Приемник эхосигналов

/52 ИЯ РЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР и Всесоюзный научноисследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии(72) А.С. Огир, А,В. Рыцарь, В.М. Баранников, Ж.П. Журавлев, З.М. Бердичевский, В.Д. Теслер, Г.И. Войченко и С.В. Месяц (56) Авторское свидетельство СССР М 1149763, кл. 6 01 3 7/52, 1983.Нооге ОЯ 1978 а М 1 сгоргосеззог опогоПес 1 Ове-чагцоа 1 п ащрт 11 ег Ргос, от йе сопГегепсе о 1 асоцз 1 си НзЬег 1 ез, Ье О Ьу Йе 1 пз 11 цт о 1 Асоцм 1 с, 26-27, зеро 1978 Рарег 119.6.(57) Изобретение относится к навигационным, рыбопоисковым устройствам, использующим ультразвуковые колебания для нахождения косяков рыбы, и может быть использовано в морском рыбном промысле 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 и 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-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,чие коммутационных шумов снижает диапа- дз(гн действия ВАРУ. П оедлагаемое изобретение относится к навигационным, рыбопаисковым устройствам, использующим ультразвуковые колебания для нахождения косяков рыбы. и мажет быть использовано в морском рыбном промысле для оснащения как специальных рыбопоискавых судов, так и промысловых траулеров.Известны приемники эхосигналав с программируемыми законами ВАРУ (временная автоматическая регулировка усиления), содержащие предварительный усилитель, масштабный блок с переменным коэффициентом передачи, паласовой фильтр, соединенные последовательна в порядке их перечисления,Отличительной особенностью этих приемников эхасигналов является применение цифровых управляемых сопротивлений 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 эхасигнапа,Несмотря на применение паласовых фильтров, наличгге кагмутационных шуглов снижае диаазон даноси действия БАРУ,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является приемник эхосигналов, управляемый блоком управпен гя ВАРУ, функции которога выполняет микропроцессорный контроллер, и содержащий предварительный усилитель, каскад ВАРУ, управляемый цифравьгм кодом и реализованный на базе цглфроагчапоговых преобразователей и операционных усилителей, паласовой фильтр, выходной усилитель мощности, соединенные в порядке их перечисления, блок управления ВАРУ,который формирует закон ВАРУ и управляет каскадам ВАРУ, Данное устройство выбрана нами в качестве прототипа.Недостаток устройства-прототипа заключается в повышенном уровне помех на выходе каскадов ВАРУ, объяснимый наличием электрических коммутируемых элементов (сопротивлений ЦАП) в цепи эхосигнала, При переключении в цепи обратной связи операционных усилителей резистаров ЦАП возникают помехи,сравнимые по амплитуде с величиной эхосигнала на выходе каскада ВАРУ. Несмотря на применение паласовых фильтров, налиЦелью настоящего изобретения является увеличение диапазона дальности деиствия приемника эхОсигналав,Поставленная цель достигается тем, чтаприемник эхосигналов, содержащий предварительнцй усилитель, паласовой фильто,ВЫХОДНОЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, ВХОД КОТОрого соединен с выходом полосового фильтра, блок управления ВАРУ, причем входпредварительного усилителя является входом приемника, выход усилителя мощностиявляетсл выходом приемника, дополнительно содержит и последовательно соединенных аналоговых устройств перемножения ицифроаналоговый преобразователь точнойрегулировки, причем вход ггервага в цепочке аналогового устройства перемножениясоединен с выходом предварительного усилителя, а вьгход последнего в цепочке аналогового устройства перемножениясоединен с входом полосового фильтра, вторые входы и аналоговых устройств перемножения объединены и соединены с выходомцифроаналогового преобразователя, входньге кодовые шины которого соединены свыходом блока управления ВАРУ.Новизна предлагаемого изобретениязакпгочается в там, что введение новых поотношению к прототипу функциональныхузлов и связей между ними позволяет добиться существенного увеличения диапазона дальности действия приемникаэхосглгнапав с БАРУ, что в свою очередьувеличивает эффективность применениярыбапоисковой гидроакус т ической аппаратуры,Схема предлагаемого приемника эхосигналов приведена на фиг.1, примеры реализации блока управления ВАРУ приведенына фиг,2.Приемник содержит предварительныйусилитель 1, и аналоговых устройств 2 перемножения, паласовой фильтр 3, выходнойусилитель 4 мощности, цифроаналоговыйпреобразователь 5, блок 6 управления БАР 1 /Выход предварительного усилителя 1соединен с входом первого из последовательно соединенных аналоговых устройств2 перемножения, а выход последнего изаналоговых устройств перемножения соединен с входом полосового фильтра 3. Выход полосового фильтра 3 соединен свходом выходного усилителя 4. Вцхад блока6 управления ВАРУ соединен с входнымикодовыми шинами цифроаналогового преобразователя 5. Выход цифроаналоговогопреобразователя 5 соединен с вторыми вхоами аналоговых устройств 2 перемножения, которые объединены совместна.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 (в децибелах):ПР = 209 г+ 2 а г, (1) где г - 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. = Р 1 ооа (2) Так как в предлагаемом приемнике усиление реализуется и 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 равенк = чк, = /Рта (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 ухПриведенный 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 двавхода умножителя 11 и на вход умножителя5 12. На вход умножителя 12 также поступаеткод с выхода задатчика 10 коэффициентапоглощения а. С выхода умножителя 12код, соответствующий произведению а г,поступает на вход умножителя 13 с выхода10 которого код 0,2 а г поступает на вход узла15 вычисления функции 10". С выхода узла15 код, соответствующий 10, поступаетна первый вход умножителя 14, на второйвход которого поступает код с умножителя15 11, соответствующий г . С выхода умножителя 14 код, соответствующий гпоступает на вход узла 16 вычисления функции Гх С выхо а зла 16 код, соответствующий 10поступает на вход20 ЦАП 5.В качестве умножителей могут быть использованы микросхемы умножителей (например КР 1801 ВРЗ. КР 1801 ВР 4), вкачестве узлов вычисления функций 10 и25 Гх могут быть использованы постоянныезапоминающие устройства.Устройства 2 аналогового перемножения могут быть реализованы на базе интегральных схем К 525 ПСЗ,30 Предлагаемый приемник эхосигналовработает следующим образом.Акустический сигнал, преобразованный.в электрическое напряжение, поступает навход предварительного усилителя 1, кото 35 рый является входом приемника, где он усиливается до величины, необходимой длядальнейшей обработки. С выхода предварительного усилителя сигнал поступает навход первого иэ последовательно соединен 40 ных аналоговых устройств 2 перемножения,которые обеспечивают функцию усилениясигнала в соответствии с законом ВАРУ, вырабатываемую блоком 6 управления ВАРУ.С выхода последнего из устройств ана 45 логового перемножения сигнал поступаетна вход полосового фильтра 3, который выделяет спектральные составляющие, принадлежащие полосе частот полезногосигнала. С выхода полосового фильтра сиг 50 нал поступает на вход выходного усилителя4 мощности, выход которого является выходом приемника, и его выходной сигнал подается в устройства обработкигидроакустической информации.55 Формула изобретенияПриемник эхосигналов, содержащийпредварительный усилитель, полосовойфильтр, выходной усилитель мощности,вход которого соединен с выходом полосо1780069 1 лпртп аююь Составитель А. Зарубин Техред М,Моргенталдактор С. Кулака орректор М. Шароши Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 4436 ВНИИПИ Госу изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,ваго фильтра, блок управления временной автоматической регулировкой усиления (ВАРУ), причем вход предварительного усилителя является входом приемника, выход усилителя мощности является выходом приемника, о тл и ч а ю щи й с я 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 обьединены и соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, входные кодовые шины 10 которого соединены с выходом блока управления ВАРУ.