DE2261390A1 - CIRCUIT, IN PARTICULAR FOR DIGITAL NUCLEAR GYRO SYSTEMS - Google Patents

CIRCUIT, IN PARTICULAR FOR DIGITAL NUCLEAR GYRO SYSTEMS

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    • G01C19/60Electronic or nuclear magnetic resonance gyrometers

Description

Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme mit mindestens einem Spingenerator, welcher Signale mit einer Frequenz f1 abgibt.Circuit, especially for digital nuclear gyro systems. The invention relates to a circuit, particularly for digital nuclear gyro systems with at least one spin generator which emits signals with a frequency f1.

Im allgemeinen sind bei bekannten Kreiselsystemen mechanische Komponenten vorgesehen, beispielsweise mechanische Resolver, mechanische Servoschleifen und dergleichen. Generally in known gyroscopic systems there are mechanical components provided, for example mechanical resolvers, mechanical servo loops and like that.

Kreisel sind ebenfalls in der Regel von mechanischem Aufbau.Gyroscopes are also usually of mechanical construction.

Es gehören jedoch auch Nuklearkreiselsysteme und -richtungssensoren zum Stand der Technik (US-Patentschriften Nr. 3 103 620, 3 103 621, 3 103 623, 3 103 624, 3 491 286 und 3 524 127).However, it also includes nuclear gyro systems and directional sensors prior art (US Pat. Nos. 3,103,620, 3,103,621, 3,103,623, 3 103 624, 3 491 286 and 3 524 127).

Beispielsweise ist ein optisch gepumpter Richtungssensor mit magnetischer Resonanz bekannt, welcher zwei etwa gleiche, entgegengesetzt gerichtete, einseitig wirkende magnetische Felder aufweist, welche im Abstand voneinander parallel zu einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. In jedem Feld ist ein Behälter vorgesehen, welcher zwei unterschiedliche Substanzen enthält und mit Energie bei der Resonanzfrequenz wenigstens einer der Substanzen im jeweiligen Behält er bestrahlt wird. Jedem in einer Richtung wirkenden Feld ist ein magnetisches Wechselfeld zugeordnet, welches eine Frequenz gleich der Larmor-Frequenz jeder Substanz aufweist, um eine erzwungene Präzession der magnetischen Momente der Substanz um die Achse des jeweiligen, einseitig gerichteten Magnetfeldes zu bewirken. Die Präzessionsfrequenzen der magnetischen Momente der Substanzen werden festgestellt und ausgegeben. Die Phasen der Signale entspre chend der Präzessionsfrequenz der gleichen Substanzen in beiden Feldern werden verglichen, um Signale entsprechend der Größe und Richtung jeder Phasenverschiebung zu liefern (US-Patentschrift Nr. 3 103 621). For example, an optically pumped directional sensor is magnetic Known resonance, which two roughly equal, oppositely directed, one-sided having acting magnetic fields which are spaced parallel to each other are arranged on a common axis. A container is provided in each field, which contains two different substances and with energy at the resonance frequency at least one of the substances in the respective container he irradiates will. Each field acting in one direction is assigned an alternating magnetic field, which has a frequency equal to the Larmor frequency of each substance to one forced precession of the magnetic moments of the substance around the axis of the respective, to cause unidirectional magnetic field. The precession frequencies of the magnetic Moments of the substances are determined and output. The phases of the signals accordingly the precession frequency of the same substances in both fields are compared to signals according to the magnitude and direction of each phase shift (U.S. Patent No. 3,103,621).

Auch ist es bekannt, eine geeignete Schaltung mit zwei oder mehreren Kernmengen zu koppeln, um Veränderungen der Inertialrahmenorientierung bezüglich des Inertialraumes zu erkennen (US-Patentschrift Nr. 3 103 623). It is also known to have a suitable circuit with two or more To couple core sets in order to relate to changes in the inertial frame orientation of the inertial space (US Pat. No. 3,103,623).

Dabei sind zwei Iiagnetspalte mit einseitig gerichteten Magnetfeldern vorgesehen, welche parallel zueinander liegen, jedoch entgegengesetzt gerichtet sind. Die Magnetspalte sind an einer lfagnetanordnung vorgesehen, welche mit dem übrigen Gerät fest vereinigt ist. In jedem Feld ist eine gernmenge vorgesehen, wobei jede Menge dieselbe Kernart aufweist. Von den erregten Kernen werden vier nukleare, magnetische Resonanzsignale abgeleitet. Mit Hilfe von Phasenvergleich wird ein Paar von Signalen rückgeführt, um die magnetische Feldstärke zu steuern, so daß es nicht erforderlich ist, die absolute Feldstärke unabhängig zu kennen. There are two Iiagnetspulen with unidirectional magnetic fields provided, which are parallel to each other, but directed in opposite directions are. The magnet gaps are provided on a magnet assembly which is connected to the rest of the device is firmly united. In each field a quantity of gladness is provided, whereby every lot has the same kernel type. Of the excited nuclei, four are nuclear, magnetic resonance signals derived. With the help of phase comparison, a pair becomes of signals fed back to control the magnetic field strength so that it is not it is necessary to know the absolute field strength independently.

Von dem anderen Paar der vier Signale wird ein Signal abgeleitet, welches das Integral der Drehzahl des Gerätes um eine der Diagnetfeldrichtungen darstellt. Diese Drehzahl hat einen Bezug zum Inertialraum. Um die Kerne zu erregen und die nuklearen, magnetischen Resonanzsignale von diesen abzuleiten, können Verfahren mit erzwungener Präzession und freier Präzession angewendet werden. Beispielsweise kann die Induktionsmethode nach der US-Patentschrift Nr. Re 23950 in Verbindung mit der Rückkopplungsschaltung nach der US-Patentschrift Nr. 2 589 494, welche keine größeren Oszillatoren zur Erregung der Kerne erfordert, verwendet und als Spingenerator bezeichnet werden.A signal is derived from the other pair of the four signals, which is the integral of the speed of the device around one of the magnetic field directions represents. This speed is related to the inertial space. To excite the nuclei and derive the nuclear magnetic resonance signals from them, Forced precession and free precession methods can be used. For example, the induction method of US Pat. No. Re 23,950 in conjunction with the feedback circuit of U.S. Patent No. 2,589 494, which does not require large oscillators to excite the nuclei and referred to as a spin generator.

Weiterhin ist es bekannt, ein Ausgangssignal von zwei nuklearen, magnetischen Resonanzsignalen abzuleiten, wobei wegen der erforderlichen hohen Genauigkeit statt Frequenzen Phasen miteinander verglichen werden. Von einem der Resonanzsignale wird ein Fehlersignal abgeleitet, um entweder die Stärke des einseitig gerichteten Magnetfeldes oder die Frequenz des magnetischen Wechselfeldes zu steuern. Vom anderen.Resonanzsignal wird ein Phasendifferenzsignal abgeleitet. Dieses wird zur Gewinnung des gewünschten Ausgangs verwendet (US-Patentschrift Nr. 3 103 624). It is also known to have an output signal from two nuclear, Derive magnetic resonance signals, because of the required high accuracy phases are compared with each other instead of frequencies. From one of the resonance signals an error signal is derived to indicate either the strength of the unidirectional To control the magnetic field or the frequency of the alternating magnetic field. From the other resonance signal a phase difference signal is derived. This is used to gain the desired Used at the outset (U.S. Patent No. 3,103,624).

Bekanntlich weisen nach den Grundsätzen der Quantenmechanik bestimmte Kerne ein magnetisches Moment auf, und zwar wegen des Kerndrehimpulses oder des Kernspins. As is well known, according to the principles of quantum mechanics, certain Nuclei have a magnetic moment, because of the nuclear angular momentum or the Nuclear spins.

Das magnetische Moment und der Drehimpuls wirken als parallele Vektoren und sind miteinander durch den als gyromagnetisches Verhältnis bezeichneten Proportionalitätsfaktor r verknüpft. Das Verhältnis ist gleich 2 t/u/Ih, wobei P die maximale, meßbare Komponente des magnetischen Momentes, I das Kernspinglied und h die Planck'sche Konstante bedeuten.The magnetic moment and the angular momentum act as parallel vectors and are related to one another by the proportionality factor called the gyromagnetic ratio r linked. The ratio is equal to 2 t / u / Ih, where P is the maximum measurable component of the magnetic moment, I the nuclear spin member and h the Planck's constant.

Es ist bekannt, der Phase eines Eingangssignals unter Zuhilfenahme eines mechanischen Resolvers nachzulaufen, welcher durch Erregung mehrerer Phasenwicklungen des Stators mit Wechselstrom positioniert wird. Der Resolverrotor wird mittels eines Phasendetektors, eines Servomotors und eines Verstärkers positioniert. Nachteiligerweise ist dieser Vorschlag teuer, macht er bewegliche Teile erforderlich, und muß eine komplizierte Mehrphasenerregung vorgenommen werden. Die Impulsdauer des Ausgangssignals ist nicht genau. It is known to use the phase of an input signal to run after a mechanical resolver, which by exciting several phase windings of the stator is positioned with alternating current. The resolver rotor is operated by means of a Phase detector, a servo motor and an amplifier positioned. Unfortunately if this proposal is expensive, it requires and must have moving parts complicated multiphase excitation can be made. The pulse duration of the output signal is not accurate.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsforin ist ein spannungsgesteuerter Oszillator vorgesehen, welcher von einem Phasendetektor und einem Gleichstromverstärker in einer Schleife getrieben wird. Nachteiligerweise muß der spannungsgesteuerte Oszillator in einer in Phasengleichlauf gehaltenen Schleife zunächst etwa auf die Eingangsfrequenz gestellt werden, bevor er anspricht. Weiterhin ist es schwierig, die Ausgangsfrequenzcharakteristik eines Oszillators als Funktion der Eingangsspannung zu steuern. Jeder Drift muF also durch einen entsprechenden Phasenfehler entgegengewirkt werden. Another known embodiment is voltage controlled Oscillator is provided, which consists of a phase detector and a DC amplifier is driven in a loop. Unfortunately, the voltage-controlled Oscillator in a loop that is kept in phase synchronism, initially roughly to the Input frequency must be set before it responds. Furthermore, it is difficult the output frequency characteristic of an oscillator as a function of the input voltage to control. Every drift must therefore be counteracted by a corresponding phase error will.

Ist die Schleife einmal eingestellt, dann bewirkt die kurze Stabilität des Oszillators eine Fluktuation. Der Ausgang stellt keine genaue 50 CSige Impulsdauer dar.Once the loop has been adjusted, the short gives stability of the oscillator is a fluctuation. The output does not represent an exact 50 C pulse duration represent.

Bei einer anderen Ausführungsform zum Phasengleichlauf wird in einer Schleife eine spannungsgesteuerte Verzögerung hervorgerufen, wobei ein Integrator und ein Phasendetektor Verwendung finden. Nachteiligerweise kann dabei mit einer Einheit lediglich eine Verzögerung von weniger als 360 hervorgebracht werden, so daß zur Gewährleistung der gewünschten Verzögerung zwei Einheiten in Tandem-Anordnung benutzt werden müssen. Mindestens drei Einheiten sind erforderlich, um am Ausgang eine genaue 50 obige Impulsdauer zu gewährleisten. Die Verzögerung muß mit doppelter Frequenz durchgeführt und dann herunterdividiert werden. Bei diesem Vorschlag ist auch eine Sättigung gegeben, wenn die Phase über einen Zyklus bzw. eine Schwingung rotiert. In another embodiment for phase synchronization, in a Loop caused a voltage controlled delay, using an integrator and a phase detector can be used. The disadvantage is that with a Unit can only produce a delay of less than 360, so that to ensure the desired delay, two units in tandem must be used. At least three units are required around to ensure an exact 50 pulse duration at the output. The delay must performed at twice the frequency and then divided down. With this one A saturation is also suggested if the phase lasts over a cycle or an oscillation rotates.

Bei einem Spingenerator handelt es sich um einen Oszillator, welcher in vieler Einsicht einem Kristalloszillator ähnelt, abgesehen davon, daß er auf nuklearer magnetischer Resonanz beruht und von der Präzession eines magnetischen Momentes um ein magnetisches Gleichstromfeld im Raum abhängt, und daß er richtungsempfindlich ist. Ein Kristalloszillator hängt bezüglich Frequenz und Phase von der magnetischen Erregung und den Charakteristiken des Kristalls ab. A spin generator is an oscillator which resembles a crystal oscillator in many ways, except that it is on nuclear magnetic resonance is based and from the precession of a magnetic Moment depends on a magnetic direct current field in space, and that it is directionally sensitive is. A crystal oscillator depends on the magnetic frequency and phase Excitation and the characteristics of the crystal.

Nukleare Generatoren hängen im allgemeinen hinsichtlich des Betriebes von der Eigenschaft der starren Orientierung im Raum ab, ähnlich den freien Kreiseln. Im Gegensatz zu letzteren weisen sie nur geringfügige oder keine Driftfehler oder akkumulierte Fehler in den Richtungsanzeigen auf, weil die Wirkungsweise auf den Eigenschaften subatomischer Teilchen beruht. Nuclear generators are generally dependent on operation on the property of rigid orientation in space, similar to free gyroscopes. In contrast to the latter, they exhibit little or no drift errors or accumulated errors in the direction indicators, because the mode of action on the Properties of subatomic particles.

Der Spingenerator weist im wesentlichen einen Rückkopplungsverstärker auf, welcher in der Rückkopplungsschleife mit einer frequenzempfindlichen Einrichtung versehen ist, beispielsweise ein Aggregat von Kernen. Beispielsweise können ungerade Isotope des Quecksilbers verwendet werden. Ein Spingenerator kann lediglich ein Isotop aufweisen, und zwar ein ungerades Isotop, so daß die Ladungen nicht angepaßt sind und im Kern eine Extraladung vorliegt. Der Kern im Spingenerator weist also eine ungerade Anzahl von Protonen auf. Bei einer geraden Anzahl von Protonen der rotierenden Kerne würde jedes erzeugte magnetische Feld durch Ausgleich eliminiert. The spin generator essentially comprises a feedback amplifier on, which is in the feedback loop with a frequency sensitive device is provided, for example an aggregate of cores. For example, odd Isotopes of mercury are used. A spin generator can only have one Have isotope, namely an odd isotope, so that the charges do not match and there is an extra charge in the core. So the core in the spin generator shows an odd number of protons. at an even number of the protons of the rotating nuclei would counterbalance any generated magnetic field eliminated.

Der Kern rotiert mit seinen Ladungen. Auf Grund dessen gilt die sogenannte "Rechthandregel" bezüglich der Richtung des magnetischen Feldes. Der rotierende Kern kann als magnetischer Dipol im Raum angesehen werden. Da jeder Kern eine Masse und eine mechanische Achse aufweist, kann er weiterhin als mechanisches Element angesehen werden, welches den Kreiselgesetzen gehor-cht. Die Dreh- oder Spinachse bewegt sich also in einem Kreis bzw. vollführt eine Präzessionsbewegung, wenn auf die Achse außerhalb der Rotations-bzw. Spinebene ein Moment ausgeübt wird. The core rotates with its charges. Because of this, the so-called "Right hand rule" regarding the direction of the magnetic field. The rotating one Kern can be seen as a magnetic dipole in space. Because every core is a mass and has a mechanical axis, it can also be used as a mechanical element be considered, which obeys the gyroscopic laws. The axis of rotation or spin moves in a circle or performs a precession movement when on the axis outside of the rotation or. Spin plane a moment is exercised.

Eine Menge zahlreicher Kerne wird in einem kleinen magnetischen Feld angeordnet. Da jeder Kern einen magnetischen Dipol darstellt, richten sich die Kerne auf das Magnetfeld aus. Würde die Richtung des Feldes plötzlich geändert, so daß es rechtwinklig zu der Richtung liegt, in welcher alle Kerne ausgerichtet sind, dann wird ein Drehmoment aufgebracht. Würde das von außen aufgebrachte magnetische Feld plötzlich um 90° gedreht, dann werden die Kerne in das neue magnetische Feld gezogen. Geschieht dies, dann vollrühren sie eine Präzessionsbewegung, da sie auch als Kreisel wirken. Die präzedierenden Kerne wirken als präzedierendes Magnetfeld, welches im Raum mit einer bestimmten Frequenz rotiert. Diese Präzessionsfrequenz ist dem aufgebrachten Magnetfeld proportional. Die Proportionalitätskonstante wird als kreiselmagnetisches oder Magnet/Kreisel-Verhältnis r bezeichnet. Die Rotation findet im freien Inertialraum statt. A lot of numerous nuclei are in a small magnetic field arranged. Since each nucleus represents a magnetic dipole, the nuclei align on the magnetic field. The direction of the field would suddenly change so that it is perpendicular to the direction in which all cores are aligned, then a torque is applied. Would the externally applied magnetic Field suddenly rotated 90 °, then the nuclei in the new magnetic field drawn. If this happens, then they stir a precession movement, because they too act as a top. The precessing nuclei act as a precessing magnetic field, which rotates in space with a certain frequency. This precession frequency is proportional to the applied magnetic field. The constant of proportionality becomes referred to as the gyro-magnetic or magnet / gyro ratio r. The rotation takes place in free inertial space.

Die Kerne präzedieren im Raum unter Erzeugung eines elektrischen Feldes, welches mittels einer Magnetspule aufgenommen werden kann. Gleicherweise können die Kerne durch eine Magnetspule beeinflußt werden. Mit einer Magnetspule kann die Frequenz aufgenommen und gemessen werden. The nuclei precess in space producing an electrical one Field that can be picked up by means of a magnetic coil. Likewise the cores can be influenced by a solenoid. With a solenoid the frequency can be recorded and measured.

Rotiert ein Betrachter oder eine Betrachterspule in derselben Richtung, in welcher die Präzessionsbewegung-stattfindet, dann erhält man eine scheinbare Frequenz, welche niedriger ist. Rotiert der Betrachter bzw. die Betrachterspule in entgegengesetzter Richtung, dann ergibt sich eine höhere scheinbare Frequenz. Die Kernspinfrequenz liegt fest und ist bekannt. Rotiert eine Betrachterplattform um dieselbe Achse, dann betrachtet man eine unterschiedliche Frequenz. Durch Integration dieser Frequenz erhält man einen Phasenwinkel, welcher dem Winkel proportional ist, um welchen die Einrichtung sich gedreht hat. Insoweit ist eine Kreiselwirkung gegeben.If a viewer or a viewer coil rotates in the same direction, in which the precession movement takes place, then one obtains an apparent one Frequency, whichever is lower. Rotates the observer or the observer coil in the opposite direction, there is a higher apparent frequency. The nuclear spin frequency is fixed and known. Rotates a viewing platform around the same axis, then one looks at a different frequency. Through integration this frequency gives a phase angle which is proportional to the angle, around which the facility revolved. To this extent, there is a gyroscopic effect.

Es besteht dann das Problem, die Phasenverschiebung zu messen. Diese Messung kann einfach durch änderung des Magnetfeldes und durch Messung des präzedierenden elektrischen Vektors durchgeführt werden0 Durch Erregung der Kerne mit einem Wechselfeld wird eine Präzessionsbewegung des Vektors, welcher die Summe der Vektoren aller Kerne darstellt, er zielt. Der Vektor läuft vor, nach oder in Phase, je nachdem, ob die Erregungsfrequenz gleich der oder größer bzw. kleiner als die Präzessionsfrequenz ist. There is then the problem of measuring the phase shift. These Measurement can be made simply by changing the magnetic field and by measuring the precessing electrical vector 0 by exciting the nuclei with an alternating field becomes a precession motion of the vector, which is the sum of the vectors of all Cores represents he is aiming. The vector runs before, after or in phase, depending on whether the excitation frequency is equal to or greater or less than the precession frequency is.

Wird also mit anderen Worten ein rotierendes Magnetfeld aufgebracht, dann haben die Kerne die Neigung, dem Feld zu folgen, wie ein synchroner Motor, und je nachdem, ob die Frequenz höher oder niedriger ist, als der Motor umläuft, befindet sich das aufgebrachte Feld entweder in Phase oder nicht in Phase, dem Signal vorlaufend oder nachlaufend. Beispielsweise kann ein Kernspingenerator unter Verwendung von Quecksilber gebaut werden, welches mit ultraviolettem Licht gepumpt wird. Der Quecksilberdampf wird mit Licht derselben Wellenlänge gepumpt, wie der Quecksilberisotop abgibt, beispielsweise mit ultraviolettem Licht der Frequenz 2537 Angström. Die Quecksilberkerne werden in gleicher Weise erregt, wie ein Laser durch Pumpen. Gleichzeitig wird ein magnetisches Wechselfeld aufgebracht, und zwar mit Hilfe von Spulen. Vorteilhafterweise weist Quecksilber die Eigenschaft auf, daß die Rotationsintensität des präzedierenden Vektors den Pumpstrahl moduliert, so daß optisch ausgelesen werden kann. In other words, if a rotating magnetic field is applied, then the nuclei have a tendency to follow the field, like a synchronous motor, and depending on whether the frequency is higher or lower than the motor is rotating, if the applied field is either in phase or out of phase, the signal leading or trailing. For example, a nuclear spin generator be built using mercury, which with ultraviolet light is pumped. The mercury vapor is pumped with light of the same wavelength, how the isotope of mercury gives off, for example with ultraviolet light of frequency 2537 angstroms. The mercury nuclei are excited in the same way as a laser by pumping. At the same time, an alternating magnetic field is applied with the help of coils. Mercury advantageously has the property that the rotational intensity of the precessing vector modulates the pump beam, so that it can be read out optically.

Bei einer Ausführungsform des Spingenerators kann magnetisch ein- und optisch ausgelesen werden. Die Ausgangsmodulationskomponente wird an einem Lichtstrahl ausgelesen, welcher eine botovervielfacherröhre beaufschlagt, die mit dem Eingang eines Verstärkers gekoppelt ist, dessen Ausgang zur magnetischen Erregung rückgeführt ist. In one embodiment of the spin generator, magnetically and read out optically. The output modulation component is applied to a light beam read out, which acts on a boto multiplier tube connected to the input an amplifier is coupled, the output of which is fed back to the magnetic excitation is.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche eine digitale Phasengleichlaufschleife in Festkörperbauweise und ohne bewegliche, mechanische Teile aufweist, die äußerst stabil ist und beliebig oft in einer Richtung ohne Sättigung gedreht werden kann, ferner bei Abschalten von Eingangssignalen in Fhasengleichlauf bleibt und billig ist. The object of the invention is to provide a circuit of the type specified at the beginning Kind of creating a solid state digital phase locked loop and has no moving mechanical parts, which is extremely stable and arbitrary can often be rotated in a direction without saturation, furthermore when switched off of input signals remains in phase synchronization and is cheap.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist daher gekennzeichnet durch einen Kristalloszillator mit der Resonanzfrequenz 2nx 1, eine an den Spingenerator angeschlossene Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung, welche Steuerimpulse der Frequenz f1 synchron zum Spingenerator abgibt, und eine Frequenzteilerschaltung, welche mit dem Oszillator verbunden ist und in n Leitungen einen binären Ausgang-mit einer Frequenz f1 liefert, womit ein Flipflopregister beaufschlagt wird, und zwar gesteuert von den Steuerimpulsen der Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung, wobei das Register eine Feldproportionalsteuerschaltung für den Spingenerator steuert. The circuit according to the invention is therefore characterized by a Crystal oscillator with the resonance frequency 2nx 1, one connected to the spin generator Filter and squaring and differential circuit, which control pulses of the frequency f1 outputs synchronously with the spin generator, and a frequency divider circuit, which is connected to the oscillator and has a binary output-with in n lines a frequency f1 supplies, which is applied to a flip-flop register, namely controlled by the control pulses of the filter and squaring and differential circuit, wherein the register controls a field proportional control circuit for the spin generator.

Bei einer Ausführungsform, insbesondere für Nuklearkreiselsysteme mit zwei Spingeneratoren, welche jeweils Signale mit einer hohen Frequenz 11 und Signale mit einer niedrigeren Frequenz f2 abgeben, sind vorzugsweise zwei Eristalloszillatoren mit der Resonanzfrequenz 2nx f1 bzw. 2nx f2, zwei an jeden Spingenerator angeschlossene Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltungen, welche Steuerimpulse der Frequenz f1 bzw. f2 synchron zum Spingenerator abgeben, zwei Frequenzteilerschaltungen, welche mit dem einen bzw. anderen Oszillator verbunden sind und jeweils zwei Flipflopregister beaufschlagen, und zwar gesteuert von den Steuerimpulsen der Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung auf der hochfrequenten bzw. auf der niederfrequenten Seite der beiden Spingeneratoren, und zwei Feldproportionalsteuerschaltungen für die Spingeneratoren vorgesehen, wobei zwischen dem Oszillator mit niedrigerer Resonanzfrequenz und der zugehörigen Frequenzteilerschaltung eine Proportionalvorstell- und -verzögerungsschaltung vorgesehen ist, welche mit den niederfrequenten Steuerimpulsen vom einen Spingenerator her für das zugehörige Register und dem Ausgang der Frequenzteilerschaltung sich in Phasengleichlauf befindet, so daß das in dieses Register eingesteuerte Signal denselben Maßstab wie dasjenige für das den hochfrequenten Steuerimpulsen des Generators zugeordnete Register aufweist, und welche nach jedem Steuerimpuls eine neue Zahl durchschiebt, und zwar unter Vorstellen oder Verzögern der Phase des Ausgangs der Frequenzteilerschaltung entsprechend der im Register gespeicherten Zahl, wobei ferner der Ausgang des den hochfrequenten Steuerimpulsen des anderen Spingenerators zugeordneten Registers und der Ausgang des den niederfrequenten Steuerimpulsen des anderen Spingenerators zugeordneten Registers mittels einer Digitalsubtrahierschaltung kombiniert werden, deren Ausgang der Feldproportionalsteuerschaltung des anderen Spingenerators aufgegeben wird, und wobei schließlich ein Digitaladdierer vorgesehen ist, welcher an die beiden letztgenannten Register angeschlossen ist und einen Ausgang liefert, der zu Inertialbezugszwecken verwendet wird. In one embodiment, especially for nuclear gyro systems with two spin generators, which each generate signals with a high frequency 11 and Output signals with a lower frequency f2 are preferably two crystal oscillators with the resonance frequency 2nx f1 or 2nx f2, two connected to each spin generator Filter and squaring and differential circuits, which control pulses of the frequency Output f1 and f2 synchronously with the spin generator, two frequency divider circuits, which are connected to one or the other oscillator and two flip-flop registers act on, controlled by the control pulses of the filter and squaring as well as differential switching on the high-frequency and on the low-frequency side of the two spin generators, and two field proportional control circuits for the spin generators provided, wherein between the oscillator with lower resonance frequency and the associated frequency divider circuit a proportional advance and delay circuit is provided, which with the low-frequency control pulses from a spin generator for the associated register and the output of the frequency divider circuit is in phase synchronization, so that the signal controlled in this register the same scale as that for the high-frequency control pulses of the generator has assigned registers, and which after each control pulse a new number pushes through, namely by advancing or delaying the phase of the output of the frequency divider circuit corresponding to that stored in the register Number, furthermore the output of the high frequency control pulses of the other Spin generator associated register and the output of the low-frequency control pulses of the register assigned to the other spin generator by means of a digital subtraction circuit are combined, the output of which is the field proportional control circuit of the other Spin generator is abandoned, and finally a digital adder is provided which is connected to the last two registers mentioned and an output which is used for inertial reference purposes.

Mit Vorteil ist dabei mit dem Digitaladdierer eine Mittelwert schaltung verbunden. Diese weist vorzugsweise einen Addierer, ein damit verbundenes Mehrstufenregister, welches ausgangsseitig mit einem Eingang des Addierers sowie mit einem Rechtsschieber verbunden ist, und eine Subtrahierschaltung auf, welche mit einem Eingang an den Ausgang des Rechtsschiebers angeschlossen ist, während der zweite Eingang mit dem Digitaladdierer und der Ausgang mit dem zweiten Eingang des Addierers verbunden ist, so daß der Rechtsschieber Durchschnittsdaten zu Inertialbezugszwecken liefert, die Subtrahierschaltung Differenzdaten der zu Inertialbezugszwecken verwendeten Daten. An averaging circuit with the digital adder is advantageous tied together. This preferably has an adder, a multi-level register connected to it, which on the output side with an input of the adder and with a right slide is connected, and a subtracting circuit which has an input to the Output of the right shifter is connected, while the second input is connected to the Digital adder and the output connected to the second input of the adder so that the right slider provides average data for inertial reference purposes, the subtracting circuit difference data from those used for inertial reference purposes Data.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme mit mindestens einem Spingenerator, welcher Signale mit einer Frequenz fs abgibt, ist gekennzeichnet durch eine Quelle zur Abgabe von Signalen mit einer Frequenz 2nx fs einen n-stufigen Binärzähler, welcher viereckige Ausgangssignale mit einer Frequenz gleich 1/2nx Zahlereingangsignalfrequenz liefert, einen Phasendetektor, welcher mit den Signalen des Spingenerators und dem Ausgang des Binärzählers beaufschlagt wird, um der Phase der Spingeneratorsignale entsprechende Ausgangssignale zu liefern, einen an den Phasendetektor angeschlossenen, periodisch von den Ausgangssignalen des Zählers rückgestellten und mit einem Analog/Digital-Umsetzer verbundenen Integrator bzw. Niveaudiskriminator, und eine vom Analog/Digital-Umsetzer bzw. Niveaudiskriminator beaufschlagte Steuerschaltung zur Verbindung der Signalquelle mit dem Zähler, um die Phase des viereckigen Ausgangssignals proportional zum digitalen Ausgang vorzustellen oder zu verzögern. One embodiment of the circuit according to the invention, in particular for digital nuclear gyro systems with at least one spin generator, which signals at a frequency fs is characterized by a source for the delivery of Signals with a frequency 2nx fs an n-stage binary counter, which is square Output signals with a frequency equal to 1 / 2nx counter input signal frequency delivers, a phase detector, which with the signals of the spin generator and the output of the binary counter is applied to the phase of the spin generator signals corresponding To provide output signals, a connected to the phase detector, periodically from the output signals of the counter and with an analog / digital converter connected integrator or level discriminator, and one from the analog / digital converter or level discriminator acted upon control circuit for connecting the signal source with the counter to make the phase of the square output signal proportional to the digital To imagine or delay the exit.

Ist ein Niveaudiskriminator vorgesehen, dann kann die Schaltung vorteilhafterweise einen zweiten n-stufigen Binärzähler aufweisen, welcher zur Erzeugung einer Bezugsphase mit den Signalen der Frequenz 2nx fs beaufschlagt wird, wobei n UND-Gatter vorgesehen sind, welche jeweils mit einem Eingang an einen der n Ausgänge des ersten Zählers und mit dem anderen Eingang an den Ausgang des zweiten Zählers angeschlossen sind und eine digitale, die Phasendifferenz zwischen den Signalen der Frequenz Q und der Bezugsphase repräsentierende Ausgabe liefern. If a level discriminator is provided, then the circuit can advantageously have a second n-stage binary counter which is used to generate a reference phase the signals of the frequency 2nx fs are applied, with n AND gates being provided are each with an input to one of the n outputs of the first counter and the other input is connected to the output of the second counter and a digital one, the phase difference between the signals of frequency Q and provide output representing the reference phase.

Bei einer anderen Ausführungsform. dererfindungsgemäßen Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme mit mindestens einem Spingenerator, welcher Signale mit einer Frequenz fs abgibt, ist eine Quelle zur Abgabe von Signalen mit einer Frequenz 2nx 5, ein n-stufiger Binärzähler, welcher viereckige Ausgangssignale mit einer Frequenz gleich 1/2nx Zählereingangssignalfrequenz liefert und in n Ausgaben den augenblicklichen Zählerstand angibt, eine von den Signalen des Spingenerators beaufschlagte Quadrierschaltung sowie ein damit verbundener Differentiator, n UND-Gatter, welche jeweils mit einem Eingang mit einem der n Ausgänge des Zählers und mit dem anderen Eingang mit dem Differentiator verbunden sind, und eine Steuerschaltung zur Verbindung der Signalquelle mit dem Zähler vorgesehen, um die Phase des viereckigen Ausgangssignals entsprechend dem Zustand der UND-Gatter vorzustellen oder zu verzögern. In another embodiment. the circuit according to the invention, especially for digital nuclear gyro systems with at least one spin generator, which emits signals with a frequency fs is a source for emitting signals with a frequency 2nx 5, an n-stage binary counter, which square output signals with a frequency equal to 1 / 2nx provides counter input signal frequency and in n outputs indicates the current count, one of the signals from the spin generator applied squaring circuit as well as an associated differentiator, n AND gates, each having an input with one of the n outputs of the counter and the other input is connected to the differentiator, and a control circuit provided for connecting the signal source with the counter to the phase of the square To present or delay the output signal according to the state of the AND gate.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen, jeweils als Blockschaltbild: Fig. 1 ein digitales Nuklearkreiselsystem mit zwei Spingeneratoren, welche jeweils Signale mit einer hohen Frequenz f1 . 1 Kilohertz und Signale mit einer niedrigeren Frequenz 2 = 369 Hertz abgeben, und mit erfindungsgemäßer Schaltung; Fig. 2 bis 4 jeweils eine andere Busführungsform der erfindungßgemäßen Schaltung. Embodiments of the invention are shown below with reference to the drawing for example described. They show, in each case as a block diagram: Fig. 1 a digital nuclear gyro system with two spin generators, which each generate signals with a high frequency f1. 1 kilohertz and signals with a lower frequency 2 = 369 Hertz output, and with a circuit according to the invention; Figures 2 through 4 respectively another form of bus routing of the circuit according to the invention.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Spingeneratoren 10 und 11 vorgesehen, und zwar ein Nordspingenerator 10 und ein Südspingenerator 11. According to FIG. 1, two spin generators 10 and 11 are provided, and a north spine generator 10 and a south spine generator 11.

Der Spingenerator 10 beruht auf einem ersten, in einer Richtung wirkenden Magnetfeld, welches entlang einer ersten festen Achse ausgerichtet ist, wie bekannt. Ein nicht dargestellter Behälter in dem Feld schließt zwei Gruppen verschiedenartiger, subatomischer Teilchen ein, welche bei richtiger Erregung magnetische Resonanz zeigen. Der Behälter wird mit Energie bei der Resonanzfrequenz wenigstens einer der beiden Teilchengruppen bestrahlt. The spin generator 10 is based on a first one acting in one direction Magnetic field aligned along a first fixed axis, as is known. A container (not shown) in the field includes two groups of different, subatomic particles which, when properly excited, show magnetic resonance. The container is energized at the resonance frequency of at least one of the two Particle groups irradiated.

Es wird ein dem ersten, in einer Richtung wirkenden Magnetfeld assoziiertes magnetisches Wechselfeld hervorgebracht, welches eine der Larmor-Brequenz jeder Teilchengruppe entsprechende Frequenz aufweist, um eine erzwungene Präzession der magnetischen Momente der Teilchen um die Achse zu bewirken. Die Präzessionsfrequenzen der Magnetmomente der Substanzen können festgestellt und abgelesen werden. Die Feldstärke des in einer Richtung wirkenden magnetischen Feldes kann variiert werden. A magnetic field is associated with the first one acting in one direction alternating magnetic field produced, which is one of the Larmor frequencies each Particle group has corresponding frequency to a forced precession of the to cause magnetic moments of the particles around the axis. The precession frequencies the magnetic moments of the substances can be determined and read. The field strength the magnetic field acting in one direction can be varied.

Der zweite Spingenerator 11 weist ebenfalls ein in einer Richtung wirkendes Magnetfeld auf, welches im wesentlichen dem ersten in einer Richtung wirkenden Magnetfeld entspricht und entlang einer zweiten festen Achse ausgerichtet ist, welche parallel zur ersten festen Achse verläuft oder identisch damit ist. Das zweite Magnetfeld ist entgegengesetzt zum ersten gerichtet. Im zweiten Magnetfeld ist ebenfalls ein nicht dargestellter Behälter vorgesehen, welcher verschiedenartige subatomische Teilchen enthält, die denen im ersten Behälter entsprechen. Der zweite Spingenerator 11 wird gleichfalls mit Energie bei der Resonanzfrequenz wenigstens einer der beiden Teilchengruppen bestrahlt. The second spin generator 11 also has a in one direction acting magnetic field, which is essentially the first acting in one direction Corresponds to a magnetic field and is aligned along a second fixed axis, which runs parallel to or is identical to the first fixed axis. The second magnetic field is directed opposite to the first. There is also a in the second magnetic field Not shown container provided, which various subatomic Contains particles corresponding to those in the first container. The second spin generator 11 is also energized at the resonance frequency of at least one of the two Particle groups irradiated.

Ein magnetisches Wechselfeld, assoziiert zum in einer Richtung wirkenden Magnetfeld des zweiten Spingenerators 11, wird hervorgerufen, welches eine der Larmor-Frequenz jeder Teilohengruppe entsprechende Frequenz aufweist, um eine erzwungene Präzession der magnetischen Momente der Teilchen, um die feste Achse des zweiten Spingenerators 11 zu bewirken. Die Präzessionsfrequenzen der magnetischen Momente der Substanzen können festgestellt und abgelesen werden. Desgleichen kann die Feldstärke des einseitig gerichteten magnetischen Feldes variiert werden, so daß es nicht erforderlich ist, die absolute Feldstärke der Spingenerato ren 10 und 11 unabhängig zu kennen. An alternating magnetic field associated with acting in one direction Magnetic field of the second spin generator 11 is generated, which one of the Larmor frequency each part group corresponding frequency has to a forced precession of the magnetic moments of the particles, around the fixed axis of the second spin generator 11 to effect. The precession frequencies of the magnetic moments of substances can be determined and read. Likewise, the field strength of the one-sided directed magnetic field can be varied, so that it is not necessary is, to know the absolute field strength of the Spingenerato ren 10 and 11 independently.

Bei den subatomischen Teilchen in den Behältern beider Spingeneratoren 10 und 11 kann es sich um Teilchen zweier verschiedener Quecksilberisotope handeln, so daß die Resonanzfrequenzen der beiden Spingeneratoren 10 und 11 bei 1 Kilohertz und 369 Hertz liegen. In jedem Behälter befinden sich sowohl Teilchen des einen Quecksilberisotopen als auch Teilchen des anderen Quecksilberisotopen. With the subatomic particles in the containers of both spin generators 10 and 11 can be particles of two different isotopes of mercury, so that the resonance frequencies of the two spin generators 10 and 11 at 1 kilohertz and 369 Hertz. In each container there are both particles of the one Mercury isotopes as well as particles of the other isotopes of mercury.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kristalloszillator-Quadrierschaltung 12 mit einer festen Frequenz von 1 024 000 Hertz vorgesehen, welche Impulse mit einer Frequenz von 1,024 Megahertz liefert. Die Schaltung 12 ist mit einer 210-Frequenzteilerschaltung 13 verbunden, welche ausgangsseitig zehn parallele Leitungen speist und also zyklisch mit einer Frequenz von 1 Kilohertz arbeitet. 1, a crystal oscillator squaring circuit 12 is included a fixed frequency of 1 024 000 Hertz provided, which pulses with a frequency of 1.024 megahertz. The circuit 12 is with a 210 frequency divider circuit 13 connected, which feeds ten parallel lines on the output side and therefore cyclically works at a frequency of 1 kilohertz.

Der Ausgang der Schaltung 12 soll bezüglich der vom Nordspingenerator 10 erzeugten Frequenz von 1 Kilohertz phasenstarr sein. Dies kann durch eine Phasengleich-oder -nachlaufschleife bewerkstelligt werden, welche als ein Element den Nordspingenerator 10 selbst enthält. Die Ausgangs frequenz des Nordspingenerators 10 ist dem magnetischen Feld proportional. Da das magnetische Feld variiert werden kann, ist also auch eine Variation der Ausgangsfrequenz bzw, der Phase der Ausgangsfrequenz möglich. The output of circuit 12 should be relative to that of the Nordspingenerator 10 generated frequency of 1 kilohertz be phase-locked. This can be through an in-phase or -trailing loop can be brought about, which as an element of the Nordspingen generator 10 itself contains. The output frequency of the Nordspingenerator 10 is the magnetic Field proportional. Since the magnetic field can be varied, there is also one Variation of the output frequency or the phase of the output frequency is possible.

Der Nordspingenerator 10 ist mit einer Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung 14 verbunden. Diese Schaltung 14 liefert spitzenförmige Impulse mit einer Frequenz von etwa 1 Kilohertz, und zwar synchron mit den entsprechenden, vom Nordspingenerator 10 erzeugten Signalen. The Nordspingenerator 10 is with a filter and squaring as well Differential circuit 14 connected. This circuit 14 delivers spike-shaped pulses with a frequency of about 1 kilohertz, synchronously with the corresponding, from the Nordspingengenerator 10 generated signals.

Ein Nordfeldfehlerregister 16 mit zehn Flipflops ist eingangsseitig mit der Frequenzteilerschaltung 13 verbunden, ferner an die Schaltung 14 angeschlossen, welche das Register 16 bzw. dessen Eingangssignale von der Schaltung 13 her so steuert, daß die Signale der Frequenzteilerschaltung 13 mit einer dem Ausgang der Schaltung 14 entsprechenden Frequenz aufgenommen werden. Nimmt man an, daß die Frequenz der Schaltung 14 und somit die Frequenz des Nordspingenerators 10 identisch mit der Frequenz der Schaltung 13 ist, dann ist keine Phasendifferenz gegeben, und dem Register 16 wird jeweils dieselbe Zahl eingegeben. A north field error register 16 with ten flip-flops is on the input side connected to the frequency divider circuit 13, further connected to the circuit 14, which controls the register 16 or its input signals from the circuit 13 in such a way that that the signals of the frequency divider circuit 13 with one of the output of the circuit 14 corresponding frequency can be recorded. Assuming that the frequency of the Circuit 14 and thus the frequency of the north spine generator 10 is identical to that Frequency of the circuit 13, then there is no phase difference, and the register 16 is entered with the same number.

Das Register 16 ist ausgangsseitig mit einer Feldpropòrtionalsteuerschaltung 17 zur Steuerung des einseitig gerichteten Feldes vom Nordspingenerator 10 verbunden. Die Schaltung 17 weist einen Digital/Analog-Umsetzer 18 auf, welcher in Reihe zu einem Integrator 19 geschaltet ist, der einen Funktionsverstärker 21 und einen dazu parallel geschalteten Kondensator 22 aufweist. DerXIntegrator 19 ist ausgangsseitig mit der Wicklung für das einseitig gerichtete magnetische Feld des Generators 10 verbunden. The register 16 is on the output side with a field proportional control circuit 17 connected to control the unidirectional field from the north spine generator 10. The circuit 17 has a digital / analog converter 18, which is assigned in series an integrator 19 is connected, which has a function amplifier 21 and one to it Has capacitor 22 connected in parallel. The XIntegrator 19 is on the output side with the winding for the unidirectional magnetic field of the generator 10 tied together.

Die die Schaltung 14, das Register 16, die Schaltung 17 und den Generator 10 enthaltende Schleife ist insofern selbststeuernd, als immer dann, wenn eine Phasenänderung zwischen dem Generator 10 und dem Ausgang der Frequenzteilerschaltung 13 im Entstehen begriffen ist, die Schleife für eine Rückführung zum Phasengleichlauf sorgt. Es kann vorkommen, daß der Nordspingenerator 10 und die Frequenz teilerschaltung 13 nicht genau in Phase sind, jedoch bleibt die Phasendifferenz -zwischen Generator 10 und Schaltung 13 bei fehlender Rotation normalerweise konstant. Damit wird das in einer Richtung wirkende Gleichstrom-Magnetfeld H01 eingestellt. Dieses Feld wird zu Bezugszwecken verwendet. The circuit 14, the register 16, the circuit 17 and the generator Loop containing 10 is self-regulating in that it always occurs when there is a phase change between the generator 10 and the output of the frequency divider circuit 13 in the making is understood, the loop ensures a return to phase synchronization. It it can happen that the north spine generator 10 and the frequency divider circuit 13 are not exactly in phase, but the phase difference between the generator remains 10 and circuit 13 normally constant in the absence of rotation. This sets the direct current magnetic field H01 acting in one direction. This field is used for reference purposes.

In gleicher Weise wie der Nordspingenerator 10 ist auch der Südspingenerator 11 mit einer Filter- und Quadriersowie Differenzschaltung 23 verbunden, welche spitzenförmige Impulse mit einer Frequenz von etwa 1 Kilohertz liefert, und zwar synchron mit den entsprechenden, vom Südspingenerator 11 erzeugten Signalen. In the same way as the north spine generator 10 is also the south spine generator 11 connected to a filter and squaring and differential circuit 23, which are tip-shaped Provides pulses with a frequency of about 1 kilohertz, synchronously with the corresponding signals generated by the Südspingenerator 11.

Ein Phasendifferenzregister 24 mit zehn Flipflops ist eingangsseitig mit der Frequenzteilerschaltung 13 verbunden, ferner an die Schaltung 23 angeschlossen, welche das Register 24 bzw. dessen Eingangssignale von der Schaltung 13 her so steuert, daß die Signale der Frequenzteilerschaltung 13 mit einer dem Ausgang der Schaltung 23 entsprechenden Frequenz aufgenommen werden. Nimmt man an, daß die Frequenz der Schaltung 23 und somit die Frequenz des Südspingenerators 11 identisch mit der Frequenz der Frequenzteilerschaltung 13 ist, dann ist eine konstante Phasenbeziehung gegeben, und es wird in das Register 24 jeweils dieselbe Zahl eingegeben. Diese Zahl entspricht der Phasendifferenz zwischen den beiden Spingeneratoren 10 und 11. A phase difference register 24 with ten flip-flops is on the input side connected to the frequency divider circuit 13, further connected to the circuit 23, which controls the register 24 or its input signals from the circuit 13 in such a way that that the signals of the frequency divider circuit 13 with one of the output of the circuit 23 corresponding frequency can be recorded. Assuming that the frequency of the Circuit 23 and thus the frequency of the south spine generator 11 is identical to the frequency of the frequency divider circuit 13, then a constant phase relationship is given, and the same number is entered in the register 24 in each case. This number equals the phase difference between the two spin generators 10 and 11.

Die Spingeneratoren 10 und 11 sind weiterhin jeweils mit einer Filter- und Quadrier- sowie Differenz schaltung 26 bzw. 27 gekoppelt, welche spitzenförmige Impulse mit einer Frequenz von etwa 369 Hertz liefert, und zwar synchron mit den entsprechenden, vom Nordspingenerator 10 bzw. Südspingenerator 11 erzeugten Signalen. The spin generators 10 and 11 are still each equipped with a filter and squaring and differential circuit 26 and 27, respectively, coupled, which tip-shaped Provides pulses with a frequency of about 369 Hertz, synchronously with the corresponding signals generated by the Nordspingengenerator 10 and Südspingenerator 11, respectively.

Gemäß Fig. 1 ist eine weitere Kristalloszillator Quadrierschaltung 28 vorgesehen, welche Impulse mit einer festen Frequenz von 377-856 Hertz liefert. Die Schaltung 28 ist über eine Proportionalvorstell- und -verzögerungsschaltung 29 mit einer weiteren 210-Frequenzteilerschaltung 31 gekoppelt, welche zehn parallele Ausgangsleitungen aufweist. Die Schaltung 31 arbeitet zyklisch mit einer Frequenz von 369Hertz. Referring to Fig. 1, another crystal oscillator is a squaring circuit 28 is provided, which provides pulses with a fixed frequency of 377-856 Hertz. The circuit 28 is via a proportional advance and delay circuit 29 coupled to a further 210 frequency divider circuit 31, which has ten parallel Has output lines. The circuit 31 operates cyclically with a frequency by 369Hertz.

Der Ausgang der Schaltung 31 soll mit der Nennfrequenz von 369 Hertz des Nordspingenerators 10 in Synchronlauf gehalten werden. Dies kann durch eine geschlossene Schleife mit den Schaltungen 29 und 31 sowie mit einem Nordphasennachlauf- oder -gleichlauffehlerregister- 32-mit zehn Flipflops bewerkstelligt werden, dem die Steuerimpulse der Schaltung 26 zugeführt werden. The output of the circuit 31 should be at the nominal frequency of 369 Hertz of the Nordspingenerators 10 are kept in synchronism. This can be done through a closed loop with circuits 29 and 31 as well as with a north phase lag or -synchronization error register- 32-be accomplished with ten flip-flops, the the control pulses of the circuit 26 are fed.

Das Register 32 ist eingangsseitig mit der Schaltung 31 verbunden, wobei die Eingangssignale von der Schaltung 31 her durch die Steuerimpulse der Schaltung 26 so gesteuert werden, daß der Ausgang der-Schaltung 31 mit einer dem Ausgang der Schaltung-26 entsprechenden Frequenz aufgenommen wird. Nimmt man an, daß die Frequenz der Schaltung 26 und somit die Frequenz des Spingenerators 10 identisch mit der Frequenz der Schaltung 31 sind, dann besteht-keane Phasendifferenz, und es wird jeweils dieselbe Zahl in das Register 32 eingegeben. The register 32 is connected on the input side to the circuit 31, wherein the input signals from the circuit 31 by the control pulses of the circuit 26 can be controlled so that the output of the circuit 31 with one of the output of the Circuit-26 corresponding frequency is recorded. Assume that the frequency the circuit 26 and thus the frequency of the spin generator 10 is identical to that Frequency of circuit 31, then there is no phase difference and there will be the same number is entered in register 32 in each case.

Die ProportionaRvorstell- und -verzögerungsschaltung 29 ist eingangsseitig mit der Kristailoszillator Quadrierschaltung 28 und ausgangsseitig mit der Frequenzteilerschaltung 31 verbunden, ferner mit dem Register 32, welches die Schaltung 29 steuert, um die Zahl der Impulse fur die Schaltung 31 zu vergrößern oder zu verringern, so daß die Schaltung 31 mit der Frequenz von 369 Hertz des Nordspingenerators 10 synchron läuft. The proportional advance and delay circuit 29 is on the input side with the crystal oscillator squaring circuit 28 and on the output side with the frequency divider circuit 31 connected, further to the register 32, which controls the circuit 29 to the Number of pulses for to increase or decrease the circuit 31, so that the circuit 31 with the frequency of 369 Hertz of the north spine generator 10 runs synchronously.

Das Register 32 ist durch zehn Leitungen mit der Schaltung 29 verbunden. Eine dieser Leitungen ist einem Vorzeichen-Bit zugeordnet, wobei eine logische "O" ein positives Vorzeichen und eine logische "1" ein negatives Vorzeichen bedeuten. Die übrigen neun Verbindungsleitungen sind numerischen Daten zugeordnet. Ist diesen numerischen Daten ein positives Vorzeichen zugeordnet, dann stellen sie die absolute, im Register 32 gespeicherte Zahl dar, ist das Vorzeichen negativ, dann re-räsentieren die über die neun Leitungen eingegebenen numerischen Daten das Komplement zur gespeicherten absoluten Zahl. The register 32 is connected to the circuit 29 by ten lines. One of these lines is assigned to a sign bit, with a logical "O" a positive sign and a logical "1" mean a negative sign. The remaining nine connecting lines are assigned numerical data. Is this one numeric data are assigned a positive sign, then they represent the absolute, number stored in register 32, if the sign is negative, then represent the numerical data entered over the nine lines is the complement of the stored one absolute number.

Die Schaltung 29 weist neun Halbaddierer 33 auf. The circuit 29 has nine half adders 33.

Eingangsseitig ist jeder Halbaddierer 33 mit einer der neun vom Register 32 kommenden Leitungen verbunden. Mit einem zweiten Eingang sind die Halbaddierer 33 jeweils mit dem Ausgang eines Inverters 34 verbunden. Letzterer ist eingangsseitig mit dem Vorzeichen-Bit vom Register 32 beaufschlagt. Die Ausgänge der neun Halbaddierer 33 stellen also das Negativ der im Register 32 gespeicherten absoluten Zahl dar.On the input side, each half adder 33 is one of the nine from the register 32 incoming lines connected. With a second input are the half adders 33 each connected to the output of an inverter 34. The latter is on the input side applied with the sign bit from register 32. The outputs of the nine half adders 33 represent the negative of the absolute number stored in register 32.

Ausgangsseitig sind die neun Halbaddierer 33 mit einem Zähler 36 verbunden. In diesen werden die Ausgänge eingelassen, gesteuert durch einen durch einen Verzögerer 37 verzögerten Impuls von der Schaltung 26 her. Die neun Q-Ausgänge des Zählers 36 werden einem NOR-Gatter 38 aufgegeben, welches ausgangsseitig mit einem Eingang eines jeden von drei NOR-Gatter 39, 41 und 42 verbunden ist. Die Gatter 39 und 41 weisen jeweils zwei Eingänge auf, das Gatter 42 drei Eingänge. lier zweite Eingang des Gatters 39 wird mit Impulsen von der Schaltung 28 her beaufschlagt. The nine half adders 33 with a counter 36 are on the output side tied together. The exits are let into this, controlled by a through a delay 37 delayed pulse from circuit 26. The nine Q outputs of the counter 36 are given to a NOR gate 38, which on the output side with one input of each of three NOR gates 39, 41 and 42 is connected. the gate 39 and 41 each have two inputs, gate 42 has three inputs. lier second The input of the gate 39 receives pulses from the circuit 28.

Das Gatter 39 ist ausgangsseitig mit dem Zähler 36 verbunden.The gate 39 is connected to the counter 36 on the output side.

Nimmt man an, daß der Zahler 36 auf Null steht, und daß es sich bei den Ausgängen Q jeweils um eine logische "1 tt handelt, dann ist ein Znhl ertriggereingang verhindert. Bei einer Zahl ohne Speicherung aller logischen '0" im Zähler 36 können Triggerimpulse in den Zähler 36 gelangen. Der Zähler 36 zählt bis auf Null, und zwar mit der aufgegebenen, vom Oszillator 28 bestimmten Triggerfrequenz von 377 856 Hertz. Steht der Zähler 36 auf Null, dann hören die Triggerimpulse auf, und zwar weil der Ausgang des Gatters 38 das Gatter 39 blockiert, d. h. undurchlässig schaltet. Assume that the counter 36 is zero and that it is at the outputs Q are each a logical "1 tt, then a counter is a trigger input prevented. In the case of a number without storing all of the logical '0' in the counter 36 Trigger pulses get into the counter 36. The counter 36 counts to zero, and with the given trigger frequency of 377 determined by the oscillator 28 856 Hertz. If the counter 36 is at zero, the trigger pulses stop, and because the output of gate 38 blocks gate 39, d. H. impermeable switches.

Die Zahl der dem Zähler 36 aufgegebenen Triggerimpulse ist also gleich der vorher in den Zähler eingelesenen Zahl. Der Zahler 36 erzeugt eine Zahl von Impulsen, welche der aufgegebenen Zahl gleich ist.The number of trigger pulses given to the counter 36 is therefore the same the number previously read into the counter. The counter 36 generates a number from Impulses which are equal to the given number.

Der Inverter 34 ist nicht nur mit den Halbaddierern 33 verbunden, sondern zusätzlich mit dem zweiten Eingang des NOR-Gatters 41 und mit einem Inverter 43. Der Inverter 43 ist ausgangsseitig mit dem zweiten Eingang des NOR-Gatters 42 verbunden. Dessen dritter Eingang ist über einen 180°-Verzögerer 44 mit dem Oszillator 28 verbunden. Der Verzögerer 44 bewirkt bei der beschriebenen Ausführungsform eine Verzögerung von 1/755 712 Sekunden, was 1/2 x 377 856 Hertz entspricht. The inverter 34 is not only connected to the half adders 33, but also with the second input of the NOR gate 41 and with an inverter 43. The output of the inverter 43 is connected to the second input of the NOR gate 42 tied together. Its third input is via a 180 ° delay 44 with the oscillator 28 connected. In the embodiment described, the retarder 44 effects a Delay of 1/755 712 seconds, which corresponds to 1/2 x 377 856 Hertz.

Ausgangsseitig ist das NOR-Gatter 41 mit einem Eingang eines NOR-Gatters 46 verbunden, dessen zweiter Eingang mit Impulsen vom Oszillator 28 beaufschlagt wird. Ausgangsseitig sind die NOR-Gatter 46 und 42 mit den Eingängen eines weiteren NOR-Gatters 47 verbunden, welches ausgangsseitig mit der Frequenzteilerschaltung 31 in Verbindung steht. The output side is the NOR gate 41 with one input of a NOR gate 46 connected, its second input with pulses from the oscillator 28 is applied. On the output side are the NOR gates 46 and 42 with the inputs another NOR gate 47, which is connected on the output side to the frequency divider circuit 31 is in communication.

Steht der Zähler 36 auf Null still, dann werden Impulse mit 377 856 Hertz durch die Gatter 46 und 47 der Frequenzteilerschaltung 31 zugeführt. Liegt jedoch ein Fehler vor, d. h. steht der Zahler 36 nicht auf Null, dann sollen entweder einige der Triggerimpulse von 377 856 Hertz blokkiert werden, so daß der Zähler 36 verzögert wird, oder zusätzliche Impulse zwischen die Triggerimpulse eingefügt werden, um eine Phasenvorstellung zu erreichen, je nachdem, ob das Vorzeichen des Fehlersignals negativ oder positiv ist. If the counter 36 stands still at zero, then pulses with 377 856 Hertz is supplied to the frequency divider circuit 31 through the gates 46 and 47. Lies however, an error occurs, d. H. if the counter 36 is not at zero, then either some of the trigger pulses of 377 856 Hertz are blocked so that the counter 36 is delayed, or additional pulses are inserted between the trigger pulses to achieve a phase concept, depending on whether the sign of the Error signal is negative or positive.

Die Gatter 41, 46, 47 und 42 erlauben also einPassieren der Taktimpulse mit der Frequenz von 377 856 Hertz, wenn der Vorzeichen-Bit eine logische "1" (negatives Vorzeichen) ist, und blockieren die Taktimpulse, wenn der Vorzeichen-Bit eine logische "O" (positives Vorzeichen) ist, also ein Phasenfehler vorliegt und das Signal verzögert werden muß. Gleichermaßen wird ein gesondeter, um 1800 verzögerter faktimpuls durch die Gatter 41, 46, 47 und 42 eingefügt, wenn der Vorzeichen-Bit eine logische 1 (negatives Vorzeichen) ist.The gates 41, 46, 47 and 42 thus allow the clock pulses to pass with the frequency of 377 856 Hertz, if the sign bit is a logical "1" (negative Sign) and block the clock pulses if the sign bit is a logical "O" (positive sign) is, that is, there is a phase error and the signal is delayed must become. Likewise, a separate, 1800 delayed fact pulse is transmitted the gates 41, 46, 47 and 42 are inserted if the sign bit is a logical 1 (negative sign) is.

Ein Phasendifferenzregister 48 mit zehn Flipflops ist eingangsseitig mit dem Ausgang der Frequenzteilerschaltung 31 verbunden, ferner mit der Schaltung 27, welche den Einlaß von Signalen der Schaltung 31 in das Register 48 steuert. A phase difference register 48 with ten flip-flops is on the input side connected to the output of the frequency divider circuit 31, further to the circuit 27, which controls the entry of signals from circuit 31 into register 48.

Nordspingenerator 10 und Südspingenerator 11 werden mittels einer Digitalsubtrahierschaltung 48 in Synchronlauf gehalten, welche mit den Ausgängen der Register 24 und 48 verbunden ist une ein Differenzsignal liefert. Ausgangsseitig ist die Digitalsubtrahierschaltung 49 mit einer Feldproportionalsteuerschaltung 51 verbunden, welche das einseitig gerichtete magnetische Feld des Südspingenerators 11 steuert. Die Schaltung 51 weist einen Digital/ Analog-Umsetzer 55 auf, der an einen Integrator 53 mit einem Funktionsverstärker 54 und einem dazu parallel geschalteten Kondensator 56 angeschlossen ist. Der Integrator 53 ist ausgangsseitig mit der Wicklung für das einseitig gerichtete magnetische Feld das Südspingenerators 11 verbunden. Nordspingenerator 10 and Südspingenerator 11 are by means of a Digital subtraction circuit 48 kept in synchronism with the outputs of registers 24 and 48 is connected and provides a differential signal. The output side is the digital subtraction circuit 49 with a field proportional control circuit 51 connected, which is the unidirectional magnetic field of the south spine generator 11 controls. The circuit 51 has a digital / analog converter 55 which an integrator 53 with a functional amplifier 54 and one connected in parallel thereto Capacitor 56 is connected. The integrator 53 is on the output side with the winding the Südspingenerators 11 connected for the unidirectional magnetic field.

Ausgangsseitig sind die Register 24 und 48 weiterhin an einen Digitaladdierer 57 angeschlossen, welcher ein Summensignal liefert, das zu Inertialbezugszwecken verwendet wird. Das Summensignal kann einer Mittelwertschaltung 58 aufgegeben werden, um Durchschnittsdaten zu erhalten. On the output side, registers 24 and 48 are still connected to a digital adder 57 connected, which provides a sum signal that for inertial reference purposes is used. The sum signal can be sent to an average value circuit 58, to get average data.

Die Schaltung 58 weist beispielsweise einen Addierer 61 auf, der mit einem Mehrstufenregister 52 verbunden ist. Eine Subtrahierschaltung 62 ist vorgesehen, welche ausgangsseitig mit einem Eingang des Addierers 61 verbunden ist. Der Ausgang des Registers 52 kann mit einem zweiten Eingang des Addierers 61 verbunden sein. Weiterhin ist ein Rechtsschieber 63 vorgesehen, welcher ebenfalls mit dem Ausgang des Registers 52 verbunden ist und die binäre Zahl vom Register zu den rechten n-Ziffern verschiebt, was einer Teilung der Ausgangszahl des Registers 52 durch 2n entspricht. The circuit 58 has, for example, an adder 61 which is connected to a multi-level register 52. A subtracting circuit 62 is provided, which is connected on the output side to an input of the adder 61. The exit of the register 52 can be connected to a second input of the adder 61. Furthermore, a right slide 63 is provided, which is also connected to the exit of register 52 and the binary number from the register to the right n digits shifts, which corresponds to a division of the output number of the register 52 by 2n.

Der Ausgang des Rechtsschiebers 63 wird dem Subtraktoreingang der Subtrahierschaltung 62 aufgegeben, deren anderer Eingang mit dem Digitaladdierer 57 verbunden ist. Der Ausgang der Subtrahierschaltung 62 stellt also Differenzdaten das zu Inertialbezugszwecken verwendeten Summensignals dar.The output of the right shifter 63 becomes the subtractor input of the Subtract 62 abandoned, the other input to the digital adder 57 is connected. The output of the subtracting circuit 62 thus represents difference data represents the sum signal used for inertial reference purposes.

Dieser Ausgang kann anderen, nicht dargestellten elektronischen Schaltungen aufgegeben werden.This output can be used by other electronic circuits, not shown to be abandoned.

Nordspingenerator 10 und Kristalloszillator 12 sollen phasenstarr arbeiten. Niat nan an, daß keine Rotation stattfindet, dann bleiben die Ausgangssignale des Phasendifferenzregisters 24 konstant. Da die beiden Oszillatoren 12 und 28 nicht kohärent zueinander sind, ergeben sich geringere Differenzen. Die zwischen den beiden Oszillatoren auftretenden Phasendifferenzen können mittels der Schaltung 29 eingestellt werden. Die Schaltung 29 halt auf diese Weise eine Durchschnittsfrequenz entsprechend dem 369 Hertz-Signal der Schaltung 26 aufrecht. Entsprechend der Phasendifferenz zwischen den beiden von den Frequeasteilerschaltungen 13 und 31 geliefert Signalen kann das Südfeld H01 gesteuert werden. Nordspingengenerator 10 and crystal oscillator 12 should be phase-locked work. If no rotation takes place, the output signals remain of the phase difference register 24 constant. Since the two oscillators 12 and 28 are not are coherent with each other, there are smaller differences. The one between the two Phase differences occurring in oscillators can be set by means of circuit 29 will. The circuit 29 thus maintains an average frequency accordingly the 369 Hertz signal of circuit 26 upright. According to the phase difference between the two signals supplied from the frequency dividing circuits 13 and 31 the south field H01 can be controlled.

Obwohl die beiden Signale sich zunächst hinsichtlich der Frequenz unterscheiden, ist tatsächlich eine Phasendifferenz erstrebt, so daß Phasenwinkel verglichen werden. Erhalten wird eine bestimmte, gleichbleibende Differenz, und diese Differenz der Digitalsubtrahiersc tung 49 steuert den Südspingenerator 11 so, daß die absolute Stärke der einseitig gerichteten Magnetfelder des Nordspingenerators 10 und des Südspingenerators 11 unwesentlich ist. Although the two signals initially differ in terms of frequency differ, a phase difference is actually sought, so that phase angle be compared. A certain, constant difference is obtained, and this difference in the digital subtraction 49 controls the south spine generator 11 so that the absolute strength of the unidirectional magnetic fields of the north spine generator 10 and the Südspingenerators 11 is insignificant.

Die von der Digitalsubtrahierschaltung 49 ausgelesene Größe ist normalerweise konstant. Wird Jedoch das eesamte System um die feste Achse gedreht, dann ändern sich beide Phasenwinkel. Sie ändern sich jedoch in derselben Richtung, so daß die Differenz der Phasenwinkel konstant bleibt. Durch Addition der beiden Phasenwinkel oder der entsprechenden Signale der Register 24 und 48 erhält Signale, welche zu Inertialbezugszwecken dienen. The quantity read out by the digital subtracting circuit 49 is normal constant. However, if the entire system is rotated around the fixed axis, then change both phase angles. However, they change in the same direction, so that the The difference in the phase angle remains constant. By adding the two phase angles or the corresponding signals of registers 24 and 48 receives Signals, which are used for inertial reference purposes.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß jeder Spingenerator 10 bzw. 11 Signalpaare mit einer Nennfrequenz von 1 Kilohertz bzw. 369 Hertz hervorbringt. In summary, it can be stated that each spin generator 10 or 11 pairs of signals with a nominal frequency of 1 kilohertz or 369 hertz.

Jedem Spingenerator 10 bzw. 11 sind zwei Filter, zwei Quadrierschaltungen und zwei Differenz schaltungen, nämlich die beiden Schaltungen 14 und 26 bzw. 23 und 27 zugeordnet, so daß von den beiden Spingeneratoren 10 und 11 vier Triggerimpulszüge kommen, nämlich von jedem Generator 10 bzw. 11 ein Impulszug mit 1 Kilohertz und 1 Impulszug mit 369 Hertz. Each spin generator 10 and 11 are two filters, two squaring circuits and two differential circuits, namely the two circuits 14 and 26 and 23, respectively and 27 assigned so that from the two spin generators 10 and 11 four trigger pulse trains come, namely from each generator 10 or 11 a pulse train with 1 kilohertz and 1 pulse train with 369 Hertz.

Der mit einer Frequenz von 1,024 Megahertz arbeitende Kristalloszillator 12 stellt einen Takt- oder Zeitgeber dar, welcher die Frequenzteilerschaltung 13 treibt. The crystal oscillator operating at a frequency of 1.024 megahertz 12 represents a clock or timer which the frequency divider circuit 13 drives.

Die beiden Register 16 und 24, jeweils mit zehn Bits parallel beaufschlagbar, steuern den Inhalt der Frequenzteilerschaltung 13. Das Register 16 repräsentiert den Feldfehler und wird dazu benutzt, das Nordfeld R01 zu steuern.The two registers 16 and 24, each with ten bits in parallel, control the content of the frequency divider circuit 13. The register 16 represents the field error and is used to control the north field R01.

Es bewirkt einen Phasengleichlauf des Impulszuges der Frequenz 1 Kilohertz vom Nordspingenerator 10 mit dem Ausgang der Frequenz 1 Kilohertz der Schaltung 13, so daß der Steuerimpulszug vom Nordspingenerator 10 mit dem übertrag der Frequenzteilerschaltung 13 koinzidiert. Ist dies der Fall, dann ist der Inhalt der Frequenzteilerschaltung 13 auf Null.It brings about phase synchronization of the pulse train with a frequency of 1 kilohertz from the Nordspingenerator 10 with the output of the frequency 1 kilohertz of the circuit 13, so that the control pulse train from the Nordspingenerator 10 with the transfer of the frequency divider circuit 13 coincides. If so, then the content of the frequency divider circuit is 13 to zero.

Ist dies nicht der Fall, dann wird die Zahl in der Schaltung 13 durch die Steuerimpulse in das Nordfeldfehlerregister 16 übertragen. Diese Zahl stellt den Phasenfehler des Impulszuges der Frequenz 1 Kilohertz vom Nordspingenerator 10 dar, wobei der Vorzeichen-Bit am bedeutsamsten ist und 512 Zählungen 1800 entsprechen. Diese Zahl wird jedesmal dann, wenn sie erscheint, und zwar tausendmal je Sekunde, in die Feldproportionalsteuerschaltung 17 für das Nordfeld H01 geschoben, um die Phase des Nordspingeneratorimpulszuges der Frequenz 1000 Hertz einzustellen.If this is not the case, then the number in circuit 13 is through the control pulses are transferred to the north field error register 16. This number represents the phase error of the pulse train with a frequency of 1 kilohertz from the Nordspingen generator 10, with the sign bit being most significant and 512 counts corresponding to 1800. This number will appear every time it appears a thousand times every second, pushed into the field proportional control circuit 17 for the north field H01, to set the phase of the north-spine generator pulse train with a frequency of 1000 Hertz.

In gleicher Weise steuert der Impulszug der Frequenz 1 Kilohertz vom Südspingenerator 11 den zweiten Ausgang der Frequenzteilerschaltung 13 in das Phasendifferenzregister 24. Der Impulszug ist zur Schaltung 13 kohärent, da die Frequenzen dieselben sind. Der Ausgang besteht einfach in der Phasendifferenz. The pulse train with a frequency of 1 kilohertz controls in the same way from the Südspingenerator 11 the second output of the frequency divider circuit 13 into the Phase difference register 24. The pulse train is coherent with circuit 13 because the Frequencies are the same. The output is simply the phase difference.

In dem der Frequenz von 369 Hertz zugeordneten Teil treibt der Kristalloszillator 28, welcher mit der Frequenz 377 856 Hertz arbeitet, über die Proportionalvorstell- und -verzogerungsschaltung 29 die Frequenzteilerschaltung 31. Der Ausgang der Schaltung 31 ist mindestens etwa kohärent mit dem Steuerimpulszug der Frequenz von 369 Hertz vom Nordspingenerator 10. Der Ausgang der Schaltung 31 und der Steuerimpulszug sind in Phasengleichlauf gehalten, und zwar mittels des Nordphasenachlauf-oder -gleichlauffehlerregisters 32 und der Proportionalvorstell- und -verzögerungsschaltung 29. Die in das Register 32 eingegebene Zahl hat denselben Maßstab wie das Register 16. The crystal oscillator drives in the part assigned to the frequency of 369 Hertz 28, which works at a frequency of 377 856 Hertz, via the proportional and delay circuit 29 the frequency divider circuit 31. The output of the circuit 31 is at least approximately coherent with the control pulse train of the frequency of 369 Hertz from Nordspingenerator 10. The output of circuit 31 and the control pulse train are kept in phase lock by means of the north phase tracking or tracking error register 32 and the proportional advance and delay circuit 29. The ones in the register The number entered in 32 has the same scale as register 16.

Nach jedem Steuerimpuls wird eine neue Zahl in die Schaltung 29 geschoben. Die Phase des Ausgangs der Schaltung 31 wird entweder vorverlegt oder verzögert, und zwar proportional zur genauen Anzahl von Bits, welche im Register 32 enthalten sind. Um die Phase zu verzögern, wird die Fehlerzahl bis auf Null heruntergezählt, während eine gleiche Anzahl von Impulsen der Frequenz 377 856 Hertz von der Schaltung 31 zurückgehalten werden. Um die Phase vorzuverlegen, werden zusätzliche Impulse zwischen die regulären Impulse eingefügt, und zwar so oft wie die gerade eingeschobene Fehlerzahl auf Null zurückgezählt wird. A new number is shifted into circuit 29 after each control pulse. The phase of the output of circuit 31 is either brought forward or delayed, proportional to the exact number of bits contained in register 32 are. To delay the phase, the number of errors is counted down to zero, while an equal number of pulses of frequency 377 856 Hertz of the Circuit 31 are withheld. To bring the phase forward, additional Pulses inserted between the regular pulses, as often as the current one inserted number of errors is counted down to zero.

Die Zahl in der Schaltung 31 wird in das Phasen differenzregister 48 eingesteuert, und zwar durch den Steuerimpuis vom Südspingenerator 11. The number in circuit 31 is entered in the phase difference register 48 controlled by the control pulse from the Südspingenerator 11.

Die beiden Register 24 und 48 enthalten also die augenblickliche Phasendifferenz zwischen dem Nord- und dem Südspingenerator der Frequenz 1 Kilohertz bzw. 369 Hertz. The two registers 24 and 48 therefore contain the current one Phase difference between the north and south spine generators with a frequency of 1 kilohertz or 369 Hertz.

Die Einheiten sind dieselben, nämlich (Grad) x 1024/360.The units are the same, namely (degrees) x 1024/360.

Sie müssen lediglich durch die Digitalsubtrahierschaltung 49 geschoben werden, und es muß die resultierende Zahl und das Vorzeichen in die Süddesproportionalsteuerschaltung 51 eingegeben werden.They just have to be pushed through the digital subtraction circuit 49 and the resulting number and sign must be entered in the south disproportional control circuit 51 must be entered.

Sind diese Schleifen geschlossen, dann werden die Phasendifferenzregister 24 und 48 über den Digitaladdierer 57 gekoppelt, um die Daten zu Inertialbezugszwecken zu erhalten. If these loops are closed, then the phase difference registers 24 and 48 coupled via digital adder 57 to provide the data for inertial reference purposes to obtain.

Da die aus dem'Digitaladdierer 57 ausgelesenen Daten von einem Rauschen überlagert sein können, ist es zweckmäßig, ein Digitalfilter vorzusehen, um das Rauschen auszufiltern. Die Nittelwertschaltung 58 wirkt als Tiefpaßfilter. Since the data read out from the digital adder 57 is a noise can be superimposed, it is useful to provide a digital filter to To filter out noise. The mean value circuit 58 acts as a low-pass filter.

Der Addierer 61 wird mit dem Ausgang des Registers 52 beaufschlagt, weiterhin mit einer Zahl von der Subtrahierschaltung 62. Die Zahl im Register 52 wird bei jeder Aufnahmepenode durch den Ausgang der Subtrahierschaltung 62 vergrößert oder verringert, und zwar abhängig. davon, ob der Ausgang der Subtrahierschaltung 62 positiv oder negativ ist. Ist der Ausgang der Subtrahierschaltung 62 Null, dann bleibt die Zahl im Register 52 unverändert. The adder 61 receives the output of the register 52, further with a number from subtracting circuit 62. The number in register 52 is at each recording penode through the output of the subtracting circuit 62 increased or decreased, depending. whether the output of the subtracter 62 is positive or negative. If the output of subtracter circuit 62 is zero, then the number in register 52 remains unchanged.

Der Ausgang des Registers 52 wird auch dem Rechtsschieber 63 aufgegeben. Letzterer verschiebt die Binärzahl des Registers 52 zu den rechten n-Ziffern, was einer Teilung der Ausgangszahl im Register 52 durch 2n gleich kost. The output of the register 52 is also given to the right shifter 63. The latter shifts the binary number of the register 52 to the right n digits, what dividing the output number in register 52 by 2n equals cost.

Der Ausgang des Rechtsschiebers 63 wird dem Subtrahiereingang der Subtrahierschaltung 62 aufgegeben, und somit vom anderen Eingang der Schaltung 62 subtrahiert.The output of the right shifter 63 becomes the subtract input of the Subtraction circuit 62 abandoned, and thus by the other input of circuit 62 subtracted.

Ist die Zahl des Digitaladdierers 57 der Zahl am Ausgang des Rechtsschiebers 63 genau gleich, dann ist der Ausgang der Subtrahierschaltung 62 gleich Null, und die Zahl im Register 52 ändert sich nicht. Unter diesen Umständen ist die Zahl im Register genau gleich 2nx Eingangszahl des Digitaladdierers 57, und der Ausgang der Mittelwertschaltung 58 bzw. des Rechtsschiebers 63 ist ebenfalls gleich dem Eingang der Schaltung 58. Is the number of the digital adder 57 of the number at the output of the right shifter 63 exactly the same, then the output of the subtracting circuit 62 is equal to zero, and the number in register 52 does not change. In these circumstances the number is im Register exactly equal to 2nx input number of digital adder 57, and the output the mean value circuit 58 or the right shifter 63 is also equal to that Input of circuit 58.

Ändert sich die Zahl am Eingang der Mittelwertschaltung 58, dann ändert sich auch die Zahl an deren Ausgang, jedoch langsamer. Der Ausgang ändert sich expotentiell und ist der Durchschnitt des Einganges. If the number at the input of the mean value circuit 58 changes, then the number at the exit also changes, but more slowly. The outcome changes exponentially and is the average of the input.

Ist der Ausgang der Schaltung 58 nicht gleich dem Eingang, dann ergibt sich bei der Subtrahierschaltung 62 ein Ausgang, welcher gleich der Differenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schaltung 58 ist. Diese Differenz ist der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangs des Rechtsschiebers 63 proportional, desgleichen der 1:nderungsgeschwindigkeit des Eingangs der Nittelwertschaltung 58. If the output of circuit 58 is not equal to the input, then results at the subtracting circuit 62 an output which is equal to the difference between the input and the output of circuit 58. This difference is the rate of change of the output of the right shifter 63 is proportional, likewise the 1: change speed of Input of the mean value circuit 58.

Die Differenz entspricht dem Hochpaßausgang des Digitalfilters, während'der Ausgang des Rechtsschiebers 63 dem Ti efpaßausgang entspricht.The difference corresponds to the high-pass output of the digital filter, while'der Output of the right shifter 63 corresponds to the Ti efpaßgangs.

Gewöhnlich werden statt der Rohdaten aus dem Digitaladdierer 57 die Mittelwerte über eine bestimmte Zeitdauer verwendet, so daß Rauschverfälschungen vermieden sind. Usually, instead of the raw data from the digital adder 57, the Average values used over a certain period of time, so that noise corruption are avoided.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird ein Eipgangssignal mit der Frequenz fs, dessen Phase festgestellt und mit dem ein Phasengleichlauf hervorgebracht werden soll, über eine Leitung 101 einem Phasendetektor 102 zugeführt, dessen Ausgang einem Verstärker 103 aufgegeben und nach der Verstarkung integriert wird, und zwar mittels eines rückstellbaren Integrators 104. Ausgangsseitig ist der Integrator 104 mit einem Analog/Digital-Umsetzer 105 verbunden, dessen Ausgang, ein binäres Signal mit r-Bits, einer Schaltung 107 eingegeben wird, welche die Phase des Ausgangssignals in einer Leitung 110 vorstellt oder verzögert, und zwar proportional zum festgestellten Phasenfehler. Ein Taktsignal mit einer Frequenz von 2nx fs, welches in einer Leitung 106 von einer Quelle kommt, die genau oder annähernd kohärent mit dem Eingangs signal f5 arbeitet, wird in der Schaltung 107 verarbeitet, sodaß sich in einer Leitung 108 ein Treibsignal für ienen n-stufigen Binärzählen 109 ergibt. Das Taktsignal wird von dem 2n -Zähler 109 geteilt und ergibt eine Viereckausgangswelle in der Leitung 110, welche zu Bezugszwecken für den Phasendetektor 102 dient, ferner die Rückstellung des Integrators 104 steuert und den Analog/Digital-Umsetzer 105 auf Aufnahme schaltet. In the embodiment according to FIG. 2, an input signal with the frequency fs, whose phase is determined and with which a phase synchronization is brought about is to be fed via a line 101 to a phase detector 102, the output of which is given to an amplifier 103 and integrated after the amplification, namely by means of a resettable integrator 104. The integrator is on the output side 104 connected to an analog / digital converter 105, the output of which is a binary Signal with r bits, is input to a circuit 107 which determines the phase of the output signal on line 110 advances or delays in proportion to the detected Phase error. A clock signal with a frequency of 2nx fs, which is in a line 106 comes from a source that is exactly or approximately coherent with the input signal f5 is working, is processed in circuit 107 so that it is in a line 108 results in a drive signal for an n-stage binary counter 109. The clock signal is divided by the 2n counter 109 to give a square output wave in FIG Line 110, which is used for reference purposes for the phase detector 102, also the Resetting the integrator 104 controls and the analog / digital converter 105 on Recording switches.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist statt des Analog/Digital-Umsetzers 105 ein Niveaudiskriminator 114 vorgesehen, welcher einfache Verzögerungs- und Vorstellsignale in der Leitung 112 bzw. 113 für die Schaltung 107 liefert. Eine B^zugswelle, welche von einem anderen von einer Steuerschaltung 116 getriebenen 2n-Zähler 117 kommt, steuert n Gatter 115, welche mit den n Ausgängen des 2n-Zählers 109 beaufschlagt werden und in den Leitungen 118 einen digitalen Phasenwinkelausgang mit n parallelen Bits liefern. In the embodiment according to FIG. 3, instead of the analog / digital converter 105 a level discriminator 114 is provided, which simple delay and advance signals in the line 112 or 113 for the circuit 107 supplies. A pulling shaft, which comes from another 2n counter 117 driven by a control circuit 116, controls n gates 115 to which the n outputs of the 2n counter 109 are applied and in the lines 118 a digital phase angle output with n parallel Deliver bits.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 funktionieren folgendermaßen. Das Eingangssignal wird über der Leitung 101 dem Phasendetektor 102 aufgegeben. Das Phasenfehlersignal wird durch den Verstärker 103 verstärkt und bei der Ausführungsform rnäß Fig. 2 dem Integrator 104 aufgegeben. Das Signal wird lediglich über einen Zyklus des Ausgangssignals integriert. Der Ausgang wird vom Analog/Digital-Umsetzer 105 aufgenommen und der Integrator 104 zurückgestellt. Der Analog/Digital-Umsetzer 105 ist von ein£&chem Aufbau entsprechend der Eigenart des Eingangssignals und dem Erfordernis der Mittelwertbildung daraus. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Analog/Digital-Umsetzer von einem Niveaudiskriminator 114 gebildet, welcher lediglich zwei Werte des Eingangssignals feststellt, Die binäre Phasenfehlerzahl mit r-Bits kann gemäß Fig. 2 parallel oder in Reihe der Steuerschaltung 107 aufgegeben werden. Die Schaltung 107 hat die Aufgabe, über die Leitung 108 Taktimpulse dem Zahler 109 aufzugeben. Ändert sich die Phase des Eingangssignals nicht, und ist die Frequenz des Taktgebers genau gleich 2nx fs, dann ändert sich die Phase des Ausgangs vom Zähler 109 bezüglich des Eingangssignals nicht. Für einen genauen Gleichlauf muß der Taktgeber genau kohärent arbeiten, d. h. das Eingangssignal und das Signal mit der Frequenz 2nx fs sollten von demselben Oszillator oder von phasenstarren Oszillatoren herrühren. Durch zeitweilige Unterdrückung einzelner aktimpulse in dem Signal, welches den Zähler 109 treibt, kann die Phase des Ausgangs gegenüber der Phase des Eingangssignals verzögert werden, und zwar schrittweise um jeweils 3600/2nb Ist beispielsweise n = 10, dann beträgt die Verzögerung bei jedem Schritt'etwa 0,3510, Auf gleiche Weise kann durch zeitweiliges Einfügen zusätzlicher Daktimpulse in das den Zähler 109 treibende Signal die Phase des Ausgangs gegenüber dem Eingangssignal vorgestellt werden. The embodiments according to FIGS. 2 and 3 function as follows. The input signal is applied to the phase detector 102 via the line 101. The phase error signal is amplified by the amplifier 103 and in the embodiment 2 given to the integrator 104. The signal is only sent through a Integrated cycle of the output signal. The output is from the analog / digital converter 105 added and the integrator 104 reset. The analog / digital converter 105 is of a & chem construction according to the nature of the input signal and the requirement of averaging it. In the embodiment according to FIG. 3, the analog / digital converter is formed by a level discriminator 114, which only detects two values of the input signal, the binary phase error number with r bits, according to FIG. 2, the control circuit 107 can be given up in parallel or in series will. The circuit 107 has the task of via the line 108 clock pulses Abandon payer 109. The phase of the input signal does not change, and is the frequency of the clock is exactly equal to 2nx fs, then changes the Phase of the output from counter 109 with respect to the input signal is not. For one the clock must work precisely coherently, d. H. the input signal and the signal with frequency 2nx fs should be from the same oscillator or from phase-locked oscillators. By temporarily suppressing individuals Aktimpulse in the signal that drives the counter 109 can be the phase of the output be delayed with respect to the phase of the input signal, step by step by 3600 / 2nb each time If, for example, n = 10, then the delay is at each step 'approximately 0.3510, in the same way you can insert additional Daktimpulse in the signal driving the counter 109 opposite the phase of the output the input signal.

Beträgt also der im Phasendetektor 102 festgestellte Phasenfehler x Einheiten im r-Bit-Fehlercode des Analog/ Digital-Umsetzers 105, dann stellt die Steuerschaltung 107 den Zähler 109 dadurch vor oder verzögert ihn, indem x Impulse zusätzlich zugefügt oder blockiert werden. Das Ausmaß der Fehlerkorrektur weicht gewöhnlich geringfügig vom gemessenen Fehler ab, so daß eine gewisse Durchschnittsbildung erfolgt. So if the phase error detected in the phase detector 102 is x units in the r-bit error code of the analog / digital converter 105, then the Control circuit 107 thereby advances or delays counter 109 by adding x pulses can also be added or blocked. The extent of the error correction differs usually slightly off the measured error, so some averaging he follows.

Mit Hilfe des Niveaudiskriminators 114 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 bewirkt die Steuerschaltung 107 einfach das Hinzufügen eines zusätzlichen.-Impulses oder das Blockieren eines Impulses. With the aid of the level discriminator 114 in the embodiment according to FIG 3, the control circuit 107 simply causes an additional pulse to be added or blocking an impulse.

Ein digitaler Ausgang kann dadurch erzielt werden, daß man die Zahl im Zähler 109 mit einem anderen Signal der Frequenz f5 als Phasenbezug vergleicht. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist dies der Fall. Die zweite Steuerschaltung 116 und der weitere Zähler 117 stellen entweder einen kohärenten Phasenbezug oder eine weitere Phasengleichschaltung dar. Die Phasendifferenz zwischen dem Ausgang des Zählers 117 und dem Ausgang des Zählers 109 ist numerisch, d.h. A digital output can be obtained by taking the number in the counter 109 with another signal of the Frequency f5 as a phase reference compares. In the embodiment according to FIG. 3, this is the case. The second control circuit 116 and the further counter 117 either provide a coherent phase reference or represents another phase synchronization. The phase difference between the output of counter 117 and the output of counter 109 is numeric, i.

in Zählereinheiten, der augenblicklichen Differenz zwischen den in den Zählern 109 und 117 gespeicherten Zahlen gleich.in counter units, the instantaneous difference between the in equal to the numbers stored in counters 109 and 117.

Diese Zahlen ändern sich sehr schnell und machen es erforderlich, die Phasendifferenz wirksam zu extrahieren. Der Ausgang des Zählers 117 wird zur Steuerung des Ausgangs des Zählers 109 verwendet. Jedesmal dann, wenn der Zähler 117 den binären 2n-Wert durchläuft und sich auf Null zurückstellt, werden die Gatter 115 geöffnet, und die ausgegebene Zahl stellt die Phasendifferenz dar.These numbers change very quickly and require to extract the phase difference effectively. The output of the counter 117 becomes Control of the output of counter 109 is used. Every time the counter 117 cycles through the binary 2n value and resets itself to zero, the gates become 115 is open and the number displayed represents the phase difference.

Der digitale Ausgang liefert also die Differenz zwischen der Phase des Eingangssignals und der Phase des Bezugssignals, und zwar einmal je Eingangssignalzyklus bzw. -schwingung. The digital output provides the difference between the phase of the input signal and the phase of the reference signal, once per input signal cycle or oscillation.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist insbesondere für Eingangssignale geeignet, welche verhaltnismaßig sauber und rauschfrei sind. Das über die Leitung 101 zugehende Eingangssignal wird in einer Schaltung 119 abgekappt bzw. The embodiment according to FIG. 4 is particularly for input signals suitable, which are relatively clean and noise-free. That over the line 101 incoming input signal is cut off in a circuit 119 or

quadriert und verstärkt. Entweder die vorlaufende oder die nachlaufende kante wird in einem Differentiator 120 differenziert. Der resultierende Impuls steuert n Gatter 121, welche die Zahl im Zähler 109 aufnehmen. Die Steuerschaltung 107 wird mit einem Fehlersignal beaufschlagt und stellt die Phase des Zählers 109 entweder vor oder verzögert sie, so daß der übertrag des Zählers, welcher geschieht, wenn der Zahler sich auf Null zurückstellt, mit dem Steuerispuls koinzidiert, also die Ausgangswelle des Zählers 109 mit der Phase des Eingangssignals gleichläuft.squared and amplified. Either the leading or the trailing edge is differentiated in a differentiator 120. The resulting impulse controls n gates 121, which receive the number in counter 109. The control circuit 107 becomes applied with an error signal and sets the phase of the counter 109 either before or delaying it, so that the transfer of the counter, which happens when the payer resets itself to zero, coincides with the control pulse, so the output wave of the counter 109 coincides with the phase of the input signal.

Die phasenstarren bzw. in Phase gleichlaufenden Schleifen gemäß Fig. 2, 3 und 4 wirken also als vollkommene Integratoren. Die Ausgangswellen weisen eine Impulsdauer von genau 50 % auf. Der digitale Ausgang ist sofort verfügbar, und zwar einmal je Ausgangszyklus oder -schwingung oder häufiger. The phase-locked or in-phase loops according to Fig. So 2, 3 and 4 act as perfect integrators. The output shafts have a Pulse duration of exactly 50%. The digital output is immediately available, namely once per output cycle or oscillation or more frequently.

Bei den Schaltungen gemäß Fig. 2, 3 und 4 ist vorteilhafterweise ein binärer Zähler als Phasenintegrator in einer phasengleichlaufenden Schleife verwendet. Die Phase des Zählerausgangs wird genau gesteuert, und zwar durch Einfügen zusätzlicher Taktimpulse um die Phase vorzustellen, oder durch Unterdrückung von Taktimpulsen, um die Phase zurückzustellen. Die Ausgabe der Schleife erfolgt digital. Die Steuerschaltung 107 der Ausführungsformen gemäß Fig. 2, 3 und 4 stellt die Phase des eingegebenen Signals einfach vor oder verzögert sie. Die Schaltung 107 kann so aufgebaut sein, wie die Schaltung 29 gemäß Fig. 1. In the circuits according to FIGS. 2, 3 and 4 is advantageous a binary counter as a phase integrator in a phase-locked loop used. The phase of the counter output is precisely controlled by inserting additional clock pulses to advance the phase, or by suppressing Clock pulses to reset the phase. The loop is output digitally. The control circuit 107 of the embodiments of FIGS. 2, 3 and 4 sets the phase of the input signal just ahead or delay it. The circuit 107 can be constructed like the circuit 29 according to FIG. 1.

Die an die Leitung 106 angeschlossene kohärente Quelle arbeitet mit einer Frequenz von 2nx fs, wobei n jede positive ganze'Zahl sein kann. Diese hängt von der gewunschten Phasenauflösung ab. Ist n = 1, dann ist eine Phasenauflösung in der Größenordnung von Milliradian möglich. The coherent source connected to line 106 cooperates a frequency of 2nx fs, where n can be any positive integer. This depends on the desired phase resolution. If n = 1, then there is a phase resolution on the order of milliradians possible.

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme mit mindestens einem Spingenerator, welcher Signale mit einer Frequenz f1 abgibt, gekennzeichnet durch einen Kristalloszillator (12) mit der Resonanzfrequenz 2nxf1, eine an den Spingenerator (10; 11) angeschlossene Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung (14; 23), welche Steuerimpulse der Frequenz f1 synchron zum Spingenerator (10; 11) abgibt, und eine Frequenzteilerschaltung (13), welche mit dem Oszillator (12) verbunden ist und in n Leitungen einen binären Ausgang mit einer Frequenz f1 liefert, womit ein Flipflopregister (16; 24) beaufschlagt wird, und zwar gesteuert von den Steuerimpulsen der Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung (14; 23), wobei das Register (16; 24) eine Feldproportienalsteuerschaltung (17; 51) für den Spingenerator (10; 11) steuert.1. Circuit, especially for digital nuclear gyro systems with at least one spin generator which emits signals with a frequency f1 by a crystal oscillator (12) with the resonance frequency 2nxf1, one to the Spin generator (10; 11) connected filter and squaring and differential circuit (14; 23), which control pulses of frequency f1 are synchronized with the spin generator (10; 11) outputs, and a frequency divider circuit (13) which is connected to the oscillator (12) and supplies a binary output with a frequency f1 in n lines, with which a flip-flop register (16; 24) is applied, controlled by the control pulses the filter and squaring and differential circuit (14; 23), the register (16; 24) a field proportional control circuit (17; 51) for the spin generator (10; 11) controls. 2. Schaltung nach Anspruch 1, insbesondere für Nuklearkreiselsysteme mit zwei Spingeneratoren, welche jeweils Signale mit einer hohen Frequenz f1 und Signale mit einer niedrigeren Frequenz f2 abgeben, gekennzeichnet durch zwei Kristalloszillatoren (12 und 28) mit der Resonanzfrequenz 2nxf1 bzw. 2nxf , zwei an jeden Spingenerator 2' (10 bzw. 11) angeschlossene Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltungen (14 und 26 bzw. 23 und 27), welche Steuerimpulse der Frequenz f1 bzw. f2 synchron zum Spingenerator (10 bzw. 11) abgeben, zwei Frequenzteilerschaltungen (13 und 31), welche mit dem einen bzw. anderen Oszillator (13 bzw. 31) verbunden sind und jeweils zwei Flipflopregister (16 und 24 bzw. 32 und 48) beaufschlagen, und zwar gesteuert von den Steuerimpulsen der Filter- und Quadrier- sowie Differenzschaltung (14 bzw. 23 bzw. 26 bzw. 27) auf der hochfrequenten bzw. auf der niederfrequenten Seite der beiden Spingeneratoren (10 und 11), und zwei Feldproportionalsteuerschaltungen (17 und 51) für die Spingeneratoren (10 und 11), wobei zwischen dem Oszillator (28) mit niedrigerer Resonanzfrequenz und der zugehörigen Frequenzteilerschaltung (31) eine Proportionalvorstell-und -verzögerungsschaltung (29) vorgesehen ist, welche mit den niederfrequenten Steuerimpulsen vom einen Spingenerator (10) her für das zugehörige Register (32) und dem Ausgang der Frequenzteilerschaltung (31) sich in Phasengleichlauf befindet, so daß das in dieses Register (32) eingesteuerte Signal denselben Maßstab wie dasjenige für das den hochfrequenten Steuerimpulsen des Generators (10) zugeordnete'Register (16) aufweist, und welche nach jedem Steuerimpuls eine neue Zahl durchschiebt, und zwar unter Vorstellen oder Verzögern der Phase des Ausgangs der Frequenzteilerschaltung (31) entsprechend der im Register (32) gespeicherten Zahl, wobei ferner der Ausgang des den hochfrequenten Steuerimpulsen des anderen Spingenerators (11) zugeordneten Registers (24) und der Ausgang des den niederfrequenten Steuerimpulsen des anderen Spingenerators (11) zugeordneten Registers (48) mittels einer Digitalsubtrahierschaltung (49) kombiniert werden, deren Ausgang der Feldproportionalsteuerschaltung (51) des anderen Spingenerators (11) aufgegeben wird, und wobei schließlich ein Digitaladdierer (57) vorgesehen ist, welcher an die beiden letztgenannten Register (24 und 48) angeschlossen ist und einen Ausgang liefert, der zu Inertialbezugszwecken verwendet wird. 2. Circuit according to claim 1, in particular for nuclear gyro systems with two spin generators, which each generate signals with a high frequency f1 and Emit signals with a lower frequency f2, characterized by two crystal oscillators (12 and 28) with the resonance frequency 2nxf1 and 2nxf, respectively, two at each spin generator 2 '(10 or 11) connected filter and squaring and differential circuits (14 and 26 or 23 and 27) which control pulses of frequency f1 or f2 synchronously to the spin generator (10 or 11), two frequency divider circuits (13 and 31), which are connected to one or the other oscillator (13 or 31) and each apply two flip-flop registers (16 and 24 or 32 and 48), and controlled by the control pulses of the filter and squaring and differential circuit (14 or 23 or 26 or 27) on the high-frequency or on the low-frequency Side of the two spin generators (10 and 11), and two field proportional control circuits (17 and 51) for the spin generators (10 and 11), whereby between the oscillator (28) with lower resonance frequency and the associated frequency divider circuit (31) a proportional advance and delay circuit (29) is provided which with the low-frequency control pulses from a spin generator (10) for the associated register (32) and the output of the frequency divider circuit (31) are in Phase synchronization is so that the signal controlled in this register (32) the same scale as that for the high-frequency control pulses of the generator (10) has assigned'Register (16), and which one after each control pulse pushes through a new number, advancing or delaying the phase of the exit of the frequency divider circuit (31) corresponding to those stored in the register (32) Number, furthermore the output of the high frequency control pulses of the other Spin generator (11) associated register (24) and the output of the low-frequency Control pulses of the other spin generator (11) associated register (48) by means of a digital subtraction circuit (49), the output of which is the field proportional control circuit (51) of the other spin generator (11) is abandoned, and finally a Digital adder (57) is provided, which is connected to the two last-mentioned registers (24 and 48) is connected and provides an output which is used for inertial reference purposes is used. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Digitaladdierer (5?) eine Mittelwertschaltung (58) verbunden ist.3. A circuit according to claim 2, characterized in that with the Digital adder (5?) Is connected to an average value circuit (58). 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertschaltung (58) einen Addierer (61), ein damit verbundenes Mehrstufenregister (52), welches ausgangsseitig mit einem Eingang des Addierers (61) sowie mit einem Rechtsschieber (63) verbunden ist, und eine Subtrahierschaltung (62) aufweist, welche mit einem Eingang an den Ausgang des Rechtsschiebers (63) angeschlossen ist, wahrend der zweite Eingang mit dem Digitaladdierer (57) und der Ausgang mit dem zweiten Eingang des Addierers (61) verbunden ist, so daß der Rechtsschieber (63) Durchschnittsdaten zu Inertialbezugszwecken liefert, die Subtrahierschaltung (62) Differenzdaten der zu Inertialbezugszwecken verwendeten Daten.4. A circuit according to claim 3, characterized in that the mean value circuit (58) an adder (61), a multi-stage register (52) connected thereto, which on the output side with an input of the adder (61) and with a right slide (63) is connected, and has a subtracting circuit (62) which is connected to a Input is connected to the output of the right shifter (63), while the second Input with the digital adder (57) and the output with the second input of the Adder (61) is connected so that the right shifter (63) average data for inertial reference purposes, the subtracting circuit (62) supplies difference data of the data used for inertial reference purposes. 5. Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme mit mindestens einem Spingenerator, welcher Signale mit einer Frequenz fs, abgibt, gekennzeichnet durch eine Quelle zur Abgabe von Signalen mit einer Frequenz 2nxfs, , einen n-stufigen Binärzähler (109), welcher viereckige Ausgangssignale mit einer Frequenz gleich 1/2nx Zählereingangssignalfrequenz liefert, einen Pha8endetektor (102), welcher mit den Signalen des Spingenerators und dem Ausgang des Binärzählers (109) beaufschlagt wird, um der Phase der Spingeneratorsignale e entsprechende Ausgangssignale zu liefern, einen an den Phasendetektor (102) angeschlossenen, periodisch von den Ausgangssignalen des Zählers (109) rückgestellten und mit einem Analog/Digital-Umsetzer (105) verbundenen Integrator (104) bzw. Niveaudiskriminator (114), und eine vom knalog/Digital-Umsetzer (105) bzw. Niveaudiskriminator (114) beaufschlagte Steuerschaltung (107) zur Verbindung der Signal quelle mit dem Zähler (1Q9), um die Phase des viereckigen Ausgangssignals proportional zum digitalen Ausgang vorzustellen oder zu verzögern.5. Circuit, especially for digital nuclear gyro systems with at least one spin generator which emits signals with a frequency fs by a source for outputting signals with a frequency 2nxfs,, an n-stage Binary counter (109) which equals square output signals with a frequency 1 / 2nx counter input signal frequency, a phase detector (102) which acted upon by the signals of the spin generator and the output of the binary counter (109) to provide output signals corresponding to the phase of the spin generator signals e, one connected to the phase detector (102) periodically of the output signals of the counter (109) reset and connected to an analog / digital converter (105) Integrator (104) or level discriminator (114), and one from the knalog / digital converter (105) or level discriminator (114) acted upon by control circuit (107) to connect the signal source with the counter (1Q9) to determine the phase of the square To advance or delay the output signal proportionally to the digital output. 6. Schaltung nach Anspruch 5, wobei ein Niveaudiskriminator vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen zweiten nstufigen Binärzähler (117), welcher zur Erzeugung einer Bezugsphase mit den Signalen der Frequenz 2nxfs beaufschlagt wird, sowie durch n UND-Gatter (115), welche jeweils mit einem Eingang an einen der n Ausgänge des ersten Zählers (109) und mit dem anderen Eingang an den Ausgang des zweiten Zählers (117) angeschlossen sind und eine digitale, die Phasendifferenz zwischen den Signalen der Frequenz fs und der Bezugsphase repräsentierende Ausgabe liefern.6. A circuit according to claim 5, wherein a level discriminator is provided is, characterized by a second n-stage binary counter (117), which for The signals of the frequency 2nxfs are applied to the generation of a reference phase, and by n AND gates (115), each with an input to one of the n Outputs of the first counter (109) and the other input to the output of the second counter (117) are connected and a digital one, the phase difference output representing between the signals of frequency fs and the reference phase deliver. 7. Schaltung, insbesondere für digitale Nuklearkreiselsysteme mit mindestens einem Spingenerators welcher Signale mit einer Frequenz fs abgibt 9 gekennzeichnet durch eine Quelle zur Abgabe von Signalen mit einer Frequenz 2xf5, einen n-stufigen Binärzähler, (109), welcher viereckige Ausgangssignale mit einer Frequenz gleich 1/2nx Zählereingangssignalfrequenz liefert und in n Ausgaben den augenblicklichen Zählerstand angibt, eine von den Signalen des Spingenerators beaufschlagte Quadrierschaltung (119) sowie einen damit verbundenen Differentiator (120), n UND-Gatter (121), welche jeweils mit einem Eingang mit einem der n Ausgänge des Zählers (109) und mit dem anderen Eingang mit dem Differentiator (120) verbunden sind, und eine Steuerschaltung (107) zur Verbindung der Signalquelle mit dem Zähler (109), um die Phase des viereckigen Ausgangssignals entsprechend dem Zustand der UND-Gatter (121) vorzustellen oder zu verzögern.7. Circuit, especially for digital nuclear gyro systems with at least one spin generator which emits signals with a frequency fs 9 by a source for the delivery of signals with a frequency 2xf5, an n-stage Binary counter, (109), which equals square output signals with a frequency 1 / 2nx counter input signal frequency supplies and in n outputs the instantaneous Counter reading indicates a squaring circuit acted upon by the signals from the spin generator (119) and an associated differentiator (120), n AND gates (121), which each with an input with one of the n outputs of the counter (109) and with the other input connected to the differentiator (120), and a control circuit (107) to connect the signal source to the counter (109) to determine the phase of the square Present output signal according to the state of the AND gate (121) or to delay.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3103623A (en) * 1960-04-19 1963-09-10 Gen Precision Inc Nuclear gyroscope
US3551793A (en) * 1967-10-31 1970-12-29 Varian Associates Frequency control means for gyromagnetic resonance apparatus

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