SIGNAL DETECTOR

Abstract: 1. Process for receiving pulses, the amplitude of which fluctuates significantly, which follow each other closely in sequence or which are run into each other, with a large pulse width in relation to their leading edge, a trailing edge of another type, and, where applicable, a superimposition of higher frequency signal contents with a small amplitude, whereby a) only one edge of a corresponding pulse is used and the other is suppressed and b) the received pulse is first of all delayed by a preset delay through a delay device and then attenuated by a preset amount and the delayed pulse is compared with the attenuated pulse, characterised in that c) the received pulse is also compared with a reference signal relating to interference signals (interference probability) and d) in that the signals representing the results of the two comparisons are combined with each other.

Description: Beschreibung Signaldetektor Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfang bestimmter Impulse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens. Ein solches Verfahren bzw. eine solche Schaltungsanordnung ist aus der US- A- 3 763 436 bekannt. Die Zeitmessung erfolgt hier unabhängig vom ankommenden Signal. Für eine genaue Triggerschwelle verwendet man - ob die Signalamplitude schwankt oder nicht - eine Offset-Spannung, wobei zur Auswertung die abfallende Falnke der Amplitude herangezogen wird. Ähnliches gilt auch für das Selektieren verrauschter Signale eines Bildtelegraphen gemäss der US-A- 3 790 894, bei dem ein Signal verzögert und ebenfalls der Einbau einer festen Schwelle vorgesehen ist. Bei dem Verfahren und der Anordnung zum Diskriminieren von Impulsen gemäss der DE-A - 19 56 968#im Yerhältnis zum Signalpegel, nicht dagegen im Verhältnis zum Rauschen eingestellt. Schliesslich ist aus der DE-A- 29 12 653 ein elektronischer Signalgenerator zur Erzeugung eines Konstant-Bruchteil-Bipolar-Ausgangs- signals bekannt, bei dem mit dem Ausgang des Signal-Teilungsgliedes ein Verzögerungsglied verbunden ist. Eine Schwellwertschaltung ist auch hier nicht vorgesehen. Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemässe Verfahren so zu verbessern, dass stark schwankende und dicht aufeinander folgende oder ineinander geschobene Impulse besser detektiert werden können. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Diese vor allem bei zwei oder mehr solcher Impulse vorteilhafte Methode gewährleistet mit vergleichsweise geringem elektronischen Aufwand eine sichere zeitliche Auflösung. Eine Weiterbildung der Erfindung wird in der Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 gesehen. Die Regeleinrichtungen nach Anspruch 5 hingegen ermöglichen eine gewisse Automatisierung. Mit der einen kann der Triggerpegel des zugehörigen Differenzdiskriminators so eingestellt werden, dass die Störwahrscheinlichkeit der Schaltung gemäss Anspruch 4 einen vordefinierten Wert nicht überschreitet, während mit der anderen die Offsetfehler auf ein Minimum reduziert werden. Die restlichen Unteransprüche enthalten zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung. Im folgenden werden an Hand einer Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt Fig. 1 die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung als Blockschaltbild, Fig. 2 einen Einzelimpuls mit grosser Amplitude, Fig. 3 einen Einzelimpuls mit kleiner Amplitude, Fig. 4 einen Doppel impuls mit gleicher Amplitude und Fig 5 einen Doppelimpuls mit unterschiedlicher Amplitude. Die strichpunktierte Umrandung 8 in Fig. 1 symbolisiert den Konstant Bruchteil-Diskriminator, der im wesentlichen aus dem Analog-Verzögerungsglied 1, dem mit einem Dämpfungsfaktor A =e/b versehenen Signal-Dämpfungsglied 2 und einem ersten Differenzdiskriminator 3 besteht. An den Eingängen des Analogverzögerungsgliedes 1, des Signal Dämpfungsgliedes 2 sowie eines zweiten Differenzdiskriminators 4 liegen hierbei gleichzeitig der empfangene Original impuls e an. Das Analog-Verzögerungsglied leitet diesen Original impuls e mit gleicher äusserer Erscheinungsform, das heisst mit gleicher Amplitudenhöhe und -breite, jedoch zeitverzögert, als Impuls a an einen Eingang des ersten Diffprpnzdiskriminators 3, während das Signal-Dämpfungsglied den Original impuls e durch einen Faktor A teilt, das heisst ihn bei gleichbleibender Amplitudenbreite in seiner Prnplitudenhöhe mindert und ihn als Impuls b an einen anderen Eingang dieses Diskriminators leitet. Von hieraus gelangt der verarbeitete Impuls als Signal C an die Logik 5 sowie unter Berücksichtigung des auch von dem zweiten Differenzdiskriminator 4 an die Logik übermittelten Signals D als Signal Q an die weitere, zeichnerisch nicht dargestellte Verarbeitung. Die Logik besteht im einfachsten Fall aus einem Monostabil Multivibrator, der nur dann getriggert wird, wenn D und die positive Flanke C vorhanden sind. Der Teilungsfaktor und die Zeitverzögerung müssen hierbei so gewählt sein, dass bei den infrage kommenden Impulsen mit stark schwankenden Amplituden, ineinandergeschobenen oder dicht aneinandergereihten Impulsen mit im Verhältnis zum Anstieg grösserer Impulsbreite, anders gearteter Abfallflanke und gegebenenfalls überlagerung höherfrequenter Signalanteile mit geringer Ampli- tude die Rückflanke keinen weiteren Trigger auslöst, falls kein zweiter Impuls in dem Zeitraum der Abfallflanke vorhanden ist. Ausserdem muss der Pulsdetektor einen solchen Triggerpegel aufweisen, dass die Störwahrscheinlichkeit einen vordefinierten Wert nicht überschreitet. Mit einer weiteren strichpunktierten Linienführung ist die aus den beiden Regeleinrichtungen 6 und 7 bestehende Automatik 9 für eine maximale Detektionsempfindlichkeit bezeichnet, die nicht zwingend aber vorteilhafterweise vorgesehen ist. Erstere ist eine Offset Regelschaltung, die zur Nullpunktkorrektur zwischen den Ausgang und einem Offsetstelleingang des Differenzdiskriminators 3 geschaltet ist und selbsttätig die Offsetfehler auf ein Minimum reduziert; das regelnde Signal ist mit y, bezeichnet. Zwischen Aus- und Eingang des Differenzdiskriminators 4 dagegen ist die andere Regeleinrichtung geschaltet; letztere dient als Störwahrscheinlichkeits-Regel- schaltung, deren Signal ys dem Diskriminator als Triggerschwelle so zugeführt wird, dass die Störwahrscheinlichkeit einen vordefinierten Wert nicht überschreitet. Die Figuren 2 bis 5 zeigen verschiedene Anwendungsfälle des erfindungsgemässen Verfahrens: Im einfachsten Fall der Fig. 2 und 3 besitzt der Originalimpuls e eine grosse Amplitude. Mit der Triggerschwelle Ys des Differenzdiskriminators 4 (Fig. 1) wird über die Anstiegsflanke der gesamte empfangene Impuls wahrgenommen. Gleichzeitig wird in der vorbeschriebenen Weise ein zeitlich verzögerter Impuls a mit gleicher Amplitudenausbildung sowie ein Impuls b gebildet, dessen Amplitude um den Teilungsfaktor A lediglich in ihrer Höhe verringert ist. Die beiden Signale a und b werden über den Differenzdiskriminator 3 miteinander verglichen. An Eingang des Diskriminators 3 ist zunächst der Impuls b vorhanden. Da a < b ist, verursacht dieser am Ausgang eine logische Null. Nach der Zeitverzögerung wird a > b und damit ergibt sich am Ausgang ein Signalsprung auf logisch Eins. Die Impulsdiagramme C, D und Q unterhalb des Impulsschaubildes entsprechen hierbei einzelnen Rechenoperationen wie sie sich in der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 an-den Ausgängen der beiden Differnzdiskriminatoren 3 und 4 sowie der Logik 5 darstellen. Das Diagramm C ergibt sich hierbei aus einem Vergleich des gedämpften Impulses b und des verzögerten Impulses a, wobei vor Beginn des Originalimpulses und nach Ausklingen des verzögerten Impulses auch der Rauschpegel angedeutet ist. Ein Ergebnis ist hierbei jeweils nur bei a > b oder a < b zu erwarten; im Fall von a= b bleibt C undefiniert. Das Diagramm D zeigt sodann den Original impuls e unter Berücksichtigung der Triggerschwelle. Die Signalvergleiche können aktiv, passiv oder über einen Rechner erfolgen. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 und 3 entsprechen einander bis auf unterschiedliche Grössen der Amplituden. Beide haben ihrer Einfachheit und übersichtlichkeit wegen vor allem für Erläuterungszwecke Bedeutung, weniger dagegen für die Praxis, wo dieses Verfahren einer besseren Auflösung eines oder mehrerer weiterer Impulse dienen soll, die ansonsten - sofern sie jedenfalls oberhalb der Triggerschwelle im Bereich der sich abflachenden Rückflanke der Amplitude zu liegen kommen - verloren gingen. Die Anwendung bei nur einem Impuls zeigt lediglich, dass kein weiterer Impuls vorhanden ist. Die Fig. 4 und 5 weisen dieselben Rechenoperationen und Darstellungsweisen mit jeweils zwei Impulsen el und e2 aus. Im ersteren Fall besitzen beide Impulse gleiche, im anderen unterschiedliche Amplituden. Zusätzlich ist bei diesen Ausführungsbeispielen noch mit starker Linienführung die Hüllkurve e = e1 + e2 dargestellt, die sich jeweils durch die überlagerung der Impulse el und e2 ergibt. Die Hüllkurve fällt jeweils im Bereich des ersten Impulses e1 mit diesem zusammen. Von Bedeutung sind Verfahren und Anordnung in der Strahlungsmesstechnik, wie z.B. für die Kern-, Sonar-, Laserstrahlung usw.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Empfang von in ihrer Amplitude stark schwankenden, dicht aufeinander folgenden oder ineinander geschobenen Impulsen mit einer im Verhältnis zu ihrer Anstiegsflanke grösseren Impuls breite, anders gearteter Abfallflanke und gegebenenfalls einer Überlagerung höher frequenter Signalanteile mit geringer Ampli tude, wobei a) ein Diskriminator-Schwellwert gesetzt wird, b) für die elektronische Auswertung eine Flanke der Signal amplitude verwendet und die andere unterdrückt wird bzw. keinen Impuls auslöst, sofern im Bereich der zuleztge nannten Flanke kein zweites Signal vorhanden ist, c) die Signalamplitude in einem bestimmten Verhältnis geteilt, das ursprüngliche Signal verzögert und beide Signalampli tuden in einem ersten Diskriminator (3) miteinander verglichen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d) die Triggerschwelle eines zweiten Diskriminators (4) in Ab hängigkeit von der durch Rauschen bewirkten Störwahrschein lichkeit so gestellt wird, dass die Störwahrscheinlichkeit auto matisch auf einen bestimmten Wert geregelt wird, e) die Ausgänge der Diskriminatoren (3) und (4) verknüpft werden und f) bei der elektronischen Auswertung nur die Anstiegsflanke der Signalamplitude verwendet und die Abfallflanke unterdrückt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die geteilte mit der verzögerten Signalamplitude passiv oder mit Hilfe eines Rechners verglichen wird. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die empfangenen Impulse gleich zeitig an Eingängen eines konstant-Bruchteil-Diskriminators (8) und eines Differenzdiskriminators (4) anliegen und die Ausgänge der Diskriminatoren über eine Logik (5) mit der Auswertung ver bunden sind. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e kennzeichnet , dass die Logik (5) beim Zusammen treffen eines Signals am Ausgang des zweiten Differenzdikrimi nators (4) mit einem Signalsprung am Ausgang des ersten Differenz diskriminators (3) einen Trigger auslöst. 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an den Ausgängen der beiden Differenzdiskriminatoren (3; 4) je eine Regelein richtung (6; 7) mit ihrem einen Ende anliegt, während das andere Ende der dem ersten Diskriminator zugeordneten Einrichtung (6) an einem Offsetstelleingang und das andere Ende der dem zweiten Diskriminator zugeordneten Einrichtung (7) am Bezugseingang an liegt. 6. Schaltungsanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die dem ersten Differenzdiskriminator (3) zugeordnete Regeleinrichtung (6) aus einer Offset-Regelschaltung zur Nullpunktkorrektur und die Logik (5) aus einem monostabilen Multivibrator besteht.

Inventors: STRAUSS, MANFRED, WELZ, WOLFGANG
Applicants: ELTRO GMBH GESELLSCHAFT FUR STRAHLUNGSTECHNIK
Application year: 1983
Main classification: H03K5
IPC codes: G01R29, G01S7