RU1802349C - Автономна акустическа система - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  акустических измерений , в частности может быть использовало дл  измерени  пространственно-временной анизотропии акустических полей.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и динамического диапазона автономной акустической системы.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема автономной акустической системы; на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы адаптивного усилител  и блока управлени  соответственно; на фиг. 4 - эпюры напр жени , по сн ющие работу автономной акустической системы.

Автономна  система содержит приемник давлени  1, трехкомпонентный приемник градиента давлени  2, максимальна  ось чувствительности двух каналов которого 3, 4 расположена в двух взаимноортого- нальных направлени х в горизонтальной плоскости, а третьего канала 5 - перпендикул рно горизонтальной плоскости. Каждый выход звукоприемников через последовательно соединенные предварительный усилитель 6, 7, адаптивный усилитель 8 и широкополосный фильтр 9 соединен с первым входом соответствующей схемы выборки хранени  10, вторые входы которых соединены с первым выходом блока управлени  11, первый вход которого соединен с задающим генератором 12. Выходы схем выборки хранени  10 соединены с соответствующими входами электронного ключа 13.

Дополнительно п тый и шестой входы электронного ключа соединены с выходом компаса 14. а седьмой, восьмой и дев тый его входы соединены соответственно с третьим, четвертым и п тым выходами блока управлени . Выход электронного ключа соединен с входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 15, выходы которого соединены с соответствующими входами мультиплексора 16 и блока управлени  11. Дополнительные входы мультиплексора соединены с вторым и третьим выходами каждого адаптивного усилител  и шестым выходом блока управлени , Выход мультиплексора через блок сопр жени  17, согласующий усилитель 18 и модул тор 19 соединен с передатчиком 20.

Адаптивный усилитель, представлен ный на фиг. 2, содержит линейный детектор 21, выход которого соединен с входами усилителей 22 и 23, имеющие соответственно коэффициент усилени  16 и 256. Выходы усилителей соединены соответствующими входами триггера Шмидта 34 и 25, выходы которых соединены с первым и вторым вхо0

5

дами усилител  с управл ющим коэффициентом усилени  26, третий вход которого соединен с входом линейного детектора.

На фиг. 3 представлена функциональна  схема блока управлени , посредством которой осуществл етс  управление работой автономной акустической системой. Сигнал с задающего генератора 12 поступает на делители частоты 27, 28 и 29, где осуществл етс  деление частоты в соответствующее число раз. С делител  частоты 29 сигнал поступает на блок формировани  сигналов выборки 30. Одновременно .сигнал с этого делител  частоты используетс  дл  управлени  блоком АЦП и электронным ключом 13. Использу  сигналы с делителей частоты 27 и 29 соответствующей схемой, составленной из триггеров 31 и 32, а также счетчиком 33, логической схемой 0 ИЛИ 34 и схемой совпадени  35, вырабатываютс  последовательности импульсов дл  управлени  и синхронной работы схем выборки-хранени , мультиплексора и блока сопр жени . По снени  работы блока управлени  содержатс  в описании принципа работы автономной акустической системы.

Работа автономной системы состоит в следующем.

Пусть сигйал, например, синусоидального характера, поступает на звукоприв ники 1 и 2. Преобразованный электрический сигнал через предварительные усилители 6, 7 он поступает на адаптивные усилители 8, Принцип работ адаптивного усилител  состоит в том, что при уменьшении амплитуды входного сигнала коэффициент усилени  автоматически увеличиваетс  в 16 и 256 раз и соответственно при увеличении входного сигнала - уменьшаетс  также в 16 и 256 раз. Информаци  об изменении значений коэффициента усилени  с каждого адаптивного усилител  поступает на вход мультиплексора 16, Такре введение саморегул ции коэффициента усилени  блоков 8 позволит значительно расширить до 100-120 дб динамический диапазон автономной акустической системы в целом при фиксированной частотной полосе передатчика. Далее сигнал через полосовые фильтры поступает одновременно определенными порци ми на вход схем выборки хранени . Полоса частот широкополосными фильтрами снизу ограничена помехами различного типа происхождени  (резонанс подвески звукоприемников, шумами различного происхождени  и т.д.), Полоса частот сверху - ограничена резонансом самого звукоприемника . Управление работой всей схемы авто- домной системы осуществл етс 

5

0

5

0

5

0

5

Импульсными сигналами с задающего квар- Цованного генератора 12, преобрэзовэнны- и}ш в блоке управлени  11. Задающий г)енератор формирует последовательность Пр моугольных импульсов с частотой 12,8 лЬГц С помощью делителей частоты 27, 28, 2J9 и блока формировани  сигналов 30 обрадуетс  последовательность импульсов, посредствомкоторой схема в|ыборки-хранени  одновременно считыва- еЬг и запоминает значени  сигналов каналов X, Y, Z и Р. Длительность выборки опреде- л| етс  длительностью импульсов и равна в . н|ашем случае 5 мк/сек (фиг. 4а). С частотой, например, V записанные сигналы (эпюра б) с помощью электронного ключа 14, который управл етс  сигналами с блока управлени , пэслёдовательно считываютс  и подаютс  на аналого-цифровой преобразователь 15 (/,ЦП). Дл  считывани  информации со схем вмборки-хранени  в блоке управлени  формируетс  посредством делител  частоты 29 последовательность импульсов с частотой fcl /128. Одновременно формируютс  импульсные сигналы Старт (эпюра в), запу- екающие АЦП, который выдает информационные импульсы о конце преоб- р зовани  сигнала по каждому каналу (эпю- р4 г). Таким образом, последовательность импульсов, содержаща  информации о но- канала и информацию, считанную со схем выборки-хранени , с выхода АЦП по- Дсетс  на вход мультиплексора 16. На выхо- д( мультиплексора сформирована псследовательность импульсов, содержа- щ, )  информацию каждого канала, в которой первые Юимпульсов передают 10 разр дов АЦП, следующие два импульса передают код о значении коэффициента усилени  адаптивных усилителей. Управление рабо- то мультиплексора осуществл етс  такто- вьми сигналами с частотой, а 16 раз превышающей частоту сигналов управлени  АЦП (эпюра д). Сигнал с выхода мульти- плрксора (эпюра е) через блок сопр жени  17|по длинной двухпроводной линии посту- па ;т в верхнюю часть автономной акустической системы на модул тор и далее на пе )едатчйк. При этом работа блока сопр - жени  синхронизируетс  с мультиплексо- рои посредством тактовых сигналов (эпюра

ж).:

. Таким образом, предложенное техническое решение автономной акустической системы позволит передавать информацию с датчика давлени , трех взаимноортогональ- ны:: каналов приемника градиента давлени  без фазового и временного сдвига мехду компонентами звукового пол , что позволит осуществл ть акустические измерени  с использованием потока акустиие- ской мощности, Кроме того, позволит значительно расширить (до 100-120 дб) динамический диапазон автономной акустической системы при фиксированной частотной полосе передатчика.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Автономна  акустическа  система, содержаща  ненаправленный приемник звукового давлени , два канала приемника градиента давлени , максимальна  ось чувствительности которых расположена в двух взаимно ортогональных направлени х в горизонтальной плоскости, каждый выход которых соединен с входом соответствующего предварительного усилител , три широкополосных фильтр, мультиплексор, задающий генератор, модул тор, соединенный с входом передатчика, и компас, о т. л и ч а ю- щ а   с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и динамического диапазона автономной акустической системы, в нее дополнительно введены третий канал приемника градиента давлени , максимальна  ось чувствительности которого перпендикул рна горизонтальной плоскости, соединенный с-входом соответствующего предварительного усилител  четвертый широкополосный фильтр, четыре адаптивных усилител , четыре схемы выборки-хранени , электронный ключ, анало- ro-цифровой преобразователь, блок сопр жени , соединенный через согласующий усилитель с входом модул тора, блок управлени , первый вход которого соедй- нен с выходом задающего генератора, при этом выход каждого предварительного усилител  через последовательно соединенные адаптивный усилитель и широкополосной фильтр соединен с первым входом соответствующей схемы выбор- ки-хранени , вторые входы которой соединены с первым выходом блока управлени , выходы схем выборки-хранени  соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами электронного ключа, п тый и шестой входы которого соединены с соответствующими выходами компаса , а седьмой, восьмой и дев тый входы электронного ключа соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами блока управлени , выход электронного ключа соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател , второй вход которого соединен с п тым выходом блока управлени , дес ть выходов аналого-цифрового преобразовател  соединены с соответствующими входами мультиплексора , одиннадцатый вход которого соединен с одиннадцатым выходом зналого-цифробого преобразовател , двенадцатый выход которого соединен с вторым входом блока управлени , шестой выход которого соединен с двенадцатым входом мультиплексора, тринадцатый, четырнадцатый , п тнадцатый и шестнадцатый входы

   мультиплексора соединены соответственно с вторым выходом каждого адаптивного усилител , выход мультиплексора соединен с первым входом блока сопр жени , второй вход которого соединен с седьмым выходом блока управлени .

   L

   Фи.&2

   К/5

   - J

   0Г/5

   Фие.З

   п п п п

   лиги

   Pbi2.4