Pierwszenstwo: 13.09.1972 (P. 157746) Zgloszenie ogloszono: 01.06.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.0Q.1975 76053 KI. 42o,13/10 MKP GOlp 3/70 Twórcywynalazku: Andrzej Kowalski, Boguslaw Wozny Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Uklad szacowania predkosci obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ultradzwiekowego ' Przedmiotem wynalazku jest uklad szacowania predkosci obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ultradzwiekowego, który umozliwia oszacowanie predkosci wykrytego ruchomego obiektu podwodnego.Znane sposoby szacowania predkosci obiektu ruchomego polegaja na sledzeniu echogramu i znajdowaniu predkosci poruszania sie obiektu z kata nachylenia zapisu w stosunku do osi czasu.Sposób ten wymaga stosunkowo dlugiego czasu obserwacji echogramu i nie nadaje sie do natychmiasto¬ wego odczytu.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu szacowania predkosci wykrytych obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ultradzwiekowego, który umozliwia natychmiastowe oszacowanie predkosci wybranego wykrytego obiektu podwodnego i przystosowany jest do cyfrowego odczytu wskazan.Cel ten zostal osiagniety przez polaczenie wyjscia generatora sonaru z pierwszym ukladem formujacym i pierwszym detektorem urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome. Pierwszy uklad formujacy steruje pierwsza bramke, na której wejscie podawane sa impulsy z generatora zegarowego. Wejscie liczace licznika sumujacego polaczone jest z wyjsciem pierwszej bramki. Wyjscie pierwszego detektora urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome polaczone jest z wejsciem kasujacym licznika sumujacego i wejsciem kasujacym licznika ech. Wyjscia licznika sumujacego sa polaczone poprzez pierwszy zespól bramek z wejsciami ustawiajacymi licznika odejmu¬ jacego urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome. Wyjscia licznika obejmujacego urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome sa polaczone z wejsciami dekodera tego urzadzenia i wejsciami drugiego zespolu bramek.Wyjscie dekodera urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome polaczone jest z rejestratorem sonaru, wejsciem ukladu opózniajacego, którego wyjscie polaczone jest z wejsciem kasujacym licznika odejmujacego urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome i jednym wejsciem trójwejsciowego iloczynu logicznego. Wyjscie iloczynu lo¬ gicznego polaczone jest z wejsciem sterujacym drugiego zespolu bramek i wejsciem zerujacym przerzutnika bistabilnego, którego wyjscie jedynkowe polaczone jest z trzecim wejsciem tego iloczynu. Wejscie ustawiajace przerzutnika jest polaczone poprzez klucz ze zródlem napiecia. Wyjscia drugiego zespolu bramek sa polaczone z wejsciami pamieci, której zawartosc jest podawana poprzez dekoder na_wskaznik cyfrowy. Wejscie kasujace pamieci jest podlaczone do wejscia ustawiajacego przerzutnika bistabilnego.2 76053 Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest mozliwosc natychmiastowego oszacowania predkosci wykrytego ruchomego obiektu podwodnego, przy czym wynik podawany jest w postaci cyfrowej.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym schemat blokowy ukladu szacowania predkosci obiektów ruchomych do impulsowego sonaru ultradzwiekowego.Uklad zawiera generator sonaru 1 polaczony z pierwszym ukladem formujacym 2 i pierwszym detektorem 3 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome. Pierwszy uklad formujacy 2 ma za zadanie uformowac z prze¬ biegu harmonicznego generatora 1 sonaru napiecie bramkujace do sterowania pierwszej bramki 4 zasilanej impul¬ sami zegarowymi z generatora zegarowego 5. Ilosc impulsów odpowiadajaca okresowi przebiegu z generatora 1 sonaru przechodzi przez pierwsza bramke 4 do licznika sumujacego 6. Stan licznika sumujacego 6 przekazywany jest przez pierwszy zespól bramek 7 na wejscia ustawiajace licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome. Wyjscie odbiornika 9 sonaru polaczone jest z drugim detektorem 10 i drugim ukladem formu¬ jacym 11, który steruje druga bramke 12 napieciem bramkujacym z uformowanego przebiegu wejsciowego.Druga bramka 12 zasilana jest równiez impulsami z generatora zegarowego 5. Ilosc impulsów odpowiadajaca okresowi przebiegu odebranego przechodzi na wejscie liczace licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome, którego stan jest dekodowany w dekoderze 13 tego urzadzenia i jednoczesnie doprowadzony jest do wejsc drugiego zespolu bramek 19. Napiecie wyjsciowe dekodera 13 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome steruje wskaznik 14 sonaru, poprzez uklad opózniajacy 15 kasuje zawartosc licznika odejmujacego 8 tego rzadzenia i jest podawane na wejscie liczace licznika ech 18 oraz na wejscie iloczynu logicznego 23. Napiecie z pierwszego detektora 3 urzadzenia wykrywajacego ruchome obiekty podwodne wchodzi na wejscie kasujace licznika sumujacego 6 i wejscie kasujace licznika ech 18. Napiecie z drugiego detektora 10 wyzwala przerzutnik monostabilny 17, którego napiecie wyjsciowe steruje przeniesieniem zawartosci licznika sumujacego 6 poprzez pierwszy zespól bramek 7 do licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome.Wyjscia licznika ech 18 sa polaczone poprzez przelacznik wybierajacy 26 z wejsciem iloczynu logicznego 23, którego wyjscie polaczone jest z wejsciem zerujacym przerzutnika bistabilnego 24 i wejsciem sterujacym drugiego zespolu bramek 19. Wyjscie jedynkowe przerzutnika bistabilnego 24 polaczone jest z wejsciem iloczynu logicznego 23. Zródlo napiecia 27 polaczone jest poprzez klucz 25 z wejsciem ustawiajacym przerzutnika bista¬ bilnego 24 i wejsciem kasujacym pamiec 20. Wyjscia drugiego zespolu bramek 19 sa polaczone z wejsciami pamieci 20, której wyjscia, poprzez dekoder 21 dolaczone sa do wskaznika cyfrowego 22.Przebieg z generatora 1 sonaru w postaci impulsu prostokatnego o wypelnieniu harmonicznym podawany jest na wejscie pierwszego ukladu formujacego 2 i pierwszego detektora 3 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome. Pierwszy uklad formujacy 2 ma za zadanie wytworzyc z przebiegu harmonicznego przebieg bramku¬ jacy o czasie trwania odpowiadajacym krotnosci okresu sinusoidy wypelniajacej impuls. Pierwszy detektor 3 urzadzenia wykrywajacego ruchome obiekty podwodne wytwarza impuls prostokatny o ksztalcie obwiedni im¬ pulsu z generatora 1 sonaru, którego czolem kasuje zawartosc licznika sumujacego 6 i licznika ech 18. Napiecie z pierwszego ukladu formujacego 2 steruje pierwsza bramke 4 zasilana z generatora zegarowego 5. Impulsy z tego generatora, bramkowane napieciem o czasie trwania równym krotnosci okresu sinusoidy generatora 1, sa zali¬ czane w liczniku sumujacym 6.Napiecie wyjsciowe z odbiornika 9 sonaru ma równiez ksztalt impulsu prostokatnego z wypelnieniem harmonicznym o czestotliwosci równej czestotliwosci nadanej w przypadku echa od obiektu nieruchomego lub czestotliwosci róznej, jesli obiekt porusza sie wzgledem przetwornika sonaru. Podawane ono jest na drugi uklad formujacy 11 i drugi detektor 10. Drugi detektor 10 ma za zadanie wydzielic obwiednie impulsu odebranego i przednim jej zboczem wyzwolic przerzutnik monostabilny 17, którego napiecie steruje pierwszym zespolem bramek 7, przenoszacych równolegle zawartosc licznika sumujacego 6 do licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome.Drugi uklad formujacy 11 wytwarza napiecie bramkujace o czasie trwania równym krotnosci okresu prze¬ biegu wypelniajacego impuls odebrany. Napiecie to steruje druga bramka 12 zasilana z generatora zegarowego 5.Od zawartosci licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome, reprezentujacej okres prze¬ biegu nadanego odejmuje sie ilosc impulsów odpowiadajaca okresowi przebiegu odebranego. Pozostala zawartosc- licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywania obiektów ruchomych ma charakter róznicy okresów, a wiec reprezentuje odchylke czestotliwosci pomiedzy przebiegiem nadanym i odebranym, co jednoznacznie klasyfi¬ kuje obiekty podwodne pod wzgledem ruchu i umozliwia szacunkowe okreslenie ich predkosci.Stan licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome jest dekodowany przez dekoder 13 tego urzadzenia i indykowany na wskazniku 14 sonaru. Jednoczesnie napiecie dekodera 13 steruje poprzez uklad opózniajacy 15 kasowaniem licznika odejmujacego 8. Wybieranie numeru tego echa uwidocznionego na echogramie, którego predkosc ma zostac oszacowan?, dokonywane jest przelacznikiem wybierajacym 26. Licz¬ nik ech 18 zbudowany jest w ten sposób, ie jedynki pojawiaja sie kolejno na jego wyjsciach w takt przychodzenia76053 3 impulsów wskazujacych obecnosc obiektów ruchomych, pochodzacych z dekodera 13 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome.Wyjscie dekodera 13 tego urzadzenia i wyjscie przelacznika wybierajacego 26 podlaczone sa do dwóch wejsc iloczynu logicznego 23. Trzecie wejscie tego iloczynu polaczone jest z wyjsciem jedynkowym przerzutnika bistabilnego 24. Napiecie na wyjsciu iloczynu logicznego 23 przybiera wartosc logicznej jedynki i powoduje przepisanie zawartosci licznika odejmujacego 8 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome poprzez drugi zespól bramek do wyzerowanej uprzednio pamieci 20 tylko wówczas, gdy na wybranym przelacznikiem wybierajacym 26 wyjsciu licznika ech 18 pojawi sie jedynka jednoczesnie z wystapieniem jej na wyjsciu dekodera 13 urzadzenia wykrywajacego obiekty ruchome, a po ustawieniu kluczem 25 napieciem ze zródla napiecia 27 przerzutnika bistabilnego 24 w stan jeden. Napiecie wyjsciowe iloczynu logicznego 23 spowoduje równiez ponowne wyzero¬ wanie przerzutnika bistabilnego 24 i zamkniecie iloczynu logicznego 23 w czasie równym opóznieniu wnoszo¬ nemu przez przerzutnik bistabilny 24. Zawartosc pamieci 20 jest zamieniana w dekoderze 21 na ogólnie przyjete jednostki predkosci i w tej fornie wskazywana na wskazniku cyfrowym 22. PL