Приемник эхосигналов
Изобретение относится к навигационным, рыбопоисковым устройствам, использующим ультразвуковые колебания для нахождения косяков рыбы, и может быть использовано в морском рыбном промыследля оснащения как специальных рыбопоисковых судов, так и рыбопоисковых траулеров. Цель изобретения - увеличение диапазона дальности действия приемника эхосигналов. Приемник эхосигналов содержит предварительный усилитель 1,п аналоговых устройств 2 перемножений, полосовой фильтр 3, выходной усилитель 4 мощности, цифроаналоговый преобразователь 5, блок 6 управления ВАРУ. Эхосигнал с выхода предварительного усилителя 1 поступает на вход первого из п последовательно соединенных аналоговых устройств 2 перемножения, которые обеспечивают функцию усиления сигнала в соответствии с законом ВАРУ, вырабатываемую блоком 6 управления ВАРУ, и преобразованную в аналоговый вид цифроаналоговым преобразователем 5. С выхода п-го устройства 2 аналогового перемножения сигнал наезжает на полосовой фильтр 3, с него на вход усилителя 4 мощности, выход которого является выходом приемника. 2 ил.слс^.'^e.f•ч00о о о о
союз соВетских социАлистичЕских
РЕСПУБЛИК (st)5 G 01 S 7/52
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (госпАтент cccp) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893204/22 (22) 21.12,90 (46) 07.12,92. Бюл. № 45 (71) Институт проблем моделирования в энергетике AH УССР и Всесоюзный научноисследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (72) A.Ñ. Огир, А.В. Рыцарь, В.M. Баранников, Ж.П. Журавлев, З.M. Бердичевский, В.Д. Теслер, Г.И. Войченко и С.В. Месяц (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 11497G3, кл. G 01 $7/52, 1983.
Hoore DW 1978 a Microprocessor
l the conference of acoustic ln Fisheries, held by the lnstitut of Acoustic, 26-27, sept 1978 Paper 119.6. (54) ПРИЕМНИК ЭХОСИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к навигационным, рыбопоисковым устройствам, использующим ультразвуковые колебания для нахождения косяков рыбы, и может быть использовано в морском рыбном промысле.. Ж,, 1780069 А1 для оснащения как специальных рыбопоисковых судов, так и рыбопоисковых траулеров. Цель изобретения — увеличение диапазона дальности действия приемника эхосигналов. Приемник эхосигналов содержит предварительный усилитель 1, и аналоговых устройств 2 перемножений, колосовой фильтр 3, выходной усилитель 4 мощности, цифроаналоговый преобразователь 5, блок 6 управления ВАРУ. Эхосигнал с выхода предварительного усилителя 1 поступает на вход первого из п последовательно соединенных аналоговых устройств 2 перемножения, которые обеспечивают функцию усиления сигнала в соответствии с законом ВАРУ, вырабатываемую блоком 6 управления ВАРУ, и преобразованную в аналоговый вид цифроаналоговым преобразователем 5. С выхода и-ro устройства 2 аналогового перемножения сигнал наезжает на полосовой фильтр 3. с него на вход усилителя 4 мощности, выход которого является выходом приемника. " ил, 1780069 чие коммутационных шумов снижает диапа- д ".ol! действия ВАРУ. П оедлагаемое изобретение относится к навигационным, рыбопоисковым устройствам, использующим ультразвуковые колебания дпя нахождения косяков рыбы. и может быть использовано в морском рыбном промысле для оснащения как специальных рыбопоисковых судов, так и промысловых траулеров. Известны приемники эхосигналов с программируемыми законами ВАРУ (временная автоматическая регулировка усиле-. ния), содержащие предварительный усилитель, масштабный блок с переменным коэффициентом передачи, попосовой фильтр, соединенные последовательно в порядке их перечисления, Отличительной особенностью этих приемников эхосигнапов является применение цифровых управляемых гопротивлений в масштабных блоках. Такое техническое решение приводит к возникновению высокого уровня коммутационных помех на выходе устройства, обусловленных тем, что дискретные переключения управляющих сигналов цифрового управляемого сопротивления масштабного блока происходят в цепи эхосигнапа, Несмотря на применение паласовых ф!гльтров, наличие коммутационггых UJ Ð40B с!!и)кает диапазон pBflbHocTN действия HA" РУ, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является приемник эхосигнапов, управляемый блоком управпе!гггя ВАРУ, функции которого выполняет микропроцессорный контроллер, и содержащий предварительный усилитель, каскад ВАРУ, управляемый цифровым кодом и реализованный на базе цифроаналоговых преобразователей и операционных усилителей, полосовой фильтр, выходной усилитель мощности, соединенные в порядке их перечисления, блок управления ВАРУ, который формирует закон ВАРУ и управляет каскадом ВАРУ. Данное устройство выбрано нами в качестве прототипа. Недостаток устройства-прототипа заключается в повышенном уровне помех на выходе каскадов ВАРУ, объяснимый наличием электрических коммутируемых элеMåíтов (сопротиBëåíèé ЦАП) 8 цепи эхосигнапа, При переключении в цепи обратной связи операционных усилителей резисторов ЦАП возникают помехи, сравнимые по амплитуде с величиной эхосигнала на выходе каскада ВАРУ. Несмотря на применение полосовых фильтров, налиЦелью настоящего изобретения является увеличение диапазона дальности дейст вия приемника эхОсигналов. Поставленная цель достигается тем, что приемник эхосигналов, содержащий предварительный усилитель, полосовой фильтр, ВЫХОДНой УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, ВХОД КОТОрого соединен с выходом полосового фильтра, блок управления ВАРУ, причем вход предварительного усилителя является входом приемника, выход усилителя мошности являетсл выходом приемника, дополнительно содержит и последовательно соединенных аналоговых устройств перемножения и цифроаналоговый преобраэовател ь точной регулировки, причем вход г!ервого в цсчгочке аналогового устройства перемножения соединен с выходом предварительного усилителя, а выход последнего в цепочке аналогового устройства перемножения соединен с входом полосового фильтра, вторые входы и аналоговых устройств перемножения объединены и соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, входные кодовые шины которого соединены с выходом блока управления ВАРУ. Новизна предлагаемого изобретения закпгочается в там, что введение новых по отношению к прототипу функциональных узлов и связей между ними позволяет добиться существенного увеличения диапазона дальности действия приемника эхосгггнапов с БАРУ, что в свою очередь увеличивает эффективность применения рыбопоисковой гидроакус"ической аппараТУРЫ, Схема предлагаемого приемника эхосигналов приведена на фиг.1, примеры реализации блока управления ВАРУ приведены на фиг,2. Приемник содержит предварительный усилитель 1, и аналоговых устройств 2 перемножения, полосогой фильтр 3, выходной усилитель 4 мощности, цифроаналоговый преобразователь 5, блок 6 управления ВАРУ Выход предварительного усилителя 1 соединен с входом первого из последовательно соединенных аналоговых устройств 2 перемножения, а выход последнего из аналоговых устройств перемножения соединен с входом полосового фильтра 3. Выход полосового фильтра 3 соединен с входом выходного усилителя 4. Выход блока 6 управления ВАРУ соединен с входными кодовыми шинами цифроаналогового преобразователя ". Выход цифроаналогового преобразователя 5 соединен с вторыми вхоами аналоговых устройств 2 перемнох<ения, которые Объединены совместно. i 180069 Потери, возникающие при распространении звука в водной среде, ослабляют акустический сигнал, отраженный подводными целями. Основным рабочим правилом при оценке силы объемного рассеяния является повсеместное использование сферического закона расширения фронта звуковой волны с учетом потерь вследствие поглощения. Потери при распространении (ПР) звуковой волны в водной среде могут быть выражены следующим соотношением (s децибелах): t1P = 20 Ig г+ 2а г, (1) где r — расстояние от антенны приемопередатчика акустического сигнала до цели в метрах. а — коэффициент поглощения в децибелах па метр. В данном выражении первое слагаемое выражает сферический закон расширения волнового фронта, второе — поглощение. Чтобы обеспечить корректную обработку принятого эхосигнала необходимо, чтобы приемник производил компенсацию потерь при распространении акустического сигнала. С учетом приведенного выше выражения коэффициент ВАРК можно выразить следующей формулой (в показательной форме) К„. = г -10"" (2) Так как в предлагаемом приемнике усиление реализуется h последовательно соединенными аналоговыми устройствами 2 перемножения, включенными в. цепь эхосигнала, то код коэффициента ВАРУ, подающийся с выхода блока 6 управления ВАРУ на вход ЦАП 5 а с выхода ЦАП на вторые входы устройств аналогового. перемножения должен. быть равен 4.= к„, = p n (з) На фиг.2 йредставлена функциональная схема блока 6 управления ВАРУ приемника. Блок управления содержит одновибратор 7, логический вентиль 8, счетчик 9, задатчик 10 коэффициента поглощения (например кодовый переключатель), умножители 11-14, узел 15 вычисления функции 10", узел 16 вычисления функции VX Приведенный на фиг.2 блок управления ВАРУ работает следующим образом. Стартовый импульс, который формируется в начале очередной посылки гидроакустической станции, поступает на вход одновибратора 7, задающего диапазон работы схемы по дальности. Выходной импульс одновибратора 7 поступает на вход логического вентиля 8, разрешая прохождение счетных импульсов на вход счетчика 9. С выхода счетчика код, соответствующий расстоянию от антен н ы приемопередатчика акустических волн до рассеивателей, отраженная волна которых принимается антенной в текущий момент, поступает на два входа умножителя 11 и на вход умножителя 5 12. На вход умножителя 12 также поступает код с выхода задатчика 10 коэффициента поглощения а. С выхода умножителя 12 код, соответствующий произведению а r, поступает на вход умножителя 13„с выхода 10 которого код 0,2 а r поступает на вход узла 15 вычисления функции 10". С выхода узла 15 код, соответствующий 10, поступает на первый вход умножителя 14, на второй вход которого поступает код с умножителя 15 11, соответствующий г . С выхода умножителя 14 код, соответствующий г= 10 поступает на вход узла 16 вычисления функции Ж С выхо а зла 16 код, соответствующий 10 поступает на вход 20 ЦАП 5. В качестве умножителей могут быть использованы микросхемы умножителей (например КР1801 ВРЗ. КР1801 ВР4), в качестве узлов вычисления функций 10" и 25 VX могут быть использованы постоянные запоминающие устройства. Устройства 2 аналогового перемножения могут быть реализованы на базе интегральных схем К 525 ПСЗ. Предлагаемый приемник эхосигналов работает следующим образом. Акустический сигнал, преобразованный .в электрическое напряжение, поступает на вход предварительного усилителя 1, котоЭ5 рый является входом приемника, где он усиливается до величины, необходимой для дальнейшей обработки. С выхода предварительного усилителя сигнал поступает на вход первого иэ последовательно соединен"0 ных аналоговых устройств 2 перемножения, которые обеспечивают функцию усиления сигнала в соответствии с законом ВАРУ, вырабатываемую блоком 6 управления ВАРУ. С выхода последнего из устройств ана"5 логового перемножения сигнал поступает на вход полосового фильтра 3, который выделяет спектральные составляющие, принадлежащие полосе частот полезного сигнала. С выхода полосового фильтра сиг50 нал поступает на вход выходного усилителя 4 мощности, выход которого является выходом приемника, и его выходной сигнал подается в устройства обработки гидроакустической информации. Формула изобретения Приемник эхосигналов, содержащий предварительный усилитель, полосовой фильтр, выходной усилитель мощности, вход которого соединен с выходом полосо1780069 Гтарта жмусь Составитель А. Зарубин Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M. Шароши Редактор С. Кулакова Заказ 4436 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ваго фильтра, блок управления временной автоматической регулировкой усиления (ВАРУ), причем вход предварительного усилителя является входом приемника, выход усилителя мощности является выходом приемника, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона дальности ВАРУ, он снабжен последовательно соединенными аналоговыми устройствами перемножения и цифроаналоговым преобразователем точной регулировки, при этом вход первого в цепочке аналогового устройства перемножения соединен с выходом предварительного усилителя, а выход последнего в цепочке аналогового устройства 5 перемножения соединен с входом полосоарго фильтра, вторые входы аналоговых устройств перемножения объединены и соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, входные кодовые шины 10 которого соединены с выходом блока управления ВАРУ.
