KR0126905Y1 - 자동 이득 제어(agc)장치 - Google Patents

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KR0126905Y1
KR0126905Y1 KR2019950036899U KR19950036899U KR0126905Y1 KR 0126905 Y1 KR0126905 Y1 KR 0126905Y1 KR 2019950036899 U KR2019950036899 U KR 2019950036899U KR 19950036899 U KR19950036899 U KR 19950036899U KR 0126905 Y1 KR0126905 Y1 KR 0126905Y1
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Abstract

본 고안은 함상의 신호처리부에서 전송되는 신호를 선배열 음파 탐지기 센서부의 신호전송모듈에서 수신하여 데이타의 환경변화에 따른 데이타 전송레벨의 변화에 대해 이득(Gain)조절 및 데이타를 자동으로 조절하기 위한 자동 이득 제어(AGC)장치에 관한 것으로, 함상의 신호처리부(80)에서 전송되는 데이타를 선배열 음파 탐지기 신호전송모듈(40)에서 처리하는 장치에 있어서, 상기 신호전송모듈(40)에 예인케이블(70)을 통해 전송되는 데이타를 증폭하는 증폭수단과, 상기 증폭수단에서 증폭된 데이타를 원래의 변조된 신호로 복원하는 복조수단과, 상기 복조수단에서 복조된 신호를 읽어 제어하여 AGC앰프(49)로 전송하는 제어수단을 구비하여 전송 레벨의 변화에 따라 이득을 조절하여 데이타를 AGC앰프에 전송할 수 있는 것이다.

Description

자동 이득 제어(AGC)장치
제1도는 선배열 음파 탐지기의 센서부를 보인 일 예시도.
제2도는 선배열 음파 탐지기의 구성을 보인 블럭도.
제3도는 본 고안을 해결하기 위한 신호처리부와 센서부의 자동 이득 제어(AGC)장치를 보인 구성 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 꼬리로프조립체 20 : 배열안정화모듈
21 : 방위센서 22 : 수심센서
30 : 저주파음향모듈 31,32 : 롤센서
33 : 수중청음기 34 : 전단증폭기
35 : 해수잡음보상회로 36 : 보호회로
40 : 신호전송모듈 41 : 수심센서
42 : 아날로그멀티플렉서 43 : 자동이득조정앰프
44 : A/D변환기 45 : 방위센서
46 : 증폭부 47 : 주파수복조기
48 : 원칩마이컴 49 : AGC앰프(Auto Gain Controller AMP)
50 : 고주파음향모듈 51 : 수중청음기
52 : 전단증폭기 53 : 해수잡음보상회로
54 : 보호회로 60 : 직동격리모듈
61 : 버퍼 62 : 텐션
63 : 미세진동버퍼 64 : 미세진동텐션
65,66 : 가속센서 70 : 예인케이블
80 : 신호처리부 81 : 데이타입력부
82 : 원칩마이컴 83 : 주파수변조기
본 고안은 선박이나 해양 구조물에 예인선으로 연결되어 360°전방위의 표적탐색이 가능한 선배열 음파 탐지기의 센서부에 관한 것으로, 특히 함상의 신호처리부에서 전송되는 신호를 선배열 음파 탐지기 센서부의 신호전송모듈에서 수신하여 데이타의 환경변화에 따른 데이타 전송레벨의 변화에 대해 이득(Gain)조절 및 데이타를 자동을 조절하기 위한 자동 이득 제어(AGC) 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전배열 음파 탐지기의 센서부가 수중의 음향신호르 감지하는 방식은 크게 제1도에 도시한 바와 같이, 최종적으로 진동을 감쇄시키는 꼬리로프조립체(10)와, 미소한 진동에 의한 잡음 영향을 배제시키기 위한 배열안정화모듈(20)과, 저주파의 음파를 수신하는 저주파음향모듈(30)과, 입력되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 신호전송모듈(40)과, 고주파의 음파신호를 수신하는 고주파음향모듈(50)과, 진동을 감쇄시키기 위해 진동격리모듈(60)과, 선박이나 해상 구조물에 선배열 음파 탐지기를 연결하는 예인케이블(70)을 구비한다.
상기 저주파음향모듈(30)은 수중의 저주파의 음향을 수신하는 저주파용 수중청음기(33)와, 저주파용 수중청음기(33) 출력단의 전기신호를 증폭하는 저주파용 전단증폭기(34)와, 저주파의 잡음성분을 감쇄시키는 해수잡음보상회로(35)가 캐스케이드(Cascade)로 연결되어 있다.
상기 고주파음향모듈(50)의 구성도 상기의 저주파음향모듈(30)과 같은데, 해수의 고주파를 수신하는 고주파용 수중청음기(51)와, 고주파용 수중청음기(51)출력단의 전기신호를 증폭하는 고주파용 전단증폭기(52)와, 저주파 성분의 잡음을 감쇄시키면서 고주파 신호성분을 증폭시켜주는 해수잡음보상회로(53)가 종속 연결되어 있다.
상기 신호전송모듈(40)은 고주파음향모듈(50)과 저주파음향모듈(30)의 아날로그 출력신호를 수신하는 아날로그멀티플렉서(42)와, 신호를 증폭하는 자동이득증폭앰프(43)와, 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기(44)와, 예인방향을 감지하는 방위센서(45)와, 수심을 감지하는 수심센서(41)로 이루어진다.
상기 진동격리모듈(60)은 진동을 완충시키는 버퍼(61)와 진동을 감쇄하는 텐션(62)과 상기 텐션(62)에서 제거되지 않은 잔류 진동성분을 제거하는 미세진동버퍼(63)과 가속센서(650(66)를 구비한다.
상기 배열안정화모듈(20)은 진동격리모듈(60)에서 감쇄되지 않은 진동을 밖으로 전달시켜 배열을 안정화 시키는 기능을 하는 모듈로서 수심을 감지하는 수심센서(22)와 예인방향을 감지하는 방위센서(21)로 구성된다.
상기의 배열에 덧붙여 최종적으로 잔류진동 감쇄하는 꼬리로프조립체(10)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 선배열 음파 탐지기 센서부와 작동을 제2도를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
저주파음향모듈(30)은 수신된 음향신호중의 저주파 신호를 전기적 신호로 변환시키는 기능의 모듈인데, 해수입자의 기계적 소,밀작용에 의해 전파되는 진동은 주파수의 제곱과 진폭과의 곱에 정비례하는 크기로 저주파용 수중청음기(33)에 출력변화를 일으킨다.
이로 인해 저주파용 수중청음기(33)의 압전소자는 출력단에 전기신호를 발생시킨다.
상기에서 유도된 전기 신호는 후단의 저주파용 전단증폭기(34)에서 신호증폭과, 잡음제거의 효과를 나타내는데 상세한 동작을 살펴보면 다음과 같다.
저주파 즉, 음파와 같이 대부분의 에너지가 저주파 영역에 존재하는 신호는 같은 크기의 고주파 성분으로 인하여 커다란 주파수 편이(frequency deviation)를 발생시키지 않는다.
그러므로 신호의 에너지가 할당된 대역폭에 균일하게 분포하는 것이 아니라 고주파 부분의 에너지는 적게 분포한 결과 고주파 신호에 대해서는 아주 낮은 신호 대 잡음비(Sinal To Noise Ratio : S/N)를 나타내는 약점을 가진다.
이런한 약점을 개선하기 위한 프리 엠퍼시스(Pre-Emphasis)와 디엠퍼시스(De-Emphasis)방식은 송신기에서는 신호레벨이 높고 잡음이 어느 정도 억제될 수 있어 변조할 신호를 저주파에 비하여 고주파를 확장시켜 의도적으로 변경하고 수신기에서는 신호레벨이 높고 잡음이 어느 정도 억제될 수 있어 복조할 신호를 고주파에 비하여 저주파를 확장시켜 의도적으로 변경해야 한다.
이렇게 고주파 확산을 발생하도록 신호를 변경하는 것을 '프리 엠퍼시스 여파라 하고, 저주파 성분을 고주파에 비해 확장시키는 것을 디 엠퍼시스라 한다.
이로인해 신호 대 잡음비(S/N)이 수신단에서 증가하게 된다.
상기의 프리 엠퍼시스와 디엠퍼시스를 통하여 엠퍼시스라 한다.
상기의 저주파용 전단증폭기(34)에서 수중청음기(33)의 작은 신호를 신호 처리하기에 적당한 크기로 증폭시킨다.
통상, 수중음파는 저주파의 형태로 존재하는 경우가 많으므로 신호의 정밀 측정을 위해서 선배열 음과 탐지기 의 센서부에 저주파음향오모듈(30)을 다수개 장지차하여 해수의 미세한 저주파 신호도 포팍 가능하도록 하였다.
이때 잡음도 신호에 실려 같이 증폭되므로 주변잡음 뿐만아니라 증폭소자 자체 잡음요인(증폭소자에서 발생하는 저역통과 여과기 주파수 대역에서 발생하는 1/f 잡음, shot, 그리고 Joshnson 잡음등)이 있다.
1/f 잡음은 저역통과 대역에서 발생하며, Johnson 잡음, shot 잡음은 에프엠(Frequency Modulation : FM)대역 이상에서 나ㅏ나고 주파수대역에 균일하게 분포하는 특성이 있으므로 이의 제거도 고려하여 증폭히로(미도시)의 대역폭을 제한하므로써, 잡음 레벨을 감소시키고 있다.
제2도를 통해 예인형 선배열 음파 탐지기 센서부의 신호전송모듈(40)동작을 살펴보변 다음과 같다.
고주파음향모듈(50)과 저주파음향모듈(30)에서 수신, 증폭된 신호가 순차적으로 디지탈 신호하 하기 위해 아날로그멀티플렉서(42)에 입력되면 상기 아날ㄹ그멀티플렉서(42)는 수신된 신호를 순차적으로 자동이득조정앰프(43)를 통해 진폭이 증폭되어진 후 A/D변환기(44)에서 아날로그 신호는 진폭의 크기에 따라 대응하는 크기로 표본화, 양자화되어 디지탈 신호화 된다.
여기에서 아날로그 신호는 크기에 따라 대응하는 디지탈 신호로 표본화, 양자화되어져 디지탈 신호화 된다.
또한 방위센서(45)는 예인방위를 포착하고, 수심센서(41)는 수심정보를 각각 측정하여 상기 신호전송모듈(40)에서의 음향신호처리 루트와 같이 펄스코드변조되어 디지탈 신호화 되어 음향신호와 같이 함상의 신호처리부(미도시)로 전송되어 진다.
본 고안에서는 함상의 신호처리부에서 전송되는 신호를 선배열 음파 탐지기 센서부의 신호전송모듈에서 수신하여 데이타의 환경변화에 따른 데이타 전송레벨의 변화에 대해 이득(Gain)조절 및 데이타를 자동으로 조절할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
본 고안에서는 함상의 신호처리부(80)에서 전송되는 데이타를 선배열 음파 탐지기 신호전송모듈(40)에서 처리하는 장치에 있어서,
신호전송모듈(40)에 예인케이블(70)을 통해 전송되는 데이타를 증폭하는 증폭수단과, 상기 증폭수단으로 증폭된 데이타를 원래의 변조된 신호로 복원하는 복조수단과, 상기 복조수단에서 복조된 신호를 읽어 제어하여 AGC앰프(49)로 전송하는 제어수단으로 구비한 것을 주지적인 특징으로 한다.
이를 첨부 도면에 의해 설명한다.
함상의 신호처리부(80)에서 전송되는 데이타를 선배열 음파 탐지기 신호전송모듈(40)에서 처리하는 장치에 있어서,
상기 신호전송모듈(40)에 예인케이블(70)을 통해 전송되는 데이타를 증폭하는 증폭부(46)와, 상기 증폭부(46)에서 증폭된 데이타를 원래의 변조된 신호로 복원하는 주파수복조기(47)와, 상기 주사수복조기(47)에서 복조된 신호를 읽어 인터럽트 인에이블시켜 AGC앰프(49)로 전송하는 원칩마이컴(48)을 더 포함한다.
이하 첨부된 도면에 의해 본 고안에 따른 작용 및 효과를 설명한다.
제1도는 선배열 음파 탐지기의 센서부를 개략적으로 보인 일 예시도이고, 제2도는 선배열 음파 탐지기의 구성을 보인 블럭도이며, 제3도는 본 고안을 해결하기 위한 신호처리부와 센서부의 자동 이득 제어(AGC)장치를 보인 구성 블럭도이다.
선배열 음파 탐지기의 센서부에 관해서는 본 고안의 전단에서 이미 기술하고 있으므로 본 고안의 작용 효과에서는 생략하기로 한다.
함상의 신호처리부(80)에 포함된 데이타입력부(81)에서 이득(Gain)에 따른 데이타값이 입력된다.
상기 데이타입력부(81)에 입력된 이득에 따른 데이타는 원칩마이컴(82)에 입력되어 연속적으로 데이타가 변화되어 코드신호로 주파수변조(83)로 전송된다.
상기 주파수변조기(83)에 코드신호로 입력된 데이타는 일정레벨(예:2025Hz, 2225Hz, 삼각파)의 주파수로 변조되어 예인케이블(70)을 경유하여 센서부 신호전송모듈(40)의 증폭부(46)에 입력된다.
상기 증폭부(46)에 주파수 변조신호로 변조되어 입력되는 신호는 주파수를 복조시키기 위한 신호로 증폭하여 후단의 주파수복조기(47)에 출력한다.
상기 주파수복조기(47)는 신호처리부(80)의 주파수변조기(83)에서 출력되는 일정레벨(예:2025Hz, 2225Hz, 삼각파)의 신호로 주파수를 복조하여 원칩마이컴(48)으로 출력한다.
상기 원칩마이컴(48)은 주파수복조기(47)에서 원래의 신호로 복조되어 입력되는 데이타를 읽어 AGC앰프(49)에 전송한다.
상술한바와 같이 본 고안은 함상의 신호처리부에서 전송되는 신호를 선배열 음파 탐지기 센서부의 신호전송모듈에서 수신하여 데이타의 환경변화에 따른 데이타 전송레벨의 변화에 대해 이득(Gain)조절 및 데이타를 자동으로 조절할 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 함상의 신호처리부(80)에서 전송되는 데이타를 선배열 음파 탐지기 신호전송모듈(40)에서 처리하는 장치에 있어서, 상기 신호전송모듈(40)에 예인케이블(70)을 통해 전송되는 데이타를 증폭하는 증폭부(46)와, 상기 증폭부(46)에서 증폭된 데이타를 원래의 변조된 신호로 복원하는 주파수복조기(47)와, 상기 주파수복조기(47)에서 복조된 신호를 읽어 인터럽트 인에블시켜 AGC앰프(49)로 전송하는 원칩마이컴(48)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어(AGC)장치.
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