KR0175777B1 - Passive Preamplifier for Noise Reduction of Piston Line Array Acoustic Detector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치를 탐지하는 음향탐지기의 음향센서부에 구비되는 음향모듈의 전치증폭기에 관한 것으로, 함상으로부터 예인케이블에 의해 연결되는 음향탐지기의 수중청음기는 감지된 음향신호를 전기신호로 변환시켜 전치증폭기에 인가하게 된다. 이때 수중청음기와 전치증폭기의 차동증폭부를 접속시켜 연결하는 선로(wire)에는 접지(Ground)가 제거되어 있으므로 접지를 통해 유입되던 잡음이 모두 제거되게 된다. 따라서 차동증폭부에서 일차로 증폭된 신호는 해수잡음보상증폭부에 인가되고 해수잡음보상증폭부는 저주파대역을 차단시키면서 고주파대역을 증폭시켜 저역필터에 인가한다. 상기 저역필터는 인가된 신호를 저역필터링하고 라인구동부에 인가하게 된다. 상기 라인구동부는 저역필터로부터 인가되는 신호를 장거리 전송하기 편하도록 신호의 임피던스를 조절하여 신호전송모듈을 통해 함상으로 출력시키게 되므로 접지로부터 유입되는 잡음이 없게 되어 원신호에 영향을 미치지 못하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preamplifier for an acoustic module provided in an acoustic sensor unit of an acoustic detector for detecting an accurate position of an acoustic source by sensing sound in water, And converts the converted acoustic signal into an electrical signal and applies it to the preamplifier. At this time, since the ground is removed from the wire connecting the hydrophone and the differential amplifier of the preamplifier, all the noise introduced through the ground is removed. Therefore, the signal amplified first in the differential amplification unit is applied to the sea water noise compensation amplification unit, and the sea water noise compensation amplification unit amplifies the high frequency band while blocking the low frequency band, and applies the amplified signal to the low pass filter. The low-pass filter low-pass filters the applied signal and applies it to the line driver. Since the line driver adjusts the impedance of the signal to be transmitted over a long distance from the low pass filter to output the signal through the signal transmission module, there is no noise introduced from the ground and the original signal is not affected .
Description
본 발명은 음향탐지기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향탐지기(Towed Array Sonar Syatem)의 음향센서부에 구비되는 음향모듈의 전치증폭기에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an acoustic detector, and more particularly to an acoustic sensor of a towed array Sonar Syatem for detecting the exact position of an acoustic source (type of a sound source, moving speed of a sound source) The present invention relates to a preamplifier for a sound module.
일반적으로 수중의 음향 신호를 감지하여 음향원의 정확한 위치 등을 탐지하는 음향탐지기가 수중음파를 감지하는 방식은 음향에너지를 방사하여 그 음향에너지가 물체로부터 반사되는 것을 수신하는 능동소나(Sonar)방식과, 다른 음원으로부터 방사하는 음향에너지만을 수신하는 수동소나방식이 있다.In general, a method in which an acoustic detector that detects an acoustic signal in the water and detects an accurate position of an acoustic source senses an underwater acoustic wave is an active sonar method in which acoustic energy is radiated and the acoustic energy is reflected from the object And a passive sonar system that receives only acoustic energy emitted from other sources.
제1도는 일반적인 음향탐지기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도로서, 수중의 음향 신호를 감지하여 전기적인 아날로그신호로 변환하고 이를 다시 디지털 신호로 변환한 후 다중화하여 신호처리부(120)로 전송하는 음향센서부(300)와; 상기 음향센서부(300)에 연결하는 예인케이블(200)과; 예인케이블(200)에 접속되며 음향센서부(300)로부터 수신한 전기신호를 전달하는 신호처리부(120)와, 신호처리부(120)로부터 수신된 전기신호 데이터를 분류, 검색, 처리하는 자료처리부(110)를 구비하는 함상(100)으로 구성된다.FIG. 1 is a block circuit diagram schematically illustrating a general acoustic detector. The acoustic sensor unit detects an acoustic signal in the water, converts the acoustic signal into an electrical analog signal, converts the analog signal into a digital signal, multiplexes the digital signal, 300; A towing cable 200 connected to the acoustic sensor unit 300; A signal processing unit 120 connected to the towing cable 200 and transmitting an electric signal received from the sound sensor unit 300; a data processing unit 120 for classifying, searching, and processing the electric signal data received from the signal processing unit 120 (110). ≪ IMAGE >
또한 상기 음향센서부(300)는 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈(Vibration Isolation Module:300)과, 입력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 전송하는 신호전송모듈(320)과, 음향신호를 감지하는 음향모듈(330)과, 최종적으로 진동을 감쇄시키는 꼬리로프조립체(340)로 구성되어 있다.The acoustic sensor unit 300 includes a vibration isolation module 300 for attenuating initial vibration, a signal transmission module 320 for converting an input analog signal into a digital signal and transmitting the digital signal, And a tail rope assembly 340 for attenuating the vibration finally.
또한 상기 음향센서부(300)를 이루고 있는 음향모듈(Accostic module:330)은 제2도에 도시된 바와 같이, 수중의 음향신호를 수신하여 전기적 신호로 변환시키면서 신호를 타고 흐르는 해수 잡음을 제거하는 기능을 하는 모듈로해저의 음향 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수중청음기(Hydrophone:331)와, 미세신호를 증폭하는 전치증폭기(Pre-Amp:332)와, 전치증폭기(332)를 과전류로부터 보호하는 보상회로(Input Protector:333)와, 음향센서부(300)의 기울어짐을 감지하는 롤센서(Roll Sensor:335,335a)와, 해수로 인한 잡음을 보상하는 해수잡음보상회로(Sea Noise Correction Amp:334)와, 음향센서부(300)의 수심을 측정하는 수심센서(337)와, 음향센서부(300)의 방위를 측정하는 방위센서(338)와, 음향센서부(300)의 이상유무를 시험하는 시험제어기(336)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the acoustic module 330 of the acoustic sensor unit 300 receives an acoustic signal in the water and converts it into an electrical signal, and removes seawater noise flowing through the signal (Hydrophone) 331 for receiving an acoustic signal of the seabed and converting it into an electric signal, a preamplifier 332 for amplifying a fine signal, and a preamplifier 332 from an overcurrent A roll sensor 335 for detecting tilting of the sound sensor unit 300 and a sea noise correction circuit 335 for compensating noise caused by the sea water, A water level sensor 337 for measuring the water depth of the sound sensor unit 300, an orientation sensor 338 for measuring the direction of the sound sensor unit 300, And a test controller 336 which tests the test data.
이하 상기의 구성을 한 음향센서부(300)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the acoustic sensor unit 300 will be described in detail.
수중음향은 해수 입자의 기계적인 소밀 작용에 의해 전파되며 이 진동이 주파수의 제곱과 진폭과의 곱에 정비례하는 크기로 수중청음기(331)에 체적변화를 일으키고, 이로써 수중청음기(331)는 수중음향에 반응하여 그 음파와 등가인 전기파형에 해당하는 전기적인 에너지 신호를 발생한다.The underwater sound is propagated by the mechanical close action of the seawater particles and this vibration causes a change in the volume of the water hammer 331 to a magnitude that is directly proportional to the product of the square of the frequency and the amplitude and thus the water hammer 331 is underwater And generates an electric energy signal corresponding to an electric waveform equivalent to the sound wave.
상기의 전기적 에너지 신호는 전류와 전압의 형태로 표현되는데 수중청음기(331)의 출력단 전치증폭기(332)와의 감도를 고려하여 임피던스 매칭(matching)시키면 수중청음기(331)의 신호를 멀리 전송할 수 있다.The electrical energy signal is expressed in the form of current and voltage. When the impedance matching is performed in consideration of the sensitivity of the hydrophone 331 with the output stage preamplifier 332, the signal of the hydrophone 331 can be transmitted away.
상기와 같이 처리된 전기적 신호는 해수잡음보상회로(334)를 통과하면서 저주파영역에 존재하는 해수내의 잡음신호는 차단되고 감쇄된 고주파 성분신호는 보상되어 신호전송모듈(320)에 전달된다.The electric signal thus processed passes through the seawater noise compensating circuit 334 and the noise signal in the seawater existing in the low frequency region is blocked and the attenuated high frequency component signal is compensated and transmitted to the signal transmission module 320.
또한 음향모듈(330)의 수심센서(337)와 방위센서(338)는 음향센서부(300)의 예인 방위와 수심 정보를 각각 측정하여 상기 신호전송모듈(320)에 전달한다.The depth sensor 337 and the orientation sensor 338 of the acoustic module 330 respectively measure the orientation and depth information of the acoustic sensor unit 300 and transmit the measurement to the signal transmission module 320.
상기의 처리과정을 거쳐 신호전송모듈(320)에 전송된 신호는 순차적으로 멀티플렉싱되어진 후 샘플링 및 양자화 과정을 거쳐 디지털 신호화되어 진동격리모듈(310)을 거쳐 함상(100)으로 전달된다.The signals transmitted to the signal transmission module 320 through the above process are sequentially multiplexed and then subjected to a sampling and quantization process to be digitized and transmitted to the ship 100 via the vibration isolation module 310.
상기와 같은 기능을 하는 음향탐지기의 음향센서부(300)를 구성하는 전치증폭기(332)는 수중청음기(331) 출력단의 미약한 신호를 증폭하고, 음파의 수중진행에 따른 감쇄 보상을 위해 엠퍼시스(Emphasis) 처리 후 수중청음기(331)의 작은 신호를 신호처리하기에 용이하게 증폭한다.The preamplifier 332 constituting the acoustic sensor unit 300 of the acoustic detector having the above functions amplifies the weak signal at the output stage of the hydrophone 331 and amplifies the weak signal at the output stage of the hydrophone 331, And easily amplifies a small signal of the hydrophone 331 after the emphasis processing for signal processing.
상기 전치증폭기(332)에서 신호가 증폭될 때 수중청음기(331)로부터 유입되는 미세한 잡음도 신호에 실려 같이 증폭되므로, 주변잡음뿐만 아니라 증폭소자 자체 잡음 요인의 제거도 고려하여 전치증폭기(332)의 증폭회로 대역폭을 제한함으로써 잡음레벨을 감소시키고 있다.Since the minute noise introduced from the hydrophone 331 is also amplified by the signal when the signal is amplified by the preamplifier 332, the amplification factor of the preamplifier 332 By limiting the amplification circuit bandwidth, noise levels are being reduced.
제3도는 종래 전치증폭기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭회로도로서, 전치증폭기(332)는 수중청음기(331)로부터 인가되는 저잡음신호를 증폭시키는 저잡음증폭부(332a)와, 상기 저잡음증폭부(332a)에 접속되어 인가되는 해수잡음을 차단하고 고주파신호만을 보상하여 출력시키는 해수잡음보상증폭부(332b)와, 상기 해수잡음보상증폭부(332b)에 접속되며 인가된 신호를 저주파 부분만을 통과시키는 저역필터(332c)와, 상기 저역필터(332c)에 접속되며 인가된 신호를 장거리 전송시 발생되는 신호감쇄현상을 방지하기 위하여 전류형태로 출력시키는 전류구동부(332d)로 이루어진다. 특히 수중청음기(331)와 저잡음증폭부(332a)를 상호 접속시키는 선로(wire)(333)에는 접지(Ground)가 구비되어 있다.3 is a block circuit diagram schematically showing the configuration of a conventional preamplifier. The preamplifier 332 includes a low-noise amplifier 332a for amplifying a low-noise signal applied from the hydrophone 331, A seawater noise compensating amplifying unit 332b for intercepting the applied seawater noise and compensating only the high frequency signal and outputting the signal; a low-pass filter connected to the seawater noise compensating amplifying unit 332b for passing only the low- And a current driver 332d connected to the low-pass filter 332c for outputting an applied signal in a current form in order to prevent a signal attenuation phenomenon occurring in long-distance transmission. Particularly, a ground is provided to a wire 333 connecting the hydrophone 331 and the low noise amplifier 332a.
이와 같이 구비된 종래의 수동예인형 음향탐지기는 수중청음기(331)로부터 음향 신호에 해당하는 미세신호가 인가되면 이를 증폭하여 해수잡음보상증폭부(332b)에 인가한다. 상기 해수잡음보상증폭부(332b)는 저주파영역에 존재하는 해수잡음을 차단한 후 고주파신호만을 보상하여 저역필터(332c)로 출력시키게 된다. 상기 해수잡음보상증폭부(332b)로부터 저역필터(332c)에 신호가 인가되면 저역필터(332c)는 주파수겹침(aliasing)현상의 발생을 방지하기 위하여 저주파부분만을 통과시켜 전류구동부(332d)에 인가하게 된다. 상기 전류구동부(332d)는 인가된 신호를 장거리 전송시 발생되는 신호감쇄 현상을 방지하기 위하여 신호를 전류형태로 전환시켜 신호전송모듈(320)의 아날로그먹스(Analog MUX)(320a)로 출력시키게 된다.In the conventional passive-type acoustic sound detector, when a fine signal corresponding to a sound signal is applied from the hydrophone 331, the acoustic signal is amplified and applied to the seawater noise compensation amplifier 332b. The seawater noise compensation amplifying unit 332b cuts off the seawater noise existing in the low frequency region, and then compensates only the high frequency signal and outputs it to the low pass filter 332c. When a signal is applied to the low-pass filter 332c from the seawater-noise-compensated amplifier 332b, the low-pass filter 332c passes only the low-frequency portion to prevent the occurrence of a frequency aliasing phenomenon, . The current driver 332d converts the signal into a current signal to output a signal to the analog multiplexer 320a of the signal transmission module 320 to prevent a signal attenuation phenomenon occurring when the applied signal is transmitted over a long distance .
그러나 수중청음기(331)로부터 감지되어 선로(333)을 통해 전치증폭기의 저잡음증폭부(332a)에 인가되는 음향신호에 해당하는 신호는 매우 미소하여 출력레벨이 낮아 주변회선에서 유입되는 잡음의 영향을 크게 받는 문제점이 있으며, 특히 저접음증폭부에서 증폭된 신호는 수백 mV의 레벨에 해당되어 전송선에 구비된 접지(Ground)에서 유입되는 잡음이 원신호에 미치는 영향이 매우 큰 문제점이 있다.However, since the signal corresponding to the acoustic signal applied to the low-noise amplifier 332a of the preamplifier through the line 333 detected by the hydrophone 331 is very small and the output level is low, the influence of the noise introduced from the surrounding line In particular, the signal amplified by the low-fold amplification part corresponds to a level of several hundreds of mV, so that the influence of the noise introduced from the ground provided in the transmission line has a great influence on the original signal.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 음향탐지기를 구성하고 있는 음향모듈에서 수중청음기로부터 전치증폭기로 인가되는 신호에 영향을 미치는 잡음의 유입을 최소화시킬 수 있는 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an acoustic module which minimizes influx of noise affecting a signal applied from a hydrophone to a preamplifier in an acoustic module constituting an acoustic detector And to provide a device that can be used.
제1도는 일반적인 음향탐지기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도.FIG. 1 is a block circuit diagram schematically illustrating a general acoustic detector. FIG.
제2도는 제1도의 음향탐지기를 이루고 있는 음향모듈과 진동격리모듈을 상세히 나타낸 블럭구성도.FIG. 2 is a block diagram showing in detail the acoustic module and the vibration isolation module constituting the acoustic detector of FIG. 1;
제3도는 종래 전치증폭기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭회로도.FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a configuration of a conventional preamplifier; FIG.
제4a도는 본 발명에 따른 수동예인형 음향탐지기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이고, 제4b도는 본 발명에 따른 음향모듈의 전치증폭기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이다.4a is a block circuit diagram schematically showing a passive-type acoustic detector according to the present invention, and FIG. 4b is a block circuit diagram schematically showing a preamplifier of an acoustic module according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
500 : 음향모듈 510 : 수중청음기500: sound module 510: hydrophone
520 : 전치증폭기 522 : 차동증폭부520: Preamplifier 522: Differential amplifier
524 : 해수잡음보상증폭부 526 : 저역필터524: Seawater noise compensation amplifying unit 526: Low pass filter
528 : 라인구동부 600 : 신호전송모듈528: Line driver 600: Signal transmission module
700 : 진동격리모듈 800 : 함상700: Vibration isolation module 800:
850 : 예인케이블 900 : 음향센서부850: Towing cable 900: Acoustic sensor part
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 함상에 예인케이블을 통해 접속되며 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈과; 입력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 전송하는 신호전송모듈과; 수중청음기, 전치증폭기, 롤센서, 보호회로, 해수잡음보상회로, 수심센서, 방위센서 및 시험제어기로 이루어져 음향신호를 감지하는 음향모듈로 구성되는 음향센서부에 있어서, 상기 음향센서부의 음향모듈을 구성하는 전치증폭기는 수중청음기로부터 인가되는 신호를 증폭시키는 차동증폭부와, 상기 수중청음기와 차동증폭부를 접속시키며 접지(Ground)가 제거된 선로(wire)와, 상기 차동증폭부에 접속되어 인가되는 해수잡음을 차단하고 고주파신호만을 보상하여 출력시키는 해수잡음보상증폭부와, 상기 해수잡음보상증폭부에 접속되며 인가된 신호를 저주파 부분만을 통과시키는 저역필터와, 상기 저역필터에 접속되며 저역필터로부터 인가되는 신호를 전송하기 편하도록 신호의 임피던스를 조절하여 신호전송모듈을 통해 함상으로 출력시키는 라인구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration isolation module comprising: a vibration isolating module connected to a cabin through a tow cable and attenuating initial vibration; A signal transmission module for converting an input analog signal into a digital signal and transmitting the digital signal; A sound sensor unit comprising a hydrophone unit, a preamplifier, a roll sensor, a protection circuit, a seawater noise compensation circuit, a water depth sensor, an orientation sensor, and a test controller to detect a sound signal, The preamplifier includes a differential amplifier unit for amplifying a signal applied from a hydrophone, a wire connected to the hydrophone unit and the differential amplifier unit and grounded, A low-pass filter connected to the low-pass filter and connected to the low-pass filter; and a low-pass filter connected to the high-pass filter, Adjusts the impedance of the signal so that it is easy to transmit the signal to be applied, and outputs it through the signal transmission module It characterized in that the drive unit consists of.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제4a도는 본 발명에 따른 수동예인형 음향탐지기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이고, 제4b도는 본 발명에 따른 음향모듈의 전치증폭기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이다.4a is a block circuit diagram schematically showing a passive-type acoustic detector according to the present invention, and FIG. 4b is a block circuit diagram schematically showing a preamplifier of an acoustic module according to the present invention.
제4a도를 참조하면, 수중의 음향 신호를 감지하여 전기적인 아날로그신호로 변환하고 이를 다시 디지털 신호로 변환한 후 다중화하여 전송하는 음향센서부(900)와; 상기 음향센서부(900)에 연결되는 예인케이블(850)과; 예인케이블(850)에 접속되며 음향센서부(900)로부터 수신한 전기신호를 전달하는 신호처리부 및 상기 신호처리로부터 수신된 전기신호 데이터를 분류, 검색, 처리하는 자료처리부를 구비하는 함상(800)으로 구성된다.Referring to FIG. 4A, an acoustic sensor unit 900 detects an acoustic signal in the water, converts the acoustic signal into an electrical analog signal, converts the analog signal into a digital signal, multiplexes the digital signal, and transmits the digital signal. A towing cable 850 connected to the acoustic sensor unit 900; And a data processing unit connected to the towing cable 850 and configured to classify, search, and process the electrical signal data received from the signal processing unit, .
또한 상기 음향센서부(900)는 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈(700)과, 입력되는 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 전송하는 신호전송모듈(600)과, 음향신호를 감지하는 음향모듈(500)로 구성되어 있다. 또한 상기 음향모듈(500)은 수중의 음향신호를 수신하여 전기적 신호로 변환시키면서 신호를 타고 흐르는 해수 잡음을 제거하는 기능을 하는 모듈로 해저의 음향 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수중청음기(510)와, 미세신호를 증폭하는 전치증폭기(520)등으로 구성된다.The acoustic sensor unit 900 includes a vibration isolation module 700 for attenuating initial vibration, a signal transmission module 600 for converting an input analog signal into a digital signal and transmitting the analog signal, and a sound module 500). The acoustic module 500 receives the acoustic signal from the water and converts it into an electrical signal, and removes seawater noise flowing through the signal. The module 500 receives the acoustic signal of the seabed and converts the acoustic signal into an electric signal 510 A preamplifier 520 for amplifying a fine signal, and the like.
이와 같이 구성된 음향탐지기는 음향모듈(500)의 수중청음기(510)가 수중의 음향을 감지하게 되면 수중청음기(510)에서 감지된 음향신호가 전기신호로 전환되어 전치증폭기(520)로 인가된다. 상기 전치증폭기(520)는 인가된 미세한 전기신호를 증폭하여 신호전송모듈(600) 및 진동격리모듈(700)을 거쳐 함상(800)에 인가되므로서 전기신호는 함상(800)의 자료처리부에서 검색 및 분류되어 처리되게 된다.When the hydrophone 510 of the acoustic module 500 senses the underwater sound, the acoustic signal detected by the hydrophone 510 is converted into an electric signal and applied to the preamplifier 520. [ The preamplifier 520 amplifies the applied fine electric signal and applies the amplified fine electric signal to the shipboard 800 through the signal transmission module 600 and the vibration isolation module 700 so that the electric signal is detected by the data processing unit of the shipboard 800 And classified and processed.
제4b도를 참조하여 설명하면, 음향모듈(500)을 구성하는 수중청음기(Hydrophone)(510)에서 감지된 음향신호에 해당하는 미세신호는 선로(515)를 통해 전치증폭기(520)에 인가된다. 상기 수중청음기(510)로부터 전치증폭기(520)에 인가되는 신호는 전치증폭기(520)를 구성하는 차동증폭부(Differential Amplifier)(522)에 인가된다. 상기 차동증폭부(522)는 인가된 미세신호를 저잡음 고입력 임피던스를 사용하여 35dB 정도로 초단증폭한다. 특히 상기 수중청음기(510)와 차동증폭부(522)를 접속하여 연결시켜주는 선로(515)에는 접지(Ground)가 제거되어 있으므로 접지로부터 유입되는 잡음은 모두 없어지게 된다. 따라서 차동증폭부(522)에 인가되는 신호에 영향을 미치는 잡음이 없으므로 신호상태가 양호하게 된다.Referring to FIG. 4B, a fine signal corresponding to the acoustic signal sensed by the hydrophone 510 constituting the acoustic module 500 is applied to the preamplifier 520 through the line 515 . A signal applied from the hydrophone 510 to the preamplifier 520 is applied to a differential amplifier 522 constituting the preamplifier 520. [ The differential amplifier 522 amplifies the applied fine signal to about 35dB using a low noise high input impedance. Particularly, since the ground is removed from the line 515 connecting and connecting the hydrophone 510 and the differential amplification unit 522, all the noise from the ground is lost. Therefore, since there is no noise that affects the signal applied to the differential amplifier 522, the signal state is improved.
상기 차동증폭부(522)에서 증폭된 신호는 접속된 해수잡음보상증폭부(SNCA)(524)에 인가된다. 이때 해수잡음보상증폭부(524)에 인가되는 신호중에는 저주파영역에 존재하는 해수잡음이 존재한다. 상기 해수잡음보상증폭부(524)는 고역필터(HPF)로 구성되어 저주파영역에 존재하는 해수잡음을 차단시켜 제거한 후 고주파신호만을 보상하여 출력시킨다.The signal amplified by the differential amplifier 522 is applied to the connected seawater noise compensation amplifier (SNCA) 524. At this time, seawater noise existing in the low frequency region exists in the signal applied to the sea water noise compensation amplifying unit 524. The seawater noise compensation amplifying unit 524 is composed of a high-pass filter (HPF) to block and remove seawater noise existing in a low-frequency region, and then compensates and outputs only a high-frequency signal.
상기와 같은 증폭소자 자체에서 발생되는 잡음 요인에는 저역통과 여파기 주파수 대역에서 대부분 발생하게 되는데, 플리커(1/f)잡음은 저역통과 대역에서 발생하고 Johnson 잡음, shot 잡음은 에프엠(Frequency Modulation)대역 이상에서 발생하며 주파수대역에 균일하게 분포하는 특성이 있으므로 백색잡음이라 한다.(1 / f) noise occurs in the low-pass band, and the Johnson noise and the shot noise are generated in the frequency modulation band or more. In this case, And it is called white noise since it has characteristics that are uniformly distributed in the frequency band.
상기 해수잡음보상증폭부(524)로부터 출력된 신호는 접속된 저역필터(LPF)(526)에 인가된다. 상기 저역필터(526)는 아날로그신호가 디지탈신호로 변환되기 전에 샘플링하는 경우에 발생되는 주파수겹침(aliasing)현상이 발생되는 것을 방지하기 위하여 코너주파수(corner frequency)가 1.6kHz이면서 차단특성이 우수한 4단으로 구성한다. 따라서 상기 저역필터(526)는 인가된 신호를 저주파 부분만을 통과시키게 된다. 상기 저역필터(526)에서 필터링된 신호는 접속된 라인구동부(Line Driver)(528)에 인가된다. 상기 라인구동부(528)는 저역필터(526)로부터 인가되는 신호를 장거리 전송하기 편하도록 신호의 임피던스로 조절하여 신호전송모듈(600) 및 진동격리모듈(700)을 통해 함상(800)으로 전송하게 된다.The signal output from the seawater noise compensation amplifying unit 524 is applied to a connected low-pass filter (LPF) 526. In order to prevent a frequency aliasing phenomenon occurring when the analog signal is sampled before being converted into a digital signal, the low-pass filter 526 has a corner frequency of 1.6 kHz and an excellent blocking characteristic of 4 . Therefore, the low-pass filter 526 passes only the low-frequency part of the applied signal. The signal filtered by the low-pass filter 526 is applied to a connected line driver 528. The line driver 528 adjusts a signal applied from the low pass filter 526 to an impedance of a signal for easy transmission over a long distance and transmits it to the shipboard 800 through the signal transmission module 600 and the vibration isolation module 700 do.
이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 함상으로부터 예인케이블에 의해 연결되는 음향탐지기의 수중청음기는 감지된 음향신호를 전기신호로 변환시켜 전치증폭기에 인가하게 된다. 이때 수중청음기와 전치증폭기의 차동증폭부를 접속시켜 연결하는 선로(wire)에는 접지(Ground)가 제거되어 있으므로 접지를 통해 유입되던 잡음이 모두 제거되게 된다. 따라서 차동증폭부에서 일차로 증폭된 신호는 해수잡음보상증폭부에 인가되고 해수잡음보상증폭부는 저주파대역을 차단시키면서 고주파대역을 증폭시켜 저역필터에 인가한다. 상기 저역필터는 인가된 신호를 저역필터링하고 라인구동부에 인가하게 된다. 상기 라인구동부는 저역필터로부터 인가되는 신호를 장거리 전송하기 편하도록 신호의 임피던스를 조절하여 신호전송모듈을 통해 함상으로 출력시키게 되므로 접지로부터 유입되는 잡음이 없게 되어 원신호에 영향을 미치지 못하는 효과가 있다.As can be seen from the above description, the hydrophone of the acoustic detector connected by the towing cable from the shipboard converts the sensed acoustic signal into an electric signal and applies it to the preamplifier. At this time, since the ground is removed from the wire connecting the hydrophone and the differential amplifier of the preamplifier, all the noise introduced through the ground is removed. Therefore, the signal amplified first in the differential amplification unit is applied to the sea water noise compensation amplification unit, and the sea water noise compensation amplification unit amplifies the high frequency band while blocking the low frequency band, and applies the amplified signal to the low pass filter. The low-pass filter low-pass filters the applied signal and applies it to the line driver. Since the line driver adjusts the impedance of the signal to be transmitted over a long distance from the low pass filter to output the signal through the signal transmission module, there is no noise introduced from the ground and the original signal is not affected .
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 당업자의 통상의 지식범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to the exemplary embodiments thereof, the present invention is not limited thereto and various changes and modifications can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains.
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