DE2317662B2

DE2317662B2 - Method for distance measurement according to the echo delay method

Info

Publication number: DE2317662B2
Application number: DE2317662A
Authority: DE
Inventors: Siegfried 2301 Raisdorf Thieme
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1973-04-07
Filing date: 1973-04-07
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1464424A; NO138676C; NO138676B; NO741004L; DE2317662A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Enlfer-Hungsmessung nach der Echolaufzeitmethode, wobei Schall- oder Ultraschallimpulsc ausgesendet werden Und die von einem reflektierenden Objekt zur'ickkeh- fenden Echos in einem Empfangsgerät mittels einer Anzeigeeinrichtung hörbar oder sichtbar angezeigt herden. The invention relates to a method for distance measurement according to the echo propagation time method, wherein sound or ultrasonic pulses are transmitted and the echoes returning from a reflecting object 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.In locating devices that work according to the aforementioned method, it is perceived as a disruptive defect that such sound or ultrasonic pulses are displayed that are not echoes of the own transmission pulse, namely sound pulses from other sound sources, such as ship's propeller noises and Transmit or echo pulses from other echo sounders working in the vicinity.

Es bestand daher das Bedürfnis zu gewährleisten, 6$ daß die Anzeigeeinrichtung nur die Echos des eigenen Sendeimpulses anzeigt, dagegen alle Fremdimpulse un- Hierdurch wird erreicht, daß nur solche Echos zur Aufzeichnung gelangen können, die mit dem Hilfssignal moduliert sind, und da dies bei Fremd.mpulsen n.cht der Fall ist, wird die Anzeigeeinrichtung bei ihrem Eintreten nicht in Wirkung gesetzt There was therefore a need to ensure that the display device only displays the echoes of its own transmission pulse, but all external pulses un- This ensures that only those echoes can be recorded that are modulated with the auxiliary signal, and since this is at Fremd.mpulsen n.cht is the case, the display device is not set as it enters effect

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 s.ndHowever , cases are also conceivable in which the external pulses should also be displayed, but so that they can be distinguished from the echoes of the own transmission pulse without difficulty

Für die^e Fälle wird als zweckmäßige Variante der Erfindung vorgeschlagen, daß das demodulierte Hüfssi-₂nal dazu benutzt wird, den Grad der Wahrnehmbarkeit der Anzeige von einem verhältnismäßig geringen Wert auf einen vergleichsweise hohen Wert heraufzusetzen. , ...For the cases ^ e as a useful variant of the invention it is proposed that the demodulated Hüfssi- ₂ is used nal to increment the degree of visibility of the display of a relatively low value to a comparatively high value. , ...

Um ein sicheres Arbeiten eines nach dem erhndungseemäßen 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 anzeigenden Impulses, in Wirkung gesetzt wird. Dies wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung dadurch vermieden, daß der anzuzeigende Schallbzw Ultraschallimpuls dem Anzeigeorgan über Verzögerungsglieder (Laufzeitkette. Schieberegister od dgl) zugeleitet wird, deren Verzögerung gleich der sich aus der Zeitkonstanten der Selvktionsmittel ergebenden Verzögerung bemessen ist.To be able to work safely one after the other Procedure operated device to ensure one will receive the auxiliary signal after demodulation via 'selection means (filter circuits or the like). These however, as is known, cause a certain transit time delay of the auxiliary signal, so that the display device too late, namely only after the arrival of the indicating impulse, is activated. This is avoided in an expedient embodiment of the invention that the sound or to be displayed Ultrasound impulse to the display element via delay elements (transit time chain, shift register od the like) is supplied, the delay of which is equal to that resulting from the time constant of the selection means Delay is measured.

Dient als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre so wird vorteilhaft eine aus dem Hilfssignal gewonnene Gleichspannung zur Hellsteuerung des durch eine Vorspannung dunkelgesteuerten bzw. schwach heligesteuerten Leuchtfleckes benutzt.A cathode ray tube serves as the display device in this way, a direct voltage obtained from the auxiliary signal is advantageously used for light control of the through a bias of dark-controlled or weakly light-controlled light spot is used.

Wird als Anzeigeeinrichtung ein Schreibregistcrgerät 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, which works with electrosensitive paper and in which the intensity of the blackening thus depends on the level of the write voltage, a direct voltage derived from the auxiliary signal is expediently used to increase the gain or the input sensitivity of the write voltage amplifier.

In der F i g. 1 ist das Blockschaltbild einer Echolotanlagc dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.In FIG. 1 is the block diagram of an echo sounder system shown by the method according to the invention is working.

Die F i g. 2 zeigt das Schirmbild eines Sichtgerätes bsi Anwendung der Variante gemäß Anspruch 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens. The F i g. 2 shows the screen image of a viewing device for the application of the variant according to claim 2 of the method according to the invention.

In der F i g. 1 ist 1 der Oszillator für die Hauptsignalfrequenz von beispielsweise 25 kHz, die impulsweise ausgesendet wird, und 2 ist 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 4, der von einem Taktgeber 5 gesteuert wird. Nachdem die von dem Schalter 4 abgegebenen Impulszüge die Leistungsverstärkerstu-In FIG. 1 is 1 the oscillator for the main signal frequency of, for example, 25 kHz, the pulsed is sent out, and 2 is an oscillator that generates the auxiliary signal frequency, which in the present example 1 kHz. This auxiliary signal frequency is impressed on the main signal frequency in the modulator 3. The impulses are generated in a known manner by means of an electronic switch 4 which is controlled by a clock generator 5. After that from the switch 4 emitted pulse trains the power amplifier

fe 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 Leistungs- verstärker 6 kommenden Sendeimpulse nur zum Wandler 8 und die vom Wandler aufgenommenen Echoimpulse nur zu dem Empfangsverstärker 9 gelangen.Fe 6 have passed through, they are fed to the transducer 8, and since this transducer is used both for transmission the impulses as well as the subsequent reception of the echoes is to be used, this is done via a transmit / receive switch 7. This switch allows the amplifier 6 coming transmission pulses only to the transducer 8 and those picked up by the transducer Echo pulses only reach the receiving amplifier 9.

Am Ausgang des Verstärkers 9 ist ein VerzweigungsAt the output of the amplifier 9 there is a branch punkt 10 vorgesehen, von dem eine Leitung 11 über eine Verzögerungseinheit 12 und einen Verstärker 13 zu der als Anzeigegerät dienenden Kathodenstrahlröhre 14 führt, und der Ausgang des Verstärkers 13 arbeitet auf deren Horizontal-Ablenkeinheit.point 10 provided, from which a line 11 over a delay unit 12 and an amplifier 13 leads to the cathode ray tube 14 serving as a display device, 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 18 ar beitet auf die Helligkeitssteuerelektrode der Kathoden-Strahlröhre 14. 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 18 operates on the brightness control electrode of the cathode ray tube 14.

Im Demodulator 16 wird das Hilfssignal vor 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 is picked up again before the main signal serving as a carrier, and the filter 17 ensures that no frequency other than that of the auxiliary signal reaches the rectifier 18.

Diese Schaltung wirkt nun so, daß zwar jedes Echosignal an die Horizontalablenkeinheit der Kathodenstrahlröhre 14 gelangen kann, auch, wenn es das Hilfssignal nicht enthält, jedoch erfolgt eine Hellsteuerung 3c des Leuchtfleckes nur dann, wenn auch das Hilfssigna¹ vorhanden ist und durch seine Gleichrichtung eine entsprechende Steuergleichspannung liefert.This circuit now works in such a way that although each echo signal can reach the horizontal deflection unit of the cathode ray tube 14, even if it does not contain the auxiliary signal, a brightness control 3c of the light spot only takes place if the auxiliary signal ^{1 is also} present and, through its rectification, a supplies corresponding DC control voltage.

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 Jer Eingangsempfindlichkeit zuführen. When using a writing implement working with electrosensitive paper as a display device, the voltage output by the rectifier 18 would be fed to the amplifier 13 via the dashed line 20 for the purpose of controlling the gain or the input sensitivity.

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, 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.This circuit also offers the possibility of having several such systems work next to one another without that they disturb each other. For this purpose, the auxiliary oscillator is designed to be adjustable to different frequencies, so that you can each of the neighboring Can have systems work with a different auxiliary signal frequency. The filter 17 is also corresponding adjustable, and the adjusting elements are, as indicated by the dashed line 19, with one another coupled. Furthermore, the delay unit 12 is also designed to be adjustable in order to adapt the delay to the changing time constant of the filter 17 to enable.

In der F i g. 2 ist das Bild einer Echolotanzeige auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 14 dargestellt, ts handelt sich hierbei um ein Negati" d.h. daß eine größere Helligkeit auf dem Schirm durch stärkere Schwärzung in der Abbildung zum Ausdruck kommt.G in the F i. 2 shows the image of an echo sounder display on the screen of the cathode ray tube 14, ts this is a negative, ie that a greater brightness on the screen is expressed by greater blackening in the image.

Hierin ist 21 der sogenannte Nullschall, J. 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, J. h. a display derived from the transmission pulse; and 22 the display an echo of this transmission pulse; this ad is correspondingly 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 from echoes of the transmission pulse of an adjacent one Echo sounder system. In this case they are not completely suppressed, but only weakened so much that that they can just be recognized and thus easily identified as disturbances.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for distance measurement according to the Echolaufzeitmethodfc, wherein sonic or ultrasonic S sound pulses are emitted and the echoes returning from a reflective object are audibly or visibly displayed in a receiving device by means of a display device, characterized in that the sonic or ultrasonic pulse to be emitted is a Auxiliary signal is modulated, the frequency of which is easily distinguishable from the frequency of the sound or ultrasonic pulse, and that the auxiliary signal is used after its demodulation and possibly deich- direction in the receiving device to set the display device via a control member in effect.

2. The method ci ^ ch claim 1, characterized in that that the demodulated auxiliary signal is used to determine the degree of perceptibility of the display from a relatively low value to a comparatively high value.

3. The method according to claims 1 and 2, wherein the auxiliary signal after demodulation via selection center! (Filter circles or the like.) Is passed, characterized in that the to be displayed Sound or ultrasound pulse to the display element via delay elements (transit time chain, shift register or the like), the delay of which is equal to that resulting from the timing of the selection means resulting delay is measured.

4. The method according to claims I to 3, wherein a cathode ray tube is used as a display device, characterized in that one from the auxiliary signal DC voltage obtained to light control the dark controlled by a bias voltage or weakly brightly controlled light spot is used.

5. The method according to claims 1 to 3, wherein a write register device is used as the display device, the works with electro-sensitive paper, characterized in that one derived from the auxiliary signal DC voltage to increase the gain or input sensitivity of the write voltage amplifier is used.

The object is achieved according to the invention in that an auxiliary signal is modulated onto the sound or ultrasound pulse to be transmitted, the frequency of which can be easily distinguished from the frequency of the sound or ultrasound pulse and that the auxiliary signal. after its demodulation and, if necessary, rectification in the receiving device, it is used to activate the display device via a control element