Приймально-підсилювальний тракт гідролокаційної системи з широким динамічним діапазоном

Приймально-підсилювальний тракт гідролокаційної системи, що містить вхідний малошумлячий підсилювач, підсилювальний каскад, однопівперіодний випрямляч сигналів позитивної полярності, аналого-цифровий перетворювач, пристрій обробки та відображення інформації, пристрій керуван C2 2 (19) 1 3 підсилювальний тракт гідролокаційної системи [кн. Богородский B.B. "Гидроакустическая техника исследования и освоения океана" Л. Гидрометеоиздат, 1984 С.99...107, Хребтов A.A. и др.. «Судовые эхолоты» Судостроение Л., 1982, с.33...37]. Приймально-підсилювальний тракт, що складається з вхідного малошумлячего підсилювача, пристрою часового автоматичного регулювання підсилення, буферного підсилювача, пристрою дискретного регулювання підсилення, підсилювального каскаду, одноперІодного випрямляча сигналів позитивної полярності, аналого-цифрового перетворювача, пристрою керування, пристрою обробки й відображення інформації, першого фільтру низької частоти, другого фільтру низької частоти та третього фільтру низької частоти, першого цифро-аналогового перетворювача, другого цифро-аналогового перетворювача, причому перший вихід пристрою керування підключений до першого входу пристрою обробки й відображення інформації, другий вихід пристрою керування підключений до входу першого цифро-аналогового перетворювача, третій вихід пристрою керування з'єднаний з входом другого цифро-аналогового перетворювача, другий вхід пристрою обробки й відображення інформації з'єднані з виходом аналого-цифрового перетворювача, вихід вхідного малошумлячего підсилювача підключений до першого входу пристрою часового автоматичного регулювання підсилення, вихід якого з'єднаний з входом буферного підсилювача, вихід якого, у свою чергу, з'єднаний з першим входом пристрою дискретного регулювання підсилення, другий вхід пристрою дискретного регулювання підсилення з'єднаний з виходом другого фільтра низьких частот, вихід пристрою дискретного регулювання підсилення через підсилювальний каскад з'єднаний з входом одноперіодного випрямляча сигналів позитивної полярності, вихід якого з'єднаний через третій фільтр низької частоти з входом аналогоцифрового перетворювача, вихід якого, у свою чергу, підключений до другого входу пристрою обробки й відображення інформації, вихід же другого цифро-аналогового перетворювачу з'єднаний з входом другого фільтру низької частоти, вихід першого цифро-аналогового перетворювача з'єднаний з входом першого фільтра низької частоти, вихід першого фільтра низької частоти, підключений до другого входу пристрою часового автоматичного регулювання посилення. Недоліком таких приймальних трактів є нестабільність і неточність регулювальних амплітудних характеристик, що спричиняє втрати гідроакустичної інформації при обробці ехосигналів із широким динамічним діапазоном, а також складність реалізації пристроїв регулювання амплітуди ревербераційних сигналів. Метою винаходу є зниження втрат гідроакустичної інформації при обробці єхосигналів із широким динамічним діапазоном. Поставлена мета досягається тим, що в приймально-підсилювальний тракт гідролокаційної системи, що включає в собі вхідний малошумлячий підсилювач, підсилювальний каскад, одноперіодний випрямляч сигналів позитивної полярнос 80355 4 ті, аналого-цифровий перетворювач, пристрій обробки й відображення інформації, пристрій керування, причому перший вихід пристрою керування підключений до першого входу пристрою обробки і відображення інформації, другий вхід якого з'єднаний з виходом аналого-цифрового перетворювача, який відрізняється тим, що з метою зменшення втрат інформації при обробці ехосигналів із широким динамічним діапазоном у нього введені одноперіодний випрямляч сигналів негативної полярності й суматор напруги, при цьому вихід вхідного малошумлячего підсилювача підключений до входу підсилювального каскаду й входу одноперіодного випрямляча сигналів негативної полярності, вихід підсилювального каскаду з'єднаний з входом одноперіодного випрямляча сигналів позитивної полярності, вихід одноперіодного випрямляча сигналів негативної полярності підключений до другого входу суматора, а вихід одноперіодного випрямляча сигналів позитивної полярності до першого входу суматора напруги, вихід якого з'єднаний з першим входом аналогоцифрового перетворювача, другий вхід якого підключений до другого виходу пристрою керування. Бажаний ефект забезпечується за рахунок перерозподілу інформації про амплітуду симетричних радіосигналів у двох полярних областях, а саме розміщення: сигналів позитивної полярності з великою амплітудою при невеликому посиленні й амплітудному детектуванні - у позитивній області, а сигналів негативної полярності з малою амплітудою при більшому посиленні й амплітудному детектуванні - у негативній області (або навпаки). Таким чином, відбувається подвоєння динамічного діапазону приймально-підсилювального тракту з (60-80) дБ до (120-160) дБ, що повністю забезпечує передачу без втрат усього динамічного діапазону вхідних ревербераційних сигналів 120 дБ в ЕОМ гідролокаційного комплексу для їх наступної програмної обробки. Фіг.1 - структурна схема відомих приймальнопідсилювальних трактів із широким динамічним діапазоном; Фіг.2 - структурна схема пропонуємого приймально-підсилювального тракту гідролокаційної системи з широким динамічним діапазоном; Фіг.3 - часова ехограма реалізації вхідного ревербераційного сигналу; Фіг.4 - часова ехограма ревербераційного сигналу на виході суматора сигналів 5; Фіг.5 - ілюстрація форми реалізації ревербераційного сигналу з обнулених сигналів позитивної полярності, що перевищують рівень обмеження в аналого-цифровому перетворювачі. Приймально-підсилювальний тракт гідролокаційної системи з широким динамічним діапазоном, що заявляється, містить вхідний малошумлячий підсилювач 1, підсилювальний каскад 2, одноперіодний випрямляч сигналів позитивної полярності 3, одноперіодний випрямляч сигналів негативної полярності 4, суматор сигналів 5, амплітудноцифровий перетворювач 6, пристрій керування 7 і пристрій обробки й відображення інформації 8, причому вихід вхідного малошумячего підсилювача 1 з'єднаний з входом підсилювального каскаду 5 2, а також із входом однонеріодного випрямляча сигналів негативної полярності 4, вихід підсилювального каскаду 2 з'єднаний з входом одноперіодного випрямляча сигналів позитивної полярності 3, вихід якого з'єднаний з першим входом суматора сигналів 5, вихід одноперіодного випрямляча сигналів негативної полярності 4 з'єднаний з другим входом суматора сигналів 5, вихід суматора сигналів 5 з'єднаний з першим входом амшіітудноцифрового перетворювача 6, вихід амплітудноцифрового перетворювача 6 з'єднаний з другим входом пристрою обробки й відображення інформації 8, перший вихід пристрою керування 7 з'єднаний з першим входом пристрою обробки й відображення інформації 8, другий вихід пристрою керування підключений до другого входу аналогоцифрового перетворювача. Вхідний малошумлячий підсилювач 1 - підсилює вхідні ревербераційні сигнали з мінімальним рівнем власних шумів. Підсилювальний каскад 2 - підсилює ревербераційні сигнали з коефіцієнтом підсилення, що забезпечує вирівнювання співвідношення між динамічними діапазонами вихідних сигналів позитивної й негативної полярності. Одноперіодний випрямляч сигналів позитивної полярності 3 - являє собою вентиль, що пропускає сигнали позитивної полярності. Одноперіодний випрямляч сигналів негативної полярності 4 - являє собою вентиль, що пропускає сигнали негативної полярності. Суматор сигналів 5 - призначений для складання сигналів з виходу одноперіодного випрямляча сигналів позитивної полярності 3 і з виходу 80355 6 одноперіодного випрямляча сигналів негативної полярності 4. Аналого-цифровий перетворювач 6 - перетворює аналогові сигнали в цифрові. Пристрій керування 7 - видає синхронізуючі й керуючі сигнали в пристрій обробки й відображення інформації 8, а також в аналого-цифровий перетворювач 6. Пристрій обробки й відображення інформації 8 - здійснює обробку прийнятих сигналів і відображення їх на відеотерміналі (дисплеї). Вхідні ревербераційні сигнали (Фіг.3) підсилюються вхідним малошумлячим підсилювачем 1, після чого сигнали негативної полярності через одноперіодний випрямляч 4 складаються в суматорі 5 із сигналами позитивної полярності, що надійшли після посилення з коефіцієнтом К у підсилювальному каскаді 2 на суматор 5 через одноперіодний випрямляч сигналів позитивної полярності 3. Знову сформований сумарний сигнал (Фіг.4) з аналогового виду перетворюється в цифровий сигнал двополярним аналого-цифровим перетворювачем 6. При цьому кодові комбінації сигналів в аналого-цифровому перетворювачі 6, що відповідають позитивним сигналам середнього рівня й вище - обнуляються, що може ілюструватися відповідною формою аналогового сигналу, наведеної на Фіг.5. Далі отриманий цифровий масив без втрат від обмежень амплітудного динамічного діапазону надходить в пристрій обробки й відображення інформації 8, режими обробки й відображення сигналів у якому задаються пристроєм керування 7. 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 80355 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601