KR0180182B1 - 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 구비하는 수동예인형 음향탐지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향 탐지기에 공급되는 전압 및 전류의 공급상태를 외부에 표시함으로써 음향탐지기의 동작상태를 신속하게 확인할 수 있는 전원공급상태가 표시되는 모니터를 구비하는 수동예인형 음향탐지기에 관한 것으로, 함상에 구비된 전원공급부로부터 음향탐지기의 음향센서부에 고전압이 인가되면 음향센서부에 구비된 제1리니어 레귤레이터에서 일정한 전압으로 안정화시키게 된다. 상기 제1리니어 레귤레이터에서 안정된 전압을 제2리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터에 인가되고, 상기 제2리니어 레귤레이터는 아날로그신호를 처리하기에 적합한 전압으로 안정화시켜 전치증폭기등에 인가하게 되며, 상기 스위칭 레귤레이터는 디지털신호를 처리하기에 적합한 전압으로 안정화시켜 먹스 등의 단자에 인가하게 된다. 따라서 제1 및 제2리니어 레귤레이터의 기본 잡음이 작은 특성과 스위칭 레귤레이터의 효율이 뛰어난 특성에 의해 상호 분리(isolation)가 가능하므로 전체 센서부의 잡음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 구비하는 수동 예인형 음향탐지기

본 발명은 음향 탐지기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향 탐지기(Towed Array Sonar System)에 공급되는 전압 및 전류의 공급상태를 외부에 표시함으로써 음향탐지기의 동작상태를 신속하게 확인할 수 있는 전원공급상태가 표시되는 모니터를 구비하는 수동예인형 음향탐지기에 관한 것이다.

일반적으로 수중의 음향 신호를 감지하여 음향원의 정확한 위치 등을 탐지하는 음향 탐지기가 수중음파를 감지하는 방식은 음향에너지를 방사하여 그 음향에너지가 물체로부터 반사되는 것을 수신하는 능동소나(Sonar)방식과, 다른 음원으로부터 방사하는 음향에너지만을 수신하는 수동소나방식이 있다.

상기의 음향탐지기는 제1도에 도시한 바와 같이, 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; 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.

또한 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.

또한 상기 음향센서부(300)를 이루고 있는 음향모듈(Accostic module : 330)은 제2도에 도시된 바와같이, 수중의 음향신호를 수신하여 전기적신호로 변환시키면서 신호를 타고 흐르는 해수 잡음을 제거하는 기능을 하는 모듈로 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.

이하 상기의 구성을 한 음향센서부(300)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

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.

상기의 전기적 에너지 신호는 전류와 전압의 형태로 표현되는데 수중청음기(331)의 출력단 전치증폭기(332)와의 감도를 고려하여 임피던스 매치(matching)시키면 수중청음기(331)의 신호를 멀리 전송할 수 있다.

상기 전치증폭기(332)는 수중청음기(331) 출력단의 미약한 신호를 증폭하고, 음파의 수중진행에 따른 감쇄 보상을 위해 엠퍼시스(Emphasis)처리후 수중청음기(331)의 작은 신호를 신호처리하기에 용이하게 증폭한다.

상기 전치증폭기(332)에서 신호가 증폭될 때 잡음도 신호에 실려 같이 증폭되므로, 주변잡음뿐만 아니라 증폭소자 자체 잡음 요인의 제거도 고려하여 전치증폭기(332)의 증폭회로 대역폭을 제한함으로써 잡음레벨을 감소시키고 있다.

상기와 같이 처리된 신호는 해수잡음보상회로(334)를 통과하면서 저주파영역에 존재하는 해수내의 잡음신호는 차단되고 감쇄된 고주파 성분신호는 보상되어 신호전송모듈(320)에 전달된다.

또한 음향모듈(330)의 수심센서(337)와 방위센서(338)는 음향센서부(300)의 예인 방위와 수심정보를 각각 측정하여 상기 신호전송모듈에 전달한다.

상기의 처리과정을 거쳐 신호전송모듈(320)에 전송된 신호는 순차적으로 멀티플렉싱되어진 후 샘플링 및 양자화 과정을 거쳐 디지털 신호화되어 진도격리모듈(310)을 거쳐 함상(100)으로 전달된다.

상기와 같은 기능을 하는 수동예인형 음향탐지기는 함상(100)에 구비된 전원공급부(도시않됨)로부터 전원이 공급되면 음향센서부(300)의 신호전송모듈(320)에 구비된 전압조절부(도시않됨)에 의해 각 모듈 및 센서들에 해당 전원을 공급하게 된다.

즉, 음향모듈(300)은 함상(100)으로부터 인가되는 40V~60V의 전압은 전압조절부에서 제어되어 =5V, +15V 및 -15V의 전압이 각각의 진동격리모듈(310), 음향모듈(330) 및 신호전송모듈(320)에 인가된다.

이와같이 동작하는 종래의 수동예인형 음향탐지기를 전원공급장치는 스위칭 레귤레이터 DC-DC컨버터를 사용하여 구성하였으나 스위칭 레귤레이터가 스위칭 레귤레이터가 갖는 기본잡음제벨이 크기 때문에 전체 음향센서부에 미치는 잡음영향이 큰 문제점이 있다.

본 발명 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수동예인형 음향탐지기를 함상에서 음향센서부에 공급하는 전원공급장치에 기본 잡음레벨이 작은 리니어 레귤레이터를 스위칭 레귤레이터와 병렬로 구비시켜 잡음레벨을 감소시킬 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

제1도는 일반적인 음향탐지기를 보인 일 예시 구성 블록회로도이고,

제2도는 제1도의 음향탐지기를 이루고 있는 음향모듈과 진동격리 모듈을 상세히 나타낸 블록회로도이고,

제3도는 본 발명에 따른 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 나타낸 블럭회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

500 : 함상 510 : 전원공급부

600 : 음향센서부 610 : 제2리니어 레귤레이터

620 : 전치증폭기 630 : 스위칭 레귤레이터

640 : 먹스 650 : 제1리니어 레귤레이터

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 함상에 설치되며 음향탐지기의 음향센서부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부에 접속되며 전원공급부로부터 인가되는 고전압을 일정한 전압으로 안정화시켜 출력시키는 제1리니어 레귤리이터와, 제1리니어 레귤리이터에 접속되고 아날로그신호처리용 전원으로 사용되도록 부하측에 알맞은 전압으로 인가된 전압을 안정화시키는 제2리니어 레귤리이터와, 상기 제2리니어 레귤리이터에 접속되는 전치증폭기와, 상기 제1리니어 레귤리이터에 접속되고 디지털신호처리용 전원으로 사용되도록 부하측에 알맞은 전압으로 인가된 전압을 안정화시키는 스위칭 레귤레이터와, 상기 스위칭 레귤레이터에 접속되는 먹스로 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 따른 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 구비하는 수동예인형 음향탐지를 개략적으로 나타낸 블록회로도이다

제3도를 참조하여 설명하면, 함상(500)에 설치되어 음향탐지기의 음향센서부(600)에 고전압의 전원을 공급하는 전원공급부(510)와, 상기 전원공급부(510)에 접속되며 전원공급부로부터 인가되는 고전압을 일정한 전압으로 안정화시켜 출력시키는 제1리니어 레귤리이터(650)와, 상기 제1리니어 레귤리이터(650)에 접속되고 아날로그신호처리용 전원으로 사용되도록 부하측에 알맞은 전압으로 인가된 전압을 안정화시키는 제2리니어 레귤리이터(610)와, 상기 제2리니어 레귤리이터(610)에 접속되는 전치증폭기(620)와, 상기 제1리니어 레귤리이터(650)에 접속되고 디지털신호처리용 전원으로 사용되도록 부하측에 알맞은 전압으로 인가된 전압을 안정화시키는 스위칭 레귤레이터(630)와, 상기 스위칭 레귤레이터(630)에 접속되는 먹스(640)로 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명은 함상(500)에는 음향탐지기의 음향센서부(600)에 전원을 공급하는 전원공급부(510)가 구비되고, 상기 전원공급부(510)는 40V~60V의 고전압을 발생시키게 된다. 상기 전원공급부(510)에서 공급되는 고전압은 제1리니어 레귤리이터(650)는 인가된 40V~60V의 고전압을 38V의 일정한 전압으로 안정화시켜 출력시키게 된다. 상기 제1리니어 레귤리이터(650)로부터 출력된 전압은 제2리니어 레귤리이터(610)와 스위칭 레귤레이터(630)에 각각 인가된다. 상기 제2리니어 레귤리이터(610)는 인가된 전압을 +5V, +15V 및 -15V의 전압으로 조절하여 부하측, 예를 들면 전치증폭기(620)에 알맞은 전압을 출력시키게 된다. 또한 상기 스위칭 레귤레이터(630)는 제1리니어 레귤리이터(650)로부터 인가되는 전압을 +5V, +15V 및 -15V의 전압으로 조절한 후 먹스(640)등의 부하측 단자에 알맞은 전압을 공급하게 된다.

이상 설명에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명은 함상에 구비된 전원공급부로부터 음향탐지기의 음향센서부에 고전압이 인가되면 음향센서부에 구비된 제1리니어 레귤레이터에서 일정한 전압으로 안정화시키게 된다. 상기 제1리니어 레귤레이터에 안정된 전압을 제2리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터에 인가되고, 상기 제2리니어 레귤레이터는 아날로그신호를 처리하기에 적합한 전압으로 안정화시켜 전치증폭기등에 인가하게 되며, 상기 스위칭 레귤레이터는 디지털신호를 처리하기에 적합한 전압으로 안정화시켜 먹스 등의 단자에 인가하게 된다. 따라서 제1 및 제2리니어 레귤레이터의 기본 잡음이 작은 특성과 스위칭 레귤레이터의 효율이 뛰어난 특성에 의해 상호 분리(isolation)가 가능하므로 전체 센서부의 잡음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

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.

Claims (3)

1. 함상에 설치되며 음향탐지기의 음향센서부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부에 접속되며 전원공급부로부터 인가되는 고전압을 일정한 전압으로 안정화시켜 출력시키는 제1리니어 레귤리이터와, 제1리니어 레귤리이터에 접속되고 사용되도록 부하측에 알맞은 전압으로 전압으로 인가된 전압을 안정화시키는 제2리니어 레귤리이터와, 상기 제2리니어 레귤리이터에 접속되는 전치증폭기와, 상기 제1리니어 레귤리이터에 접속되고 부하측에 알맞은 전압으로 인가된 전압을 안정화시키는 스위칭 레귤레이터와, 상기 스위칭 레귤레이터에 접속되는 먹스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 구비하는 수동예인형 음향탐지기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2리니어 레귤레이터는 아날로그신호 처리용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 구비하는 수동예인형 음향탐지기.
3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 레귤레이터는 디지탈신호 처리용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 리니어 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 조합한 전원장치를 구비하는 수동예인형 음향탐지기.