DE2744780C2 - Phasenüberwachungsschaltung für einen VOR-Empfänger - Google Patents
Phasenüberwachungsschaltung für einen VOR-EmpfängerInfo
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- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
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- G01S1/50—Broad-beam systems producing at a receiver a substantially continuous sinusoidal envelope signal of the carrier wave of the beam, the phase angle of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon, e.g. cardioid system wherein the phase angle of the direction-dependent envelope signal is compared with a non-direction-dependent reference signal, e.g. VOR
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Description
sollen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Phasenüberwachungsschaltung für einen VOR-Empfänger zu schaffen,
weiche die von harmonischen Störungen hervorgerufene Phasenfehler sowie periodisches Rauschen weitgehend
unterdrücken kann, das in der Nähe von geradzahligen
Harmonischen auftritt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren
näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Monitors zur kontinuierlichen Überprüfung von vier Parametern einer
VOR-Bordanlage,
Fig.2a, 2b und 2c ausführlichere Blockschaltbilder
der Logikschaltung des Monitors gemäß F i g. 1 zur kontinuierlichen Überprüfung des Phasenfehler zwischen
einem Bezugssignal und einem variablen Signal,
F i g. 3 eine vor. der Schaltung gemäß F i g. 2c veränderte
Frequenzkurve,
F i g. 4 die von der Schaltung gemäß F i g. 2 erzeugten und ausgegebenen positiven und negativen Fehlersignale,
Fig.5 ein Logikschaltbild für die Erzeugung eines
negativen und eines positiven Fehlersignals zur Aufzeichnung des Phasenfehlers zwischen einem Bezugssignal
und einem variablen Signal und
F i g. 6 eine den Betrieb der Schaltung gemäß F i g. 5 darstellende Folge von Schwingungen für die Erzeugung
des Fehlersignals zur Aufzeichnung des Phasenfehlers zwischen einem 30-Hz-Bezugssignal und einem
30 Hz variablen Signal.
Das VOR-Navigationssystem ist als Standardverfahren in der internationalen Luftfahrt eingeführt Von einer
Bodenstelle wird ein mit 30 Hz frequenzrnoduliertes HF-Bezugssignal ausgesandt, das von Flugzeugen empfangen
werden kann. Die VOR-Bodenstelle sendet ferner von ein»-r rotierenden Richtantenne ein kontinuierliches
HF-Signal aus, wodurch im Raum ein mit 30 Hz amplitudenmoduliertes Signal für Flugzeuge zur Verfügung
steht Die Modulationsphase des FM-Signals ist für alle Peilungswinkel in bezug auf die Bodenstelle
konstant Hingegen hat das AM-Signal für jeden Feilungswinkd
eine gegenüber einer Referenzpeilung für die Bodenstelle identifizierbare Phase; üblicherweise ist
diese Referenzpeilung Nord. Ein mit einem VHF-Empfänger ausgerüstetes Flugzeug empfängt sowohl die
AM- als auch die FM-3ignale und verarbeitet sie in einem Phasendetektor, der die Phasendifferenz zwischen
den 30-Hz-Modulaiionen der AM- und der FM-Signale feststellt. Diese Phasendifferenz wird in Grad
gemessen und gibt unmittelbar die Feilung; des Flugzeugs in bezug auf den Ort der VOR-Bodenstelle an.
Gemäß Fig. 1 ist ein nicht dargestellter VHF-Empfänger
auf die Frequenz einer VOR-Bodenstelle abgestimmt und erzeugt ein übliches zusammengesetztes Signal,
bestehend aus dem variablen Phasensignal mit einer 30-Hz-AM-Modulation und dem Bezugsphasensignal
mit einer 30-Hz-FM-Modulai:ion eines Standard-9960-Hz-Subträgers. Diese vom VHF-Empfänger stammenden
Signale werden über Eingabe-Leitungen 12 an einen zweistufigen Flachbahnregler 10 geführt. Über
die Leitungen 1? wd außerdem ein Erkenriungssignal
für die angepeilte Bodenstelle empfangen.
Das vom VHF-Empf.'jnger erhaltene zusammengesetzte
Signal wird über den Flachbahnregler 10a an einen Eingangsverstärker 14 übertragen und von diesem
an den anderen Flachbahnregler iQb sowie an ein 30-Hz-FiIcer 16 gelegt Vom zweiten Flachbahnregier
106 gelangt das zusammengesetzte Signal an einen Detektor 18 und an ein 9960-Hz-FiIter 20. Jeder der die
Filter 16 und 20 sowie den Detektor 18 enthaltenden Schaltkreise dient zur Trennung spezifischer Komponenten
des zusammengesetzten VOR-Bodenstellensignals
für die Anzeige von VOR-Empfängerparametern.
ίο Das vom Verstärker 14 stammende zusammengesetzte
Signal wird durch das Filter 16, ein Tiefpaßfilter, geschleift das den Subträger zur Erzeugung eines 30 Hz
variablen Phasensignals eliminiert Diese gefilterte variable 30-Hz-Komponente wird sowohl an einen 30-Hz-Nulldurchgangsdetektor
22 sowie an einen 30-Hz-Spitzendetektor 24 gelegt Ein Ausgang des 30-Hz-Spitzendetektors
24 liegt an einer Alarmlogik 26 für die Steuerung der Alarmgrenzen der 30-Hz-Modulation. Ist die
variable 30-Hz-Modulation normal, dann wird ein Zu-Standsanzeiger 28 aktiviert während beim Abweichen
des Modulationsgrades vom Norniciwert ein von der Alarmlogik 26 angesteuerter weiterer Zustandsanzeiger
30 aktiviert wird.
Eine weitere Komponente des Ausgangssignais vom Verstärker 14 gelangt über das 9960-Hz-Füter 20 zu
einem Nulldurchgangsdetektor 32 und einem 30-Hz-Demodulator 34. Der letztere dient zur Isolierung der
an ein Filter 36 gelegten 30-Hz-Bezugskomponente.
Zusätzlich zur Trennung des 9960 Hz-Signals für den Erhalt des 30-Hz-Bezugssignals im Demodulator 34
steuert das Ausgangssignal des 9960-Hz-Filters 20 außerdem den Detektor 32 an. Das 9960-Hz-Signal vom
Detektor 32 liegt zum Vergleich mit einem vorgegebenen Bezugssignal an der Alarmlogik 26. Sinkt das
9960-Hz-Signal unter den vorgegebenen Wert, dann wird ein Zustandsanzeiger 38 angesteuert. Für normale
Werte des 9960-Hz-Signals aktiviert ein Ausgang des Detektors 32 einen Zustandsanzeiger 40.
Das 30-Hz-Bezugssignal vom Filter 36 führt über einen Nulldurchgangsdetektor 42 und eine Verzögerurgsschaltung
44. Ein 30-Hz-Bezugssignal von der Verzögerungsschaltung 44 und ein mit 30 Hz variables Signal
vom Detektor 22 werden zum Vergleich ihres gegenseitigen Phasenfehlers an eine Vergleichsschaltung
46 gelegt Bei einem normalen Peilfehler aktiviert die Vergleichsschaltung 46 einen Zustandsanzeiger 48.
Übersteigt der Peilfehler einen von der Alarmlogik 26 vorgegebenen Wert, dann aktiviert ein Ausgangssignal
von der Vergleicherschaltung 46, die mittels einer Leitung 46a an die Alarmlogik 26 angeschlossen ist, einen
Zustandsanzeiger 53. Der Peilfehler wird außerdem auf einer digitalen Fehleranzeige angezeigt. Die Alarmlogik
26 steuert den Zustandsanzeiger 30 typischerweise dann an, wenn der Phasenfehler zwischen dem Bezugssignal
und dem variablen Signal plus oder minus1 ° übersteigt;
diese Alarmgrenze ist jedoch einstellbar
Das über den zweiten Flachbahnregler Wb geschleifte Ausgangssignal vom Verstärker 14 liegt auch am Detektor
18, um eiüe 1020-Hz-Erkennungskodekomponente aus dem zusammengesetzten Signal zu isolieren.
Der Detektor 18 dekodiert das Erkennungssignal aus dem zusammengesetzten Signal zur Ansteuerung eines
Zustandsanzeiger 52 und erzeugt ein Signal auf einer Leitung 54 zu einer anderen, nicht dargestellten Erkennungsschaltung
de;» VOR-Empfängers. Mit dem Ausgang des Detektors 18 ist außerdem eine Alarmsteuerschaltung
56 verbunden, die einen Zustandsanzeiger 58 ansteuert und ein Signal für die Alarmlogik 26 liefert. In
der Alarmlogik 26 wird der Erkennungssignalwert mit einem Bezugswert verglichen. Fehlt der Erkenniiingskode
länger als ein vorgegebenes Zeitintervall, dann aktiviert die Alarmlogik 26 einen Zustandsanzeiger <».
Gemäß F i g. 2a, 2b und 2c liefern ein von einem zweipoligen Dreifachschalter gesteuerter Dioden-Brückengleichrichter
62 geregelte Versorgungsspannungen für die Schaltung. Ein Zustandsanzeiger 66 identifiziert die
Stelle eines Schalters 64. Von den Diodenbrücken 62a und 62b werden gleichgerichtete Spannungen jeweils an
Filter 68 und 70 sowie an übliche Regler 72 und 74 gelegt. Ein Ausgang des Reglers 72 liefert positive
Gleichspannungen für die Schaltung und ist über einen
Widerstand 76 an einen Einschaltanzeiger 7K angeschlossen. Ein Ausgang des Reglers 74 liefert an der
Klemme 80 geregelte negative Gleichspannungen.
Das auf der Leitung 12 auftretende zusammengesetzte Signal führt an den ersten Flachbahnregler HOa und
über eine Leitung 14a zum Verstärker 14 einer variablen Signalschaltung 82. Ein Ausgang des Verstärkers
14 ist über eine Leitung 146 an den zweiten Flachbahnregler 106 angeschlossen. Außerdem ist an den zweiten
Flachbahnreglsr 10i> ein Monitor-Bypass-Anzeiger 84
angeschlossen, der dann erregt wird, wenn der Monitor während des Betriebs des VOR-Empfängers nicht verwendet
wird.
Die variable Signalschaltung 82 verarbeitet das Ausgangssignal des Verstärkers 14 zur Abtrennung der variablen
30-Hz-Signalkomponente sowie zur Einstellung des 30-Hz-Modulationsalarmwertes. Die Einstellung
der wahren Peilung wird mit Hilfe einer wahren Peilungssteuerung 86 dem Verstärker 14 eingegeben.
Wie erwähnt, wird ein Ausgangssignal des Verstärkers
14 an das Filter 16 gelegt und von diesem über den Detektor 22 und die Leitung 22a zur Vergleicherschaltung
46 geführt Ein Ausgang des Filters 16 liegt außerdem am Spiizendetektorverstärker SS, der zum Spitzendetektor
24 gehört. Der Ausgang des Spitzendetektorverstärkers 88 ist an Grenzschalter 90 und 92 angeschlossen,
wobei der Grenzschalter 90 von einem Steuersignal aktiviert wird, das vom Ausgang eines Inverters
94 stammt, während die Steuerung des Grenzschalters 92 durch ein auf einer Leitung 96 liegendes Signal erfolgt.
Um das Ausgangssignal des Spitzendetektorverstärkers So über einen Puffe.-verstärker 98 an einen Eingang
eines Niveaudetektorverstärkers 100 zu legen, wird entweder der eine oder der andere der beiden Grenzschalter
90 bzw. 92 aktiviert. Am zweiten Eingang des Niveaudetektorverstärkers 100 liegt über einen Steuerschalter
104 eine Bezugsspannung von einer Spannungsquelle 102. Ein Ausgangssignal des Niveaudetektorverstärkers
100 führt über einen Lampentreiberverstärker 106 zum Zustandsanzeiger 28. Bei normaJen Bedingungen
für das variable 30-Hz-Signal, die von der Spannungsquelle festgelegt werde·!, ist das Ausgangssignal
des Niveaudetektorverstärkers 100 über eine Leitung 100a an die Alarmlogik 26 gelegt
An den Ausgang des Pufferverstärke··* 98 ist ein Analcgtester
108 angeschlossen, der mit Hilfe eines Meßgeräts 110 den Spannungswert des variablen 30^Hz-Signals
analog anzeigt
Das Ausgangssignal vom Verstärker 14 wird über die Leitung 146 über den zweiten Flachbahnregler 106 auf
der Leitung 14c zu einer Bezugssignaiscnaltung 112 geschleift
In der Bezugssignalschaltung 112 wird das Ausgangssignal
vom Verstärker 14 an den 1020-Hz-Detektor
18 gelegt, der ein Eingangsfilter 114, einen Dekodierer
116, einen Regler 118 und einen Inverter 120 umfaßt.
Der Regler 118 liefert die Betriebsspannungen für den Dekodierer und den Inverter 120. Der Ausgang des FiI- )
ters 114 liegt am Dekodierer 116, der typischerweise ein
phasenstarrer Schleifen-Tondekodierer ist. ι
Am Ausgang des Dekodierers 116 wird ein logisches Signal erzeugt, das bei Anwesenheit des Erkennungskodes
abfällt und das bei Abwesenheit des Erkennungskodes auf Logisch-1 ansteigt. Dieses logische Signal wird ,
ίο an die Alarmsteuerschaltung 56 gelegt, die einen Alarm >.
auslöst, wenn die Ausgabe des Dekodierers 116 auf Logisch-1
liegt oder langer als eine vorgegebene Zeit auf Logisch-0 verbleibt.
Die Alarmsteuerschaltung 56 umfaßt zwei in Serie ' geschaltete Verzögerungsschaltungen. Die Kombination der beiden Verzögerungsschaltungen liefert das ' Zeitintervall, in dem der Erkennungskode vorliegen sollte. Ein Ausgang der Alarmsteuerschaltung 56 ist an einen Niveaudetektor i22 angeschlossen, an dessen zweitem Eingang eine Bezugsspannung liegt. Der Niveaudetektor 122 liefert ein Ausgangssignal an die Alarmlogik 26 auf der Leitung 122a und ein Eingangssignal an den mit dem Zustandsanzeiger 58 verbundenen Lampentreiber 124.
Die Alarmsteuerschaltung 56 umfaßt zwei in Serie ' geschaltete Verzögerungsschaltungen. Die Kombination der beiden Verzögerungsschaltungen liefert das ' Zeitintervall, in dem der Erkennungskode vorliegen sollte. Ein Ausgang der Alarmsteuerschaltung 56 ist an einen Niveaudetektor i22 angeschlossen, an dessen zweitem Eingang eine Bezugsspannung liegt. Der Niveaudetektor 122 liefert ein Ausgangssignal an die Alarmlogik 26 auf der Leitung 122a und ein Eingangssignal an den mit dem Zustandsanzeiger 58 verbundenen Lampentreiber 124.
An den Ausgang des Inverters 120 ist ein Lampentreiberverstärker
126 zum Treiben des Zustandsanzeigers 52 und zur Bildung eines Erkennungskodesignals auf der
Leitung 54 über eine Diode 128 angeschlossen.
Mit der Leitung 14c ist außerdem das Filter 20 mit einem Filterverstärker 128, dessen Ausgang an einem f
Nulldurchgangsdetektor 130 liegt, verbunden. Der Nulldurchgangsdetektor 130 liefert eine 9960-Hz-Rechteckschwingung,
die an einen Einzelimpulsmultivibrator 132 geführt ist. Der Multivibrator 132 arbeitet als Demodulator
34 zur Trennung der 30-Hz-FM-Bezugssignalkomponente, die auf den 9960-Hz-Subträger frequenzmoduliert
ist. Ein Ausgang des Einzcümpuis-Multivibrators
132 ist zur weiteren Isolierung des 30-Hz-Bezugssignals
an das 30-Hz-Filter 36 angeschlossen.
Vom Filter 36 wird das 30-Hz-Bezugssignal an einen
Spitzenwertdetektor 134 und an den 30-Hz-Nulldurchgangsdetektor
42 gelegt Der Ausgang des Spitzenwertdetektors 134 liegt zur analogen Anzeige des 30-Hz-Referenzsignalwertes
am Analogtester 108. Der NuII-durchgangsdetektor 42 liegt über die Leitung 42a an der
Verzögerungsschaltung 44.
Das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors 130 wird ebenfalls an den Detektor 32 mit einem
9960-Hz-Spitzendetektorverstärker 136 gelegt, dessen
so Ausgang an Grenzschalter 138 und 140 angecchlossen
ist Diese Grenzschalter werden von einem Steuersignal auf der Leitung 96 angesteuert, wobei das Steuersignal
für den Grenzschalter 138 vom Verstärker 142 invertiert ist Das Ausgangssignal des Spitzendetektorverstärkers
136 wird über einen der Grenzschalter 138 oder 140 zu einem Pufferspeicher 144 übertragen, dessen
Ausgang an einem 9960-Hz-Niveaudetektorverstärker 146 liegt Der Verstärker 146 erhält ein zweites Eingangssignal
von einer Bezugsspannungsquelle 148 und liefert auf einer Leitung 146a ein Signal zu der Alarmlogik
26. Das Ausgangssignal des Verstärkers 146 führt außerdem an einen Lampentreiber 150 zur Erregung
des Zustandsanzeigers 40.
Der 9960- Hz-Spitzendetektor 136 und die zugehörige Schaltang arbeiten betriebsmäßig identisch wie der
30-Hz-Spitzendetektor 88 und dessen zugehörige Schal- ■
tung. Ein Ausgang des Pufferverstärkers 144 liegt am Analogtester 108 und ergibt eine analoge Spannungsarm
zeige am Meßgerät 110 für den Wert des 30-Hz-Bezugssignals.
Gemäß Fig.2c liegt ein Ausgang des 30-Hz-Nulldurchgangsdetcktors
22 mit Hilfe der Leitung 22a sowie ein Ausgang des 30-Hz-Nulldurchgangdetektors 42 mit
Hilfe der Leitung 42a an einer Referenzverzögerungsschaltung 152. Der Hauptzweck dieser Referenzverzöger
> igsschaltung liegt in der Umwandlung des 30-Hz-Bezugssignals
und des variablen 30-Hz-Signals in jeweils negative und positive 20-Hz-Fehlersignale sowie
in der Verzögerung des 30-Hz-Bezugs-jignals. Zusätzlich
liefert die Referenzverzögerungsschaltung 152 eine digitale Anzeige des Peilfehlers. Durch die Referenzverzögerungsschaltung
152 werden harmonische Verzerrungen und periodische Rauschsignale bei der Auswertung
eines Peiisignals weitgehend unterdrückt.
Eines der Eingangssignale für die Schaltung 152 ist das variable 30-Hz-Signal zu einem Frequenzverdopp-Io
r i ^A !"toc 711'ΛΐΙο V<
incrn nerve tcwryr»} fit*· Ί!α CnKo l*i tru-v ICO
ist das an einen Frequenzverdoppler 156 gelegte 30-Hz-Bezugssignal.
Das 30-Hz-Bezugssignal hat an allen Aufzeichnungspunkten die gleiche Phase, und das variable
30-Hz-Signal hat eine Phase, die linear mit dem Azimutwinkel eines Flugzeugs zur Bodenstelle variiert. Die
Phasenbeziehung des variablen 30-Hz-Signals zum 30-Hz-Bezugssignal entspricht somit der angezeigten
Peilung.
Wird eine Peilung von 0° angezeigt, befindet sich also ein Flugzeug in Nordrichtung bezüglich der Bodenstelle,
dann liegen beide Signale miteinander in Phase, wobei die Phasendifferenz Null ist. Durch Vergleich der
Vorderflanken oder der Hinterflanken der beiden Signale ist diese Phasendifferenz feststellbar. Der gleiche
Phasenvergleich wie bei 0°-Peilung ist bei jeder anderen Peilung durchführbar, wenn das 30-Hz-Bezugssignal
um einen Betrag verzögert wird, das der Phasendifferenz zwischen dem Bezugssignal und dem variablen Signal
proportional ist. Diese Differenz ist eine bekannte Größe und entspricht der Radialstellung des Bodenstellendetektors
in bezug auf den magnetischen Nordpol.
Zur Unterdrückung der normalerweise bei VOR-Navigationsanlagen auftretenden Rausch-Interferenzen,
wie einer 60-Hz-Linieninterferenz sowie einer zweiten Harmonischen, wird das 30-Hz-Bezugssignal an einen
weiteren Frequenzverdoppler 156 und das variable 30-Hz-Signal an den Frequenzverdoppler 154 gelegt.
Am Ausgang des Frequenzverdopplers 154 wird ein 60-Hz-Signal erzeugt und an einen durch-3-teilenden
Zähler 158 übertragen. Das Ausgangssignal des durch-3-teilenden Zählers 158 ist ein positives Fehlersignal mit
einer Frequenz von 20 Hz.
F i g. 3 zeigt, daß der Frequenzverdoppler 154 und der
durch-3-teilende Zähler 158 die zugehörigen Vorderflanken des durch die Kurve 160 dargestellten 30-Hz-Signals
und des durch die Kurve 162 dargestellten 20-Hz-Fehlersignals
in Deckung halten.
In ähnlicher Weise liefert der Frequenzverdoppler 156 ein 60-Hz-Signal an einen durch-3-teilenden Referenzzähler
164, der eine 20-Hz-Rechteckschwingung an eine programmierbare Verzögerungsregister 166 liefeit
Zur Aufzeichnung jeder beliebigen Peilung werden die Vorderflanken des 20-Hz-Ausgangssignals vom
durch-3-teilenden Referenzzähler 164 mit Hilfe der programmierbaren
Verzögerungsregister 166 um einen Winkel verschoben, der der aufgezeichneten Peilung
entspricht Diese in Grad angegebene Winkelstellung entspricht der Lage der Bodenstelle in bezug auf ein
empfangendes Flugzeug. Diese Winkelstellung wird in das programmierbare Verzögerungsregister 166 mit
Hilfe von Handschaltern 168 bis 171 eingegeben, die individuelle binär kodierte Verzögerungsdaten liefern.
Die von den Handschallcrn 168 bis 171 eingestellten
Peildaten werden in BCD-Form in das programmierbare Verzögerungsregister 166 mit vier programmierbaren
Zählern eingegeben. Die programmierbaren Zähler empfangen auf einer Leitung 172 über ein NAND-Glied
174 und einen Inverter 176 Taktimpulse. Die Taktimpulse für den programmierbaren Zähler sind eine 108-kHz-Rechteckschwingung.
Erreicht der Zähler die von den Handschaltern 168 bis 171 eingestellte Phasenverzögerung,
dann wird das Ausgangssignal des durch-3-teilenden Referenzzählers 164 an einen Einzelimpuls-Referenzmultivibrator
178 gelegt.
Fliegt das empfangende Flugzeug beispielsweise in magnetischer Nordrichtung und sind die Handschalter
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gerung, da die Zählung im programmierbaren Verzögerungsregister 166 Null wäre. Fliegt das Flugzeug hingegen
nach Süden, also 180° in bezug auf Magnetisch-Nord, dann würden die programmierbaren Zähler des
Verzögerungsregisters 166 in Abhängigkeit von den Taktimpulsen vom Inverter 176 von dem mit den Handschaltern
168 bis 171 eingestellten Zählerstand von 1800
abwärts zählen, wobei jeder Zählung 0,1° entsprächen. Von den Taktimpulsen auf der Leitung 172 wird auch
der durch-3-teilende Referenzzähler 164 angesteuert. Dieser Zähler teilt ein 60-Hz-Eingangssignal vom Frequenzverdoppler
156 in Abhängigkeit von den auf der Leitung 172 auftretenden Taktimpulsen durch »3«.
Ein Ausgangssignal des Einzelimpuls-Referenzmultivibrators 178 ist ein negatives Fehlersignal, das auf einer
Leitung 180 zu einem Datensynchronizer 182 auftritt. Der Datensynchronizer 182 spricht auf das Frequenzsignal
von den Frequenzverdopplern 154 und 156 an und erzeugt ein Ausgangssignal zur periodischen Aktivierung
des durch-3-teilenden Zählers 158. Dadurch wird sichergestellt, daß das positive Fehlersignal auf der Leitung
184 und das negative Fehlersignal auf der Leitung 180 in Phase sind und keine Phasenverschiebung von
180° aufweisen. Theoretisch sollten das positive Fehlersignai auf der Leitung 184 und das negative Fehlersignal
auf der Leitung 180 in Phase sein; es gibt jedoch immer ein paar Abweichungen.
F i g. 4 zeigt den Kurvenverlauf für das auf der Leitung 180 auftretende negative Fehlersignal 486 sowie
für das auf der Leitung 184 auftretende positive Fehlersignal 488. Die Phasendifferenz dieser beiden Signale
wird in einem Datenvergleicher ausgewertet, der binär kodierte Daten zum Treiben von Siebensegmentanzeigen
190 und 192 liefert Die Anzeige 190 wird von einem Dekodertreiber 194 und die Anzeige 192 von einem
Dekodertreiber 196 getrieben, wobei der Dekodertreiber 196 außerdem Eingangssignale von einem Polaritätsanzeigedetektor
198 empfängt
GemSiß Fig.2b wird das negative Fehlersignal auf
der Leitung 180 an den T-Eingang eines FIip-Flops 186,
an den Rückstelleingang eines weiteren Flip-Flops 188 und als Taktimpuls an einen Fehlersamplezähler 490
einer Ph asenvergleicherschaltung 173 gelegt Am Γ-Eingang
des FIip-Flops 188 liegt das auf der Leitung 184 auftretende positive Fehlersignal, das auch an den
Rückstelleingang des Flip-Flops 186 geführt ist Ein Ausgang des Flip-Flops 188 liegt an einem NAND-Glied
492, während ein Ausgang des Flip-Flops 186 an
einem NAND-Glied 494 liegt Jedes dieser Tore wird
außerdem vom Ausgangssignal eines dekadischen Zählers 196 getaktet, der an einen Kristalloszillator 197 angeschlossen
ist. Dieser liefert eine 1,08-Mz-Rechteckschwingung,
die zur Erzeugung von 108-kHz-Taktimpulsen für die Glieder 492 und 494 sowie für die Referenzverzögerungs-Schaltung
152 im dekadischen Zähler 1% durch 10 geteilt wird. Die 108-kHz-Taktimpulse
für die Schaltung 152 werden dieser über einen Inverter
200 und über die Leitung 172 angegeben.
Jedes der NAND-Glieder 492 und 494 ist an einen Fehler-Flip-Flop 202 sowie an ein NAND-Glied 204 angeschlossen.
Der Ö-Eingang des Flip-Flops 202 ist an einen Eingang eines Exklusiv-ODER-Glied 206 angeschlossen,
dessen Ausgang mit Hilfe von Inverter 208 und 210 vor der Eingabe in einen Peilfehlerzähler 212
zweimal invertiert wird. An den Peilfehlerzähler 212 ist außerdem der Ausgang des NAND-Gliedes 204 angeschlossen.
Ein Durchführimpuls vom Fehlersamplezähler 490 führt zu einer Folgesteuerung 214 und erzeugt einen
Rückstellimpuls für den Fehlersamplezähler 490 auf einer Leitung 216. Gleichzeitig liefert die Folgesteuerung
214 eine zweite Ausgabe für NAND-Glieder 218 und 220. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 218 wird
mittels eines Inverters 222 invertiert und an den Rückstelleingang des Peilfehlerzählers 212 gelegt.
Der Peilfehlerzähler 212 umfaßt vier untereinander verbundene Zähler zur Mittelwertbildung der Zählung
von den NAND-Gliedern 492 und 494 über 100 Perioden, was vom zweiten Ausgang der Folgesteuerung
214 gesteuert wird. Einer der vier Zähler ist ein Zehnerstellenzähler, und bei seinem Überlaufen wird ein Triggerimpuls
für einen Fehlerpolaritäts-Flip-Flop 224 zur
Erzeugung einer zweiten Eingabe für das Exklusiv-ODER-Glied 206 geliefert. Dies verändert die Auf- und
Abzählung des Peilfehlerzählers 212 in der Weise, daß der Zähler dementsprechend zählt Eine zweite Ausgabe
des Fehierpoiaritäts-Fiip-FIop 224 identifiziert die
Polarität des Peilfehlersignals, indem am (^-Ausgang ein
Signal erzeugt wird, das in einem Inverter 226 eine Invertierung erfährt und über die Leitung 228 an die in
F i g. 2c dargestellte Polaritätsanzeige 198 gelangt.
Auf den Ausgabeleitungen 230 vom Peilfehlerzähler 212 treten binär kodierte Daten auf, die einen Peilfehler
zwischen dem positiven Fehlersignal und dem negativen Fehlersignal darstellen. Diese binär kodierten Daten
werden an die Siebensegment-Dekodierertreiber 194 und 196 gelegt, um an den digitalen Anzeigen 190 und
192 den Peilfehler anzuzeigen.
Die binär kodierten Daten vom Peilfehlerzähler 212 werden auch an einem Fehlerkomparator 232 gelegt,
dessen einer Eingang mit einer programmierbaren Peilgrenze 234 beaufschlagt ist Diese Grenze ist zwischen
plus oder minus 0,1° bis 4,9° verstellbar. Wird die Fehlergrenze auf 1,0° gesetzt und erreicht der Peilfehlerzähler
212 den Zählerstand 1, dann wird der Fehlerkomparator 232 freigegeben, und ein Signal gelangt über
einen Inverter 236 an einen Einzelimpulsfehlertaktmultivibrator
238. Der Einzelimpulsmultivibrator 238 liefert
ein Ausgangssignal über einen Inverter 240 an einen Lampentreiberverstärker 242. der an den »Peilung normaI«-Zustandsanzeiger
48 angeschlossen ist Der Ausgang des Inverters 240 liegt außerdem über die Leitung
46a an der Alarmlogik 26.
Im Betrieb der PhasenvergleicherschaJtung 173 werden
das positive Fehiersignal und das negative Fehlersignal in den die Flip-Flops 186 und 188 enthaltenden
Phasendetektor eingespeist, weiche die Vorderflanken der Fehlersignale aufsuchen und einen Impuls an einem
Ausgang Meiern, wenn zuerst das negative Fehlersignal
erscheint, während an einem anderen Ausgang ein Impuls auftritt, wenn zuerst das positive Fehlersignal auftritt.
Die beiden Ausgänge werden jeweils durch das Auftreten des anderen Fehlersignals gesperrt. Ist daher
ein Fehlersignal um Γ schneller als das andere, dann liefert entweder der Flip-Flop 186 oder der Flip-Flop
188 eine Folge von 1 °-Impulsen mit einer Frequenz von 20 Hz1 während eine Folge von Γ-Impulsen mit 20 Hz
an dem anderen Ausgang aufscheint, wenn das andere Fehlersignal um Γ schneller ist. Sind die beiden Fehlersignale
phasengleich, enthält aber eines davon eine zweite harmonische Komponente, dann liefern die Flip-Flops
136 und 188 abwechselnd an ihren Ausgängen Impulse mit einer zusammengesetzten Frequenz von
20Hz.
Diese Ausgangsimpulse werden an einen digitalen Aufwärts/Abwärtsznhler gelegt, welcher den Peilfehlerzähler
212 und die zugehörige logische Schaltung einschließlich des Flip-Flops 202 enthält. Der Peilfehlerzähler
212 bildet mit Hilfe der Folgesteuerung 214 einen Mittelwert aus 100 Impulsen. Der Hauptzweck der Phasenvergleicherschaltung
173 liegt somit in der Auswertung der negativen und positiven Fehlersignale. Außerdem
wird ein Peilalarm ausgelöst, wenn der Zählerstand im Peilfehlerzähler 212 eine Fehlergrenze übersteigt,
die einer Deviation von plus oder minus 1° entspricht.
Wie bereits erwähnt, sind die Flip-Flops 186 und 188 bezüglich einer Vorderflanke des positiven und negativen Fehlersignals verschränkt, wobei der mit der Vorderflanke des ersten Impulses aktivierte Zählzyklus entweder an den Flip-Flop 186 oder den Flip-Flop 188 gelegt wird. Welcher der Impulse zuerst angelegt wird, hängt davon ab, ob das positive Fehlersignal oder das negative Fehlersignal zuerst auftritt. Ist der positive Fehlerimpuls schneller als der negative Fehlerimpuls, dann wird der Flip-Flop 188 gesetzt, und das Tor 492 wird aufgesteuert. Sobald der negative Fehlerimpuls auftritt, wird der Flip-Flop 186 zurückgestellt; da die Vorderflanke des positiven Fehlersignah jedoch zuvor eingetroffen ist, befinden sich beide Flip-Flops 186 und 188 in zurückgestelltem Zustand. Das Umgekehrte gilt, wenn das negative Fehlersignal vor dem positiven Fehlersignal auftritt. Der Zählzyklus wird somit nur in der Zeit zwischen den eintreffenden Fehlerimpulsen ausgelöst.
Wie bereits erwähnt, sind die Flip-Flops 186 und 188 bezüglich einer Vorderflanke des positiven und negativen Fehlersignals verschränkt, wobei der mit der Vorderflanke des ersten Impulses aktivierte Zählzyklus entweder an den Flip-Flop 186 oder den Flip-Flop 188 gelegt wird. Welcher der Impulse zuerst angelegt wird, hängt davon ab, ob das positive Fehlersignal oder das negative Fehlersignal zuerst auftritt. Ist der positive Fehlerimpuls schneller als der negative Fehlerimpuls, dann wird der Flip-Flop 188 gesetzt, und das Tor 492 wird aufgesteuert. Sobald der negative Fehlerimpuls auftritt, wird der Flip-Flop 186 zurückgestellt; da die Vorderflanke des positiven Fehlersignah jedoch zuvor eingetroffen ist, befinden sich beide Flip-Flops 186 und 188 in zurückgestelltem Zustand. Das Umgekehrte gilt, wenn das negative Fehlersignal vor dem positiven Fehlersignal auftritt. Der Zählzyklus wird somit nur in der Zeit zwischen den eintreffenden Fehlerimpulsen ausgelöst.
Während des Zählzyklus zählt der Peilfehlerzäliler 212 bei aufgesteuertem NAND-Glied 492 aufwärts,
während er bei aufgesteuertem NAND-Glied 494 abwärts zählt.
Eine Rückstellung des Peilfehlerzählers 212 erfolgt jede einzelne Sekunde durch den Fehlersamplezähler
490. Diese Schaltung erlaubt eine Mittelwertbildung über 20 an den Fehlersamplezähler 490 gelegte Impulse.
Da die Eingabe für den Fehlersamplezähler mit einer Frequenz von 20 Hz erfolgt entsprechen 20 Impulse
dem von der Folgesteuerung 214 gebildeten und an den Peilfehlerzähler 212 gelegten 1-Sekunden-Zeitintervall.
Am Ende des festgelegten Zählzyklus bildet der erste
Impuls von der Folgesteuerung 214 einen Sperrimpuls. Dieser jede Sekunde ausgesandte Sperrimpuls gelangt
über das Gatter 220 auf einer Leitung 246 zu den Rückstelleingängen
der Treiber 194, 196 für die Anzeigen 190,192. Der Ausgang des NAND-Glieds 220 liegt außerdem
an einem Inverter 244, dessen Ausgangssignal den Fehlerpolaritäts-Flip-Flop 224 zurückstellt Das
Ausgabesignal der Folgesteuerung 214 stent außerdem
über das NAND-Glied 218 und den Inverter 222 die
Zähler im Peilfehlerzähler 212 auf Null zurück, so daß der ZählzyHus erneut begonnen werden kann.
F i g. 5 zeigt die logische Schaltung 152 in Einzelheiten,
wobei das variable 30-Hz-Signal auf der Leitung 22a, das 30-Hz-Bezugssignal auf der Leitung 42a und die
108 kHz-Taktimpulse auf der Leitung 172 eingegeben werden. Die Handschalter 168 bis 171 sind jeweils unabhängig
voneinander an eine positive Gleichstromquelle angeschlossen. Der Handschalter 168 schließt die Spannungsquelle
an ein Widers'andsnetzwerk mit den Widerständen 248 bis 251 zur Erzeugung eines Binärkodes
für die Programmierung eines einen Teil des programmierbaren Verzögerungsregisters 166 bildenden Dekodierzählers
lC6a. Der Dekodierzähler 166a nimmt 108-kHz-Taktimpulse über das NAND-Glied 174 und
den Inverter 176 auf.
Ein Ausgang des Dekodierzählers 166a ist mit einem Eingang eines vom Binärkode des Handschalters 169
programmierte)! Dekodierzählers 166b verbunden. Der Handschalter 169 schließt die positive Spannungsquelle
an ein die Widerstände 252 bis 255 enthaltendes Widerstandsnetzwerk. Der Binärkode zur Programmierung
des Dekodierzählers 166b wird von den Spannungen über den Widerständen 252 bis 255 gebildet.
In ähnlicher Weise ist der Handschalter 170 an ein die
Widerstände 256 bis 259 enthaltendes Widerstandsnetzwerk angeschlossen, um einen die Spannungen darstellenden
Binärkode zur Programmierung eines Dekodierzählers 166CZU liefern. Der Dekodierzähler 166czählt in
Abhängigkeit von Ausgangssignalen vom Dekodierzähler 166b. Der Zählausgang des Dekodierzählers 166c ist
an einen Dekodierzähler 166c/angeschlossen, der ebenfalls
zu dem programmierbaren Verzögerungsregister 166 gehört. Der Dekodierzähler 166c/ wird von einem
Binärkode programmiert, der über einem an den Handschalter 171 angeschlossenen Widerstandsnetzwerk mit
den Widerständen 26ö bis 263 gebildet wird.
Am Ausgang des Dekodierzählers 166c/ auftretende Spannungsimpulse werden dem Einzelimpuls-Referenzmultivibrator
178 eingegeben, der eine aus def indensatoren
264 und 266 mit einem Widerstand *.. gebildete
Zeitkonstante besitzt. Eine Ausgabe des Einzelimpuls-Multivibrators
178 ist das auf der Leitung 180 gelieferte negative Fehlersignal. Ein Ausgangssignal vom
Dekodierzähler 166c/ wird außerdem zur Sychronisierung des Betriebes des Registers 166 dem NAND-Glied
174 eingegeben.
Eingangssignal für die Schaltung gemäß F i g. 5 ist das auf der Leitung 22a auftretende 30 Hz variable Signal,
das über ein Zeitglied mit dem Widerstand 272 und dem Kondensator 174 dem NAND-Glied 270 eingegeben
wird Logische Ausgangsimpulse vom NAND-Glied 270 werden einem Exklusiv-ODER-Glied 276 eingespeist,
dessen zweiter Eingang an eine positive Gleichspannung gelegt ist Das Exklusiv-ODER-Glied 276 liefert
als Ausgangssignal eine Eingabe für ein weiteres Exklusiv-ODER-Glied
278, dessen zweiter Eingang über die Leitung 22a das 30 Hz variable Signal aufnimmt. Das
NAND-Glied 270 und die Exklusiv-ODER-Glieder 276 und 278 bilden den variablen Frequenzverdoppler 154
aus Fig.2c. Das 60-Hz-Ausgabesignal vom Exklusiv-ODER-Glied
278 wird an die T-Eingänge von J-K-FMp-FIops 280 und 282 gelegt Diese Flip-Flops sind Teil des
durch-3-teilenden Zählers 158, der einen dritten J-K-Fiip-Fiop
284_aufweist und weicher mit seinem T-Eingang an die Q-KJemme des Flip-Flops 280 angeschlossen
ist. Am (^-Ausgang des Flip-Flops 280 wird ein 20-Hz-Ausgangssignal vom durch-3-teilenden Zählei
158 erzeugt, welches das positive Fehlersignal auf der Leitung 184 ist.
Auf der Leitung 42a wird ferner das Zeitglied, bestehend aus dem Widerstand 286 und dem Kondensator 288 ein 30-Hz-Bezugssignal an das einen Tiil des Frequenzverdopplers 156 bildende NAND-Glied 290 gelegt. Ein Ausgang des NAND-Glieds 290 lieg», an einem Exklusiv-ODER-Glied 292, das eine Eingabe für ein weiteres Exklusiv-ODER-Glied 294 liefert. Der zweite Eingang des Exklusiv-ODER-Glieds 294 ist mit dem auf der Leitung 42a liegenden 30-Hz-Bezugssignal beaufschlagt. Die Exklusiv-ODER-Glieder 292 und 294 gehören ebenfalls zum Frequenzverdoppler 156.
Auf der Leitung 42a wird ferner das Zeitglied, bestehend aus dem Widerstand 286 und dem Kondensator 288 ein 30-Hz-Bezugssignal an das einen Tiil des Frequenzverdopplers 156 bildende NAND-Glied 290 gelegt. Ein Ausgang des NAND-Glieds 290 lieg», an einem Exklusiv-ODER-Glied 292, das eine Eingabe für ein weiteres Exklusiv-ODER-Glied 294 liefert. Der zweite Eingang des Exklusiv-ODER-Glieds 294 ist mit dem auf der Leitung 42a liegenden 30-Hz-Bezugssignal beaufschlagt. Die Exklusiv-ODER-Glieder 292 und 294 gehören ebenfalls zum Frequenzverdoppler 156.
Die Ausgangsimpulse vom Exklusiv-ODER-Glied 294 haben eine Frequenz von 60 Hz und führen zum /-Eingang
eines /-K-Flip-Flops 296 sowie über einen Inverter
298 an den K-Eingang des Flip-Flops 2%. Der <?-Ausgang
des Flip-Flops 296 ist an die Γ-Eingänge von J-K-Flip-Flops
300 und 302 angeschlossen. Die Fiip-Fiops 296,300 und 302 bilden den durch-3-teilenden Referenzzähler
164 aus F i g. 2c.
Ein 20-Hz-Ausgangssignal vom durch-3-teilenden Referenzzähler 164 erscheint am (^-Ausgang des Flip Flops
300 und führt zu einem Eingang eines NOR-Glieds 304, dessen zweiter Eingang an den Ausgang des
Exklusiv-ODER-Glieds 294 angeschlossen ist. Das 20-Hz-Signal vom NOR-Glied 304 führt außerdem in
die Dskodierzähler 166a bis d und setzt den Zählstand auf einen vorgegebenen Wert zum Vergleich mit dem
von den Handschaltern 168 bis 171 eingegebenen programmierbaren Binärkode.
Am (^-Ausgang des Flip-Flops 300 gebildete logische
Impulse werden an den /-Eingang eines /-/i-Flip-Flops
306 gelegt, der zum Datensynchronizer 182 gehört. Der Γ-Eingang des Flip-Flops 306 ist mit dem Ausgang des
Exklusiv-ODER-Glieds 292 des Bezugsfrequenzverdopplers beaufschlagt. Ais Rückstellsignal für den Füp-Flop
306 dient das positive Fehlersignal am (^-Ausgang des Flip-Flops 280, das übei einen Kondensator 308 und
einen mit einer Diode 312 parallel beschalteten Widerstand 310 an die R-Klemme des Flips-Flops 306 führt.
Der (^-Ausgang des Flip-Flops 306 ist mit einem Eingang
eines NAND-Glieds 314 verbunden, dessf η zweiter Eingang über die Leitung 22a mit dem variablen
30-Hz-Signal angesteuert wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 314 liegt am /-Eingang eines J-K-FWp-Flops
316, der von dem invertierten negativen Fehlersignal vom Ausgang eines Inverters 318 angesteuert wird.
Die Rückstellung des Flip-Flops 316 erfolgt durch logische Impulse vom (^-Ausgang des Flip-Flops 284, die
über einen mit einem Widerstand 322 verbundenen Kondensator 320 an den Flip-Flop 316 gelangen. Der
Widerstand 322 ist mit einer Diode 324 parallel beschalteL Die Ausgabe vom Datensynchronizer 182 erscheint
am Q-Ausgang des Flip-Flops 316 und isi an die Rückstelleingänge
des Flip-Flops 280,282 und 284 des durch-3-teilenden Zählers 158 gelegt.
Fig.6 zeigt eine Anzahl von Impulsfolgen, die den
Betrieb der programmierbaren Verzögerungsschaltung 152 verdeutlichen. Das 30-Hz-Bezugssignal ist durch die
Kurve 326 dargestellt, während das variable 30-Hz-Signal
durch die Kurve 328 wiedergegeben ist, wobei eine Phasenverschiebung von 90° zwischen dem Referenzsignal
326 und dem variablen Signal 328 vorliegt.
Zur Erzeugung des negativen Fehlersignals wird die 30-Hz-Referenzschwingung 330 dem zum Frequenzverdoppler
156 gehörenden NAND-Glied 290 eingegeben.
welcher am Ausgang des Exklusiv-ODER-Glieds 294
die Schwingung 332 ausgibt Die Breite der einzelnen Impulse der Schwingung 332 sind durch die Zeitkonstante des aus dem Widerstand 286 und dem Kondensator 288 gebildeten Zeitgliedes bestimmt
Die am Ausgang des Exklusiv-ODER-Güeds 294 auftretende Schwingung 332 wird in den zum durch-3-teilenden Zähler 164 gehörenden Flip-Flop 296 geführt,
um am Q-Ausgang des Fiip-Fiops 3Ö0 die Schwingung
334 zu erhalten. Die durch die Schwingung 334 dargestellte Ausgabe vom Flip-Flop 300 wird über das
ODER-Glied 304 an die Dekodierzähler 166a bis d gelegt, wobei der Dekodierzähler 166t/ den Einzelimpulsmultivibrator 178 für die Erzeugung der das negative
Fehlersignal auf der Leitung 180 darstellenden Schwingung 336 anstößt
Für d*e Bildung des positiven Fehlersignals wird das
durch die Schwingung 338 dargestellte 30-Hz-Bezugssignal an das NAND-Glied 240 gelegt, dessen Ausgang
am Eingang des Exklusiv-ODER-Glied 292 liegt Am Ausgang des Exklusiv-ODER-Glieds 292 erscheint eine
Schwingung 340, die in den T-Eingang des /-/C-FHp-Flops 306 eingespeist wird Der zeitliche Abstand zwischen den Vorderflanken der Schwingungen 338 und
340 wird durch die Zeitkonstante des aus dem Widerstand 286 und dem dazu in Reihe geschalteten Kondensator 288 gebildeten Zeitgliedes bestimmt
Am /-Eingang des Rip-Flops 306 erscheint außerdem
ein Signal vom Flip-Flop 300 in Form der Schwingung 34Z Am Q-Ausgang des Flip-Flops 306 erscheint die
Schwingung 344, wobei der Rip-Flop 306 bei der ansteigenden Ranke eines am Q-Ausgang des Flip-Flops 280
erzeugten Impulses zurückgestellt wird. Der Flip-Flop
280 gehört zum durch-3-teilenden Zähler 158.
Das Ausgangssignal am (^-Ausgang des Flip-Flops
306 ist durch die Schwingung 346 dargestellt und wird dem NAND-Glied 314 eingegeben. Am zweiten Eingang des NAND-Glieds 314 liegt das variable 30-Hz-Signal mit der Schwingungsform 348, wobei das NAND-Glied 314 die Schwingungen 346 und 348 zusammenfaßt
und am Ausgang eine durch die Schwingung 350 dargestellte Impulsfolge liefert Die Impulsfolge 330 wird dem
/-/C-FIip-Flop 316 eingegeben. Ein weiteres Eingangssignal für den /-/C-Flip-Flop 316 ist ein durch den Inverter
318 invertiertes Ausgangssignal vom Einzelimpulsmultivibrator 178. Dieses Eingangssignal für d<:n /-/C-FUp-Flop 316 ist durch die Schwingung 352 verdeutlicht, und
zwar ist dies die durch den Inverter 318 invertierte Schwingung 336. Ein Ausgangssignal des Flip-Flops 316
bildet die am (^-Ausgang auftretende Schwingung 354,
wobei der Flip-Flop 316 bei der Vorderflanke eines am Ausgang des Flip-Flops 284 auftretenden Impulses zurückgestellt wird.
Das variable 30-Hz-Signal wird außerdem an den Frequenzverdoppler 154 gelegt, der am Ausgang des
Exklusiv-ODER-Glieds 278 die Schwingung 356 mit der Frequenz von 60 Hz liefert Dieses Signal wird an den
Γ-Eingang des J-K-Flip-Flops 280 geführt, wodurch an
dessen (^-Ausgang das auf der Leitung 184 auftretende
positive Fehlersignal 358 erscheint.
Das durch die Schwingung 360 dargestellte invertierte positive Fehlersignal 358 tritt am 0-Ausgang des
Flip-Flops 280 auf und wird an den T-Eingang des Flip-Flops 284 zur Erzeugung von Rückstellimpulsen 362 für
den /-AC-Flip-Flop 316 gelegt.
Die in F i g. 6 unterhalb der Schwingung 338 dargestellten Impulsfolgen verdeutlichen die Betriebsweise
des durch-3-teilenden Zählers 164, des Datcnsynchroni
zers 182 und des durch-3-teilenden Zählers 158 für die
Erzeugung des positiven Fehlersignals auf der Leitung 184. Durch Betrieb des Datensynchronizers 182 in Verbindung mi-t den durch-3-teilenden Zählern 158 und 164
wird sichergestellt daß die zu vergleichenden Signale phasengleich sind und keine 180° -Phasenverschiebung
aufweisen.
Das positive Fehlersignal 358 und das negative Fehlersignal 336 sind theoretisch phasengleich und werden
ίο an die Phasenvergleicherschaltung 173 gelegt, um einen
Alarm auszulösen, wenn der Peilfehler einen vorgegebenen Wert überschreitet Die Phasenvergleicherschaltung 173 vergleicht außerdem die Phasendifferenz zwischen den positiven und negativen Fehlersignalen 358,
336 zur Bildung einer digitalen Anzeige des Peilfehlers an den Siebensegmentanzeigen 190 und 192.
Claims (1)
1 2
griff des Patentanspruchs 1.
Patentansprüche: Das in den USA entwickelte VOR-System ist als Standardverfahren in der Luftfahrt eingeführt (VOR=Very
1. Phasenüberwachungsschaltung für einen VOR- High Frequency Omnidirectional Range). Es besteht aus
Empfänger, der ein variables Signal und ein Bezugs- 5 einer an einem Bodenpunkt befindlichen VOR-Bodensignal von einer Bodenstelle empfängt, g e k e η η - stelle und den in den Flugzeugen mitgeführten Bordanzeichnet durch einen vom variablen Signal lagen. Außer der fortlaufenden Azimut-Angabe gestat-(328) angesteuerten Frequenzverdoppler (154) mit tet das VOR-Navigationssystem das Einhalten eines beeinem nachgeschalteten, durch-3-teilenden Zähler liebigen radialen Kurses zur Bodenstelle ooer von ihr
(158) zur Erzeugung eines positiven Fehlersignals 10 weg. Ferner ist eine Nachrichtendurchsage vom Boden
(358), durch einen vom Bezugssignal (326) angesteu- aus möglich. Die Bodenstelle sendet von einer rotierenerten weiteren Frequenzverdoppler (156) mit nach- den Richtantenne eine Trägerschwingung aus, die von
geschaltetem, durch-3-teilenden Zähler (164) zur Er- einem Subträger amplitudenmoduliert ist. Der Subträzeugung eines ersten Signais (334) für ein program- ger ist frequenzmoduliert und stellt ein ortsunabhängimierbares Verzögerungsregister (166), das zur Pha- .i ges Bezugssignal oder eine »Bezugsphase« dar, deren
senverzögerung des ersten Signals (334) sowie zur Phasenlage mit der azimutabhängigen »variablen Pha-Erzeugung eines negativen Fehlersignals (336) dient, se« der amplitudenmodulierten Trägerwelle verglichen
und durch eine Phasenvergleicherschaltung (173) für wird. Die festgestellte Phasendifferenz ist tin Maß für
den Vergleich der Phasenlage des negativen Fehler- den Peilwinkel eines einen VOR-Bordempfänger trasignals |~336) mit der Phasenlage des positiven Feh- 20 genden Flugzeugs zur Bodenstelle,
iersignais (358) sowie zur Auslösung eines AJanns, Die üblicherweise als OMNl-Stellen bezeichneten
wenn die Phasendifferenz einen vorgegebenen Wert Bodenstellen für die VOR-Navigation sind über den
überschreitet Erdboden verteilt und ermöglichen den in ihrem Sende-Z. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bereich fliegenden Flugzeugen, eine Ortsbestimmung
zeichnet, daß das programmierbare Verzögerungs- 25 vorzunehmen. Jede der Bodenstellen sendet ein Hochregister (166) Schalter (168 bis 171) zur Einstellung frequenzsignal mit einer Hauptschwingung aus, auf die
der Phasenverzögerung in Übereinstimmung mit der Bordempfänger abzustimmen ist Die Hauptschwinder Peilung eines Flugzeugs in bezug auf eine Bo- gung ist mit einer 30-Hz-Sinusschwingung räumlich amdenstelle aufweist plitudenmoduliert (AM). Zeigt der Senndestrahl einer
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 OMNI-Stelle in Richtung auf den magnetischen Nordzeichnet, daß an die Phasenvergleicherschaltung pol, dann besitzt die Sinusschwingung ihr Maximum.
(173) eine Anzeige (190,192) für den Peilfehler zwi- Diese 30-Hz-Sinusschwingung wird als die Richtkomposchen dem negativen Fehlersignal (336) und dem po- nente oder das variable Signal bezeichnet
sitiven Fehlersignal (358)angeschlossen ist Jede OMNI-Stelle sendet außerdem eine Subträger-
4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 schwingung von 9960 Hz aus, die mit einer 30 Hzzeichnet, daß die Phasenvergleicherschaltung (173) Schwingung frequenzmoduliert (FM) ist Diese Sinuseinen Fehlerkomparator (232) zur Erzeugung eines schwingung wird als die Bezugsphase oder das Bezugsnormalen Peilsignals beim Auftreten einer innerhalb signal bezeichnet.
vorgegebener Grenzen liegenden Phasendifferenz Im Betrieb sind das Bezugssi^ral und das variable
zwischen dem negativen und dem positiven Fehlersi- 40 Signal phasengleich und haben den gleichen Nulldurch-
gnal (336; 358) aufweist gang, wenn der Sendestrahl die magnetische Nordrich-
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, tung durchquert. Wenn sich der rotierende Sendestrahl
dadurch gekennzeichnet daß ein Zustandsanzeiger winkelmäßig weiter von der magnetischen Nordrich-(48) der Phasenvergleicherschaltung (173) nachge- tung entfernt, dann vergrößert sich die Phasendifferenz
schaltet ist. 45 zwischen dem Bezugssignal und dem variablen Signal.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Diese Phasendifferenz ist somit direkt proportional dem
zeichnet, daß dem Fehlerkomparator (232) ein Peil- in Grad gemessenen Winkel zwischen jeweiliger Sendefehlerzähler(212) vorgeschaltet ist. Strahlstellung und magnetischer Nordrichtung.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Fliegt ein Flugzeug in der Nähe einer OMNI-Stelle
dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleicher- 50 und empfängt es das variable Signal und das Bezugssischaltung (173) einen ersten Flip-Flop (186) und ei- gnal, dann entspricht die Peilung vom Flugzeug zur Bonen zweiten Flip-Flop (188) aufweist, wovon der er- denstelle der Phasendifferenz zwischen diesen beiden
ste Flip-Flop (186) das negative Fehlersignal (336) Signalen. Bekannte VOR-Bordempfänger besitzen zu
und der zweite Flip-Flop (188) das positive Fehlersi- diesem Zweck einen mit einem Nullmeter gekoppelten
gnal (358) aufnimmt, wobei letzteres außerdem zur 55 Phasendifferenzdetektor sowie eine von einer Bedie-Rückstellung des ersten Flip-Flops (186) dient. nungsperson verstellbare Peilscheibe, die bei NuII-
8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- punktsabgleichung des Nullmeters abzulesen ist.
zeichnet, daß parallel zu dem ersten Flip-Flop (186) Aus der US-PS 37 45 465 ict bereits eine Kanalüberein Fehlersamplezähler (490) geschaltet ist, welcher wachungsschaltung für einen VOR-Empfänger bekannt,
als Eingangssignal das negative Fehlersignal (336) 60 mit der die Kanaleinstellung überwacht wird. Mit dieser
aufnimmt und als Ausgangssignal RücksteSlimpulse bekannten Schaltung wird verhindert, daß Störsignale
für den Peilfehlerzähler (212) ausgibt. von benachbarten Kanälen bei Abwesenheit eines
Hauptsignals in den Empfangskanal übersprechen und
damit Peilfehler verursachen.
65 Peilfehler entstehen jedoch nicht nur durch Übersprechen von benachbarten Kanälen, sondern auch
Die Erfindung betrifft eine Phasenüberwachungs- durch das Auftreten von harmonischen Überlagerungen
schaltung für einen VOR-Empfänger gemäß Oberbe- oder Verzerrungen, die ebenfalls ausgeschaltet werden
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| US05/735,947 US4104637A (en) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | VOR phase monitoring system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2744780A1 DE2744780A1 (de) | 1978-05-03 |
| DE2744780C2 true DE2744780C2 (de) | 1986-01-23 |
Family
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Country Status (7)
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| US5111208A (en) * | 1989-02-23 | 1992-05-05 | Hazeltine Corporation | Calibration of plural - channel system |
| US5185609A (en) * | 1991-10-29 | 1993-02-09 | Wilcox Electric, Inc. | Signal monitor utilizing digital signal processing |
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- 1977-09-08 GB GB37540/77A patent/GB1557352A/en not_active Expired
- 1977-10-05 DE DE2744780A patent/DE2744780C2/de not_active Expired
- 1977-10-27 JP JP12822877A patent/JPS5354497A/ja active Granted
- 1977-10-27 FR FR7732403A patent/FR2369574A1/fr active Granted
Non-Patent Citations (1)
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| CA1092691A (en) | 1980-12-30 |
| AU2817577A (en) | 1979-03-01 |
| GB1557352A (en) | 1979-12-05 |
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| DE2744780A1 (de) | 1978-05-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| D2 | Grant after examination | ||
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