KR0175783B1

KR0175783B1 - A passive dolly sound detector comprising a preamplifier having a gain control function

Info

Publication number: KR0175783B1
Application number: KR1019960044280A
Authority: KR
Inventors: 정신재
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR19980025959A

Abstract

본 발명은 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향탐지기(Towed Array Sonar System)의 음향센서부에 구비되는 음향모듈의 전치증폭기에 관한 것으로, 함상으로부터 예인케이블에 의해 연결되는 음향탐지기의 수중청음기는 감지된 음향신호를 전기신호로 변환시켜 전치증폭기에 인가하게 된다. 이때 전치증폭기를 구성하는 저잡음증폭부에서 일차로 증폭된 후 해수잡음보상증폭부에서 저주파대역을 차단시키면서 고주파대역을 증폭시켜 저역필터에 인가한다. 상기 저역필터는 인가된 신호를 저역필터링하고 게인컨트롤러에서 이득제어하여 이득을 만족시킨 후 라인구동부에서 장거리 전송에 적합한 임피던스로 조절하여 신호전송모듈의 먹스에 전송한다. 즉 전치증폭기에서 인가된 신호를 장거리 전송 이전에 이득제어한 후 차상출력신호로 출력시킴으로써 신호를 장거리로 전송할 때 외부잡음에 의해 원신호에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 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 a towed array sonar system for detecting an accurate position of a sound source by sensing sound in the water (kind of a sound source, moving speed of a sound source) And the hydrophone of the acoustic detector connected by the towing cable from the ship is converted into the electric signal and applied to the preamplifier. In this case, the low-noise amplification unit constituting the preamplifier firstly amplifies and then the low-frequency band is amplified by the seawater noise compensation amplification unit, and the high-frequency band is amplified and applied to the low-pass filter. The low-pass filter low-pass filters the input signal and performs gain control on the gain controller to satisfy the gain. Then, the low-pass filter adjusts the impedance to an impedance suitable for long-distance transmission in the line driver, and transmits the impedance to the mux of the signal transmission module. That is, the signal applied from the preamplifier is gain-controlled prior to long-distance transmission and output as a phase-shifted output signal, thereby minimizing the influence of the external noise on the original signal when the signal is transmitted over a long distance.

Description

A passive dolly sound detector comprising a preamplifier having a gain control function

본 발명은 음향탐지기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향탐지기(Towed Array Sonar System)의 음향센서부에 구비되는 음향모듈의 전치증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic detector, and more particularly, to an acoustic sensor of a towed array sonar system which detects an accurate location 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 아날로그 신호로 변환하고 이를 다시 디지털 신호로 변환한 후 다중화하여 전송하는 음향센서부(300)와; 상기 음향센서부(300)에 연결되는 예인케이블(200)과; 상기 예인케이블(200)에 의해 음향센서부(300)에 접속되며 음향센서부(300)를 제어하여 수중의 음향원을 감지하는 함상(100)으로 구성된다.FIG. 1 is a block circuit diagram schematically showing a general acoustic detector. FIG. 1 is a block diagram of a general acoustic detector, which includes a sound sensor unit 300 for detecting an acoustic signal in water and converting it into an electrical analog signal, A towing cable 200 connected to the acoustic sensor unit 300; And a cabin 100 connected to the acoustic sensor unit 300 by the towing cable 200 and controlling the acoustic sensor unit 300 to sense an acoustic source in the water.

또한 상기 함상(100)은 음향센서부(300)로부터 수신한 전기신호를 전달하는 신호처리부(120)와, 신호처리부(120)로부터 수신된 전기신호 데이터를 분류, 검색, 처리하는 자료처리부(110)로 구성된다.The ship 100 also includes a signal processor 120 for transferring electrical signals received from the acoustical sensor 300 and a data processor 110 for classifying, searching and processing the electrical signal data received from the signal processor 120 ).

또한 상기 음향센서부(300)는 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈(Vibration Isolation Module:300)과, 입력되는 아날로그 신호를 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 수중의 음향신호를 수신하여 전기적 신호로 변환시키면서 신호를 타고 흐르는 해수 잡음을 제거하는 기능을 하는 모듈로서, 제2도에 도시된 바와 같이, 해저의 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.The acoustic module 300 comprises an acoustic module 330 for receiving acoustic signals in the water and converting the acoustic signals into electrical signals while removing seawater noise flowing through the signals, (Hydrophone) 331 for receiving an acoustic signal of the seabed and converting it into an electric signal, a pre-amplifier 332 for amplifying a fine signal, and a preamplifier 332 as an overcurrent A roll sensor 335 and 335a for sensing the inclination of the sound sensor unit 300 and a sea noise correction circuit for compensating for noise due to seawater, An orientation sensor 338 for measuring the orientation of the acoustic sensor unit 300 and an orientation sensor 338 for measuring the orientation of the acoustic sensor unit 300. [ And a test controller 336 for testing the presence or absence.

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 전기파형률에 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 generates an electrical energy signal corresponding to the electric waveform rate 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 신호는 해수잡음보상회로(334)를 통과하면서 저주파영역에 존재하는 해수내의 잡음신호는 차단되고 감쇄된 고주파 성분신호는 보상되어 신호전송모듈(320)에 전달된다.The 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 cut off, and the attenuated high frequency component signal is compensated and transmitted to the signal transmitting 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 음향모듈의 전치증폭기와 신호전송모듈의 먹스를 개략적으로 나타낸 블럭회로도로서, 음향모듈(330)의 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 이루어지고, 신호전송모듈(320)의 먹스(322)는 전치증폭기(332)의 전류구동부(332d)에 접속되어 인가된 신호를 멀티플렉싱(Multiplexing)시키는 아날로그먹스(322a)와, 상기 아날로그먹스(322a)에 접속되어 인가된 신호를 이득제어하는 게인컨트롤러(322b)와, 상기 게인컨트롤러(322b)에 접속되어 인가된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 아날로그/디지탈 컨버터(322c)로 이루어진다.3 is a block circuit diagram schematically showing a preamplifier and a signal transmission module of a conventional sound module. The preamplifier 332 of the sound module 330 includes a low noise amplifying unit 332 for amplifying a low noise signal applied from the hydrophone 331, A seawater noise compensating amplifying unit 332b connected to the low noise amplifying unit 332a for intercepting the seawater noise applied thereto and compensating only for the high frequency signal and for outputting the compensated signal to the seawater noise compensating amplifying unit 332b; A low pass filter 332c connected to the low pass filter 332c to pass only the low frequency portion of the applied signal, and a current driving unit connected to the low pass filter 332c for outputting a current signal in order to prevent signal attenuation, And the multiplexer 332d of the signal transmission module 320 is connected to the current driver 332d of the preamplifier 332 to multiplex the multiplexed signal with an analog multiplexer A gain controller 322b connected to the analog mixer 322a for gain control of an applied signal and an analog / digital converter 322b connected to the gain controller 322b for converting the applied analog signal into a digital signal, (322c).

이와 같이 이루어진 종래의 수동예인형 음향탐지기는 수중청음기(331)로부터 음향신호에 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)(322a)로 출력시키게 된다.In the conventional manual passive acoustic sensor, 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 a signal into a current signal to output a signal to the analog multiplexer 322a of the signal transmission module 320 in order to prevent a signal attenuation occurring when an applied signal is transmitted over a long distance .

그러나 수중청음기(331)로부터 감지되어 전치증폭기(332)를 거쳐 신호전송모듈(320)의 먹스(322)에 인가되는 신호는 매우 미소하여 출력레벨이 낮을 뿐만 아니라, 전치증폭기(332)에서 먹스(322)까지의 거리가 길게는 120m까지 전송하여야 하므로 각종 신호 전송선간의 회선에서 유입되는 잡음들이 먹스(322)에 그대로 입력되어 먹스(322)에서 잡음레벨이 상승된 상태에서 이득제어되므로 원신호에 대한 처리가 적절하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.However, the signal detected by the hydrophone 331 and applied to the mux 322 of the signal transmission module 320 via the preamplifier 332 is very small and the output level is low, 322 are long enough to transmit signals up to 120 m, the noise introduced from the line between the various signal transmission lines is directly input to the mux 322, and the gain is controlled in the state where the noise level is raised in the mux 322, There is a problem that the processing is not properly performed.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 음향탐지기를 구성하고 있는 음향모듈에서 수중청음기로부터 전치증폭기에 인가되는 신호가 신호전송모듈에 전송되기 이전에 증폭도를 조절가능하게 함으로써 전송선간 회선으로부터 유입되는 잡음의 영향으로부터 원신호를 보호할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sound module and a sound module in which a signal applied to a preamplifier from a hydrophone is transmitted to a signal transmission module, So that the original signal can be protected from the influence of the noise introduced from the line between the transmission lines.

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 521 : 저잡음증폭부520: Preamplifier 521: Low noise amplifier

523 : 해수잡음보상증폭부 525 : 저역필터523: Seawater noise compensation amplifying unit 525: Low frequency filter

527 : 게인컨트롤러 529 : 라인구동부527: Gain controller 529: Line driver

600 : 신호전송모듈 610 : 아날로그먹스600: Signal transmission module 610: Analog mux

620 : 아날로그/디지탈 컨버터 700 : 진동격리모듈620: Analog / Digital Converter 700: Vibration Isolation Module

800 : 함상 850 : 예인케이블800: ship 850: tow cable

900 : 음향센서부900: sound sensor unit

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 함상에 예인케이블을 통해 접속되며 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈과; 입력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 전송하는 신호전송모듈과; 수중청음기, 전치증폭기, 롤센서, 보호회로, 해수잡음보상회로, 수심센서, 방위센서 및 시험제어기로 이루어져 음향신호를 감지하는 음향모듈로 구성되는 음향센서부에 있어서, 수중청음기로부터 인가되는 저잡음신호를 증폭시키는 저잡음증폭부와, 상기 저잡음증폭부에 접속되어 인가되는 해수잡음을 차단하고 고주파신호만을 보상하여 출력시키는 해수잡음보상증폭부와, 상기 해수잡음보상증폭부에 접속되며 인가된 신호를 저주파 부분만을 통과시키는 저역필터와, 상기 저역필터에 접속되며 저역필터로부터 인가되는 신호를 이득제어하는 게인컨트롤러와, 상기 게인컨트롤러에 접속되며 인가된 신호를 장거리 전송에 적합하도록 임피던스를 조절하여 차상출력신호로 출력시키는 라인구동부를 구비하는 음향모듈의 전치증폭기; 상기 전치증폭기의 라인구동부에 접속되며 라인구동부로부터 인가되는 신호를 멀티플레싱시키는 아날로그먹스와, 상기 아날로그먹스에 접속되며 인가된 아날로그신호를 디지탈신호로 변환시키는 아날로그/디지탈 컨버터를 구비하는 신호전송모듈의 먹스로 구성된다.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 depth sensor, an orientation sensor, and a test controller to detect a sound signal, A low noise amplifying unit connected to the low noise amplifying unit to cut off seawater noise applied to the low noise amplifying unit and to compensate only the high frequency signal and output the signal; A gain controller connected to the gain controller and connected to the low-pass filter for controlling a gain of the signal applied from the low-pass filter; and a gain controller connected to the gain controller for adjusting an impedance of the applied signal to be suitable for long- A preamplifier for a sound module having a line driver for outputting the preamplifier; An analog multiplexer connected to the line driver of the preamplifier and multiplexing a signal applied from the line driver, and an analog / digital converter connected to the analog multiplexer to convert the applied analog signal into a digital signal, It is composed of muxes.

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.

제4a도를 참조하면, 수중의 음향신호를 감지하여 전기적인 아날로그 신호로 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 신호처리부로부터 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, a signal processor 800 for transmitting electrical signals received from the acoustic sensor unit 900, .

또한 상기 음향센서부(900)는 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈(700)과, 입력되는 아날로그 신호를 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)으로 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 And a preamplifier 520 for amplifying a fine signal.

제4b도를 참조하여 설명하면, 음향모듈(500)을 구성하는 수중청음기(hydrophone)(510)에서 감지된 음향신호에 해당하는 미세신호는 전치증폭기(520)에 인가된다. 상기 수중청음기(510)로부터 전치증폭기(520)에 인가되는 신호는 전치증폭기(520)를 구성하는 저잡음증폭부(LNA)(521)에 인가된다. 상기 저잡음증폭부(521)는 인가된 미세신호를 저잡음 고입력 임피던스를 사용하여 35dB 정도로 초단증폭한다. 상기 저잡음증폭부(521)에서 증폭된 신호는 해수잡음보상증폭부(SNCA)(523)에 인가된다. 이때 해수잡음보상증폭부(523)에 인가되는 신호중에는 저주파영역에 존재하는 해수잡음이 존재한다. 상기 해수잡음보상증폭부(523)는 고역필터(HPF)로 구성되어 저주파영역에 존재하는 해수잡음을 차단시켜 제거한 후 고주파신호만을 보상하여 출력시킨다.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. A signal applied from the hydrophone 510 to the preamplifier 520 is applied to a low noise amplifier (LNA) 521 constituting the preamplifier 520. The low-noise amplifier 521 first amplifies the applied fine signal to about 35 dB using a low-noise high input impedance. The signal amplified by the low-noise amplifier 521 is applied to a seawater noise compensation amplifier (SNCA) 523. At this time, there exists seawater noise existing in the low frequency region in the signal applied to the sea water noise compensation amplifying unit 523. The seawater noise compensation amplifying unit 523 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(523)로부터 출력된 신호는 저역필터(LPF)(525)에 인가된다. 상기 저역필터(525)는 아날로그 신호가 디지탈 신호로 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(525)는 인가된 신호를 저주파 부분만을 통과시키게 된다. 상기 저역필터(525)에서 필터링된 신호는 접속된 게인컨트롤러(gain controller)(527)에 인가된다. 상기 게인컨트롤러(527)는 인가되는 신호의 레벨에 따라 3dB 단계로 조정가능하도록 로가리즘 DAC(logarithmic D/A Converter)를 이용하여 4비트 입력에 의해 0∼45dB까지 조절하므로서 이득제어하여 출력시키게 된다. 상기 게인컨트롤러(527)에 접속된 라인구동부(529)는 차동출력신호를 먹스(600)까지 전송할 수 있도록 평형라인구동소자(Balanced Line Driver)를 이용하여 구성되며, 장거리 전송에 적합하도록 임피던스를 조절하여 차상출력신호(Differential output signal)로 출력시키게 된다.The signal output from the seawater noise compensation amplifying unit 523 is applied to a low-pass filter (LPF) 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 525 has a corner frequency of 1.6 kHz and an excellent blocking characteristic of 4 . Accordingly, the low-pass filter 525 passes only the low-frequency portion of the applied signal. The signal filtered in the low-pass filter 525 is applied to a connected gain controller 527. The gain controller 527 adjusts up to 0 to 45 dB by a 4-bit input using a logarithmic D / A converter (DAC) so as to be adjustable in 3 dB steps according to the level of an applied signal, do. The line driver 529 connected to the gain controller 527 is constituted by using a balanced line driver so as to transmit the differential output signal to the multiplexer 600 and adjusts the impedance to be suitable for long- And outputs it as a differential output signal.

상기 라인구동부(529)로부터 출력된 신호는 신호전송모듈(600)의 아날로그먹스(610)에 인가되고, 상기 아날로그먹스(610)는 인가된 신호를 멀티플렉싱시켜 아날로그/디지탈 컨버터(620)에 인가하게 된다.The signal output from the line driver 529 is applied to the analog mux 610 of the signal transmission module 600 and the analog mux 610 multiplexes the applied signal and applies it to the analog / digital converter 620 do.

상기 아날로그/디지탈 컨버터(620)는 인가된 아날로그신호를 디지탈신호로 변환시키게 된다. 이때 아날로그신호를 디지탈신호로 변환시킬 때에는 인가되는 클럭(clock)신호와 컨버젼(conversion)신호에 의해 제어되어 변환시키게 된다. 상기 아날로그/디지탈 컨버터(620)에서 변환된 신호는 함상(800)으로 전송하게 된다.The analog / digital converter 620 converts the applied analog signal into a digital signal. At this time, when an analog signal is converted into a digital signal, it is controlled and converted by an applied clock signal and a conversion signal. The converted signal from the analog / digital converter 620 is transmitted to the shipboard 800.

이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 함상으로부터 예인케이블에 의해 연결되는 음향탐지기의 수중청음기는 감지된 음향신호를 전기신호로 변환시켜 전치증폭기에 인가하게 된다. 이때 전치증폭기를 구성하는 저잡음증폭부에서 일차로 증폭된 후 해수잡음보상증폭부에서 저주파대역을 차단시키면서 고주파대역을 증폭시켜 저역필터에 인가한다. 상기 저역필터는 인가된 신호를 저역필터링하고 게인컨트롤러에서 이득제어하여 이득을 만족시킨 후 라인구동부에서 장거리 전송에 적합한 임피던스로 조절하여 신호전송모듈의 먹스에 전송한다. 즉 전치증폭기에서 인가된 신호를 장거리 전송 이전에 이득제어한 후 차상출력신호로 출력시킴으로써 신호를 장거리로 전송할 때 외부잡음에 의해 원신호에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 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. In this case, the low-noise amplification unit constituting the preamplifier firstly amplifies and then the low-frequency band is amplified by the seawater noise compensation amplification unit, and the high-frequency band is amplified and applied to the low-pass filter. The low-pass filter low-pass filters the input signal and performs gain control on the gain controller to satisfy the gain. Then, the low-pass filter adjusts the impedance to an impedance suitable for long-distance transmission in the line driver, and transmits the impedance to the mux of the signal transmission module. That is, the signal applied from the preamplifier is gain-controlled prior to long-distance transmission and output as a phase-shifted output signal, thereby minimizing the influence of the external noise on the original signal when the signal is transmitted over a long distance.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 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 may be made without departing from the scope of the present invention.

Claims

A vibration isolation module connected to the shipboard via a tow cable and attenuating the 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 depth sensor, an orientation sensor, and a test controller to detect a sound signal, A low noise amplifying unit connected to the low noise amplifying unit to cut off seawater noise applied to the low noise amplifying unit and to compensate only the high frequency signal and output the signal; A gain controller connected to the gain controller and connected to the low-pass filter for controlling a gain of the signal applied from the low-pass filter; and a gain controller connected to the gain controller for adjusting an impedance of the applied signal to be suitable for long- A preamplifier for a sound module having a line driver for outputting the preamplifier; An analog multiplexer connected to the line driver of the preamplifier and multiplexing a signal applied from the line driver, and an analog / digital converter connected to the analog multiplexer to convert the applied analog signal into a digital signal, Wherein the preamplifier has a gain control function.

The passive-doll type acoustic detector according to claim 1, wherein the low-noise amplifier amplifies the applied fine signal to 35 dB.

The passive-doll type acoustic detector according to claim 1, wherein the seawater-noise-compensated amplification unit comprises a high-pass filter (HPF) for compensating the seawater transfer characteristic of a sound wave.

The passive-doll acoustic detector as set forth in claim 1, wherein the low-pass filter comprises four stages.

The passive-doll type acoustic detector according to claim 1, wherein the gain controller is adjusted in three steps from 0 to 45 dB according to an applied signal level.

The passive-doll acoustic detector according to claim 1, wherein the gain controller is controlled by 4-bit by a logarithmic DAC.

The passive-doll type acoustic detector according to claim 1, wherein the analog / digital converter is controlled by a clock signal and a convolution signal.