DE2558258A1 - Analogspeicherschaltung und mit dieser ausgestattete schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz

Dr. Gertrud Hauser D - ecoo Moneh·» 60, 23.Dezember 1975 Dipl.-Ing. Gottfried Leiser cr«b.,_g.„t,o&. 19 _

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Bonk: Dwbd« Bank, München 66/05000

Unser Zeichen; T 1921

THOMSON-CSF

173 Bd.Haussmann

75008 Paris, Frankreich

Analogspeicherschaltung und mit dieser ausgestattete

Schaltungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Analogspeicherschaltung, die in der angelsächsischen Terminologie mit "sample and Hold"· Schaltung bezeichnet wird, was Abtast- und Speicherschaltung bedeutet.

Derartige Schaltungen sind dazu bestimmt, eine Information in analoger Form zu speichern.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf die Anwendung einer solchen Analogspeicherschaltung in Regelschaltungen, die insbesondere in Radarsystemen mit "flinker Frequenz" eingesetzt werden.

Mit Analogschaltungen ist es nur möglich, Gleichspannungen zu speichern.Es muß daher ein gewisser Informationsverlust mit der Zeit zugelassen werden.

Schw/Ba
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_ 2 —

Der Kern eines Anälogspeichers wird von einem Kondensator mit sehr kleinem Reststrom gebildet, der.· einen sehr großen Restwiderstand für allgemein niedrige Kapazitätswerte aufweist. Damit die aispeichernde Spannung von einer Schaltung abgenommen werden kann, ohne deren Funktion zu stören, und um eine schnelle Aufladung des Kondensators sowie die Aufrechterhaltung eines möglichst kleinen Reststroms zu erzielen, sind mit dem Kondensator weitere Schaltungen verbunden.

Diese Schaltungen enthalten einen Eingangsverstärker mit niedriger Ausgangsimpedanz zur Erzielung einer schnellen Aufladung des Kondensators, einen Ausgangsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz zur Wiederherstellung der Ladespannung unter Einführung minimaler Verluste sowie elektronische Schaltervorrichtungen, mit deren Hilfe während einer Abtastperiode über den Eingangsverstärker eine Eingangsspannung an den Kondensator anlegbar ist, und nach der Abtastperiode während einer Halteperiode der Kondensator vom Eingangsverstärker abtrennbar ist, wobei die gespeicherte Spannung über den Ausgangsverstärker wieder herstellbar ist.

Es gibt bereits verschiedene Ausführungsformen von Analogspeichern. Bei diesen Ausführungsformen werden im allgemeinen Verstärkerschaltungen verwendet, deren Verstärkungsfaktoren äußerst -konstant gehalten- werden, müssen. Zur Wiederherstellung einer Ausgangsspannung, die gleich der Eingangsspannung ist, müssen die Werte der Bauelemente so eingestellt werden, daß das Produkt der Verstärkungsfaktoren in der Schaltung den Wert 1 behält. Daraus resultiert eine äußerst empfindliche Einstellung.

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Die nach der Erfindung ausgebildete Speicherschaltung weist diese Nachteile nicht auf.'Verstärkungsfaktorschwankungen der Verstärker im Verlauf der Halteperiode haben keinen Einfluß auf die Ausgangsspannung der Schaltung.

Gemäß der Erfindung 1st vorgesehen, daß der Ausgangsverstärker zwei Differenzeingänge aufweist, von denen der eine dauernd mit dem Kondensator verbunden ist, während der andere über einen Schalter während der Halteperiode mit dem Ausgang des Eingangsverstärkers verbunden ist, und daß der Ausgang des Ausgangsverstärkers über einen weiteren, mit dem zuvor genannten Schalter synchronisierten Schalter mit dem Eingang des Eingangsverstärkers verbunden ist.

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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine Analogspeicherschaltung gemäß der Erfindung,

Fig.2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig.3 ein Beispiel der am Eingang und am Ausgang dieser Schaltung liegenden Signale,

Fig.4 eine Regelanordnung mit einerAnalogspeiehersehaltung gemäß der Erfindung,

Fig.5 eine Radaranordnung mit einer Analogspeicherschaltung gemäß der Erfindung,

Fig.6 eine weitergebildete Radaranordnung und

Fig.7 den Verlauf von Signalen an verschiedenen Punkten der Anordnung.

Fig.1 zeigt das Schaltbild einer Analogspeicherschaltung nach der Erfindupg. Diese Analogspeicherschaltung enthält die folgenden Schaltungseinheiten:

Einen Kondensator 1 mit sehr kleinem Reststrom, beispielsweise ein Kondensator mit metallisiertem Polykarbonat, d©r einen Restwiderstand über 50 000 M Ω für KapazLtätswerte unter 0,2 uF aufweist;

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einen Eingangsverstärker 2, der allgemein ein Rechenverstärker ist, der so gegengekoppelt ist, daß er eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist, so daß er ein schnelles Aufladen des Kondensators 1 ermöglicht, wenn der Schalter 7 leitend ist, und eine hohe und rückwirkungsfreie Eingangsimpedanz auf eist, damit die Schaltungen, von denen die Information abgenommen wird, nicht gestört werden;

einen Ausgangsverstärker 3, der ein Rechenverstärker mit zwei Differenzeingängen ist und der mit einer Spannungsgegenkopplung versehen ist, damit er eine große Eingangsimpedanz aufweist; einer der Eingänge.ist an den Kondensator 1 angeschlossen; sein Eingangsstrom soll niedrig sein; ein hochleistungsfähiger Analogspeicher wird auch mit Rechenverstärkern ausgestattet sein, die Eingangsstufen mit Feldeffekttransistoren aufweisen;

ein Tiefpaßfilter 16, das die Stabilität der Schaltung gewährleistet, und

Schalter 6, 7, 8 und 9 zum Herstellen von Verbindungen zwischen einer Eingangsklemme 4, «inerAusgangsklemme 5 und den zuvor genannten Schaltungseinheiten. Diese Schalter sind allgemein von Feldeffekttransistoren gebildet, die im nichtleitenden Zustand einen kleinen Reststrom aufweisen. Während einer Abtastphase sind die Schalter 6 und 7 leitend , und die Schalter 8 und 9 sind gesperrt. Der Schalter 6 legt die Eingangsspannung der Eingangsklemme 4 an den Eingang des Verstärkers 2 und an die Ausgangsklemme 5 an. Der Ausgang des Verstärkers2 ist über den Schalter 7 mit dem Kondensator 1 verbunden. Während dieser Abtastphase lädt sich der Kondensator 1 auf

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einen der Eingangs spannung proportionalen Wert auf, wobei die Verstärkung des Verstärkers 2 nicht unbedingt den Wert haben muß.

Am Ende der Abtastperiode öffnen sich die Schalter 6 und 7 und die Schalter 8 und 9 werden leitend; dies ist die Halteperiode. Der Schalter 8 verbindet den Ausgang des Verstärkers 2 mit dem anderen Eingang des Verstärkers 3 und dann über das Filter 16 mit der Ausgangsklemme 5. Im Verlauf der Halteperiode wird die Ausgangs spannung des Verstärkers mit der im Kondensator gespeicherten Spannung verglichen. Die im Verstärker 3 verstärkte Differenzspannung wird wieder an den Eingang des Verstärkers 2 angelegt. Die an der Klemme 5 gelieferte Ausgangsspannung ist somit gleich der Eingangsspannung am Ende der Abtastperiode und sie bleibt während der nächsten Abtastperiode dort bestehen. Unter diesen Bedingungen liefert der Verstärker 2 am Ausgang eine Spannung, die gleich der im Kondensator gespeicherten Spannung ist. An den Klemmen des Schalters 7 liegt somit eine Spannung, die praktisch Null ist. Die Ladungsverluste des Kondensators können daher nicht von diesem Schalter stammen. Sie stammen vom Eingang des Verstärkers 3, vom Kondensator selbst und vom Material, auf das er geschweißt ist und das selbst eine geringe Leitfähigkeit aufweisen soll.

Fig.2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der zuvor beschriebenen Speicherschaltung. Die Baueinheiten von Fig.1 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie es auch in denFiguren 4 und 5 der Fall sein wird.Zwischen die zwei Schalter 6 und 9 und den Eingang des Eingangsverstärkers 2 ist eine Additionsschaltung 10 eingefügt. Diese Additions-

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schaltung weist zwei Eingänge auf, von denen der eine die an der Klemme 4 anliegende Eingangsspannung oder die Ausgangsspannung des Verstärkers 3 empfängt, während die andere eine an eine Klemme 11 angelegte zweite Eingangsspannung empfängt. Die Ausgangsklemme 5 ist immer noch an den Eingang des Verstärkers 2 oder hier auch an den Ausgang der Additionsschaltung 10 angeschlossen.

Die Arbeitsweise dieser Schaltung läuft wie in der zuvor beschriebenen Schaltung in zwei Phasen ab. Während der Abtastphase ist die im Kondensator 1 gespeicherte Spannung der Summe der an die Eingangsklemmen 4 und 1 angelegten Spannungen proportional. Während der Haltephase wird die zur Eingangsspannung an der Klemme 11 hinzuaddierte Ausgangsspannungssumme im Verstärker 2 verstärkt und mit der gespeicherten Spannung derart verglichen, daß die Ausgangsspannung des Verstärkeis 3 gleich der Eingangsspannung an der Klemme 4 bleibt.

Wenn sich während der Haltephase die an der Klemme 11 anliegende Eingangsspannung ändert, dann wird diese Änderung sogleich mittels einer ebensolchen, das entgegengesetzte Vorzeichen aufweisenden Änderung der ÄUsgangsspannung des Verstärkers 3 kompensiert. Auf diese Weise bleibt die an der Klemme 5 gelieferte Spannung trotz der Änderungen der Eingangsspannung konstant.

Fig.3 zeigt als Beispiel den Verlauf von Signalen an verschiedenen Punkten der Schaltungen in Abhängigkeit von der Zeit. Das Signal (a) repräsentiert die Stellung der Schalter sowie den Funktionszyklus der Schaltung, der nacheinander in eine Abtastphase (S), eine Haltephase (H),

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und dann eine neue Abtastphase aufgeteilt ist. Das Signal (a) ist beispielsweise ein Steuersignal der Schalter, wobei der niedrige Signalwert anzeigt, daß die Schalter 6 und 7 leitend sind, während die Schalter 8 und 9 gesperrt sind; der hohe Signalwert zeigt den umgekehrten Fall an. Das Signal (b) ist ein an die Eingangsklemme 4 von Fig.1 angelegtes veränderliches signal, und das Signal (c) ist das an der Klemme 5 abgegebene Ausgangssignal. Im Verlauf der Abtastperioden ist das Ausgangssignal mit dem Eingangssignal identisch. Während der Halteperiode ist das Ausgangssignal konstant, und es gibt das Eingangssignal am Ende der Abtastperiode mit großer Genauigkeit wieder. Die Unstetigkeit des Signals (c) am Anfang der Halteperiode ist auf den Einfluß des Filters 16 zurückzuführen.

Die nach der Erfindung ausgebildete Analogspeicherschaltung weist auch die üblichen Eigenschaften der Rechenverstärker auf ,aus denen sie aufgebaut ist, nämlich die Eingangsimpedanz, den Eingangsstrom, die Offset-Spannung (und deren Temperaturkoeffizient), das Durchlaßband, usw. Die Nachteile, wie die Nichtlinearität und die Verstärkungsfehler der Verstärker haben dank der Spannungsvergleichsschleife, die die Gleichheit zwischen der im Kondensator gespeicherten Spannung und der Ausgangsspannung des Verstärkers 2 aufrecht er hall; ke±en Einfluß aif die' Wirkungsweise der Schaltung, wie die Störungen, die Nichtlinearität oder die Fehler, die vorliegen können, auch sein mögen.

Die nach der Erfindung ausgebildeten Analogspeicherschaltungen haben den Vorteil, daß sie sehr schnell sind. Sie können in jedes beliebige Regelsystem eingefügt werden, das die Aufrechterhaltung eines Parameters während einer vorbestimmten Zeitdauer erfordert. Diese Einfügung erfolgt ohne Änderung des Durchlaßbandes des Regelsystems.

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Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine Anwendung der erfindungsgemäßen Speicherschaltungen in Regelschaltungen.

Eine gesteuerte Schaltungseinheit wird von einem unterbrochenen Steuersignal gesteuert. Während der Unterbrechung des Steuersignals soll die von der gesteuerten Schaltungseinheit den gleichen Wert beibehalten, den sie unmittelbar vor der Unterbrechung hatte.

Die gesteuerte Schaltungseinheit kann den Oszillator mit spannungsgesteuerter Frequenz, ein Verstärker mit gesteuerter Verstärkung usw. sein.

Fig.4 zeigt ein Schaltbild einer solchen Regelung.

Die gesteuerte Schaltungseinheit 100 liefert an eine Ausgangsklemme 102 ein Signal, das ein an eine Klemme angelegtes Eingangssignal repräsentieren soll. Wenn das Eingangssignal kontinuierlich wäre, würde die Regelung in herkömmlicher Weise arbeiten. Die Schaltung enthält einen Fehlerdetektor 103, der das Eingangssignal mit dem Ausgangssignal vergleicht und eine Fehlerspannung liefert, die von einem Verstärker 103 verstärkt und an den Steuereingang der Schaltungseinheit 100 angelegt wird. Das Eingangssignal ist jedoch diskontinuierlich. Während seiner Unterbrechungen wird die Steuerspannung der Schaltungseinheit 100 mittels einer Speicherschaltung 105 entsprechend der in Fig.1 dargestellten Speicherschaltung konstant gehalten. Ihr Eingang 4 ist also mit dem Ausgang des Verstärkers 104 verbunden und ihr Ausgang 5- ist am Steuereingang der Schä-tungseinheit angeschlossen. Ihre Wirkungsweise ist oben beschrieben worden;

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das Umschalten der Schalter 6, 7, 8 und 9 wird mit Hilfe einer Schaltungsanordnung, die zwar nicht dargestellt ist, für den Fachmann jedoch ohne weiteres vorstellbar ist, synchron mit der Unterbrechung des Eingangssignals ausgeführt. Die verwirklichte Regelung hat den Vorteil, daß sie sehr schnell ist, wenn das Eingangssignal vorhanden ist, da sich die Speicherschaltung wie eine einfache Verbindung zwischen den Klemmen 4 und 5 verhält und keine Änderung der Übertragungsfunktion in die Regelschleife einführt. Sie hat außerdem den Vorteil, daß sie dank der erfindungsgemäßen Speicherschaltung während der Unterbrechung des Eingangssignals sehr genau ist.

Zum besseren Verständnis des Interesses an der Anwendung einer solchen Speicherschaltung in Regelschaltungen bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem die gesteuerte Schaltungseinheit ein Oszillator mit spannungsgesteuerter Frequenz ist, der zur Durchführung einer Frequenzänderung beim Empfang in einer Radaranlage mit "flinker Frequenz" verwendet wird. Bei diesem Typ einer Radaranlage erzeugt der Sender (der meistens ein Magnetron enthält) kurze Impulse (von etwa 200 ns bis zu einigen Millisekunden) mit einer gemäß einer bekannten Näherungsfunktion variablen Frequenz. Der Überlagerungsoszillator ist so geregelt, daß er der Sendefrequenz mit der ausreichenden Genauigkeit "flink" nachfolgt, damit die Zwischenfrequenz beim Empfang konstant gehalten wird.

Bestimmte bekannte Systeme inachen zur Regelung der Frequenz des Oszillators unmittelbar vor dem Senden von einer.vom Magnetron gelieferten, annähernd ihre Frequenz repräsentierenden Spannung Gebrauch. Während

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des Sendens wird die Frequenz des Uberlagerungsoszillators mit der Frequenz der vom Magnetron ausgesendeten Welle im allgemeinen mittels eines Frequenzdiskriminators oder eines Phasendetektors verglichen. Die der Abweichung proportionale Spannung wird dann für die Dauer der gesamten Impulsfolgeperiodg gespeichert und zum Reduzieren des Zwischenfrequenzfehlers der Echos beim Empfang an den überlagerungsoszillator angelegt.

In anderen Systemen wird die Frequenz der ausgesendeten Welle während des Impulses gemessen, und eine diese Frequenz repräsentierende Spannung wird gespeichert. Nach dem Impuls wird die Frequenz des Überlageimngsoszillators ihrerseits gemessen, und die daraus resultierende Spannung wird mit der gespeicherten Spannung verglichen; eine Frequenzregelanordnung regelt dann die Frequenz des Überlagerungsoszillators so, daß die Abweichung auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Bei diesen Systemen muß während der Dauer jeder Impulsfolgeperiode eine Spannung in einem Speicher festgehalten werden. Die erfindungsgemSße Analogspeicherschaltung eignet sich insbesondere für diese Systeme zur Erzielung dieser Funktion.

Fig.5 zeigt ein Radarsystem mit einer erfindungsgemäßen Speicherschaltung. Die Schnelligkeit und die Genauigkeit der Regelschaltung werden vollständig ausgenutzt, und sie gestatten die Verwirklichung einer schnellen Frequenzregelanordnung, die die Wiedereinstellung der Frequenz des Überlagerungsoszillators in sehr kurzer Zeit in der

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Größenordnung von einigen 100 Nanosekunden bewirkt.

Von dem Radarsystem sind zun Verständnis der Erfindung nur das Magnetron 20, die Antenne 21, der Sende-Empfangsschalter 22, die ersten Empfangsschaltungen 23, 24, der Überlagerungsoszillator 30 und die automatische Frequenzregelanordnung dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Beschreibung sind die dem Fachmann bekannten weiteren Sende-, Empfangs- und Synchronisierungsschaltungen des Radarsystems nicht dargestellt, worden.

Bei diesem Radarsystem erfolgt die Regelung der Frequenz des Überlagerungsoszillators während der Dauer jeder Impulsaussendung, und die Steuerspannung des Oszillators wird dann während der Impulsfolgeperiode bis zum nächsten Impuls gespeichert.

Das Magnetron 20 weist einen Steuereingang 25 auf, der Impulse von einem (nicht dargestellten) Modulator empfängt. Zusätzlich zu Impulsen gibt das Magnetron an einem Ausgang 26 eine Spannung ab, die beispielsweise von einem Potentiometer geliefert wird, das mit dem (ebenfalls nicht dargestellten ) Frequenzsteuermotor des Magnetrons gekoppelt ist. Diese Spannung ist der Betriebsfrequenz des Magnetrons im wesentlichen proportbnal. Unmittelbar vor der Aussendung eines Impulses erfaßt eine Speicherschaltung 27 diese Spannung und speichert sie in einem Kondensator. Diese Spannung wird dann an den Steuereingang des 0szil3£fcors 30 unter Zwischenschaltung einer Additionsschaltung 31 angelegt, damit die Frequenz auf einen Wert eingestellt wird, die ungefähr gleich der Frequenz des Magnetrons ist. Es bleibt jedoch

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eine Restabweichung vorhanden, die mittels der schnellen Frequenzregelanordnung reduziert wird.

Die vom Magnetron 20 ausgesendeten Impulse werden zum Sende-Empfangsschalters 22 und dann zur Antenne 21 übertragen. Beim Empfang werden die von der Antenne empfangenen Echos vomSsnde-Empfangsschalter zu einem ersten Mischer und dann zu einem Vorverstärker 24 geleitet, der den weiteren (nicht dargestellten) Schaltungseinheiten des Empfängers Signale mit konstanter Zwischenfrequenz FI zuführt. Die an den Mischer 23 angelegten Signale werden mit einem vom Überlagerungsoszillator 30 abgegebenen Signal gemischt, dessen Frequenz mittels eines frequenzfesten Oszillators 28 und eines Frequenzumsetzer 29 gegen die Zwischenfrequenz FI versetzt ist.

Die Frequenzregelanordnung enthält einenKoppler 40, der vom Sendeimpuls einen Abtastwert abgreift» Dieser Abtastwert wird mit Hilfe eines Dämpfungsgliedes 41 hinsichtlich seinerAmplitude geeicht und dann in einen Phasendetektor 42 eingegeben. Der Phasendetektor empfängt an einem weiteren Eingang auch das Signal,das vom Überlagerungsoszillator 30 abgegeben wird, der zweckmässigerweise von der von der Speicherschaltung 27 abgegebenen Spannung voreingestellt wird. Der Phasendetektor 42 besteht aus einem einfachen Mischer. Das von diesem Detektor gelieferte Signal wird in einem breitbandigen Videoverstärker 43 verstärkt und dann über eine Speicherschaltung 44 und die Additionsschaltung 41 an den Frequenzsteuereingang des Überlagerungsoszillators angelegt.

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Während der Aussendung eines Impulses befindet sich die Speicherschaltung 44 in der Abtastphase, in der nur die Schalter 6 und 7 leiten. Der Eingang 4 ist mit dem Ausgang verbunden, während sich der Kondensator 1 auflädt. Die vom Überlagerungsoszillator 30, vom Phasendetektor 42, vom Videoverstärker43 und von der Additionsschaltung 31 gebildete Schleife ist geschlossen. Im Verlauf dieser Phase nimmt die Frequenz des Oszillators die Sendefrequenz an. Die im Kondensator 1 gespeicherte Spannung repräsentiert die Steuerspannung an der Klemme 4, ohne daß es notwendig ist, daß sie gleich dieser Spannung ist. Nach dem Impuls und im Verlauf des Rests der Impulsfolgeperiode werden die Schalter 8 und 9 leitend, und die Speicherschaltung liefert an der Klemme 5 die anfänglich im Verlauf der Endphase der vorangehenden Aussendung, d.h.nach dem Einstellen der Frequenz des Überlagerungsoszillators auf die Frequenz des Magnetrons gespeicherte Spannung. In diesem Anwendungsfall enthält die Halteschleife der Schaltung ein Tiefpaßfilter, das beispielsweise von einem für die Stabilität der Schleife notwendigen Widerstand 14 und einem Kondensator 15 gebildet wird.

Die erfindungsgemäße Speicherschaltung gibt somit im Verlauf der Impulsfolgeperiode die am Schluß vorhandene Fehlerspannung der Frequenzregelanordnung genau wieder, und sie ermöglicht, daß der Überlagerungsoszillator eine stabile Welle erhält, deren Frequenz gleich der Frequenz des Magnetrons ist.

Der Frequenzumsetzer 29, der mit dem Oszillator 28 verbunden ist, verschiebt die an den Mischer 23 angelegte Frequenz, damit empfangsseitig eine richtige Frequenzänderung erzielt wird.

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Bei bestimmten Radaranlagen hat die in Fig.5 dargestellte Frequenzregelanordnung auf Grund von ünvollkommenheiten des Zwischenfrequenzumsetzers 29 einige Nachteile, so daß sie nicht in dieser Form, sondern in der Form von Fig·6 verwendet werden kann.

Fig.6 zeigt ein Radarsystem mit einer weiter ausgearbeiteten Frequenzregelung des Überlagerungsoszillators. Die den Schaltungseinheiten von Fig.5 entsprechenden Schaltungseinheiten sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die vom überlagerungsoszillator 30 gelieferte Überlagerungswelle des Empfängers wird über den Empfangsweg direkt an den Mischer 23 angelegt. Die Frequenz des Überlagerungsoszillators unterscheidet sich daher von der Frequenz des Magnetrons um die Zwischenfrequenz. Der an den Zwischenfrequenzoszillator angeschlossene Umsetzer 29 liegt zwischen dem Überlagerungsoszillator 30 und dem Phasendetektor 42 der Freuuenzregelschleife. Bei dieser Anordnung wird der Umsetzer nur während der Dauer der Impulsaussendung verwendet. Der Oszillator 28 ist ein Auslöseoszillator. Er weist einen Steuereingang 35 auf, der einen Bit- dem Auslöseimpuls des Magnetrons an der Klemme 25 synchronen Auslöseimpuls empfängt.

Der Umsetzer 29 kann auch zwischen dem Dämpfungsglied 41 und dem Detektor 46 angeordnet sein. In diesem Fall wird * die Sendefrequenz gegen den Wert der Zwischenfrequenz versetzt.

Auf den Phasendetektor 42 folgt der Verstärker 43. Der Ausgang dieses Verstärkers ist während der Phase der Impulsaussendung über eine Speicherschaltung 44, die

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der Speicherschaltung von Pig.2 gleicht, und eine Additionsschaltung 32 mit dem Überlagerungsoszillator verbunden.

Die Speicherschaltung enthält vor dem Verstärker 2 eine Additionsschaltung 10 mit drei Eingängen, die zusätzlich zur Ausgangsspannung des Verstärkers 43 die von der Speicherschaltung 27 gelieferte Wiedergabespannung des Magnetrons und eine von einer Suchanordnung gelieferte Spannung. Diese Suchanordnung gewährleistet die Blockierung der Phasenschleife der Frequenzregelanordnung während des Sendens, indem sie einen Durchlauf der Frequenz des Überlagerungsoszillators bewirkte Sobald die Blockierung erzielt ist, hält der Suchvorgang an. Die Suchanordnung enthält einen Phasendetektor 46, der einerseits den vom Dämpfungsglied 41 abgegebenen Impuls und andrerseits die Welle des Überlagerungsoszillators über einen «^-Phasenschieber 45 empfängt. Der Phasenschieber wird dazu verwendet, am Ausgang des Detektors 46 ein Spannungsmaximum zu erhalten, wenn die Phasenschleife blockiert ist. Diese Spannung dient dazu, die Funktion eines eine Ansprechschwelle aufweisenden Trennverstärkers 47 zu blockieren. Ohne die Blockierung der Phasenschleife arbeitet der Generator 48 frei. Er liefert eine Sägezahnspannung, die zum Überlagerungsoszillator übertragen wird und dessen Frequenz abhängig von der Zeit ändert. Für eine gegebene Frequenz erscheint am Ausgang des Detektors 46 und des Verstärkers 47 eine Spannung, die den Sägezahngenerator anhält. Die Speicherkapazität 1 speichert eine der Summe der an die Additionsschaltung 10 angelegten Spannungen proportionale Spannung, und sie gewährleistet die Konstanz der Frequenz des Überlagerungsoszillators im Verlauf der Haltephase.

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Zwischen dem Ausgang der Speicherschaltung 4 und dem überlagerungsoszillator 30 fügt eine Additionsschaltung zur Spannung der Schleife den Mittelwert dieser Spannung mit Hilfe eines von einem Kondensator 33 und einem Widerstand 34 gebildeten Filters bei. Diese Maßnahme reduziert die Amplitude der Abweichungen der einzufangenden Frequenz um den Wert der langsamen Schwankungen.

Fig.7 zeigt den Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten des Systems. Die Kurve (a) gibt den gemeinsamen Zeitmaßstab der anderen Kurven an, die die verschiedenen Funktionsfolgen des Systems repräsentieren.

Der Zeitmaßstab ist beispielsweise in Mikrosekunden eingeteilt, wobei der Zeitpunkt Null den Zeitpunkt der Aussendung des Synchronisierungsimpulses des Senders angibt. Diesen Impuls zeigt die Kurve (b). Der Modulator des Senders liefert an das Magnetron den durch die Kurve (c) angegebenen Impuls . Ein ('nicht dargestellter) Impuls mit gleicher Form und wesentlich längerer Dauer wird an den Auslöseoszillator 28 von Fig.5 angelegt. Der vom Magnetron ausgesendete Impuls ist durch die Kurve (d) angegeben. Die Kurve (e) zeigt die am Ausgang 5 von der Speicherschaltung abgegebene Spannung, während die Kurven (f), (g), (h) und (i) die Positionen der Schalter 6, 7, 8 bzw. 9 angeben, wobei der obere Signalwert dem leitenden Zustand und der niedrige Signalwert dem nicht leitenden Zustand entspricht.

Die Schalter 6 und 7 werden ungefähr 1 Mikrosekunde vor dem Zeitpunkt Null in den leitenden Zustand versetzt. Die Speicherschaltung befindet sich also im Abtastzustand. Sie bewirkt keine Störung der Funktionsweise der Frequenzregelschleife .

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Von Beginn des Sendeimpulses an bewirkt der Suchvorgang den Frequenzdurchlauf des Überlagerungsoszillators. Die vom Phasendetektor 42 gelieferte Spannung schwingt mit der Schwebungsfrequenz zwischen der ausgesendeten Welle und der vom Oszillator gelieferten Welle. Diese Frequenz nimmt ab und verschwindet, und die Schleifenspannung bleibt bis zum Ende des Sendeimpulses konstant, sobald das Einfangen erzielt ist (Kurve e). Die Kurve (j) repräsentiert das vom Detektor der Suchschaltung gelieferte Signal, das konstant wird, sobald das Einfangen erfolgt ist. Die Schalter 6 und 7 werden ungefähr 50 ns vor dem Ende des Impialses geöffnet. Am Ende des Impulses wird der Schalter 8 leitend, während der Schalter 9 einige 100 ns später leitend wird, und die Spannungsschleife der Speicherschaltung gibt den gespeicherten Wert auf Grund des Filters aus dem Widerstand 14 und dem Kondensator 15 zunächst zunehmend wieder. Die Steuerspannung des Überlagerungsoszillator bleibt anschließend praktisch während der gesamten Impulsfolgeperiode konstant. Anschließend beginnt der Zyklus mit der nächsten Impulsfolgeperiode erneut.

Das vom Detektor 46 gelieferte Anwesenheitssignal bleibt dauernd vorhanden und sperrt jeden neuen Suchvorgang, wenn einmal ein Einfangvorgang durch das System erfolgt ist.

Die Verbindung einer gemäß der Erfindung ausgestatteten Speicherschaltung mit einer Frequenzregelanordnung mit einer einzigen Phasenschleife ermöglicht es, die bei Radarsystemen mit "flinker Frequenz" auftretenden Schwierigkeiten sehr einfach zu lösen. Zur Erzielung einer richtigen Arbeitsweise müssen diese Phasenschleifen ein breites Durchlaßband aufweisen. Die erfindungsgemäße

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Speicherschaltung ist genügend schnell, um sich für diesen speziellen Anwendungsfall ohne Störung der Phasenschleife zu eignen. Die erfindungsgemäße Speicherschaltung eignet sich natürlich auch für andere Radarsysteme sowie ganz allgemein für Anlagen.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Analogspeicherschaltung mit einem Kondensator mit sehr kleinem Leckstrom, einem Eingangsverstärker mit niedriger Ausgangsimpedanz, einem Ausgangsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz und einer Schaltervorrichtung, mit deren Hilfe während einer Abtastperiode über den Eingangsverstärker eine Eingangsspannung an den Kondensator anlegbar ist, und nach der Abtastperiode während einer Halteperiode der Kondensator vom Eingangsverstärker abtrennbar ist, wobei die Eingangsspannung über den Ausgangsverstärker ausgehend von der im Kondensator gespeicherten Spannung wieder herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsverstärker (3) zwei Differenzeingänge aufweist, von denen einer dauernd mit dem Kondensator (1) verbunden ist, während der andere über einen Schalter (8) während der Halteperiode mit dem Ausgang des Eingangsverstärkers (2) verbunden ist, und daß der Ausgang des Ausgangsverstärkers (3) während der Halteperiode über einen Schalter (9) mit dem Eingang des Eingangsverstärkers (2) verbunden ist.
2. 2. Analogspeicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsausgang (5) am Eingang des Eingangsverstärkers (2) angeschlossen ist.
3. 3. Analogspeicherschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des Ausgangsverstärkers (3) und dem Schalter (9) ein Filter (16) eingeschaltet ist.
4. 4. Analogspeicherschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingang des Auggangsverstärkers (2) eine Additionsschaltung (io) geschaltet ist, die eine an eine Klemme (11) angelegte zusätzliche Eingangsspannung enthält.

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   S.chaltungsanordnung mit einer spannungsgesteuerten Schaltungseinheit, einem Fehlerdetektor, der einerseits ein diskontinuierliches Eingangssignal und andrerseits das Ausgangssignal der Schaltungseinheit empfängt, und einem an den Ausgang des Fehlerdetektors angeschlossenen Fehlerverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des Fehlerdetektors und den Steuereingang der Schaltungseinheit eine Analogspeicherschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingefügt ist.

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