Pierwszenstwo KI. 74d,6/15 OlZftD FATEIIIWT PU fBZsmsesswR Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1975 MKP GOls 3/86 CZYTELNIA U jpJu Pu—UPIgU u fc Twórcy wynalazku: Andrzej Kowalski, Boguslaw Wozny, Zenon Bogus Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Uklad wykrywania obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ultradzwiekowego Przedmiotem wynalazku jest uklad wykrywania obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ultradzwiekowego, który umozliwia wykrycie obiektu ruchomego i okreslenie jego odleglosci od przetwornika sonaru.Znane uklady eliminacji echa od obiektów nie¬ ruchomych skladaja sie z filtru zaporowego o czestotliwosci równej czestotliwosci nadawanej.Dzialanie ich jest oparte na wydzieleniu czesto¬ tliwosci dopplerowskiej z sygnalu odebranego.Poniewaz czas trwania impulsu powinien byc dlugi w porównaniu z okresem przebiegu wypel¬ nijacego impuls nie mozna osiagnac zadawala¬ jacej rozdzielczosci wglebnej na niskich czestotli¬ wosciach pracy przetwornika.Skonczone pasmo zaporowego filtru i niestabil¬ nosc czestotliwosciowa generatora ograniczaja predkosc wzgledna przy której obiekt bedzie klasyfikowany jako poruszajacy sie." Celem wynalazku jest opracowanie ukladu wy¬ krywania obiektów ruchomych do impulsów so¬ naru ultradzwiekowego, który nie posiada nie¬ dogodnosci znanych rozwiazan.Cel ten zostal osiagniety przez polaczenie wyj¬ scia generatora sonaru z ukladem formujacym i detektorem. Uklad formujacy steruje bramke na której wejscia podawane sa impulsy z generato¬ ra zegarowego. Wyjscie bramki polaczone jest z wejsciem liczacym licznika sumujacego. Wyjscie detektora polaczone jest z wejsciem kasujacym licznika sumujacego i jednym wejsciem sumy logicznej. Wyjscia licznika sumujacego sa polaczo¬ ne poprzez uklady bramek z wejsciami ustawia¬ jacymi licznika odejmujacego. Wyjscia licznika 5 odejmujacego doprowadzone sa do wejsc deko¬ dera polaczonego ze wskaznikiem sonaru i przez uklad opózniajacy z drugim wejsciem sumy lo¬ gicznej dolaczonej do wejscia kasujacego liczni¬ ka odejmujacego. Dodatkowo do wejscia liczace- io go licznika odejmujacego doprowadzone jest wyj¬ scie drugiej bramki sterowanej poprzez drugi uklad formujacy z odbiornika sonaru i zasilanej impulsami zegarowymi z generatora zegarowego, natomiast do wejsc sterujacych ukladu bramek 15 dolaczone jest wyjscie przerzutnika monostabil- nego, który jest wyzwalany z drugiego detektora polaczonego z odbiornikiem sonaru.Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest niewraz- liwosc na niestabilnosc dlugoterminowa generato- 20 ra. W opisanym rozwiazaniu uzyskuje sie roz¬ dzielczosc wglejbna bliska teoretycznie osiagalnej granicy, a dolna granica predkosci, przy której klasyfikuje on obiekt jako poruszajacy sie, jest bardzo mala. 25 Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawia¬ jacym schemat blokowy ukladu wykrywania obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ul¬ tradzwiekowego. 30 Uklad, wykrywania obiektów zawiera generator 1 74 98874 3 sonaru polaczony z ukladem formujacym 2 i de¬ tektorem 3. Uklad formujacy 2 ma za zadanie uformowac z przebiegu sinusoidalnego generato¬ ra 1 sonaru napiecie bramkujace do sterowania bramki 4 zasilanej impulsami zegarowymi z ge¬ neratora zegarowego 5. Ilosc impulsów odpowia¬ dajaca okresowi przebiegu z generatora 1 sonaru przechodzi przez bramke 4 do licznika sumujace¬ go 6. Stan licznika sumujacego 6 przekazywany jest poprzez uklad bramki 7 na wejscie ustawia¬ jace licznika odejmujacego 8. Wyjscie odbiornika 9 sonaru polaczone jest z drugim detektorem 10 i drugim ukladem formujacym 11, który steruje druga bramka 12 napieciem bramkujacym z ufor¬ mowanego przebiegu wejsciowego.Druga bramka 12 zasilana jest impulsami ze- ( garowymi z generatora zegarowego 5. Ilosc impul¬ sów odpowiadajaca okresowi przebiegu badanego przechodzi na wejscie liczace licznika odejmuja¬ cego 8, którego stan jest dekodowany w dekode¬ rze 13. Napiecie wejsciowe dekodera 13 steruje wskaznik 14 i poprzez uklad opózniajacy 15 i su¬ me logiczna 16 kasuje zawartosc licznika odejmu¬ jacego 8.Napiecie z detektora 3 wchodzi na wejscie kasu¬ jace licznika sumujacego 6 i poprzez sume logicz¬ na 16 na wejscie kasujace licznika odejmujacego 8.Napiecie z detektora 10 wyzwala przerzutnik mo- nostabilny 17, którego napiecie wyjsciowe steruje przeniesieniem zawartosci licznika sumujacego 6 do licznika odejmujacego 8.Przebieg z generatora 1 sonaru w postaci im¬ pulsu prostokatnego o wypelnieniu sinusoidal¬ nym podawany jest na wejscie ukladu formuja¬ cego 2 i detektora 3. Uklad formujacy 2 ma za zadanie wytworzyc z przebiegu sinusoidalnego przebieg bramkujacy o czasie trwania odpowia¬ dajacym krotnosci okresu sinusoidy. Detektor 3 ma za zadanie utworzyc impuls prostokatny o ksztalcie obwiedni impulsu sondujacego z generatora 1 sonaru, którym kasuje zawartosc licznika sumujace¬ go 6 i poprzez sume logiczna. 16 licznik odejmu¬ jacy 8. Napiecie z ukladu formujacego 2 steruje bramka 4, zasilana z generatora zegarowego 5.Impulsy z generatora zegarowego 5 bramkowane napieciem o czasie trwania równym krotnosci okresu sinusoidy generatora 1 sonaru sa liczone w liczniku sumujacym 6.Napiecie wyjsciowe z odbiornika 9 sonaru, w ksztalcie impulsu prostokatnego z wypelnieniem sinusoidalnym o czestotliwosci równej czestotli¬ wosci nadanej w przypadku odbicia od obiektu nieruchomego lub o czestotliwosci róznej od cze¬ stotliwosci nadanej w przypadku odbicia od 988 4 obiektu ruchomego, podawane jest na drugi uklad formujacy 11 i drugi detektor 10.Detektor 10 ma zadanie wydzielic obwiednie impul¬ su i przednim zboczem wyzwala przerzutnik mo- 5 nostabilny 17. Jego napiecie steruje ukladem bra¬ mek 7, które przenosza równolegle zawartosc licz¬ nika sumujacego 6 do licznika odejmujacego 8.Drugi uklad formujacy 11 wytwarza napiecie bramkujace o czasie trwania proporcjonalnym do 10 okresu sinusoidy wypelniajacej impuls echa. Na¬ piecie to steruje druga bramka 12 zasilana impulsami zegarowymi z generatora zegarowego 5.Od zawartosci licznika odejmujacego 8, reprezen¬ tujacej okres przebiegu nadanego, odejmuje sie 15 ilosc impulsów odpowiadajaca okresowi przebie¬ gu odebranego. Pozostala zawartosc licznika odejmujacego 8 ma charakter róznicy okresu, a wiec reprezentuje odchylke czestotliwosci pomie¬ dzy przebiegiem nadanym i odebranym, co jest 20 jednoznaczne z wykryciem obiektu ruchomego wzgledem przetwornika sonaru. Stan licznika odejmujacego 8 jest dekodowany przez /dekoder 13 i indykowany na wskazniku 14. Jednoczesnie na¬ piecie dekodera 13 steruje poprzez uklad opóznia- 25 jacy 15 i sume logiczna 16 kasowaniem licznika odejmujacego 8. \ PL PL