudenstelle bei 50% der Realzeit-Vorderflanke zu bestimmen, wird die Information mit Hilfe von zwei Vergleichern gefühlt, von welchen der eine als Datengenerator und der andere als Taktgenerator arbeiten und welchen unmittelbar das noch nicht verarbeitete ZF-Signal von herkömmlichen Videodetektor-Ausgängen (vorher) zugeführt wird.

Hierbei ist der eine als Datengenerator arbeitende Vergleicher auf eine geringfügig positive Vorspannung

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bezogen, welche gerade über dem Rauschschwellwert liegt. Der zweite als Taktgenerator arbeitende Vergleicher ist auf Erdpotential vorgespannt, d.h. er weist eine Vorspannung null auf. Wenn während des Betriebs ein Impuls aus dem ZF-Kauschen aufzutauchen beginnt, beginnen die Trägerperioden die geringfügig positive Schwellenwertbezugsspannung an dem als Datengenerator arbeitenden Vergleicher zu überschreiten, der dadurch dann ausgelöst wird. Eine feste Anzahl von "aufeinanderfolgenden" Auslösevorgängen des Vergleichers, wobei der Ausdruck "aufeinanderfolgend" durch den als Taktgenerator arbeitenden Vergleicher festgelegt wird, welcher bei jedem Zyklus des Trägers auslöst, da er auf eine Vorspannung null bezogen ist, legt unabhängig von der Amplitude des eine feste Anstiegszeit aufweisenden Impulses den Eintreffzeitpunkt der Amplitude bei 50% der Vorderflanke fest (d.h. sobald die Vorderflanke der Amplitude 50% erreicht, da unabhängig von der Amplitude immer eine fest vorgegebene Anzahl von Trägerperioden unter der Vorderflanke vorhanden ist. Da das Rauschen Fehlalarme und Schwellenwertüberschreitungen zur Folge haben kann, die zu falschen Datenauslösevorgängen führen, ist eine digitale Filterung in Form von zwei Aufwärts-Abwärtsschieberegistern vorgesehen, welche als eine sogenannte Schwungrad-Schaltung, d.h. als eine frei fortschaltende Schwingschaltung arbeiten, welche Fehlalarme aufgrund von einzelnen Schwellenwertüberschreitungen zurückweist und eine Fehlauslösung aufgrund einer nicht vorhandenen Schwellenwertüberschreitung vorübergehen läßt, wenn zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schwellenwertüberschreitungen gefühlt worden sind.

Im Vergleich zu herkömmlichen Ausführungsformen weist die Erfindung insbesondere dera Vorteil auf, daß

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zum richtigen Zeitpunkt ein Ausgangssignal bei 50% der Vorderflanke abgegeben wird, d.h. der abgegebene Ausgangswert ist nicht wie bei herkömmlichen Ausführungsformen verzögert, und daß an den Vergleichern unabhängig von dem Modulationspegel immer quasi-feste Anstiegszeiten, nämlich der Träger, und nicht die Einhüllende des Trägers wie bei herkömmlichen Ausführungsformen anliegen. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform nur eine einzige Anordnung zum Fühlen und Abtasten des Spitzenwerts des impuls-amplitudenmodulierten Trägers vorgesehen.

Die Erfindung schafft somit eine Signal-Konditio nieranordnung für ein mit veränderlicher Amplitude und fester Anstiegszeit arbeitendes Empfangssystem (TACAN), bei welcher der Eintreffzeitpunkt digitalisiert und die Impulsamplitude an der letzten Zwischenfrequenz- bzw. ZF-Stufe vor einer Videogleichrichtung abgetastet wird. Hierbei wird zum Messen des Eintreffzeitpunktes eine fest vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Schwellenwertüberschreitungen des ZF-Trägers mit Hilfe von zwei Vergleichern mit jeweils zwei Eingängen gezählt. Ein Eingang jedes Vergleichers ist an die ZF-Stufe angekoppelt, während der andere Eingang jedes Vergleichers an einen Punkt des Bezugspotentials angekoppelt ist, wobei der eine Vergleicher auf Erdpotential bezogen ist und der andere Vergleicher an eine Schwellenwertspannung mit einem kleinen positiven Pegel angekoppelt ist. Der Ausgang des geerdeten Vergleichers wird verzögert, und der verzögerte Ausgang wird dann als Taktsignal für die übrige Schaltung verwendet. Am Ausgang des mit einer Schwellenwertspannung arbeitenden Vergleichers liegen Datenimpulse an, wobei ein Datenimpuls jeweils dann erzeugt wird, wenn das ZF-Signal den Schwellenwert überschreitet. Die Datenimpulse werden dann zusammen mit den Taktimpulsen an ein Aufwärts-Ab-

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wärtsechieberegister angelegt, welches als eine sogenannte digitale Schwungradschaltung, d.h. eine frei fortschaltende Schwingschaltung arbeitet. Der Ausgang dieser Schaltung löst dann einen Zähler aus und schaltet ihn wieder ab.

Hierbei sind zwei Signal-Konditionierschaltungen vorgesehen, von welchen eine eine Zeitinformation und die andere eine Amplitudeninformation aus einem impuls-ampIitudenmodulierten Träger mit fester Anstiegszeit entnimmt, welcher an der letzten ZF-Stufe eines herkömmlichen TACAN-Empfängers erhalten wird. Hierdurch wird der Eintreffzeitpunkt, bei welchem die Spannungsamplitude an der Vorderflanke 50% erreicht, sofort, d.h. zum richtigen Zeitpunkt und ohne irgendeine Verzögerung bestimmt und festgelegt. Hierzu wird eine fest vorgegebene Anzahl von Perioden des ZF-Trägers unter der Vorderflanke des Impulses unabhängig von dessen Amplitude verwendet und der Zeitpunkt, bei welchem die Spannungsamplitude 50% erreicht wird dadurch bestimmt und festgelegt, daß in einem elektronischen Zähler eine fest vorgegebene Anzahl von "aufeinanderfolgenden" Perioden gezählt wird, welche einen vorbestimmten Rauschschwellenwert überschreiten, welcher mittels eines auf diesen Schwellenwert eingestellten Vergleichers festgelegt ist. Hierbei wird an einer Signalstufe vor der herkömmlichen Videogleichrichtung gearbeitet. Fehlalarme oder falsche Auslösungen aufgrund von Schwellenwertüberschreitungen werden mittels eines digitalen Aufwärts-Abwärtsschieberegisters ausgeschaltet, welches als eine sogenannte Schwungradschaltung arbeitet.

Die Spitzenamplitude des impuls-amplitudenmodulierten ZF-Trägers wird in einer hierfür vorgesehen Schaltung gefühlt, abgetastet, verstärkt und gepuffert. Hierzu wird ein Kondensator, welcher mittels einer Differenzverstär-

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kerstufe von dem noch nicht verarbeiteten ZF-Träger getrennt ist, mittels einer geschlossenen Schleifenanordnung auf eine Spannung geladen, welche jeweils zu den Spitzenwert von aufeinanderfolgenden Trägerperioden proportional ist. Da der Kondensator nur in einer Richtung geladen werden kann, wird er bis auf eine Spannung, welche den positivsten Spitzenwert des impuls-amplitudenmodulierten Trägers proportional ist, mit einer fest vorgegebenen Geschwindigkeit geladen, um dadurch die Unempfindlichkeit gegenüber Rauschen zu begrenzen. Zwei erhaltene logische Signale, nämlich ein Nachlauf/Haltebefehl und ein Abwurfbefehl werden dazu verwendet, um die Spitzenamplitude für eine anschließende Analog-Digitalumsetzung und eine digitale Signalverarbeitung zu erhalten und um den Detektor vor einem Kodieren eines weiteren Impulses zurückzustellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig.la einen üblichen impuls-amplitudenmodulierten TACAN-Zwischenfrequenz-Trägersignalimpuls mit fester Anstiegszeit, wie er auf einem Oszillograph erscheint ;

Fig.Ib eine schaubildliche Darstellung des ZF-Signals nach einer Verarbeitung mittels einer herkömmlichen Videodetektorschaltung;

Fig.Ic eine schaubildliche Darstellung des Ausgangssignals einer Impulsspitzendetektor/Abtasteinrichtung, wie er auf einem Oszillograph zu sehen ist;

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Fig.2 als Blockschaltbild die wichtigsten Teile der Erfindung und ihre funktionelle Beziehung zueinander;

Fig.3 schematisch die drei Unteranordnungen des zur Bestimmung der Eintreffzeit vorgesehenen Detektors, nämlich die Vergleicher, das Aufwärts-Abwärtsschieberegister und die Zähler-Dekodiereranordnung; und

Fig.k eine ins einzelne gehende schematische Darstellung der Schaltungsanordnung eines Amplituden-Impulsspitzenwertdetektors sowie einer Abtasteinrichtung.

Hierbei ist in Fig.la eine ungewöhnliche, unerwünschte Periode 11 des Trägerrauschens, welche zu einem Fehlalarm vor dem eigentlichen Beginn eines gültigen Impulses führt bzw. führen kann, eine ungewöhnliche, unterdrückte Trägerperiode aufgrund von Rauschen während der Impulsdauer, die zu einem falschen Auslösevorgang führen kann, sowie eine ungewöhnlich große bzw. hohe Trägerperiode dargestellt, welche während des Impulses eine fehlerhafte Amplitudenbestimmung ergeben kann.

In der unteren Hälfte der Fig.2 ist eine den EintreffZeitpunkt festlegende Schaltungsanordnung dargestellt, welche drei Unteranordnungen, nämlich Vergleicher 22 und 27t eine sogenannte Schwungradschaltung, d.h. eine frei fortschaltende Schwingschaltung 25 in Form eines Aufwärts-Abwärtsschieberegisters 52 und eine Zähler-Dekodiereranordnung 49, aufweist. In der oberen Hälfte der Fig.2 ist eine als geschlossene Schleife ausgebildete Schaltungsanordnung eines Impulsspitzenwertdetektors sowie einer Abtasteinrichtung und der zugeordnete Analog-Digitalumsetzer dargestellt. Die Richtung des Informationsflusses

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zwischen der unteren und der oberen Hälfte ist in Fig.2 durch Pfeilspitzen angegeben.

Mit der Erfindung soll eine wirtschaftliche Größe und Bemessung der erforderlichen Hardware erhalten werden, und um diesem Erfordernis zu genügen, soll der Eintreffzeitpunkt und die Amplitude des TACAN-Signals gemessen und dieses so schnell wie möglich in eine digitale Form ungewandelt werden.

Bei der Erfindung wird die Messung des Eintreffzeitpunkts unmittelbar an der ZF-Stufe und nicht wie bisher an der Videostufe vorgenommen. Zur Behandlung des noch nicht verarbeiteten ZF-Signals werden die Perioden des Zählers über einem vorgegebenen Schwellenwert gezählt und in einer logischen Schaltungsanordnung zeitlich gesteuert. Wenn acht Perioden des Zählers zusammen mit acht aufeinanderfolgenden Schwellenwertüberschrextungen der Zwischenfrequenz gezählt sind, werden acht aufeinanderfolgende Impulse erzeugt. Der achte erzeugte Impuls, wobei eine Zwischenfrequenz von 8,5MHz verwendet wird, entspricht 50% des Amplitudenanteils des Impulses. Hierbei ist vorteilhaft, daß die Anstiegszeit jeder Periode des ZF-Trägers unabhängig von Amplitudenänderungen infolge der Modulation festgelegt ist.

Gemäß der Erfindung kann ein EintreffZeitpunkt in einfacher Weise dadurch gezählt werden, daß N Perioden der Schwellenwertüberschreitung des 8,5MHz ZF-Trägers gezählt werden, wobei N normalerweise gleich 8 ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Anordnung vorgesehen, um den EintreffZeitpunkt bei 50% der Vorderflanke eines Signals mit fester Anstiegszeit zu fühlen, ohne daß fest vorgegebene Vorspannungsverzögerungen in das System eingebracht werden; ferner ist eine Einrichtung zum Abtasten

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der Spitzenamplitude des Signals vorgesehen, wobei das Signal in Form einer Anzahl Perioden eines impuls-amplitudenmodulierten Trägersignals mit einer Frequenz von 8.5MHz (Fig.la) empfangen wird, welches am Ausgang einer üblichen ZF-Stufe eines TACAN-Empfängers anliegt. Für das noch nicht verarbeitete ZF-Signal sind die zwei in Fig.2 dargestellten Schaltungsanordnungen, nämlich der den EintreffZeitpunkt festlegende Detektor bzw. ein TOA-Detektor 20 und die Scheitelwertdetektor/Abtastschaltung 100, vorgesehen.

Den Vergleichern 22 und 27 wird das noch nicht verarbeitete ZF-Signal zugeführt; hierbei ist der eine Vergleicher 27 auf Erdpotential und der andere Vergleicher auf eine etwas positive Spannung bezogen, welche gerade über dem Rauschpegel des Systems liegt. Hierbei wird mit Hilfe der Vergleicher der analoge ZF-Träger über den jeweiligen vorbestimmten Schwellenwertspannungen (Erdpotential und einer etwas positiven Spannung) begrenzt und ihre Ausgänge liegen jeweils auf einem von zwei logischen Pegeln. Der Vergleicher 22, welcher auf einen positiven Schwellenwert bezogen ist, arbeitet als Datengenerator, während der Vergleicher 27, welcher auf Erdpotential bezogen ist, als Taktgenerator arbeitet.

Da es Aufgabe des als Taktgenerator arbeitenden Vergleichers ist, von dem als Datengenerator arbeitenden Vergleicher erzeugte Datenbits logisch zeitlich zu steuern oder abzutasten, muß der Ausgang des als Taktgenerator arbeitenden Vergleichers mittels einer Einrichtung 29 um 90 bezüglich des Trägers verzögert werden, so daß der Taktbzw. Abtastimpuls im wesentlichen nur auftritt, wenn der Träger bei oder sehr nahe bei seiner augenblicklichen Spitzenamplitude liegt. Da die ZF-Frequenz eines üblichen TACAN-Empfängers auf 8.5MHz festgelegt ist, wird in Reihe zu dem

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Ausgang des als Taktgenerator arbeitenden Vergleichers eine fest vorgegebene Verzögerung von d = -j- (■-=·] = 29x10 sek oder 29nsek verwendet, um die Daten in die in Form eines Aufwärts-Abwärtsschieberegisters ausgeführte, logische Schwungradschaltung 25 einzutasten.

Die digitale Schwungradschaltung 25 erhält Daten und Taktimpulse von den vorbeschriebenen Daten- und Taktgeneratorschaltungen. Während der Periode, während welcher nur ein Rauschen (und kein Impuls ) vorhanden ist, finden nur in dem Vergleicher 27 Übergänge statt, da keine Trägerperioden den vorbestimmten positiven Schwellenwert überschreiten, und infolgedessen werden logische "Nullen" in das Aufwärts-Abwärtsschieberegister 52 der Schaltung 25 zeitlich gesteuert eingegeben. Wenn ein Impuls "aufzutauchen beginnt" (Fig.la), überschreiten Trägerperioden den vorbestimmten positiven Schwellenwert und lösen den als Datengenerator arbeitenden Vergleicher 22 aus; durch den verzögerten Taktimpuls wird dann eine logische "Eins" eingetastet, welche von dem Vergleicher 22 an die erste Stelle 50 des Aufwärts-Abwärtsschieberegisters eingegeben wird. Da dies eine falsche, unerwünschte Schwellenwertüberschreitung aufgrund von Rauschen sein kann (siehe die Periode 11 in Fig.la) wird kein Ausgangssignal abgegeben, welches anzeigen würde, daß ein möglicherweise gültiger "Impuls" anliegt bzw. "aufgetaucht ist". Aufgrund der bei der Erfindung vorgesehenen Signal-Rauschpegel hat sich ergeben, daß zwei aufeinanderfolgende Schwellenwertüberschreitungen den Beginn eines möglicherweise gültigen Impulses anzeigen wurden.

Wenn daher die nächste Trägerperiode ebenfalls den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, wird eine weitere logische "Eins" in das Schieberegister 25 geschoben, welches dann zwei logische "Einsen" erhält, und durch

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das Auslösen eines zweiten Flip-Flops 51 wird dann ein möglicherweise gültiger Impuls angezeigt. Wenn infolge des Rauschens die nächste oder eine weitere Trägerperiode unter den voreingestellten Schwellenwert abfällt, wird eine logische "Null" in die erste Stelle 50 des Aufwärts-Abwärtsschieberegisters eingegeben; am Ausgang des zweiten Flip-Flops 51 liegt jedoch immer noch eine logische "Eins" an. Wenn dann die nächste Trägerperiode den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, zählt das Schieberegister 25 wieder aufwärts, so daß wieder zwei "Einsen" vorhanden sind; das zweite Flip-Flop 51 verbleibt jedoch in einem logischen Zustand "Eins". Dieser Vorgang, daß ein konstanter logischer Pegel am Ausgang des zweiten Flip-Flops 51 anliegt, selbst wenn das Rauschen verhindert, daß eine Trägerperiode unter den Schwellenwertpegel abfällt, wird als Schwungradwirkung bezeichnet. Wenn zwei aufeinanderfolgende "Nullen" gefühlt werden, erhält das Aufwärts-Abwärtsschieberegister 25 zwei "Nullen", und das zweite Flip-Flop 51 fühlt diesen Zustand und an seinem Ausgang liegt eine logische "Null" an, wodurch das Ende eines möglicherweise gültigen Impulses angezeigt ist.

Ein Zähler 5*t, welcher durch das zweite Flip-Flop 51 in der logischen Schwungradschaltung 25 zurückgestellt und wieder ausgelöst wird, zählt die Taktimpulse, welche von dem als Taktgenerator arbeitenden Vergleicher während des sogenannten Schwungradvorgangs oder während der Dauer eines möglicherweise gültigen Impulses erzeugt worden sind. Ein mit dem Zähler 5^t verbundener Dekotierer 55 fühlt eingetastete bzw. eingegebene Zählerstände, welche genau festgelegte Taststellen entlang der "Einhüllenden" eines ideal geformten TACAN-Impulses darstellen. Diese logischen Signale und Befehle sind:

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a) Der Eintreffzeitpunkt (T.O.A.) beim Zählerstand 8.

b) Eine Abwurffreigäbe beim Zählerstand 8.

c) Das Schalten von Nachlauf auf Halten beim Zählerstand 30.

d) Das Prüfen der Gültigkeit des am Ausgang anliegenden EintreffZeitpunktes, indem die Impulsbreite geprüft wird, d.h. ein Impuls sollte zwischen dem Zählerstand 32 und 48 enden.

e) Ausgeben eines gültigen Impulssignals beim Zählerstand 48, und

f) das Ausgeben eines Befehls beim Zählerstand 48, damit mit einer Analog-Digital-Umsetzung begonnen wird.

Alle diese dekodierten Ausgänge führen außer den unter den Punkten b) und c) angeführten Befehlen zu anderen Teilen der TACAN-Signalverarbeitungseinridti tung, welche jedoch kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, und daher auch nicht im einzelnen beschrieben ist. Mit den unter b) und c) angeführten Befehlen, nämlich dem Abwurffreigabe-Befehl und dem Nachlauf/Haltebefehl wird die Arbeitsweise der Spitzenwertdetektor/Abtastschaltung festgelegt. Die Funktion der Spitzenwertdetektor/Abtastschaltung besteht darin, die Spitzenamplitude des impuls-amplitudentnodulierten Trägers aufzunehmen und sie in Form einer Gleichspannung für eine anschließende Analog-Digitalumsetzung und eine anschließende digitale Signalverarbeitung zu halten; diese Verarbeitung gehört jedoch nicht zur Erfindung. Während des Betriebs wird die Spitzenwertdetektor-Abfrageschaltung, welcher das noch nicht behandelte ZF-Signal zugeführt wird, während der Zeit, während welcher kein Impuls vorhanden ist, in einen Rücksetz- oder Abwurfzustand gezwungen, wie mittels der Zähler-Dekodiereranordnung 49 festgelegt wird.

Wenn 8"aufeinanderfolgende" Trägerperioden gezählt

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sind, sind die Aussichten gut, daß ein gültiger Impuls empfangen wird; folglich wird der Abwurfbefehl freigegeben und mit dem Nachlaufbetrieb begonnen. Während der nächsten 21 Trägerperioden (von 8 bis 29) folgen ähnlich wie bei einem herkömmlichen Videodetektor die positiven Spitzenwerte des impuls-amplitudenmodulierten Trägers. Bei dem Zählerstand 30 sollte der theoretische Spitzenwert eines ideal geformten TACAN-Impulses aufgetreten sein, und infolgedessen wird der Nachlaufbetrieb beendet und mit dem Haltebetrieb begonnen, wie mittels der Zähler-Dekodiereranordnung kS befohlen wird. Die Haltespannung (die als Gleidi spannung anzusehen ist) ist dem Spitzenwert des impuls-amplitudenmodulierten Trägers proportional und wird für eine anschließende A/D-Umsetzung gehalten. Am Ende der A/D-Umsetzung wird die Zähler-Dekodiereranordnung 49 zurückgesetzt, und folglich wieder mit dem Abwurfbetrieb begonnen; die Signal-Konditionierschaltung wartet dann auf das nächste zu fühlende, impuls-amplitudenmodulierte Signal.

Wenn das ZF-Signal an die in Fig.2 wiedergegebene Schaltung angelegt wird, fühlt der Detektor 20 das ZF-Signal, und bei Vorhandensein von Datensignalen am ZF-Ausgang liegen am Ausgang des Vergleichers 22 Datenimpulse an. Durch Taktimpulse am Ausgang der Verzögerungsschaltung 29 werden dann die Datensignale in die logische Schwungradschaltung 25 eingegeben. Die Schaltung 25 arbeitet digital, um so die Anzahl Impulse des ZF-Signals zu fühlen, da es bekannt ist, daß das ZF-Signal bei einer fest vorgegebenen bekannten ZF-Frequenz, die beispielsweise bei 8,5MHz liegt, erzeugt wird. In genau zeitlich festgelegten Intervallen werden ein Abwurfsignal, ein Nachlauf/Haltesignal, ein den Eintreffzeitpunkt festlegendes bzw. TOA-Signal, sowie den Beginn einer Umsetzung festlegende Signale erzeugt. Wenn der Impuls richtig erzeugt ist, die richtige Dauer aufweist, und

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auch sonst alle Anforderungen bezüglich eines gültigen TACAN-Impulses vorliegen, wird am Ende ein TOA-Signal erzeugt, wodurch angezeigt ist, daß ein derartiges TACAN-Signal erhalten worden ist. Inzwischen sind die Abwurfsignale und Nachlauf/Haltesignale in dem getasteten Impulsspitzendetektor 100 geschaffen worden.

Eine Hauptaufgabe des getasteten Impulsspitzendetektors 100 besteht darin, die Größe TACAN-Signals zu bestimmen. Dies wird bei Empfang des ZF-Signals durchgeführt, und am Ende des Abwurfsignals mißt der Detektor 100 die Größe des ZF-Signals, und bei Empfang des Nachlauf/Haltesignals wird das Signal eingespeichert. Wenn das Siganl von dem getasteten Impulsspitzendetektor 100 dem Analog-Digitalumsetzer zugeführt werden soll, wird durch das den Beginn der Umsetzung anzeigende Signal von der Schaltung 25 des Detektors 20, bewirkt, daß das getastete Signal von dem Detektor 100 aus an den Analog-Digitalumsetzer 30 angelegt wird. Der Analog-Digitalumsetzer 30 arbeitet in der üblichen bekannten Weise.

Der Vergleicher 27 ist auf Nullpotential bezogen und arbeitet als Taktgenerator, d.h. bei ihm finden Übergänge jedesmal dann statt, wenn das Eingangssignal null überschreitet. An den als Datengenerator verwendeten Vergleicher 22 ist eine Vorspannung angelegt, welche vorzugsweise gerade über dem Rauschschwellenwert liegt und welche infolgedessen fühlt, wann die Trägeramplitude (mit 8,5MHz) den voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Der Eintreffzeitpunkt ist dadurch festgelegt, daß eine feste vorgegebene Anzahl von "aufeinanderfolgenden" SchwellenwertÜberschreitungen (z.B. acht) mittels des als Taktgenerator arbeitenden !Comparators 27« welche um eine Viertelperiode des 8,5MHz-Trägers verzögert sind, als Daten-Abtastirapulse ge-

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zählt werden. Das Auflösungsvermögen liegt dann in diesem Fall bei +^Il8nsek oder in Entfernungsangaben bei +^17»7«n . Für alle praktischen Ausführungs formen weisen die Vergleicher 22 und 27 fest vorgegebene Anstiegszeiten bei 8.5MHz auf.

Da das Rauschen Fehlalarme und Fehler bei der Datenabgabe zur Folge hat, ist eine digitale Filterung des Datenausgangs unbedingt erforderlich. Die Filteranordnung ist eine einfache digitale Schwungradschaltung 25» welche sowohl Fehlalarme aufgrund von einzelnen Schwellenwertüberschreitungen unterdrückt als auch eine falsche Schwellenwertüberschreitung die zu einer Fehlabgabe führen würde, übergeht, wenn zwei aufeinanderfolgende Impulse vorher gefühlt wurden.

Hierbei überprüft die logische Schaltung 25» ob der TACAN-Impuls die richtige Breite oder Dauer, beispielsweise von 3»5/Usek +1 ,usek, aufweist. Wenn er nicht richtig ist, wird der Impuls von der logischen Schaltung 25 unterdrückt. Die logische Schaltung gibt ferner einen Abtastbefehl bei dem theoretischen Spitzenwert des Impulses bei der zwanzigsten Schwellenwertüberschreitung des ZF-Signals ab und gibt einen TOA-Impuls zu einem fest vorgegeben Zeitpunkt nach der ersten Schwellenwertüberschreitung, z.B. 48 Taktimpulse später ab.

In Fig.3 ist ein Blockschaltbild des den Eintreffzeitpunkt fühlenden Detektors 20 mit den beiden Vergleichern 22 und 27 dargestellt. Das ZF-Signal wird sowohl an den einen Anschluß des Vergleichers 22 als auch an den einen Anschluß 26 des Vergleichers 27 angekoppelt. Der andere Anschluß 23 des Vergleichers 22 ist mit einem Spannungsteiler 2k verbunden, um so eine Schwellenwertspannung zu erhalten. Der Spannungsteiler 2k ist mit einer positiven Spannungs-

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quelle +V und einer Stelle eines Bezugspotentials, beispielsweise Erde, verbunden, so daß eine positive Schwellenwertspannung an den Eingang 23 des Vergleichers 22 angelegt ist. Der andere Anschluß 28 des Vergleichers 27 ist mit dem Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential verbunden. Am Ausgang des Vergleichers 22 liegen Datenimpulse an, während am Ausgang des Vergleichers 27 über eine Verzögerungsschaltung 29 mit einer Verzögerung von 29nsek ein Taktsignal anliegt.

Die Größe der Verzögerung beträgt im Idealfall ein Viertel der Trägerperiode und ist insbesondere bei einem Träger mit einer Frequenz von 8,5MHz gleich 1/4.1/8,5·10 sek,

-9
was gleich 29*10 sek oder gleich 29nsek ist. Die Ausgänge des Vergleichers 22 und der Verzögerungsschaltung 29 sind mit der logischen Schaltung 25 verbunden, welche zwei JK-Flip-Flops 50 und 51 aufweist, welche miteinander ein zweistufiges Aufwärts-Abwärtsschieberegister 52 bilden. Jedes dieser JK-Flip-Flops 50 und 51 sind genormte, herkömmliche Einrichtungen, die in bekannter Weise arbeiten« so daß zum Verständnis der Erfindung sie nicht weiter beschrieben zu werden brauchen.

Die Fühlschaltungen 22 und 27 des TOA-Detektors 20 sind handelsübliche Vergleicher, wie beispielsweise die Vergleicher LM 106 der National Semiconductor Corporation. Das ZF-Signal wird an die nichtinvertierenden Eingänge der beiden Vergleicher 22 und 27» d.h. an die Anschlüsse 21 und angelegt. Der zweite Eingangsanschluß 23 des als Datengenerator arbeitenden Vergleichers 22 ist auf eine etwas positive, mittels eines Widerstands-Spannungsteilers 2k geschaffenen Spannung vorgespannt, während der zweite Eingangsanschluß 28 des als Taktgenerator verwendeten Vergleichers mit Erdpotential oder einem Potential Null verbunden ist.

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Jeder dieser Vergleicher arbeitet folgendermaßen:

Wenn das am Eingang anliegende ZF-Signal den durch die Vorspannung festgelegten Schwellenwert des jeweiligen Vergleichers überschreitet, liegt am Ausgang des Vergleichers eine logische "1" an; wenn jedoch das am Eingang anliegende ZF-Signal unter den Schwellenwert abfällt, liegt am Ausgang des jeweiligen Vergleichers eine logische "O" an. Da eine (bestimmte) Anzahl von "aufeinanderfolgenden" ZF-Trägerperioden, welche die Daten-Schwellenwertspannung überschreiten, zum Bestimmen des EintreffZeitpunktes erforderlich ist, muß eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Aufeinanderfolge aufzunehmen. Dies wird mit Hilfe des als Taktgenerator arbeitenden Vergleichers 27 erreicht, an dessen Ausgang logische Übergänge anliegen, sobald das zum Erdpotential symmetrische ZF-Trägersignal seine Polarität ändert. Um den Abfrageimpulse bei dem Spitzenwert des ZF-Trägers zu schaffen, wird der Ausgang des als Taktgenerator verwendeten Vergleichers um etwa 90 bezüglich des am Eingang anliegenden Trägers verzögert. Da die ZF-Frequenz bei allen praktischen Ausführungsformen konstant bei 8,5MHz liegt, wird diese Verzögerung um 90 in einer auf 29nsek festgelegten Verzögerungsschaltung 29 durchgeführt.

Um das Rauschen zu unterdrücken und nicht durchzulassen arbeiten ein Aufwärts-Abwärtsschieberegister 52 und ein ODER-Glied als digitale Schwungradschaltung 25· Hierbei liegen an Anschlüssen 48 und 49 der vorerwähnte Daten- sowie der Taktimpuls an und an ihrem Ausgang liegt ein logisches Signal an, welches das Fehlen (bei Anliegen einer logischen "0") oder das Vorhandensein (bei Anliegen einer logischen "1") eines möglicherweise gültigen impuls-amplitudenmodulierten TACAN-Impulses anzeigt. Das zweistufige Auf wärts-Abwärtsschieberegister der Schwungradschaltung 25 weist

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zwei gleich aufgebaute durch eine positiv verlaufende Flanke angesteuerte JK-Flip-Flops 50 und 51» wie beispielsweise die Typen SN 7^70 der Texas Instrument Corporation, auf, wobei J=J.. J₀. J_ und K=K.. K . K_ ist, wie in den

1 c* j J. Ct j

Blockschaltbildern 50 und 51 der Fig.3 dargestellt ist. Die Wertetabelle für diese besondere Flip-Flop-Ausführung ist nachfolgend angegeben:

Wertetabelle

Zustand	J	K	Takt	Q	Q
a	0	0	JT	keine	Änderung
b	1	0	JT	1	0
C	0	1	JT	0	1
d	1	1	Λ	Kippen

Während des Betriebs befindet sich während der zwischen den Impulsen liegenden Periode (wo kein Impuls, sondern nur der Träger vorhanden ist), die Datenleitung im wesentlichen immer auf einem logischen Zustand "0" und die Q-Ausgänge der Flip-Flops 50 und 51 werden durch logische Nullen gesteuert, da die Wirkung der J-K-Tastung den Zustand c in der Wertetabelle entspricht.

Wenn ein Impuls aufzutauchen beginnt, selbst wenn es eine nicht erwünschte Rauschperxode ist, wird der J-K-Eingang des . Flip-Flops 50 getastet, wodurch er bei Vorhandensein einer logischen 1 auf der Datenleitung von dem Zustand c in den Zustand b geändert wird, und infolgedessen ändert sich der Zustand, wenn ein Taktimpuls eintrifft. Das Flip-Flop 51» welches durch den Taktimpuls angesteuert wird,

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bleibt in dem Zustand c und an ihm findet keine Zustandsänderung statt. Wenn bei dem nächsten Taktimpuls auf der Datenleitung eine logische Null anliegt, soll der vorhergehende Taktimpuls, durch welchen eine nicht erwünschte Rauschperiode des Trägers verarbeitet worden ist, und folglich das Flip-Flop 50 zurück in den logischen Zustand null gebracht sein, und das Flip-Flop 5I wird dann in seinem letzten logischen Nullzustand belassen.

Wenn dann der nächste Taktimpuls auf der Datenleitung anliegt, und dieser wieder eine logische 1 ist, bleibt das Flip-Flop 50 in dem logischen Zustand Eins, und das Flip-Flop 51 kippt in den logischen Zustand Eins um, wodurch der Beginn eines möglicherweise gültigen Impulses angezeigt wird, da der Zustand b in der Wertetabelle an den J-K-Eingängen der beiden Flip-Flops 50 und 51 gilt, unmittelbar bevor der zweite Taktimpuls anliegt. Der eingegebene Zustand b bleibt an den Eingängen der beiden Flip-Flops 50 und 51 erhalten, solange aufeinanderfolgende Trägerperioden den Datenschwellenwert überschreiten.

Sobald zwei oder mehr aufeinanderfolgende ZF-Perioden den Datenschwellenwert überschritten haben, kann eine Trägerperiode unter den Datenschwellenwert fallen, ohne daß dies den Zustand des zweiten Flip-Flops 51 (Schwungradwirkung) beeinflußt; wenn dann der Taktimpuls eintrifft, weist die J-K-Ansteuerung am Flip-Flop 51 den Zustand a in der Wertetabelle auf. Das erste Flip-Flop 50 ändert jedoch seinen Zustand, da die J-K-Ansteuerung an ihm den Zustand c in der Wertetaballe eingenommen haben würde.

Wenn beim nächsten Taktimpuls wieder eine logische Eins auf der Datenleitung vorhanden ist, wird das erste Flip-Flop 50 in de» Sustand b und das zweite Flip-Flop 51

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in dem Zustand a gehalten, und die beiden Flip-Flops 50 und

51 sind wieder in einen logischen Zustand 1 gesteuert, wenn

der Taktimpuls eintritt, was somit zu der Schwungradwirkung geführt hat.

Wenn andererseits zwei aufeinanderfolgende Nullen, wie sie von dem als Datengenerator arbeitenden Vergleicher 22 festgelegt sind, in das Schieberegister 25 eingegeben werden, führt die J-K-Ansteuerung an dem zweiten Flip-Flop 51 bei der zweiten Taktzeit zu dem Zustand c, und beide Flip-Flops 50 und 51 werden wieder einmal in den Zustand null gesteuert.

Die Zähler-Dekodiereranordnung 5^» 55 zählt die Anzahl der von der Schwungradschaltung durchgeführten Taktimpulsperioden, welche den Datenschwellenwert überschreiten, wie er durch den Zustand des zweiten Flip-Flops 51 in der logischen Schwungradschaltung festgelegt ist. Solange am Ausgang Q eine logische Null anliegt, und der Zähler 5^ Taktimpulse erhält, bleibt der Zähler 5^ in seinem vorher eingestellten Nullzustand. Sobald zwei aufeinanderfolgende Schwellenwertüberschreitungen in die Schwungradschaltung eingegeben werden, geht der Ausgang Q in den logischen Zustand 1 über, wodurch dann der Zähler 5^b beginnt, Taktimpulse zu zählen. Wenn der Zähler 5^ von O bis 8 aufwärts zählt, zu welchem Zeitpunkt am Ausgang des Dekodierers 55 ein logisches TOA-Signal anliegt, welches anzeigt, daß die einem Wert von 50% entsprechende Stelle eines ideal geformten Impulses diesen Pegel erreicht haben sollte, löst der Dekodierer 55 den Abwurfbefehl aus, so daß die Spannung an einem Kondensator 133 in der Spitzenwertdetektor/Abtastschaltung 100 den Spitzenwerten des Trägers folgt.

Da der Abwurfbefehl während der gesamten Zählfolge

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und noch etwas langer ausgelöst sein muß (bis es nach Beendigung des A/D-Umsetzvorgangs zurückgestellt wird)_t wird ein Flip-Flop (Speicher) 64 auf den Zählerstand 8 eingestellt, welcher eingestellt bleibt, bis er durch einen Befehl am Ende der A/D-Umsetzung zurückgestellt wird. In ähnlicher Weise werden, wenn der Zähler 54 weiter bis zu den Zählerständen 30» 32 und 48 zählt, die anderen Flip-Flops des Speichers 64 zurückgestellt, was dann zu den Befehlen Nachlauf/Halten bei 48^ cnt> 32 (Abtasten der A/D-Umsetzung) führt. Ein Impuls wird dann als gültig angesehen, wenn er eine ganz bestimmte Breite hat. Die Breite wird hierbei mittels eines Verknüpfungsgliedes 65 geprüft.

Wenn der Impuls zwischen dem Zählerstand 32 und 48 wegläuft, kehrt der Q-Ausgang der Schwungradschaltung 25 in einen logischen Zustand 1 zurück, und am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 65 liegt ein Impuls an, wodurch angezeigt wird, daß der Impuls ein gültiger Impuls war.

Noch nicht behandelte ZF-Trägerperioden (Fig.la) liegen als Eingänge an einem Eingang eines Differenzverstärkers IO5 (Fig.2) und an einer Stromverstärkungsstufe an. Während der Perioden zwischen den Impulsen (wo kein Impuls vorhanden ist) wird mittels des Abwurfbefehle der in Fig.2 dargestellte Speicherkondensator gestartet, und infolgedessen ist die Ausgangsleitung im wesentlichen geerdet. Wenn der Abwurfimpuls ausgelöst wird,(beim Zählerstand 8), versucht der Kondensator 133 sich bei jedem nachfolgenden positiven Spitzenwert des Trägers aufzuladen, wobei Strom in den Kondensator "gepumpt" wird, wenn der ZF-Trägereingang die in dem Kondensator gepufferte Rückkopplungsspannung überschreitet, welche durch die Differenzverstärkerstufe 105 am Eingang festgelegt ist. Das sogenannte Mitziehen in der geschlossenen Schleife dauert an, bis der theoretische

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Spitzenwert des impuls-amplitudenmodulierten Trägers (beim Zählerstand 30) durchgelaufen ist, wobei dann zu diesem Zeitpunkt der Nachlaufbefehl auf Halten geschaltet wird. Ein elektronischer Schalter S. schaltet dann von geschlossen auf offen um, wodurch ein zusätzlicher Strom abgeschaltet wird, welcher den Kondensator 133 laden würde. Die im Kondensator gehaltene und gepufferte Spannung liegt an einem Analog-Digitalumsetzer 30 an, wo sie in eine digitale Zahl für eine anschließende Signalverarbeitung umgesetzt wird; dies ist jedoch nicht Teil der Erfindung.

Teile der in Fig.k dargestellten Spitzenwertdetektor/Abfrageschaltung können bestimmten Teilen des Blockschaltbilds in Fig.2 zugeordnet werden:

Fig.2

Fig. k

Differenzverstärker Stromverstärkungsstufe Speicherkondensator Puffer am Ausgang

Schalter für das Auslösen des Abwurfbefehls Schalter für den Nachlauf /Haltebefehl Einstellung der Verstärkung der geschlossenen Schleife

Transistoren 101 und 118 Transistor 13^t Kondensator 130 FET 137, Zenerdio de I63, Transistor 167 Transistor 129

Transistor

Widerstände 123 und I97

Die übrigen Bauelemente sind erforderlich, um eine Vorspannung und andere Betriebszustände der Schaltung auszubilden. Während des Betriebs folgt der getastete Spitzenwertdetektor gemäß der Erfindung dem am Eingang anliegenden Trä-

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ger, indem er auf die Spitzenwerte des Trägersignals aufgeladen vrird und die gespeicherte Ladung hält, ohne daß er sich wie bei bekannten Anordnungen entlädt.

Wenn in Fig.4 das Abwurfsignal positiv oder hoch ist, welches während der ersten acht Perioden des Eingangssignals, aber nicht bei dem achten Zählvorgang des Zählers 54 auftritt, wird die Basis 128 eines Transistors 129 bezüglich dessen Emitter 130 positiv, wodurch der Transistor 129 leitend wird. Auf diese Weise wird eine Ladung auf dem Speicherkondensator 133 über den Transistor 129 abgeleitet und wirksam zu dem Erdpotential nebengeschaltet. Bei Vorhandensein des positiven Abwurfsignals ist somit keine Ladung auf dem Speicherkondensator 133 gespeichert, und der Kondensator 133 folgt nicht dem an den Transistor 101 angelegten Signal. Das an einer Ausgangsleitung 173 anliegende Signal hat daher OV.

Durch einen Transistor 108, dessen Basis über eine Verbindung 113 und einen Widerstand 179 mit dem Erdpotential verbunden ist, und dessen Emitter 109 mit einem auf negativen Potential (-15) liegenden Anschluß verbunden ist, bewirkt, daß ein konstanter Strom über den Widerstand 106 fließt.

Wenn das Abwurfsignal fehlt, oder wenn die an die Basis 128 angelegte Spannung eine logische 0 ist, wird der Transistor 129 nichtleitend, wodurch dann Ladungen auf dem Speicherkondensator 133 gespeichert werden. Die Wegnahem des Abwurfsignals hat zur Folge, daß die Schaltung aus einem FET-137, einem Widerstand I69 und den zugeordneten Bauelementen als Verstärker mit einer geschlossenen Schleife arbeitet. Der Transistor II8 pflegt sich auf dieselbe Spannung aufzuladen, wie sie an den Transistor 101 angelegt ist. Das heiijt,

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die Spannung an der Basis 121 pflegt gleich der Spannung an der Basis 103 zu sein. Wenn daher eine Spannung in der Größenordnung von Millivolt an der Basis 103 angelegt ist, ist auch eine Spannung in der Größenordnung von Millivolt an der Basis 121 angelegt.

Wenn das ZF-Signal an der Basis IO3 hochgehen will, wird der Transistor 101 leitend, wodurch der Transistor II8 abgeschaltet wird, wobei der Emitter 119 in positiver Richtung im Hinblick auf den konstanten, über den Widerstand IO6 fließenden Strom vorgespannt ist. Wann infolgedessen der Transistor II8 aufhört, leitend zu sein, wird sein Kollektor II7 positiver.

Wenn der Kollektor 117 des Transistors II8 positiver wird, nimmt die Leitfähigkeit eines Transistors 13^ zu, da dessen Emitter 138 auf einem höheren Spannungspegel als vorher liegt, wodurch dann der Speicherkondensator 133 geladen wird.

Wenn sich der Speicherkondensator 133 positiv lädt, wird eine größere positive Ladung an die Steuerelektrode des FET 137 angelegt. Folglich nimmt der an der Senkenelektrode 161 des FET 137 angelegte Ausgarg zu, da dieser Teil der Schaltung als FET-Folgestufe arbeitet. Eine Zenerdiode 163 arbeitet als Pegelschieber, welcher das Signal nach unten schiebt. Wenn das Signal zunimmt, nimmt auch die Spannung am Emitter 172 des Transistors I67 entsprechend zu, wodurch sich das Eingangssignal am Transistor II8 des Differenzverstärkers aus den beiden Transistoren IO8 und II8 positiv ändert, was dann zu einer Annäherung bezüglich des Eingangssignals an der Basis IO3 führt.

Dies dauert an, bis die Spannung ander Basis 121

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gleich der Spannung an der Basis IO3 ist. Wenn die Spannung an der Basis 121 höher wird als die an der Basis IO3 dann würde die Leitfähigkeit des Transistors II8 auf einen höheren Wert ansteigen, und dadurch würde der Strom abnehmen und der Transistor 101 abschalten; wenn dies eingetreten ist, wird der Kondensator 133 aufhören leitend zu sein, wodurch auch die Spannungszunahme an der Basis 121 gestoppt wird. Mit anderen Worten, wenn das Eingangssignal an dem Transistor 101 positiv wird, neigt der Transistor II8 aufgrund der als geschlossene Schleife ausgebildeten Verstärkerschaltung dazu, den positiven Spitzenwerten des Eingangssignals zu folgen. Wenn das Signal an der Basis 121 des Transistors HO sich dem Spitzenwert des an den Transistor 101 angelegten Impulses nähert, beginnt das sinusförmige Eingangssignal am Transistor 101 negativ zu werden. Wenn dies eintrifft, wird der Transistor 101 abgeschaltet, wodurch der Transistor II8 leitend würde. Wenn der Transistor 13*t abschaltet, wird der Kondensator 133 nicht geladen oder er bzw. seine Ladung wird geändert, so daß der Kondensator 133 die Spitzenspannung hält, welche er gerade abgetastet hat. Der Kondensator 133 hält eine derartige Spannung solange, bis das Eingangssignal wieder zunimmt und über einen Pegel hinausgeht, den es vorher hatte. Wenn der Eingangstransistor 101 über seinen vorherigen positiven Spitzenwert ansteigt, schaltet der Transistor II8 wieder ab, wodurch der Transistor 13^ angeschaltet wird, so daß der Kondensator 133 wieder geladen werden kann.

Der Kondensator 133 lädt sich auf den Spitzenwert des Eingangssignals an dem Transistor 101 auf. Er überschreitet den Spitzenwert des Eingangssignals nicht, da der Transistor 118 leitend würde und ein weiteres Aufladen des Transistors unterbinden würde, indem er abschaltet. Wenn das ZF-Signal während der verschiedenen Perioden des Trägers negativ wird ,hört der Transistor 101 auf leitend zu sein, und

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folglich wird aufgrund des konstanten, über den Widerstand 106 fließenden Stroms der Transistor II8 in einem höheren Maß leitend, wodurch die Spannung an dem Kollektor 117 sinkt. Da die Spannung an dem Kollektor 117 abnimmt, nimmt auch die Spannung am Emitter I36 des Transistors 13k ab, wodurch dieser (13Ί) abschaltet. Wenn der Transistor IJk abgeschaltet wird, wird die auf dem Kondensator 133 gespeicherte Ladung nicht beeinflußt. Wenn das ZF-Signal wieder positiv wird, lädt sich der Speicherkondensator wieder auf, wenn das ZF-Signal positiver wird als es vorher war.

Bei der achten Periode des Eingangssignals und folglich bei einem Zählerstand 8 auf dem Zähler 5^ wird das Nachlauf/Haltesignal positiv und dadurch der Transistor 147 angeschaltet. Wenn der Transistor IA7 angeschaltet wird, schließt er den Transistor 13^ neben oder schaltet ihn ab, unabhängig davon, wie das Eingangssignal an der Basis IO3 des Transistors 101 wird und unabhängig davon, was der Transistor 13^ bei dem Eingang macht. Der Transistor 13^ wird vollständig abgeschaltet, und wenn er (13^) abgeschaltet ist, kann der Kondensator 133 nicht mehr langer seinen Ladungswert ändern, selbst wenn das Eingangssignal an der Basis IO3 des Transistors 101 seinen vorhergehenden Wert übersteigt. Infolgedessen hält der Kondensator 133 seine letzte bekannte Spannung, welche der Spannung bei dem letzten Spitzenwert des ZF-Signals äquivalent sein sollte.

Die gehaltene Spannung ist eine Gleichspannung, welche für lange Zeit wirksam gehalten werden kann, unabhängig davon, was am Eingang IO3 des Transistors 101 stattfindet. Die gespeicherte Ladung auf dem Kondensator 133 ist bei Vorhandensein des Nachlauf/Haltesignals wirksam gegenüber irgendeiner Veränderung in dem ZF-Signal an der Basis IO3 des Transistors 101 getrennt. Wenn folglich bei Anliegen des Nachlauf/Halte-

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signals das ZF-Signal weitere angelegte Änderungen aufweist oder ein anderes Signal an den Transistor 101 angelegt wird, hat dies keinen Einfluß auf die auf dem Kondensator 133 gespeicherte Ladung, da der Transistor 13^ durch das Nachlauf/ Haltesignal wirksam abgeschaltet ist.

Die Ladung auf dem Speicherkondensator 1331 welche an die Steuerelektrode I36 des FET 137 angelegt ist, steuert dann das Signal, das an den Transistor I67 angelegt ist, um das abgetastete Signal auf der Leitung 173 festzulegen. Die Ladung neigt nicht dazu abzufließen, da der Kondensator 133 an eine Schaltung mit hoher Impedanz angekoppelt ist. Der Eingang eines FET, wie beispielsweise des FET 137, liegt in der Größenordnung van 10 _D- und der Eingang an einem Kollektor, wie beispielsweise dem Kollektor 135 des Transistors 13^ liegt in der Größenordnung von 500 kXi . Auf diese Weise liegt der Nebenschlußwiderstand an dem Kondensator 133 in der Größenordnung von 500 k^· oder er ist besser. Folglich fließt eine Ladung, welche auf einem Kondensator mit lOOpF gespeichert ist, was ein üblicher Wert für den Kondensator I33 ist, nicht ab, während sich die Schaltung in dem Haltezustand befindet. Die Ladung auf dem Kondensator pflegt sich auf dem letzten bekannten Wert für verhältnismäßig lange Perioden zu halten, das heißt lang, im Vergleich zu der Zeit, die der Empfänger für eine Analog-Digitalumsetzung benötigt.

Die Spannung am Kondensator 133 wird wirksam an die Leitung 173 angelegt. Obwohl sie nicht gleich dieser Spannung ist, ist sie ihr proportional. Die Spannung am Kondensator ist normalerweise etwas positiver als die tatsächliche Ausgangsspannung, da in Abhängigkeit von der früheren, alten Spannung an dem FET bis zu 7V an einer Zenerdiode I63 abfallen kann. Das Ausgangssignal auf der Leitung 173 ist jedoch bei einer niedrigen Impedanz am Ausgang genau gleich dem Spitzenwert des Signals, da das Signal auf der Leitung 173

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von einem Emitterfolger über den Emitter 172 des Transistors 167 angelegt wird. Infolgedessen hat das Ausgangssignal eine niedrige Quellenimpedanz, um den Rest der Schaltung zu betreiben, wie beispielsweise den Analog-Digitalumsetzer 30 (Fig.2).

Um unerwünschte Rauscheinflüsse zu vermeiden, wird wie allgemein bekannt, eine Frequenzbegrenzung angewendet. Die Kondensatorschaltung kann nur dem Signal folgen, das an den Eingang angelegt wird, so daß es nicht überschwingen und Rauschspitzen folgen kann. Zusammen mit der Frequenzbegrenzung oder Filterung wird gleichzeitig eine Gleichrichtung durchgeführt.

Das am Kondensator 133 gespeicherte Signal ist so ausgelegt, daß es für eine Dauer von 6O,usek erhalten bleibt, so daß auf diese Weise der zweite Impuls des Impulspaares gehindert ist, die Haltespannung zu beeinflussen.

Bei der Erfindung können auch andere Zwischenfrequenzen als 8.5MHz verwendet und andere Änderungen vorgenommen werden, beispielsweise können statt Transistoren des P-Leitfähigkeitstyps auch Transistoren des N-Leitfähigkeitstyps und statt eines FET andere Einrichtungen oder auch andere Arten von elektronischen Entladeeinrichtungen, beispielsweise integrierte Schaltungen verwendet werden.

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Claims

Ansprüche

\imJSignal-Konditionieranordnung zum Fühlen des Eintreffzeitpunktes eines Signals, das in Form einer Anzahl Perioden einer impulsmodulierten Hochfrequenz gesendet und empfangen wird, welche mit einem Rechteckimpuls mit einer bekannten Anstiegszeit (t) und bekannter Dauer (d) moduliert wird, mit einem Hochfrequenzempfänger für die amplitudenmoduliert e Hochfrequenz, mit einem abstimmbaren Überlagerungsoszillator zum Überlagern eines Ausgangs des Hochfrequenzempfängers, um ein Zwischenfrequenzsignal mit einer fest vorgegebenen Frequenz (f) zu. erzeugen und mit mindestens einer Zwischenfrequenzstufe zum Verstärken des Zwischenfrequenzsignals, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (TOA-Detektor 20, Spitzenwertdetektor/Abtastschaltung 100) an eine der Zwischenfrequenzstufen angekoppelt sind, um eine fest vorgegebene Anzahl η von Perioden des angekoppelten Zwischenfrequenzsignals zu zählen, wobei η eine Funktion sowohl der halben Anstiegszeit (t) und der Frequenz (f) ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz (f)gleich 8,5MHz, die Anstiegszeit (t) gleich 2,5/Usek und die feste Zahl (n) gleich 8 ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einrichtung (TOA-Detektor .20) mit einem ersten Vergleicher (27)« von dem ein Eingang (26) mit einer Zwischenfrequenzstuf e und der andere Eingang (28) mit einem Bezugspotential verbunden ist, um einen Impuls an seinem Ausgang zu erzeugen, wenn eine Periode von der Zwischenfrequenzstufe das Bezugspotential überschreitet, mit dem Ausgang des ersten Vergleichers (27) verbundene Verzögerungsschaltung (29)

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zum Verzögern des Rechteckimpulses, so daß der verzögerte Rechteckimpuls ein Taktimpuls wird, mit einem zweiten Vergleicher (22), von welchem ein Eingang (21) an die eine Zwischenfrequenzstufe und der andere Eingang (23) en eine positive Schwellenwertspannung angekoppelt ist, um so einen Datenimpuls an seinem Ausgang zu erzeugen, wenn eine Periode von der einen Zwischenfrequenzstufe die Schwellenwertspannung überschreitet, und mit einer logischen Schaltungsanordnung (25) > die mit dem Ausgang des zweiten Vergleichers (22) verbunden ist und durch Taktimpulse von dem ersten Vergleicher (27) taktgesteuert ist, um η Datenimpulse zu zählen.

k. Anordnung nach Anspruch 3i gekennzeichnet durch die logische Schaltung (25) mit einem zweistufigen Aufwärts-Abwärtsschieberegister (52), das durch aufeinanderfolgende Taktimpulse gesteuert wird, mit einer Verknüpfungsschaltung, welche mit dem Ausgang des Schieberegisters (52) verbunden ist, um einen logischen Ausgangspegel ("1") bei einer Übereinstimmung eines Datenimpulses mit einem Taktimpuls an dem Schieberegister (52) zu erzeugen, mit einer Einrichtung zum Unterdrücken von Schwellenwertüberschreitungen eines einzelnen Datenimpulses,indem sie abwärts verschoben werden, wenn der nächste Datenimpuls fehlt, und indem ein fehlender Impuls durchgeht, wenn zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schwellenwertüberschreitungen gefühlt werden, mit einem Zähler (5^)_? welcher mit dem Ausgang der Verknüpfungsschaltung verbunden und von dieser gesteuert wird, um ein Signal zu erzeugen, wenn der Zähler (5^) auf die feste Zahl(n) zählt, um dadurch das Eintreffen einer halben Amplitude des Zwischenfrequenzimpulses anzuzeigen.

5» Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (20) eine fest vorgegebene Anzahl (N) von

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Perioden eines angekoppelten Zwischenfrequenzsignals zählt, wobei die Zahl (N) eine Funktion sowohl der Dauer (d) als auch der Frequenz (f) ist.

6. Anordnung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (5^) ein Signal erzeugt, wenn der Zähler auf die Zahl (N) zählt, wobei die Zahl (N) eine Funktion der Dauer (d) und der Frequenz (f) ist, um dadurch das Ende des Reehteckimpulses anzuzeigen.

7· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung an den Zähler (5^) angekoppelt ist, um ein TOA-Signal zu erzeugen, nachdem der Zähler (5^) auf die Zahl (N) gezählt hat, aber noch eine Taktperiode fehlt, um auf (N+l) zu zählen.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, um einen mit einer Zwischenfrequenz modulierten Rechteckimpuls zu erhalten und um den Spitzenwert dieses Impulses zu einer bestimmten Zeit zu speichern, gekennzeichnet durch einen ersten Transistor (101), dessen Kollektor (102) mit einer Spannungsquelle verbunden ist und an dessen Basis (IO3) der modulierte Rechteckimpuls anliegt, durch einen zweiten Transistor (118) desselben Leitfähigkeitstyps wie der erste Transistor (101), dessen Emitter (10*0 mit dem Emitter (II9) des zweiten Transistors (II8) verbunden ist, durch eine einen konstanten Strom schaffende Einrichtung (I06), um die Emitter (lO4fc, 121) mit einem Bezugspotential entgegengesetzter Polarität wie die der Spannungsquelle zu verbinden, durch einen ersten Widerstand (II6), um die Spannungsquelle mit dem Kollektor (II7) des zweiten Transistors (II8) zu verbinden, durch einen dritten Transistor (13Ό des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps wie der des zweiten Transistors (118), dessen Kollektor (117) mit dem Emitter (13O) des

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dritten Transistors (13*0 verbunden ist, durch einen Speicherkondensator (13^), von welchem ein Anschluß mit dem Kollektor (135) des dritten Transistors (13^) verbunden ist, und dessen anderer Anschluß mit einem Bezugspotential verbunden ist, durch eine erste, mit dem einen Anschluß des Speicherkondensators (133) verbundene, elektronische Schaltung (1371 163) zur Aufnahme eines Signals, um den Speicherkondensator (133) in ungeladenem Zustand zu halten oder um den Speicherkondensator hierdurch nicht zu beeinflussen, durch eine zweite elektronische Schaltung (lkk, 1^7» 151)/ um ein Signal zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt aufzunehmen, um die auf dem Kondensator (133) gespeicherte Ladung zu halten, wobei die zweite elektronische Schaltung einen vierten Transistor (1Λ7) desselben Leitfähigkeitstyps wie die beiden ersten Transistoren (101, 117) aufweist, dessen Kollektor mit dem Emitter (138) des dritten Transistors (13^) verbunden ist, an dessen Basis (1^9) das Haltesignal anliegt und dessen Emitter (l48) mit Bezugspotential verbunden ist, durch eine dritte elektronische Schaltung mit zumindest einer elektronischen Entladeeinrichtung, die mit der Basis (131) des zweiten Transistors (II8) verbunden ist, und durch eine vierte elektronische Schaltung mit einer hohen Ausgangsimpedanz, um den Speicherkondensator (133) an einen Anschluß der dritten elektronischen Schaltung anzukoppeln, welche ein Ausgangssignal schafft, das den gespeicherten Spitzenwert des Impulses anzeigt.

9· Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und vierte elektronische Schaltung folgende Bauelemente aufweist: einen ersten Widerstand (123), über welchen die Basis (121) des zweiten Transistors (II8) mit dem Bezugspotential verbunden ist, eine elektronisch gesteuerte Dämpfungseinrichtung (197); die mit einem Anschluß mit der Basis (121) des zweiten Transistors (II8) verbunden ist,

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einen fünften Transistor (167) desselben Leitfähigkeitstyps wie der erste Transistor (lOl), wobei dessen Kollektor (169) über einen Widerstand (17I) mit der Spannungsquelle und sein Emitter (172) mit dem anderen Anschluß der elektronisch gesteuerten Dämpfungseinrichtung verbunden ist, einen in Reihe mit einem Kondensator (I58) geschalteten Widerstand (l59)i der mit der Spannungsquelle verbunden ist, während der Kondensator (I58) mit dem Bezugspotential verbunden ist, einen Feldeffekttransistor (I37)i dessen Quellenelektrode (157) mit der gemeinsamen Verbindung des Widerstands (159) und des Kondensators (I58) und dessen Steuerelektrode (I36) mit dem einen Anschluß des Speicherkondensators (32) verbunden ist, durch einen zweiten Widerstand (168), über welchen die Basis des fünften Transistors (167) mit einem Bezugspotential entgegengesetzter Polarität wie die der Spannungsquelle verbunden ist, und eine Zenerdiode (163)1 deren Anode mit der Basis (166) des fünften Transistors (167) und dessen Kathode (l62) mit der Quellenelektrode (161) des Feldeffekttransistors (137) verbunden ist.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 3i 4, 8 und 9i dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (5^) durch die Taktimpulse gesteuert ist, um ein erstes Signal zu erzeugen, wenn der Zähler eine erste vorbestimmte Zahl zählt, welche die Anzahl Perioden der Zwischenfrequenz anzeigt, die während einer halben Anstiegszeit (t) des Rechteckimpulses anliegen, und um ein zweites Signal zu erzeugen, wenn der Zähler zu einer zweiten vorbestimmten Zahl während des Spitzenwerts zu der bestimmten vorgegebenen Zeit zählt, und um ein drittes Signal bei einer dritten vorgegebenen Zahl zu erzeugen.

11. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Amplitudenspitze fühlende und abtastende Einrichtung (100) mit einem Differenzverstärker (105) und einer Stromverstär-

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kungsstufe, mit einem Speicherkondensator (I33)i mit einer Pufferstufe mit einem Feldeffekttransistor (137) und mit einer für den Abwurf- und Nachlauf/Haltebetrieb steuerbaren Einrichtung.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch Impulsflanken ansteuerbare JK-Flip-Flops (50, 51) mit dem Ausgang des als Datengenerator arbeitenden Vergleichers (22) und mit dem Ausgang der Verzögerungsschaltung (29) verbunden sind, wobei die Flip-Flops (50? 51) als Aufwärts-Abwärtsschieberegister (52) geschaltet werden, um dadurch eine Schwungradschaltung zu schaffen.

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