ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ ВОДОЛАЗА

Полезная модель относится к гидроакустической технике.
Известны станции гидроакустической телефонной связи водолаза, например, станция МГВ-2 (А.Л. Простаков, Н.А. Стопцов «Электроника для водолазов и спортсменов-подводников», Ленинград, «СУДОСТРОЕНИЕ», 1983 г., стр.95), размещаемая на водолазном снаряжении. Станция содержит микрофон с усилителем, балансный смеситель, гетеродин, усилитель мощности, обратимый гидроакустический преобразователь, телефон. Аппаратная часть станции с блоком питания и механическим переключателем «приём-передача» заключены в герметичный корпус.
Недостатком этой станции является, в первую очередь, некомфортность ее использования, связанная с ее большими габаритами, размещением гидроакустического преобразователя на корпусе станции, отсутствием сигнализации о снижении питающего напряжения ниже нормы, и рядом других эксплуатационных характеристик.
Наиболее близким аналогом, в частности, по количеству и назначению входящих в ее состав устройств, является гидроакустическая станция телефонной связи водолаза, работающая с использованием одной боковой полосы частот (А.Л. Простаков, Н.А. Стопцов «Электроника для водолаза и спортсменов-подводников», Ленинград, «СУДОСТРОЕНИЕ», 1983 г., стр.100). Указанная станция содержит обратимый гидроакустический преобразователь, коммутатор приёма-передачи, микрофон, телефон, модулятор-демодулятор, генератор несущей частоты, усилитель мощности, источник питания с устройством сигнализации о снижении питающего напряжения ниже нормы, устройство подключения источника питания к элементам электронных узлов, устройство для управления коммутатором приёма-передачи.
Недостатками устройства-прототипа являются повышенная величина нелинейных искажений при приёме информации, дискомфорт из-за повышенного уровня шумов в телефоне в отсутствие сигнала, снижение качества приёма из-за
затенения телом водолаза гидроакустического преобразователя, размещаемого на корпусе электронного блока, необходимость визуального контроля за состоянием источника питания, необходимость разгерметизации корпуса электронного блока для смены или зарядки аккумуляторов источника питания.
Техническим результатом полезной модели является значительное снижение величины нелинейных искажений, повышение надёжности работы, простота процедуры обслуживания и повышение комфортности при работе.
Для достижения указанного технического результата в приемо-передающей станции гидроакустической телефонной связи водолаза, содержащей обратимый гидроакустический преобразователь, а также микрофон, телефон, устройство подключения источника питания, устройство управления коммутатором приема-передачи, подключаемые с помощью гибкого кабеля и разъемного герметичного соединителя к размещенному в герметичном корпусе электронному блоку, содержащему источник питания с устройством индикации разряда, содержащим первое пороговое устройство и сигнализатор, причем вход порогового устройства подключен к источнику питания через устройство подключения источника питания, а выход - к сигнализатору, также содержащему микрофонный усилитель, вход которого соединен с микрофоном, модулятор-демодулятор, первый вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, первый ограничитель, последовательно соединенные предоконечный усилитель и усилитель мощности, также содержащему предварительный усилитель, при этом обратимый вход/выход коммутатора приёма - передачи соединён с обратимым гидроакустическим преобразователем, выход коммутатора приема-передачи соединен с входом предварительного усилителя, первый вход коммутатора приема-передачи соединен с выходом усилителя мощности, второй вход - с устройством управления коммутатором приёма - передачи, введены новые признаки, а именно: второй вход модулятора-демодулятора соединен с выходом микрофонного усилителя, а его первый выход соединен с входом первого ограничителя, в электронный блок введены второй ограничитель, второе пороговое устройство, усилитель низкой частоты с переменным коэффициентом усиления, при этом вход второго ограничителя соединен с выходом предварительного усилителя, а его выход - с третьим входом модулятора-демодулятора, второй выход которого соединен с входами второго порогового устройства и усилителя низкой частоты с переменным коэффициентом усиления, второй вход которого соединен с выходом второго порогового устройства, а выход - с телефоном.
Включение в тракте передачи первого ограничителя после модулятора-демодулятора предотвращает появление в спектре излучаемого сигнала продуктов нелинейного преобразования, а включение в тракте приема второго ограничителя пред модулятором- демодулятором позволяет стабилизировать уровень прослушиваемого сигнала независимо от дальности связи без появления продуктов нелинейного преобразования в его спектре. В совокупности это позволяет существенно снизить нелинейные искажения связи.
Кроме того, наличие в приемном тракте полезной модели схемы шумоподавления обеспечивает комфортные условия для водолаза за счет снижения уровня шумов в головных телефонах при отсутствии речевого сигнала.
Для надежности извещения водолаза о необходимости замены (зарядки) источников питания сигнализатор разряда источника питания может быть выполнен в виде генератора звуковых сигналов, выход которого соединен с третьим входом усилителя низкой частоты с переменным коэффициентом усиления.
Для исключения затенения обратимого гидроакустического преобразователя и удобства пользования заявленной гидроакустической станцией, обратимый гидроакустический преобразователь может быть подсоединен к общему для микрофона, телефона, устройства включения источника питания и устройства управления коммутатором приема-передачи кабелю, подключенному с помощью разъемного герметичного соединителя к размещенному в герметичном корпусе электронному блоку с возможностью эргономичного размещения на костюме водолаза.
Для упрощения введения станции в рабочее состояние и обеспечения проверки работоспособности станции перед погружением водолаза устройство включения источника питания может быть выполнено в виде перемычки на кабельной части разъемного герметичного соединителя с возможностью включения блока питания соединением кабельной и блочной частей разъемного герметичного соединителя.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, где приведена блок-схема предложенной станции гидроакустической телефонной связи.
Станция содержит обратимый гидроакустический преобразователь 10, соединённый с ним коммутатор «приёма-передачи» 9, один вход которого подключён к устройству управления 11, второй - к выходу усилителя мощности 8. Выход коммутатора «приёма-передачи» соединён с предварительным усилителем 17, выход которого через ограничитель 20 подаётся на «модулятор-демодулятор» 6.
На один из его входов подключён генератор несущей 14, а также микрофон 1 через микрофонный усилитель 4, выход которого соединён со входом модулятора-демодулятора, первый выход которого подключён к последовательно соединённым ограничителю 5 и предоконечному усилителю 7. Подключение источника питания 13 к электронным блокам осуществляется при соединении кабельной 2 и блочной 3 частей герметичного соединителя с помощью устройства подключения источника питания 12, которое в данном примере представляет собой перемычку между двумя контактами кабельной части соединителя 2, телефона 2, подключённого к выходу усилителя с переменным коэффициентом усиления 22, на один из входов которого поступает сигнал с выхода модулятора-демодулятора 6, а на второй вход - выход второй пороговой схемы 21. Третий вход усилителя с переменным коэффициентом усиления соединён с выходом сигнализатора 19, выполненного в виде генератора звуковых сигналов, управляемого пороговым устройством 18, индикатора разряда 15.
Работа приёмо-передающей станции гидроакустической связи осуществляется следующим образом. Для обеспечения функционирования станции необходимо соединить кабельную 2 и блочную 3 части герметичного соединителя. При этом с помощью устройства подключения источника питания 12 подается питание на электронные устройства станции. В исходном состоянии станция находится в режиме приёма.
При необходимости передачи информации водолаз с помощью устройства управления коммутатором приёма-передачи 11 переводит станцию из режима приёма в режим передачи. Речевой сигнал от микрофона 1, усиленный микрофонным усилителем 4, подаётся на модулятор-демодулятор 6, на который подан также сигнал генератора несущей 14. В модуляторе-демодуляторе 6 осуществляется процедура амплитудной модуляции, перенос сигнала в рабочую полосу частот и выделение одной боковой полосы частот с одновременным подавлением второй боковой и несущей частоты. Первый ограничитель 5 обеспечивает постоянство уровня излучаемого сигнала независимо от громкости речи. Поскольку спектр ограничиваемого сигнала находится в области высокой частоты, возникающие при ограничении гармоники лежат вне рабочей полосы частот, в результате чего практически исключаются искажения полезного сигнала. Далее сигнал подаётся на предварительный усилитель 7, усилитель мощности 8, коммутатор «приём-передача» 9 и с помощью обратимого гидроакустического преобразователя
10 излучается в воду. При выключении устройства управления коммутатором «приём-передача» 11 станция возвращается в режим приёма.
В режиме приема речевой сигнал от корреспондента в виде одной боковой полосы частот воспринимается обратимым гидроакустическим преобразователем 10 и через коммутатор «приём-передача» 9 поступает на предварительный усилитель 17 и далее на второй ограничитель 20, обеспечивающий постоянство уровня сигнала на входе модулятора-демодулятора 6 независимо от уровня сигнала, принимаемого обратимым гидроакустическим преобразователем 10. Поскольку ограничению подвергается сигнал, спектр которого находится в области высоких частот, возникающие при ограничении гармоники лежат вне рабочей полосы частот, в результате чего практически исключаются искажения полезного сигнала. В модуляторе-демодуляторе 6 осуществляется процедура восстановления сигнала в вид, соответствующий нормальному речевому сигналу. Восстановленный сигнал поступает одновременно на усилитель с переменным коэффициентом усиления 22 и вторую пороговую схему 21. Сигнал с выхода усилителя с переменным коэффициентом усиления 22 поступает на телефон 16. Уровень прослушиваемого в телефоне 16 сигнала определяется коэффициентом усиления усилителя 22, который, в свою очередь, зависит от срабатывания второй пороговой схемы 21. При отсутствии сигнала от корреспондента уровень шума недостаточен для срабатывания второй пороговой схемы 21, коэффициент усиления усилителя 22 низкий и водолазу обеспечивается комфортное прослушивание шумов низкого уровня. С появлением сигнала от корреспондента происходит срабатывание второй пороговой схемы 21, результатом чего является повышение коэффициента усиления усилителя 22 и принимаемый сигнал прослушивается в телефоне 2 с нормальной громкостью. Индикатор разряда источника питания 15 обеспечивает контроль напряжения источника питания 13. При снижении его напряжения ниже допустимого значения, происходит срабатывание порогового устройства 18, которое, в свою очередь, включает генератор звуковых сигналов (сигнализатор) 19, вырабатывающий кратковременные импульсы звуковой частоты, которые через усилитель 22 прослушиваются в телефоне 2 водолаза. Сигнализатор может быть выполнен и световым, но звуковой сигнал лучше воспринимается водолазом.
Для исключения затенения обратимого гидроакустического преобразователя 10.телом водолаза преобразователь размещается не на корпусе станции, а подключен к электронному блоку с помощью гибкого кабеля, так же, как и микрофон, телефон и устройства управления. Это позволяет размещать преобразователь
10, например, на водолазном шлеме, что обеспечивает возможность эффективной работы во всем круговом секторе гидроакустического преобразователем 10.
Практическое исполнение блоков, входящих в полезную модель, известно из практики гидроакустики и радиотехники. Таким образом, поставленная задача успешно решается.