МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в гидроакустических станциях (ГАС), а также при проведении работ по исследованию Мирового Океана.
Известны ГАС, работающие в активном и пассивном режимах и соответственно, содержащие излучающий и приемные тракты, а также ЭВМ ГАС [1, 2].
Известны приемные тракты ГАС, содержащие систему предварительной обработки сигналов (СПО); систему первичной обработки сигналов (СПВО); систему вторичной обработки информации (СВО); систему отображения информации (СОИ) [3].
Известно многоканальное устройство (система) предварительной обработки сигналов от элементов многоэлементной гидроакустической приемной антенны приемо-излучающей ГАС, вход которого соединен с выводами элементов,, содержащее в каждом канале последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, фильтр высокой частоты (ФВЧ) (отбеливающий фильтр), малошумящий предварительный усилитель, фильтр низкой частоты (ФНЧ) (фильтр преддискретизации), а также многоканальный АЦП [4].
Известное устройство наиболее близко к предлагаемому по совокупности технических признаков и вследствие этого принято за прототип.
Недостатком известного устройства-прототипа является то, что при работе ГАС в режиме излучения в период посылки сигнала уровень акустического сигнала на приемниках антенны весьма высок, что приводит к перегрузке усилителей устройства, что может в свою очередь привести к их выходу из строя.
Техническим результатом использования предлагаемого многоканального устройства предварительной обработки сигналов от приемников гидроакустической антенны является защита от перегрузки усилителей устройства при работе ГАС в режиме излучения в период посылки сигнала.
Для достижения указанного технического результата в многоканальное устройство предварительной обработки сигналов от приемников многоэлементной гидроакустической приемной антенны приемо-излучающей ГАС, содержащее N каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, фильтр высокой частоты (ФВЧ), малошумящий предварительный усилитель, фильтр низкой частоты (ФНЧ), и многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), введены новые признаки, а именно: в каждый канал введен управляемый с центрального процессора (ЦП) ЭВМ ГАС коммутатор, обеспечивающий режимы "работа" и "блокировка", вход которого соединен с выводами элемента гидроакустической приемной антенны, а выход со входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления.
Наилучшие результаты могут быть получены, если качестве коммутатора применена микросхема ADG511BR, в качестве усилителя с регулируемым коэффициентом усиления - микросхема AD743AR, в качестве фильтров - микросхема MAX295ESA, в качестве предварительного усилителя - микросхема AD620AR, в качестве АЦП - микросхема AD7864 AS-3, и при последовательном соединении в каждом канале усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, фильтра высокой частоты (ФВЧ) - отбеливающего фильтра, малошумящего предварительного усилителя, фильтра низкой частоты (ФНЧ)
Сущность полезной модели поясняется Фиг.1 и Фиг.2, на которых приведены соответственно блок-схема предлагаемого многоканального устройства и осциллограмма сигнала на входе АЦП.
Предложенное многоканальное устройство предварительной обработки сигналов от приемников гидроакустической антенны состоит из N каналов, каждый из которых содержит управляемый с центрального процессора (ЦП) ЭВМ ГАС (не показан) коммутатор 1, (например, типа ADG511BR), вход которого соединен с выходами элементов антенны - гидроакустических приемников (не показаны); а выход с входом усилителя с управляемым коэффициентом усиления 2 (например, типа AD743AR); выход которого соединен со входом ФВЧ 3 (например, типа МАХ295ESA); выход которого соединен со входом малошумящего предварительного усилителя 4 (например, типа AD620AR), выход которого соединен со входом ФНЧ 5, (например, типа MAX295ESA), и многоканального АЦП6 (например, типа AD7864AS-3) (Фиг.1), входы которого соединены с выходами ФНЧ каждого канала.
Работа предлагаемого устройства предварительной обработки сигналов от приемников гидроакустической антенны осуществляется следующим образом.
1
При работе ГАС в режиме излучения в период посылки сигнала (период T на Фиг.2) по команде ЦП ЭВМ ГАС коммутаторы 1 в режиме "блокировка" блокируют входы усилителей с управляемым коэффициентом усиления 2, в результате чего сигнал на входе АЦП 6 равен нулю.
2
3
После завершения работы ГАС в режиме излучения (цикла посылки сигнала) по команде ЦП ЭВМ ГАС коммутаторы 1 переходят в режим "работа", обеспечивая передачу сигналов с приемников гидроакустической антенны на входы усилителей с управляемым коэффициентом усиления 2. Сигналы усиливаются усилителями 2, фильтруются ФВЧ 3, усиливаются предварительными малошумящими усилителями 4 фильтруются ФНЧ 5 и подаются на вход многоканального АЦП 6. В период времени T (Фиг.2) сигнал определяется шумами моря, шумами судоходства, реверберационной помехой, в период времени Т - эхо сигналом от цели. Таким образом введение коммутаторов предохраняет приемный тракт ГАС от перегрузки мощным сигналом, излученным собственным излучающим трактом, что позволяет считать заявленный технический эффект достигнутым.
Заявленная полезная модель может быть использована в ГАС, а также для исследовательских целей.
Источники информации
1 Патент РФ №2173865 МПК G01S 15/89.
2 Патент РФ №2281528 МПК G01S 15/87.
3 Ю.А.Корякин, С.А.Смирнов, Г.В.Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. Санкт-Петербург, Наука, 2004, с.237.
4 Ю.А.Корякин, С.А.Смирнов, Г.В.Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. Санкт-Петербург, Наука, 2004, с.237-239.