NO127199B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for påvisning av strukturelle deformasjoner ved telegraftegn.

Den foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte for påvisning av strukturelle deformasjoner ved telegraftegn som

består av avvekslende «tegn»- og «mellomrom»-signaler som er utsatt for interfererende spenninger som frembringer forstyrrelsessignaler.

Automatisk skrivende telegrafappara-ter blir ofte installert i fly, for ved hjelp

av en radioforbindelse å sende informa-sjon til piloten fra en bakkestasjon. Når

systemer av denne type blir utsatt for interferens, f. eks. ved at flyet kommer så

langt fra bakkestasjonen at radiosignalene

ikke lenger mottas tilfredsstillende, vil det

oppstå feil i de meldinger som blir nedskre-vet av apparatet i flyet, da interferensen

vil forårsake forstyrrende signaler og det

er selvfølgelig meget viktig at piloten automatisk blir varslet når en slik situasjon

oppstår. Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen, ved å måle den hyppighet hvormed de nevnte signalers fronter mottas, og

å utløse en koblingsfunksjon når den målte

hyppighet når en gitt grense.

Oppfinnelsen vil bli detaljert beskre-vet i forbindelse med tegningene, hvor: Fig. 1 viser et skjema av en utførelses-form av oppfinnelsen. Fig. 2 viser grafiske diagrammer som

brukes for å forklare virkemåten av fig. 1.

Fig. 3 viser et skjema av en alternativ

utførelsesform av oppfinnelsen.

I fig. 1 tilføres inngangsklemmene 1

og 2 et likestrømssignal, som representerer

tegn og mellomrom. Dette likestrømssignal

avledes fortrinnsvis direkte fra demodula-toren i radiomottageren (ikke vist). Signalet går gjennom en pulsformer og en like-

strømsforsterker som er vist ved blokk 3, og deretter til en fjernskriver 4.

Det antas at det signal som tilføres klemmene 1 og 2 er et dobbeltstrømsignal

slik som vist i fig. 2. Tegnperioder er vist ved et positivt potensial, og mellomroms-perioder er vist ved et tilsvarende negativt

potensial. En forandring fra negativt til

positivt potensial som f. eks. vist ved 5 i diagram A, kalles «tegnfront», og den mot-satte forandring som f. eks. vist ved 6, kalles «mellomfront». Betegnelsen «signal - front» vil bli benyttet for å angi både

«tegnfront» og «mellomfront». Diagram A viser også virkningen av interferens, og dette vil bli forklart nedenfor.

Inngangsklemmene 1 og 2 blir også forbundet med en styrekrets (i den øvre del av fig. 1) som måler den hyppighet signalfrontene mottas med, og utløser et normalt innkoblet rele 7, med relevikling A, når denne hyppighet øker abnormt. Dette rele har et sett vendekontakter 8, også betegnet al, vist adskilt fra releviklingen A. Under normale tilstander når rele 7 er påvirket, er kontaktene 8 i den viste stilling slik at fjernskriveren er forbundet med pulsformer og forsterkerkretsen 3. Hvis interferens forårsaker at hyppigheten for mottagelse av signalfrontene øker abnormt, kobles rele 7 ut, og kontaktene 8 går over til den annen stilling, slik at fjernskriveren 4 frakobles kretsen 3 og tilkobles en kilde 9 som leverer positiv tegnspenning, hvorved fjernskriveren holdes i stopptil-stand.

Et annet sett kontakter 10, også betegnet a2, er vanligvis brutt, men når rele 7 avmagnetiseres, sluttes kontaktsett 10, og en alarmklokke 11 tilkobles en likestrøms-kilde 12 som også brukes som forspenningskilde for styrekretsen.

Det må gjøres et tydelig skille mellom telegrafihyppigheten som er antall kode-elementer pr. sek. (f. eks. 50) og den hyppighet hvormed «signalfrontene» blir mottatt. Denne sistnevnte hyppighet vil bli de-finert som antall signalfronter pr. sek. i gjennomsnitt over en forutbestemt tilstrekkelig lang periode. Hvis det i løpet av en forutbestemt periode på N sekunder mottas et antall signalfronter n, vil således hyppigheten som signalfrontene mottas med være n/ N signalfronter pr. se-kund. Den forutbestemte periode N som skal velges, avhenger av naturen av signalene, og for fjernskriversignaler med en hastighet på 50 bauds er N lik 60 sek. en hensiktsmessig verdi. Ved den vanlige bi-nære kode for fjernskrivere ved denne hastighet, er gjennomsnittshyppigheten som signalfrontene mottas med ved omtrent 13 signalfronter pr. sek.

Styrekretsen omfatter en konvensjo-nell to-tilstands triggerkrets som består av to rør 13, 14 hvis katoder er ført til jord gjennom den felles motstand 15. Anodene er gjennom de respektive motstander 16 og 17 forbundet med en høyspenningskilde 18 hvis negative side er ført til jord. Inn-gangsklemme 2 er forbundet med jord, og klemme 1 er forbundet med styregitteret på rør 13 som også er forbundet med jord gjennom en gittermotstand 19. Anoden på rør 13 er forbundet med styregitteret på rør 14 gjennom en motstand 20. Det sistnevnte styregitter er forbundet gjennom en gittermotstand 21 med den negative klemme på en forspenningskilde 12, hvis positive side er forbundet med jord.

Tilstandene av rør 13 og 14 er slik at når positiv tegnspenning er tilført klemme 1, er rør 13 ledende og rør 14 sperret. Når negativ mellomromsspenning er tilført klemme 1 er rør 13 sperret og rør 14 ledende.

Anoden på rør 14 er forbundet gjennom en differensierende kondensator 22 med en lagringskrets 23 som har den virkning at den måler hyppigheten som signalfrontene mottas med. Den omfatter en likeretter 24 som forbinder kondensatoren 22 med en lagringskondensator 25 som er parallellkoblet med motstanden 26. Tids-konstantene av komponentene 25 og 26 kan f. eks. være omtrent 0,2 sekunder. Likeretteren 24 er rettet slik at den vil slippe igjennom positive pulser til lagringskondensatoren 25, som er stor sammenlignet med kondensatoren 22. En annen likeretter 27 forbinder kondensatoren 22 med jord gjennom en kondensator 28 som også er stor sammenlignet med kondensatoren 22. Likeretteren 27 er rettet slik at den mottar negative pulser som derved blir avledet til jord. Forbindelsespunktet mellom komponentene 27 og 28 er direkte forbundet med den nedre ende av komponentene 25 og 26 som vist på tegningen.

Likeretterne 24 og 27 kan f. eks. være rørdioder eller hensiktsmessige halvleder-dioder.

Den øvre ende av komponentene 25 og 26 er forbundet med styregitteret på rør

29, som sammen med rør 30 danner en annen to-trinns triggeranordning på lignende måte som den som omfatter rør 13 og 14. Den omfatter elementene 31, 32, 33 og 34 som tilsvarer elementene 15, 16, 20 og 21 og er anordnet på samme måte. Viklingen på rele 7 er forbundet i serie med anoden

på rør 30 og med kilden 18, og tilsvarer motstanden 17. Den lavere ende av kom-ponent 26 er forbundet med den juster-bare kontakt på en spenningsdeler 35 som er forbundet over forspenningskilden 12, og som tilveiebringer et justerbart negativt forspenningspotensial til styregitteret på rør 29. Motstanden av spenningsdeleren 35 gjøres liten sammenlignet med motstanden 26.

Triggerkretsen som dannes av rørene 13 og 14 anvendes som en begrenser for av

telegraf signalet (A, fig. 2) hvis amplitude har lett for å variere, å frembringe et prak-tisk talt rektangulært signal av konstant amplitude lik det som er vist i diagram B, fig. 2. Positive og negative triggernivåer for rørene 13 og 14 er i A, fig. 2, vist ved de stiplede linjer 36 og 37 som har like stor avstand fra 0-linjen,og representerer spenninger som er små sammenlignet med spenningsamplituden på telegrafsignalet. Således vil for «tegnsignaler» rørene 13 og 14 komme over til tegntilstanden (rør 13

ledende) ved den spenning som er representert ved punkt 38, og for mellomroms-signaler kobles den over til mellomroms-tilstanden (rør 14 ledende) ved den spenning som er representert ved punkt 39.

Variasjonene i anodespenning på rør 14 blir differensiert ved kondensatoren 22

og motstanden 26 slik at en kort positiv differensiert puls leveres til lagringskretsen 23 som følge av et tegnsignal, og en kort negativ differensiert puls blir levert ved et mellomromssignal. De negative differensierte pulser blir undertrykt av likeretteren 27.

De positive differensierte pulser som frembringes som resultat av telegrafsignaler i diagram A, fig. 2, er vist i diagram C, fig. 2.

A viser et antall av tilleggssignaler ved 40, 41 og 42 som skyldes interferens, og som går gjennom triggernivåene 36 og 37 under normale tegn- og mellomromsperio-der. Disse tilleggssignaler vil føre til feil i de meldinger som skrives av fjernskriveren 4 (fig. 1). De tilsvarende tilleggssignaler er vist stiplet i diagram B. Hvert til-leggssignal av tegntypen frembringer en tilsvarende positiv differensiert puls som er vist stiplet i diagram C og som er betegnet med 43, 44 og 45. Man vil således se fra diagram C at det i den del av telegrafsignalet som vist i diagram A er fire normale pulser som tilsvarer virkelige signalfronter, og tre tilleggspulser som tilhø-rer falske signalfronter på grunn av interferensen.

De differensierte pulser som er vist i diagram C blir gjennom likeretteren 24 til-ført en lagringskondensator 25 (fig. 1) for å lade opp denne. Den spenning lagringskondensatoren oppnår avhenger av antallet differensierte pulser som opptrer pr. sek. Hvis ingen signaler blir mottatt, er rør 29 sperret ved den negative forspenning som tilføres fra spenningsdeleren 35, slik at røret 30 leder og holder rele 7 påvirket. Forbindelsen mellom fjernskriver 4 og pulsformer og forsterkerkrets 3, blir opprettholdt ved kontaktene 8, som vist, mens lampe 11 er frakoblet ved de åpne kontakter 10. Så snart signalfronten mottas vil lagringskondensatoren 25 lades opp, slik at en positiv spenning blir tilført styregitteret på rør 29, motvirkende den negative forspenning som avledes fra potensio-meteret 35. Hvis antallet av tegnfronter som mottas i sekundet øker over en viss grense vil potensialet som tilføres styregitteret på rør 29 øke over triggernivået, og rørene 29 og 30 kobler over slik at rør 30 blir sperret og løser ut rele 7, og således kobler ut fjernskriveren 4 og tenner alarm - lampen 11.

Virkemåten fremgår av diagram D, fig. 2, som viser variasjonen med tiden av spen-ningen på styregitteret på rør 29 i relasjon til de to triggernivåer 46 og 47, i for-hold til jordpotensial, for den triggerkrets som dannes av rørene 29 og 30. Normalt vil gitterspenningen variere litt under det nedre triggernivå 47 som vist ved en del 48 av kurven. Røret 29 (fig. 1) forblir sperret og releet 7 forblir påvirket. Imidlertid antas interferensen like før tidspunktet t,

å øke tilstrekkelig til å introdusere ekstra signalfronter. Ved t, krysser kurven det

øvre triggernivå 46, rørene 29 og 30 kobles

over, og rele 7 utløses. I løpet av den periode da delen 49 av kurven ligger over triggernivået 46 fortsetter interferensen å være stor, og rele 7 forblir utløst. Imidlertid har interferensen ved tiden t2 minsket en del, og kurven krysser det lavere triggernivå 47. Rørene 29 og 30 kobles da til-bake igjen, rele 7 påvirkes igjen, idet den kobler fjernskriveren gjennom, og slukker lampen 11.

Forskjellen mellom triggernivåene 46 og 47 innfører en tidsforsinkelse i gjen-opprettelse av forbindelsen etter at interferensen har minsket under den grense hvorved ekstra pulser blir fremlagt, slik at denne differanse må holdes så liten som mulig.

Det er klart at lagringskretsen 23 in-tegrerer de differensierte pulser som er vist i diagram C, fig. 2. Den spenning som oppnås på kondensatoren 25 for en gitt hyppighet av de mottatte signalfronter, avhenger av tidskonstanten for elementene 25 og 26, som må velges hensiktsmessig i relasjon til den forutbestemte periode på N sekunder, over hvilken man tar gjen-nomsnittet av antall mottatte signalfronter.

Det punkt hvor rørene 29 og 30 kobler over, kan velges ved hensiktsmessig justering av spenningsdeleren 35.

Når fjernskriversignaler som representerer vanlige meldinger har en hastighet på 50 bauds, kan det vises at antallet av tegnfronter pr. sek. varierer mellom 11 og 15 med et gjennomsnitt på omkring 13. Spenningsdeleren 35 kan således justeres slik at når antallet av tegnfronter når omtrent 17 pr. sek., blir rørene 29 og 30 koblet over, og forårsaker utløsning av rele 7. Det antas at de ekstra signaler skyldes interferens.

Det bør kanskje nevnes at i noen fjernskriversystemer blir tegnene R og Y sendt vekselvis i prøveøyemed. I dette tilfelle øker det normale antall av tegnfronter pr. sek. til 18, og hvis dette prøve-signal brukes, må justeringen av spenningsdeleren 35 gjøres slik at rele 7 ikke utløses før antallet av tegnfronter som mottas økes til f. eks. 19 pr. sek.

Det kan være ønskelig å nevne at hvis inngangssignalet på klemmene 1 og 2 består av bare atmosfærisk støy innenfor en båndbredde på 100 perioder pr. sek. uten noen telegrafsignaler, og hvis triggernivåene 36 og 37 (diagram A, fig. 2) er valgt vel innenfor støyens amplitudeområde, vil antallet av falske tegnfronter øke til mellom 50 og 55 pr. sek.

De ovenfor nevnte tall er referert for å gi en idé om de tilstander som kan opp-tre, men man vil forstå at det under andre omstendigheter kan være ønskelig med en avvikende justering.

Det vil forstås at alarmlampen 11 vil kunne erstattes av enhver annen form for alarmanordning, eller lampen 11 og kontaktene kunne bli utelatt, fordi stopp av fjernskriveren selv kan være tilstrekkelig varsling for at interferensen har øket ut-over akseptable grenser. Det må imidlertid nevnes at stopp av fjernskriveren også kan skyldes det faktum at ingen signaler blir sendt ut fra fjernskriveren på bakkestasjonen. Hvis det er ønskelig å skjelne mellom de to muligheter, er alarmlampen 11 nyttig, fordi den bare vil lyse når interferensen er for stor. Under hvileperioder vil en konstant spenning bli sendt ut for å holde fjernskriveren 4 i hviletilstand, men hvis under denne periode støyen øker for meget, vil fjernskriveren bli frakoblet som før.

Det kan også nevnes at hvis det ikke foretrekkes å koble fjernskriveren automatisk ut, kan kontaktene 8 og kilden 9 utelates, slik at fjernskriveren 4 perma-nent er tilkoblet til pulsformer og forsterkerkretsen 3. I dette tilfelle vil alarmlampen 11 eller en annen alarmanordning gi det nødvendige varsel for den økede interferens.

Det er klart at selv om det her er vist en fjernskriver som det mottagende tele-grafapparat, kan man bruke en ondulator eller andre slags skrivere eller mottager-apparater. Det er også åpenbart at man kan gjøre mindre modifikasjoner i arrangementet, slik som å telle mellomromsfron-tene istedenfor tegnfrontene for å styre rele 7.

Det fremgår at målingen av den hyppighet hvorved tegn- eller mellomroms-fronter mottas, kan betraktes som en må-ling av en strukturell egenskap av telegrafsignalet, nemlig frekvensen hvorved det krysser 0-linjen.

Et ytterligere punkt som er verd å merke er at den prosentuelle økning i hyppigheten hvormed signalfrontene blir mottatt på grunn av interferens for et gitt nivå, for det vesentlige er avhengig av te-legrafhastigheten, fordi båndbredden øker proporsjonalt med hastigheten, og således vil antallet av falske tilleggssignaler som frembringes av interferens også øke proporsjonalt med telegraf hastigheten.

Det skal også bemerkes at skjønt det er antatt at signalene som tilføres klemme 1 og 2, fig. 1, er dobbeltstrømsignaler, kan arrangementet åpenbart tilpasses enkelt-strømsignaler ved å tilføre en hensiktsmessig forspenning til rør 13.

Det er vel kjent å bruke rom- eller fre-kvens-diversity-arrangementer for å for-bedre mottagingen under fading eller støy-forhold. I dette tilfelle blir utgangene fra flere adskilte radiomottagere som mottar de samme telegrafsignaler kombinert i henhold til et eller annet prinsipp hvorved man gjør best bruk av alle de mottatte signaler. Den foreliggende oppfinnelse kan tilpasses for å forenkle slike diversity mot-tagerarrangementer som vist i fig. 3. De samme telegrafsignaler (lik diagram A, fig.

2) fra hver av to adskilte diversity radiomottagere (ikke vist) tilføres henholdsvis ledningene 50 og 51, hvortil også er forbundet to lignende styrekretser vist ved blokkene 52 og 53 som hver omfatter de elementer eller deler som er vist i den øvre del av fig. 1. Bare releene 54 og 55 (som tilsvarer rele 5 i fig. 1) er vist i blokkene 52 og 53. Releene 54 og 55 holder de respektive kontakter 56 og 57 normalt sluttet, hvorved ledningene 50 og 51 begge blir koblet til en motstand 58. De kombinerte

signaler leveres over ledning 59 til pulsformer og forsterkerkretsen 3 og til fjernskriver 4 som i fig. 1. Holdekretsen 9 blir forbundet til fjernskriveren 4 gjennom to sett kontakter 60 og 61 i serie, som normalt holdes åpne ved releene, henholdsvis 54 og 55.

Det vil innses at hvis støyen som ledsager signalene som tilføres over ledning 50, f. eks. blir for stor, vil rele 54 bli ut-løst, og koble ledning 50 fra ledning 59 ved å åpne kontaktene 56, mens fjernskriveren 4 vil fortsette å blir styrt ved signalene fra ledning 51. Samtidig vil kontaktene 60 bli sluttet, men de vil ikke ha noen virkning fordi kontaktene 61 fremdeles er åpne.

Hvis imidlertid støyen som ledsager signalene på begge ledninger 50 og 51 er for stor, vil begge bli frakoblet ledning 59. Fjernskriveren vil nå ikke motta noen signaler, men nå vil begge kontaktsettene 60 og 61 være sluttet, og fjernskriveren vil bli holdt i hviletilstand fra kilden 9.

Det fremgår at mer enn to diversity-mottagere kan tilkobles på samme måte i parallell til ledningene 59 ved det punkt som er vist med pilen 62, ved å tilveiebringe ekstra styrekretser (ikke vist) arrangert på lignende måte som 52 og 53. Ekstra normalt åpne kontaktsett (ikke vist) vil bli

forbundet i serie med kontaktene 61 og 62,

slik at bare når støyen er for stor i alle

diversitymottagerne, og alle er frakoblet

fra ledning 59, vil stoppkilden 9 bli forbundet med fjernskriveren 4.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for påvisning av

strukturelle deformasjoner ved telegraftegn som består av avvekslende «tegn»-og «mellomrom»-signaler som er utsatt for interfererende spenninger som frembringer forstyrrelsessignaler, karakterisert ved at den hyppighet hvormed de nevnte signalers fronter mottas, måles og at det utløses en koblingsfunksjon når den målte hyppighet når en gitt grense.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det fra hver av de mottatte signalfronter avledes en tilsvarende kort puls av en gitt polaritet, at de korte pulser som avledes på denne måte, integreres for å oppnå en styrespen- ning som avhenger av den hyppighet hvormed de korte pulser opptrer, og at styrespenningen benyttes til å påvirke en koblingsanordning for f. eks. å bevirke frakobling av mottagerutstyret når styrespenningen overskrider en gitt verdi.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisertvedatde mottatte signaler tilføres en to-tilstandskrets, på en slik måte at signalfrontene kobler to-tilstandskretsen til henholdsvis tegn-og mellomromstilstand, at utgangspulsene fra to-tilstandskretsen differensieres for å frembringe differensierte pulser av veks-lende motsatt fortegn, og at alle differensierte pulser av én polaritet undertrykkes.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 2 eller 3, karakterisert ved at styrespenningen tilføres en to-tilstandskrets, slik at denne omkobles når styrespenningen når en gitt verdi.