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DE2317662A1 - PROCEDURE FOR DISTANCE MEASUREMENT ACCORDING TO THE ECHO DELAY METHOD - Google Patents

PROCEDURE FOR DISTANCE MEASUREMENT ACCORDING TO THE ECHO DELAY METHOD

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DE2317662A1
DE2317662A1 DE2317662A DE2317662A DE2317662A1 DE 2317662 A1 DE2317662 A1 DE 2317662A1 DE 2317662 A DE2317662 A DE 2317662A DE 2317662 A DE2317662 A DE 2317662A DE 2317662 A1 DE2317662 A1 DE 2317662A1
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Germany
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sound
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delay
display
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Siegfried Thieme
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ELAC Electroacustic GmbH
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ELAC Electroacustic GmbH
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Description

El FCT^HISTJC Kie1' den 27- Februar 1973El FCT ^ HISTJC Kie1 'the 27- February 1973

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Verfahren zur Entfernungsmessung nach der EcholaufzeitmethodeMethod for distance measurement according to the echo delay method

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernungsmessung nach der Echolaufzeitmethode, wobei Schall- oder Ultraschallimpulse ausgesendet werden und die von einem reflektierenden Objekt zurückkehrenden Echos in einem Empfangsgerät mittels einer Anzeigeeinrichtung hörbar oder, sichtbar angezeigt werden.The invention relates to a method for distance measurement the echo transit time method, in which sound or ultrasonic pulses are emitted and those returning from a reflecting object Echoes are audibly or visibly displayed in a receiving device by means of a display device.

Bei Ortungsgeräten, die nach dem vorgenannten Verfahren arbeiten, wird es als störender Mangel' empfunden, daß auch solche Schall- bzw. Ultraschallimpulse angezeigt werden, die nicht Echos des eigenen Sendeimpulses sind, nämlich Schallimpulse fremder Schallquellen, beispielsweise Schiffsschraubengeräusche und Sende- oder Echoimpulse anderer, in der Nachbarschaft arbeitender Echolotgeräte.For tracking devices that work according to the aforementioned method, is it perceived as a disturbing defect that such sound or Ultrasound impulses are displayed that are not echoes of the own transmission impulse, namely sound impulses from external sound sources, For example, ship propeller noise and transmission or echo pulses other echo sounders working in the vicinity.

Es bestand daher das Bedürfnis zu gewährleisten, daß die Anzeigeeinrichtung nur die Echos des eigenen Sendeimpulses anzeigt, dagegen alle Fremdimpulse unterdrückt.There was therefore a need to ensure that the display device only displays the echoes of its own transmission pulse, but suppresses all external pulses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem auszusendenden Schall- oder Ultraschallimpuls ein Hilfsnignal aufmoduliert wird, dessen Frequenz von der Frequenz des Schall- bzw. Ultraschallimpulses gut unterscheidbar ist, und daß das Hilfssignal nach seiner Demodulation und gegf. Gleichrichtung im Empfangsgerät dazuAccording to the invention, this object is achieved in that the Sound or ultrasound impulse modulates an auxiliary signal is, the frequency of which is easily distinguishable from the frequency of the sound or ultrasonic pulse, and that the auxiliary signal after its demodulation and if necessary. Rectification in the receiving device

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benutzt wird, die Anzeigeeinrichtung über ein Steuerorgan in Wirkung zu setzen.is used, the display device via a control element in To put effect.

Hierdurch wird erreicht, daß nur solche Echos zur Aufzeichnung gelangen können, die mit dem Hilfssignal moduliert sind, und da dies bei Fremdimpulsen nicht der "Fall ist, wird die Anzeigeein- richtung bei ihrem Eintreffen nicht in Wirkung gesetzt.This ensures that only those echoes can be recorded which are modulated with the auxiliary signal, and there if this is not the case with external impulses, the display device will not activated when it arrives.

Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen die Fremdimpulse zwar auch angezeigt werden sollen, jedoch so, daß sie ohne Schwierigkeit von den Echos des eigenen Sendeimpulses unterscheidbar sind.However, cases are also conceivable in which the external pulses should also be displayed, but in such a way that they can be displayed without difficulty are distinguishable from the echoes of the own transmission pulse.

Für diese Fälle wird als zweckmäßige Variante der Erfindung vorgeschlagen, daß das demodulierte Hilfssigna.l dazu benutzt wird, den Grad der Wahrnehmbarkeit der Anzeige von einem verhältnismäßig geringen Wert auf einen vergleichsweise hohen Wert heraufzusetzen.For these cases it is proposed as an expedient variant of the invention, that the demodulated auxiliary signal is used to the Increase the degree of perceptibility of the display from a relatively low value to a comparatively high value.

Um ein sicheres Arbeiten eines nach dem erfindungsgemäßen'Verfahren betriebenen Gerätes zu gewährleisten, wird man das Hilfssignal nach der Demodulation über Selektionsmittel (Filterkreise od. dgl.) leiten. Diese bewirken jedoch bekanntlich eine gewisse Laufzeitverzögerung des Hilfssignals, so daß die Anzeigeeinrichtung zu spät, nämlich erst nach Beginn des Eintreffens des anzuzeigenden Impulses, in Wirkung gesetzt wird. Dies wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung dadurch vermieden, daß der anzuzeigende Schall- bzw.In order to ensure safe operation of a method according to the invention to ensure operated device, the auxiliary signal after demodulation via selection means (filter circuits or the like.) conduct. However, as is known, these cause a certain transit time delay of the auxiliary signal, so that the display device is too late, namely only after the impulse to be displayed has started to arrive, is put into effect. This is avoided in an expedient embodiment of the invention in that the sound or signal to be displayed

- 3 409842/0204 - 3 409842/0204

Ultraschallimpuls dem Anzeigeorgan über Verzögerungsglieder (Laufzeitkette, Schieberegister o. dgl.) zugeleitet wird, deren Verzögerung gleich der sich aus der Zeitkonstanten der Selektionsmittel ergebenden Verzögerung bemessen ist. Ultrasonic pulse to the display organ via delay elements (Runtime chain, shift register or the like) is supplied, the delay of which is equal to the delay resulting from the time constant of the selection means.

Dient als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre, so wird vorteilhaft eine aus dem Hilfssignal gewonnene Gleichspannung zur Hellsteuerung des durch eine Vorspannung dunkelgesteuerten bzw. schwach hellgesteuerten Leuchtfleckes benutzt.If a cathode ray tube is used as the display device, a DC voltage obtained from the auxiliary signal is advantageously used Light control of the light spot controlled darkly or weakly light controlled by a bias voltage is used.

Wird als Anzeigeeinrichtung ein Schreibregistergerät verwendet, das mit elektrosensitivem Papier arbeitet und bei dem somit die Stärke der Schwärzung von der Höhe der Schreibspannung abhängt, so dient zweckmäßig eine aus dem Hilfssignal abgeleitete Gleichspannung zur Hochsteuerung des Verstärkungsgrades oder der Eingangsempfindlichkeit des Schreibspannungsverstärkers.If a write register device is used as the display device, the works with electro-sensitive paper and thus the strength the blackening depends on the level of the writing voltage, a DC voltage derived from the auxiliary signal is expediently used for Increasing the gain or input sensitivity of the write voltage amplifier.

In der Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer Echolotanlage dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.In Fig. 1, the block diagram of an echo sounder system is shown, which works according to the method of the invention.

Die Fig. 2 zeigt das Schirmbild eines Sichtgerätes bei Anwendung der Variante gemäß Anspruch 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens.Fig. 2 shows the screen image of a viewing device when using the variant according to claim 2 of the method according to the invention.

In der Fig. 1 ist 1 der Oszillator für die Hauptsignalfrequenz von beispieleweise 25 kHz, die impulsweise ausgesendet wird, und 2 istIn Fig. 1, 1 is the oscillator for the main signal frequency of for example 25 kHz, which is emitted in pulses, and 2 is

4 0 9 8 4 2 / Ü 2 U 44 0 9 8 4 2 / Ü 2 U 4

ein Oszillator, der die Hilfssignalfrequenz erzeugt, die im vorliegenden Beispiel 1 kHz sein möge. Diese Hilfssignalfrequenz wird der Hauptsignalfrequenz in dem Modulator 3 aufgeprägt. Die Impulsgabe erfolgt in bekannter Weise mittels eines elektronischen Schalters k, der von einem Taktgeber 5 gesteuert wird. Nach die von dem Schalter *f abgegebenen Impulszüge die Leistungsverstärkerstufe 6 durchlaufen haben, werden sie dem Wandler 8 zugeleitet, und da dieser Wandler sowohl zum Aussenden der Impulse als auch zum nachträglichen Empfang der Echos dienen soll, geschieht dies über eine Sende-Empfangsweiche 7· Diese Weiche läßt die vom Leistungsverstärker 6 kommenden Sendeirapulse nur zum Wandler 8 und die vom Wandler aufgenommenen Echoimpulse nur zu dem Empfangsverstärker 9 gelangen.an oscillator that generates the auxiliary signal frequency, which in the present example may be 1 kHz. This auxiliary signal frequency is impressed on the main signal frequency in the modulator 3. The pulse is generated in a known manner by means of an electronic switch k which is controlled by a clock generator 5. After the pulse trains emitted by the switch * f have passed through the power amplifier stage 6, they are sent to the converter 8, and since this converter is to be used both for the transmission of the pulses and for the subsequent reception of the echoes, this is done via a transmit / receive switch 7 This switch allows the transmit pulses coming from the power amplifier 6 to only reach the transducer 8 and the echo pulses picked up by the transducer only to the receive amplifier 9.

9
Am Ausgang des Verstärkers/ist ein Verzweigungspunkt 10 vorgesehen, von dem eine Leitung 11 über eine Verzögerungseinheit 12 und einen Verstärker 13 zu der als Anzeigegerät dienenden Kathodenstrahlröhre 1 if führt, und der Ausgang des Verstärkers 13 arbeitet auf deren Horizontal-Ablenkeinheit.
9
At the output of the amplifier / a branch point 10 is provided, from which a line 11 leads via a delay unit 12 and an amplifier 13 to the cathode ray tube serving as a display device 1 if, and the output of the amplifier 13 operates on its horizontal deflection unit.

Die zweite von dem Verzweigungspunkt 10 abgehende Leitung 15 führt über einen Demodulator 16 und ein auf die Hilfssignalfrequenz abgestimmtes Filter 17 an einen'Gleichrichter 18, und der Gleichrichter arbeitet auf die Helligkeitssteuerelektrode der Kathodenstrahlröhre Tk The second line 15 going from the branching point 10 leads via a demodulator 16 and a filter 17 matched to the auxiliary signal frequency to a rectifier 18, and the rectifier operates on the brightness control electrode of the cathode ray tube Tk

-5 --5 -

409842/Ü2Ü4409842 / Ü2Ü4

Im Demodulator 16 wird das Hilfssignal von dem als Träger dienenden Hauptsignal wieder abgenommen, und das Filter 17 gewährleistet, daß keine andere Frequenz als die des Hilfssignals an den Gleichrichter 18 gelangt.In the demodulator 16, the auxiliary signal of the serving as a carrier Main signal removed again, and the filter 17 ensures that no frequency other than that of the auxiliary signal to the rectifier 18 arrives.

Diese Schaltung wirkt nun so, daß zwar jedes Echosignal an die Horizontalablenkeinheit der Kathodenstrahlröhre 1*l· gelangen kann, auch, wenn es das Hilfssignal nicht enthält, jedoch erfolgt eine Hellsteuerung des Leuchtfleckes nur dann, wenn auch das Hilfssignal vorhanden ist und durch seine Gleichrichtung eine entsprechende Steuergleichspannung liefert.This circuit works in such a way that each echo signal can reach the horizontal deflection unit of the cathode ray tube 1 * 1, even if it does not contain the auxiliary signal, however, the light spot is only brightened if the auxiliary signal is also included is present and provides a corresponding control DC voltage through its rectification.

Bei Verwendung eines mit elektrosensitivem Papier arbeitenden Schreibgerätes als Anzeigegerät würde man die von dem Gleichrichter 18 abgegebene Spannung dem Verstärker 13 über die gestrichelte Leitung 20 zwecks Steuerung des Verstärkungsgrades oder der Eingangsempfindlichkeit zuführen.When using an electro-sensitive paper Writing device as a display device would be the voltage output by the rectifier 18 to the amplifier 13 via the dashed line Line 20 for the purpose of controlling the gain or the input sensitivity respectively.

Diese Schaltung bietet auch die Möglichkeit, mehrere solcher Anlagen benachbart arbeiten zu lassen, ohne daß sie sich gegenseitig stören. Zu diesem Zweck ist der Hilfsoszillator auf verschiedene Frequenzen einstellbar ausgebildet, so daß man jede der benachbarten Anlagen mit einer anderen Hilfssignalfrequenz arbeiten lassen kann. Dementsprechend ist auch das Filter 17 einstellbar ausgebildet, und die Verstellorgane sind, wie durch die gestrichelte Linie-19 angedeutet,This circuit also offers the possibility of several such systems to work next to each other without disturbing each other. For this purpose the local oscillator is on different frequencies adjustable so that you can let each of the neighboring systems work with a different auxiliary signal frequency. Accordingly the filter 17 is also designed to be adjustable, and the adjusting elements are, as indicated by the dashed line -19,

- 6 409842/0204- 6 409842/0204

miteinander gekoppelt. Ferner ist auch die Verzögerungseinheit 12 verstellbar ausgebildet, um die Anpassung der Verzögerung an die sich ändernde Zeitkonstante des Filters 17 zu ermöglichen.coupled with each other. Furthermore, there is also the delay unit 12 adjustable designed to adapt the delay to the to allow changing time constant of the filter 17.

In der Fig. 2 ist das Bild einer Echolotanzeige auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 12* dargestellt. Es handelt sich hierbei um ein Negativ, d.h. daß eine größere Helligkeit auf dem Schirm durch stärkere Schwärzung in der Abbildung zum Ausdruck kommt.In Fig. 2, the image of an echo sounder display is shown on the screen of the cathode ray tube 1 2 *. This is a negative, which means that greater brightness on the screen is expressed through greater blackening in the image.

Hierin ist 21 der sogenannte Nullschall, d.h. eine vom Sendeimpuls stammende Anzeige und 22 die Anzeige eines Echos dieses Sendeimpulses; diese Anzeige ist dementsprechend stark geschwärzt.Here 21 is the so-called zero sound, i.e. one of the transmission pulse originating display and 22 the display of an echo of this transmission pulse; accordingly, this ad is heavily blackened.

Die schwach dargestellten Anzeigen 23 stammen von Störechos bzw. von Echos des Sendeimpulses einer benachbarten Echolotanlage. Sie sind in diesem Falle nicht gänzlich unterdrückt, sondern nur so sehr geschwächt, daß sie gerade noch zu erkennen und somit ohne weiteres als Störungen identifizierbar sind.The weakly represented displays 23 originate from false echoes or of echoes of the transmission pulse from a neighboring echo sounder system. In this case they are not completely suppressed, but only in that way very weakened that they can just barely be recognized and thus easily identifiable as disturbances.

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Claims (1)

Kiel, den 27. Februar 1973 PA-Wf/Rat/923Kiel, February 27, 1973 PA-Wf / Rat / 923 PatentansprücheClaims Verfahren zur Entfernungsmessung nach der Echolaufzeitmethode, wobei Schall- oder Ultraschallinipulse ausgesendet werden und die von einem reflektierenden Objekt zurückkehrenden Echos in einem Empfangsgerät mittels einer Anzeigeeinrichtung hörbar oder sichtbar angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem auszusendenden Schall- oder Ultraschallimpuls ein Hilfssignal aufmoduliert wird', dessen Frequenz von der Frequenz des Schall- bzw. Ultraschallimpulses gut unterscheidbar ist, und daß das Hilfssignal nach seiner Demodulation und gegf. Gleichrichtung im Empfangsgerät dazu benutzt wird, die Anzeigeeinrichtung über ein Steuerorgan in Wirkung zu setzen.Method for distance measurement according to the echo propagation time method, whereby sound or ultrasound impulses are emitted and the echoes returning from a reflecting object are audibly or visibly displayed in a receiving device by means of a display device, characterized in that an auxiliary signal is modulated onto the sound or ultrasound pulse to be emitted ', whose frequency is easily distinguishable from the frequency of the sound or ultrasonic pulse, and that the auxiliary signal after its demodulation and, if applicable. Rectification in the receiving device is used to put the display device into effect via a control element. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das demodulierte Hilfssignal dazu benutzt wird, den Grad der Wahrnehmbarkeit der Anzeige von einem verhältnismäßig geringen Wert auf einen vergleichsweise hohen Wert heraufzusetzen.2.) The method according to claim 1, characterized in that the demodulated auxiliary signal is used to increase the degree of perceptibility of the display from a relatively low value to a comparatively high value. 3·) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das Hilfssignal nach der Demodulation über Selektionsmittel {Filterkreise oder dgl.) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der anzuzeigende Schall- bzw. Ultraschallimpuls dem Anzeigeorgan über3 ·) Method according to claims 1 and 2, wherein the auxiliary signal after the demodulation is passed through selection means (filter circuits or the like), characterized in that the sound or ultrasound pulse to be displayed is transmitted to the display element - 2 409842/Ü2Ü4 - 2 409842 / Ü2Ü4 Verzögerungsglieder (Laufzeitkette, Schieberegister o. dgl.) zugeleitet wird, deren Verzögerung gleich der sich aus der Zeitkonstanten der Selektionsmittel ergebenden Verzögerung bemessen ist.Delay elements (delay chain, shift register, etc.) is supplied, the delay of which is equal to the delay resulting from the time constants of the selection means is sized. k.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3t wobei als Anzeigegerät eine Kathodenstrahlröhre dient, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Hilfssignal gewonnene Gleichspannung zur Hellsteuerung des durch eine Vorspannung dunkelgesteuerten bzw. schwach hellgesteuerten Leuchtfleckes benutzt wird. k.) Method according to claims 1 to 3 t wherein a cathode ray tube is used as the display device, characterized in that a direct voltage obtained from the auxiliary signal is used to control the brightness of the light spot which is darkly or weakly controlled by a bias voltage. 5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei als Anzeigegerät ein Schreibregistergerät dient, das mit elektrosensitivem Papier arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Hilfssignal abgeleitete Gleichspannung zur Hochsteuerung des Verstärkungsgrades oder der Eingangsempfindlichkeit des Schreibspannungsverstärkers benutzt wird.5.) Method according to claims 1 to 3, wherein the display device is a write register device which works with electrosensitive paper, characterized in that a direct voltage derived from the auxiliary signal is used to increase the gain or the input sensitivity of the write voltage amplifier. 9-8 42/02049-8 42/0204 LeerseiteBlank page
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