Przedmiotem wynalazku jest amplitudowy klasyfikator ech hydroakustycznych, przezanczony do automatycznych pomiarów i rejestracji rozkladu amplitudowego ech odbieranych od celów pojedynczych. Rozklad jest wykorzystywany w procesie szacowania i identyfikacji osobniczej zywych zasobów mórz i oceanów.Stan techniki. Znane sa przyrzady dokonujace amplitudowej selekcji sygnalów ech uzyskiwanych z wyjscia echosondy. Teprzyrzady skonstruowano dla celów statycznych pomiarów rozkladu amplitudowego ech, uzyskiwanych od sondowanych organizmów zywych, czyli tak zwanego rozkladu sily celu. Wskutek niedoskonalej budowy lub skomplikowanej procedury przeliczen po dokonanych pomiarach, przyrzady te nie znalazly szerszego zastosowania w badaniach zywych zasobów móiz.Znany z opisu patentowego nr 95430 miernik rozkladu sily celu sklada sie z ukladów progowych do pomiaru amplitudy ech ukladu wybierania transmisji pomiarów, ukladu wydzielania ech ryb pojedynczych od celów zbiorowych oraz ukladu sterujacego cyklem pracy miernika. Miernik jest polaczony z zestawem liczników i/lub komputerem. Ten miernik posiada jednak szereg wad, z których najwazniejsza jest niepra¬ widlowy sposób zliczania ech w poszczególnych przedzialach kwantyfikacji amplitudowej polegajacyna tym, ze sygnal echa hydroakustycznego, zakwalifikowany jako echo od ryby pojedynczej, jest zliczany, to jest dodany, zarówno w liczniku odpowiadajacemu pod wzgledem poziomu przedzialowi kwantyfikacji amplitu¬ dowej,jak równiezjest zliczany w licznikach przyporzadkowanych kazdemu nizszemu przedzialowi kwanty¬ fikacji. Uniemozliwia to bezposredni odczyt wlasciwego wyniku pomiaru. Pomiar wlasciwy mozna uzyskac dopiero metoda kolejnych odejmowan stanów liczników poszczególnych poziomów. Jest to procedura niepraktyczna i nie pozwalajaca na wychwytywanie biezacych zmian rozkladówamplitudowych ech, a wieci osobniczej identyfikacji sondowanych ryb. Inna wada opisywanego rozwiazaniajest niewlasciwe rozwiaza¬ nie ukladu dostarczania informacji wejsciowych do ukladu wybierania ech od ryb pojedynczych z obszaru najnizszego poziomu ukladu progów elektronicznych, powodujacy pasozytnicze inicjacje w tym ukladzie, jesli na wejsciu miernika pojawi sie sygnal przewyzszajacy amplitudowo pierwszy próg napieciowy.Znany z polskiego opisu patentowego nr U1385 selektor skwantyzowanych wartosci sily celu, zawiera znane uklady: selektora transmisji wspólpracujacego poprzez wejscie pierwsze z wyjsciem wyzwalajacym echosondy, licznika transmisji oraz ukladu bramkujacego z zestawem liczników, ma na drugim wejsciu uklad formujacy. Dwa wyjscia tego ukladu sa polaczone odpowiednio do ukladu selekcji fazowej i do wejscia wpisujacego wielobitowego ukladu pamieci. Wyjscia ukladów selekcji czasowej oraz fazowej sa polaczone do wejsc sygnalowych przelacznika rodzaju selekcji, na którego wejscie sterujace doprowadzonejest polaczenie2 121 116 z drugiego wyjscia ukladu sterujacego. Wyjscie przelacznikajest polaczone równolegle z wejsciem sterujacym ukladu bramkujacego oraz z wejsciem kasujacym wielostopniowego priorytetowego ukladu progowego.Ponadto uklad sterujacy, umieszczony na wejsciu selektora skwantyzowanych wartosci sily celu, posiada polaczenie swego pierwszego wyjscia z wejsciem sterujacym selektora transmisji. Wyjscie drugiego jest polaczone ze wspomnianym juz wejsciem sterujacym przelacznika oraz wielostopniowy priorytetowy uklad progowy, polaczony od strony wejscia z echointegratorem, a od strony wielozaciskowego wyjscia — z wielobitowym wejsciem ukladu pamieci. Wejscie tej pamieci jest sprzegniete z wejsciem ukladu bramkuja¬ cego. Takze selektor wykazuje okreslone wady konstrukcyjne, wynikajace z istoty rozwiazania a zasadnicza z nich jest koncepcja polegajaca na zastosowaniu w liczniku wielostopniowych komparatorów analogowych, zawierajacych na swych wyjsciach komutator równolegly z priorytetem wyzszego poziomu. Takie rozwiaza¬ nie problemu komparacji amplitudowej ech pociaga za soba koniecznosc wytwarzania szeregu stabilnych zródel napiec progowych, sluzacych jako napiecia odniesienia dla komparatorów analogowych poszczegól¬ nych przedzialów kwantyfikacji amplitudowej. Dodatkowym mankamentem, szczególnie widocznym w procesie produkcji takich przyrzadów, jest pracochlonna procedura strojenia poziomów komparacji.Innym znanym przyrzadem hydroakustycznego pomiaru rozkladu amplitudowego ech jest selektor poziomów zbudowany w angielskim osrodku badawczym White Fish Autority. Konstrukcja jego nie jest znana.Istota wynalazku. Wynalazek powinien zapewnic mozliwosc opracowania ukladu pomiarowego klasyfi¬ katora amplitudowego ech hydroakustycznych, realizujacego automatycznie pomiary i rejestracje wyników, którego budowa oparta bylaby na podzespolach cyfrowych nie wymagajacych strojenia lub jego ogranicze¬ niu do minimum.Zalozony cel realizuje uklad wedlug wynalazku, dzieki temu, ze do wejscia dolaczone sa równolegle wejscia detektora szczytowego i detektora zbocza opadajacego oraz czlonu decyzyjnego klasy sygnalu odbieranego to jest wejsciowego. Wyjscia z tych bloków funkcyjnych sa odpowiednio polaczone z pierwszym wejsciem komparatora analogowego, z wejsciem przerzutnika typu RS i z drugim wejsciem drugiego funktora koniunkcji. Drugie wejscie wymienionego komparatora analogowego polaczone jest z wyjsciem przetwornika cyfrowo-analogowego z kolei którego N-bitowe wejscie polaczone jest z N wyjsciami N- bitowego komutatora progów cyfrowych. N-bitowe wejscie przetwornika jest przylaczone do N wyjsc N-bitowego komutatora progów cyfrowych wedlugprzyporzadkowania pozycyjnego. Oznacza to, ze wejscie najmniej znaczacego bitu przetwornika polaczonejest z wyjsciem pierwszego komutatora najnizszych bitów slowa progowego N-bitowym komutatorze progów cyfrowych, natomiast wejscie najbardziej znaczacego bitu wymienionego przetwornika, polaczone jest z wyjsciem N-tego komutatora najbardziej znaczacych bitów tego slowa progowego. Zespól N komutatorów pozycyjnych tworzy w klasyfikatorze wedlug wyna¬ lazku N-bitowy komutator progów cyfrowych, przy czym kazdy z komutatorów ma na swoich wejsciach zaprogramowana a priori w programowanym generatorze progów cyfrowych kombinacje polaczen zerowo- jedynkowych, zgodnie z wymagana wartoscia dla danej pozycji binarnej poszczególnych slów progowych.Kazde z tych slów ma dlugosc N bitów. Wejscie adresowe wymienionego komutatora jest wieloprzewodowo sprzegniete z wyjsciem adresowym sekwencyjnego generatora adresów ijednoczesnie polaczone z wejsciem adresowym selektora progów. Drugie jednozaciskowe wyjscie tegoz generatora jest polaczone do wejscia dostepnosci przetwarzania przetwornika cyfrowo-analogowego. Wyjscie komparatora analogowego pola¬ czonejest z wejsciem przerzutnika typu RS, którego wyjscia polaczone sa odpowiednio z pierwszym wejsciem pierwszego funktora koniunkcji oraz z wejsciem formera impulsu. Drugie wejscie pierwszego funktora koniunkcji polaczone jest z wyjsciem generatora zegarowego. Wyjscie tegoz funktora koniunkcji jest pola¬ czone z wejsciem sekwencyjnego generatora adresów. Wyjscie formeraimpulsujest równolegle polaczone do pierwszego wejscia drugiego funktora koniunkcji i wejscia czlonu opózniajacego. Wyjscie zerujace tego czlonu opózniajacego zlaczone jest z wejsciem zerujacym sekwencyjnego generatora adresów, a wyjscie kasujace — z wejsciem kasujacym detektora szczytowego. W klasyfikatorze wedlug wynalazku wyjscie drugiej bramki koniunkcji polaczone jest z wejsciem sterujacym selektora progów i z wejsciem licznika sumy progów, natomiast okreslona liczba k wyjsc tego selektora polaczona jest z wejsciami liczników progów.Objasnienie rysunku. Wynalazek jest w przykladzie wykonania zobrazowany na rysunku, który przed¬ stawia uproszczony schemat blokowy amplitudowego klasyfikatora ech hydroakustycznych.Przyklad wykonania wynalazku. Uklad klasyfikatora ech zawiera zasadniczo dwa poduklady. Sa to: poduklad przetwarzania analogowego sygnalu obwiedni echa i poduklad cyfrowej generacji i sterowania progami komparacji. Uklad wspólpracuje z echosonda dysponujaca na wyjsciu sygnalami echa po detekcji,a wiec sygnalami obwiedni oraz z programowanym generatorem progów cyfrowych, którym moze byc autonomiczny zespól nastaw binarnych o zadanej pojemnosci slowa progowego, wybieranego zgodnie z121 116 3 zadanym adresem. Programowany generator progów moze byc zastapiony przez komputer generujacy slowa progowe o identycznej strukturze.Wejscie WE klasyfikatora ech jest podane równolegle na wejscia: detektora szczytowego 6, detektora zjbocza opadajacego 4 i czlonu decyzyjnego klasy sygnalu odbieranego 14. Wyjscia tych bloków funkcyjnych sa odpowiednio polaczone: detektora szczytowego 6 z pierwszym wejsciem komparatora analogowego 5, detektora zbocza opadajacego 4 z wejsciem R przerzutnika 7 typu RS i czlonu decyzyjnego 14 z drugim wejsciem drugiego funktora koniunkcji 13. Drugie wejscie komparatora 5 jest podlaczone do wyjscia przetwornika cyfrowo-analogowego 3, z kolei którego n-bitowe wejscie jest przylaczone do N wyjsc N- bitowego komutatora progów cyfrowych 2 wedlug przyporzadkowania pozycyjnego, to znaczy wejscie najmniej znaczacego bitu przetwornika 3 jest polaczone z wyjsciem pierwszego komutatora k najnizszych bitów slowa progowego. Wejscie najbardziej znaczacego bitu przetwornika 3 jest polaczone z wyjsciem N-tego komutatora k najbardziej znaczacych bitów tego slowa progowego w N-bitowym komutatorze progów cyfrowych 12. Zespól N komutatorów pozycyjnych tworzy N-bitowy komutator progów cyfrowych 2. Kazdy z komutatorów N-bitowego komutatora progów cyfrowych 2, posiada na swoch k wejsciach zaprogramowana a priori w programowanym generatorze k progów cyfrowych 1, kombinacje polaczen zero- jedynkowych, zgodnie z wymagana wartosciadla danej pozycji binarnej poszczególnych k slówprogowyeh, z których kazde posiada dlugosc N-bitów. Ta kombinacja polaczen zero-jedynkowych moze byc w kazdej chwili zmieniona przez uzytkownika klasyfikatora ech zgodnie z aktualnie obowiazujacym kryterium kwantyfikacji amplitudowej i dokonywanajest w programowym generatorze k progów cyfrowych 1, sprzeg¬ nietym bezposrednio z wejsciem N-bitowego komutatora progów cyfrowych 2. Wejscie adresowe komuta¬ tora 2jest wieloprzewodowo sprzegnietez wyjsciem adresowym sekwencyjnego generatora adresów 12, które to wyjscie polaczonejest ponadto z wejsciem adresowym selektora progów 15. Natomiast drugie jednoprze- wodowe wyjscie sekwencyjnego generatora adresów 12jest podlaczone na wejscie dostepnosci przetwarzania przetwornika cyfrowo-analogowego 3. Wyjscia komparatora analogowego 5 jest polaczone z wejsciem R przerzutnika 7 typu RS. Wyjscia przerzutnika 7s$ podlaczone odpowiednio: wyjscie Q z pierwszym wejsciem pierwszego funktora koniunkcji 11, a wyjscie Q z wejsciem formeru impulsu 8. Drugie wejscie pierwszego funktora koniunkcji 11 jest dolaczone do wyjscia generatora zegarowego 10, a wyjscie tego funktora jest zlaczone z wejsciem sekwencyjnego generatora adresów 12 zas wyjscie formera impulsu Sjest równolegle podane na pierwsze wejscie drugiego funktora koniunkcji 13 i wejscie czlonu opózniajacego 9. Wyjscie zerujace czlonu opózniajacego 9 jest zlaczone z wejsciem zerujacym sekwencyjnego generatora adresów 12, a wyjscie kasujace tego czlonu 9 jest podlaczone do wejscia kasujacego detektora szczytowego 6. Wyjscie drugiej bramki koniunkcji jest podane na wejscie strobujace selektora progów 15 i jednoczesnie na wejscie licznika sumy progów 16, a k wyjsc tego selektora polaczonych jest odpowiednio z wejsciami liczników progów 17. Drugie wejscie drugiego funktora koniunkcji polaczone jest z wyjsciem czlonu decyzyjnego klasy sygnalowe wejsciowych 14.Sposób dzialania amplitudowego klasyfikatora ech jest nastepujacy: Klasyfikator wspólpracuje z wyjs¬ ciem detektora obwiedni echa echosondy pionowej. Uzyskiwane z tego wyjscia sygnaly obwiedni echa sa przykladane na wejscie klasyfikatora. Amplitudowa klasyfikacja ech polega na porównywaniu odbieranych sygnalów — wartosci amplitud ech z wygenerowanymi progami napiec i odpowiednim zaszeregowywaniem do skwantyfikowanych przedzialów, których parametry okresla uzytkownik wedlug wymaganego kryterium podzialu.Programowany generator k progów cyfrowych 1 umozliwia realizacja podzialu zakresu wystepowania amplitud ech na przedzialy kwantyfikacji wyznaczone progami zgodnie z zalozonym kryterium podzialu. W programatorze 1 realizowane sa programowe kombinacje polaczen zero-jedynkowych tworzacych k N- bitowych slów progowych. Ciag {Pi(N)} N-bitowych slów progowych okresla k przedzialów kwantyfikacji amplitudowej sygnalów ech. Kombinacje polaczen zero-jedynkowych tworzacych poszczególne slowa pro¬ gowe przekazywane sa na wejscie N-bitowego komutatora progów cyfrowych 2. Komutator ten dokonuje sekwencyjnego wyboru kazdego ze slówprogowych, stosownie do wystepujacego najego wejsciu adresowym adresu ADR, zjednoczesnym przekazywaniem wybranego slowa progowego na wejscie cyfrowe przetwor¬ nika cyfrowo-analogowego 3. Przetwornik 3 dokonuje zamiany N-bitowych slówprogowych na odpowiada¬ jace im wartosci analogowych progów napieciowych, przekazywanych na drugie wejscie komparatora analogowego 5. Na pierwsze wejscie tego komparatora podawane sa zapamietane w detektorzeszczytowym 6 amplitudy odbieranych ech. Proces porównania poziomów istniejacych na wejsciach komparatora 5 naste¬ puje w momencie stwierdzenia opadania zbocza sygnalu obwiedni echa przezdetektor zboczaopadajacego 4.Stwierdzenie opadania obwiedni jest potwierdzeniem dla ukladu klasyfikatora wedlug wynalazku faktu, ze moment wystapienia amplitudy echa juz nastapil i zostala zapamietana wartosc tej amplitudy w detektorze szczytowym 6. Sygnal z detektora zbocza 4 zostaje przekazany na wejscie R przerzutnika 7 typu RS, powodujac ustawienie jego wejscia Q w stan wysoki, co w konsekwencji powoduje odblokowanie transmisji4 121 116 impulsów generatora zegarowego 10 przez dwuwejsciowy pierwszy funktor koniunkcji 11 do sekwencyjnego generatora adresów 12. W generatorze adresów 12, ustawionym w stanie oczekiwania na adres zerowy, nastepuje binarne generowanie adresów ADR przekazywanych jednoczesnie do komutatora 2 i do selektora progów 15. Slowa progowe przelaczane w komutatorze 2, sa uporzadkowane wedlug ich rosnacej wartosci, to znaczy slowo wybrane najnizszym adresem ADR posiada najmniejsza wartosc cyfrowa i w konsekwencji po przetworzeniu w przetworniku 3 dostarcza na wejscie komparatora 5 najmniejszy poziom napieciowy.Identycznie— slowo progowe wybrane najwyzszym adresem ADR posiada najwieksza wartosc cyfrowa i dostarcza do komparatora 5 najwyzszego poziomu napieciowego do komparacji. Generowanie kolejnych adresów ADR w generatorze 12 trwa do momentu przekroczenia progu napieciowego na wejsciu kompara¬ tora analogowego 5 uzyskujacego napiecie z przetwornika cyfrowo-analogowego 3. W chwili przekroczenia przez wygenerowany próg napieciowy poziomu reprezentujacego amplitude echa (na pierwszym wejsciu komparatora) nastepuje zmiana stanu przerzutnika 7 typu RS, poniewaz komparator 5 wyjsciem swym zlaczony z wejsciem S tego przetwornika, zmienil poziom na swoim wyjsciu na niski i spowodowal wspo¬ mniana zmiane stanu przerzutnika 7. Wejscie Q przerzutnika 7 uzyskuje sie od tej chwili stan niski, powodujac poprzez funktor 11, blokade transmisji impulsów zegarowych do generatora adresów 12. Jedno¬ czesnie wyjscie Q przerzutnika 7 w momencie przerzutu uaktywnia former impulsu 8, który powoduje przekazywanie impulsu wyzwalajacego do selektora progów, poprzez funktor koniunkcji 13, ustawionego w tym momencie na pozycji zablokowanego adresu ADR. Selektor 15 podaje ten impuls wyzwalajacy na wybrany adresem licznik w zespole 17, przy czym ten sam impuls podawany jest, niezaleznie od wystepuja¬ cego adresu, na wejscie licznika sumy progów 16. W liczniku 16 zostaje wiec zarejestrowane kazde echo podlegajace porównaniu amplitudowemu, podczas gdy w licznikach progów 17tylko echa, które mieszcza sie w odpowiadajacych podzialowi przedzialach. Impulsy z formera 8 sa na liczniki progów 17 i liczniki sumy progów 16 przekazywane poprzez dwuwejsciowy drugi funktor koniunkcji 13z uwagi na wymaganablokade rejestracji w wypadkach pojawienia sie impulsów dna lub lawicy (celów pojedynczych), niepozadanych w procesie klasyfikacji amplitudowej odbieranych ech. Wspomniany impuls z wyjscia formera 8 wyzwala równiez uklady opózniajace w czlonie opózniajacym 9, które dostarczaja zodpowiednim opóznieniem sygnal zerowania ZER do generowania adresów 12 i sygnal kasowania KAS do detektora szczytowego 6. Sygnal ZER powoduje ustawienie adresu ADR na wartosc binarna zerowa, natomiast sygnal KAS kasuje zapamie¬ tana wartosc amplitudy echa podlegajacego w ostatnim cyklu procesowi klasyfikacji.Klasyfikator przygotowany jest do nastepnego cyklu pracy, oczekujac na pojawienie sie nastepnego echa, które po zakwalifikowaniu do procesu obróbki w czlonie decyzyjnym klasy sygnalu 14, zostaje poddane identycznej procedurze przetwarzania, jak opisano powyzej.Zastrzezenie patentowe Amplitudowy klasyfikator ech hydroakustycznych, skladajacy sie z elektronicznych zespolów przetwa¬ rzania sygnalu obwiedni echa i okreslania wyników, to jest zespolu funktorów realizujacych cyfrowo progi komparacji, zespolu funktorów obróbki analogowej sygnalu echa, zespolu funktorówgenerowania adresów i sterowania oraz zespolu funktorów zliczania i rejestracji wyników, znamienny tym, ze do wejscia (WE) dolaczone sa równolegle wejscia detektora szczytowego (6) i detektora zbocza opadajacego (4) i czlonu decyzyjnego klasy sygnalu odbieranego (14), zas wyjscia tych bloków funkcyjnych sa odpowiednio polaczone z pierwszym wejsciem komparatora analogowego (5), z wejsciem (R) przerzutnika (7) typu RS i z drugim wejsciem drugiego funktora koniunkcji (13), przy czym drugie wejscie komparatora (5) polaczone jest z wyjsciem przetwornika cyfrowo-analogowego (3), z kolei którego N-bitowe wejscie polaczone jest z N wyjsciami N-bitowego komutatora progów cyfrowych (2), zas N-bitowe wejscie przetwornika (3) jest przylaczone do N wyjsc N-bitowego komutatora progówcyfrowych (2)wedlug przyporzadkowania pozycyj¬ nego, to znaczy wejscie najmniej znaczacego bitu przetwornika (3) polaczone jest z wyjsciem pierwszego najnizszych (2), natomiast wejscie najbardziej znaczacego bitu przetwornika (3) polaczone jest z wyjsciem komutatora (k) najnizszych bitów slowa progowego, N-bitowym komutarorze progów cyfrowych (2), natomiast wejscienajbardziej znaczacego bitu przetwornika (3) polaczonejestz wyjsciem N-tego komutatora (k) najbardziej znaczacych bitów tego slowa progowego oraz zespól N-komutatorów pozycyjnych tworzy N-bitowy komutator progów cyfrowych (2), przy czym kazdy z komutatorów posiada na swoich (k) wejsciach zaprogramowana a priori w programowanym generatorze (k) progówcyfrowych (1), kombinacje polaczen zero-jedynkowych, zgodnie z wymagana wartoscia dla danej pozycji poszczególnych (k) slów progowych, z których kazde posiada dlugosc N bitów, a wejscie adresowe komutatora (2)jest wieloprzewo- dowo sprzegniete z wyjsciem adresowym sekwencyjnego generatora adresów (12) i jednoczesnie polaczone z wejsciem adresowym selektora progów (15), natomiast drugie,jednozaciskowe wyjscie tegoz generatora (12) polaczone jest do wejscia dostepnosci przetwarzania przetwornika cyfrowo-analogowego (3) z kolei wyjscie komparatora analogowego (5) polaczone jest z wejsciem (S) przerzutnika (7) typu RS, którego wyjscia121 116 5 polaczone sa odpowiednio z pierwszym wejsciem pierwszego funktora koniunkcji (11) oraz z wejsciem formera impulsu (8), natomiast drugie wejscie pierwszego funktora koniunkcji (11)polaczonejest z wyjsciem generatora zegarowego (10), a wyjscie tego funktora (11) — z wejsciem sekwencyjnego generatora adresów (12) , zas wyjscie formera impulsu (8) jest równolegle polaczone do pierwszego wejscia drugiego funktora koniunkcji (13) i wejscia czlonu opózniajacego (9), przy czym wyjscie zerujace czlonu opózniajacego (9) zlaczone jest z wejsciem zerujacym sekwencyjnego generatora adresów (12), a wyjscie kasujace — z wejsciem kasujacym detektora szczytowego (6) i jednoczesnie wyjscie drugiej bramki koniunkcji (13) polaczone jest z wejsciem sterujacym selektora progów (15) i z wejsciem licznika sumy progów (16),a (k)wyjsc tego selektora — z wejsciami liczników progów(17).M- J_Li ,= 1.2... K PL