RU2754917C1 - Receiving path of multichannel hydroacoustic complex - Google Patents

Receiving path of multichannel hydroacoustic complex Download PDF

Info

Publication number
RU2754917C1
RU2754917C1 RU2020131534A RU2020131534A RU2754917C1 RU 2754917 C1 RU2754917 C1 RU 2754917C1 RU 2020131534 A RU2020131534 A RU 2020131534A RU 2020131534 A RU2020131534 A RU 2020131534A RU 2754917 C1 RU2754917 C1 RU 2754917C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
channel
input
frequency response
phase
Prior art date
Application number
RU2020131534A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Горлин
Антон Олегович Смирнов
Дарья Владимировна Бочарова
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2020131534A priority Critical patent/RU2754917C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754917C1 publication Critical patent/RU2754917C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: hydroacoustics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to build long-running coherent multichannel receiving paths of hydroacoustic complexes. To achieve the technical result, the receiving path of a multi-channel hydroacoustic complex contains a source of a stimulating signal that enters the inputs of the frequency response and frequency response non-identity compensation unit of amplitude-frequency response and circuit-phase response in the control mode through acoustic receivers and then into the data compaction and transmission system, which is connected to the spatio-temporal processing unit. Automatic compensation for the non-identity of the signal channels is performed using the reference channel. In the non-identity compensation block in the monitoring mode, the signals of the working channels are compared with the reference one, and the correction coefficients are calculated and stored, which are used in the operating mode to compensate for the non-identity of the working channels.
EFFECT: automating the process of compensation for the non-identity of the amplitude-phase characteristics of the receiving paths of a multi-channel hydroacoustic complex.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения синхронных и синфазных многоканальных приемных трактов.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to build synchronous and in-phase multichannel receiving paths.

В работе Ю.А. Корякина, С.А. Смирнова, Г.В. Яковлева «Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы», изд. Санкт-Перетбург «Наука» 2004 год, стр. 237-239 описан приемный тракт многоканального гидроакустического комплекса (МГК). Приемный тракт содержит многоканальную систему предварительной обработки, включающую блоки предварительного усиления, усилители с регулируемым коэффициентом усиления, диапазонные фильтры по числу каналов гидроакустической антенны МГК, многоканальный АЦП, систему уплотнения и передачи информации.In the work of Yu.A. Koryakina, S.A. Smirnova, G.V. Yakovleva “Ship sonar technology. State and current problems ”, ed. St. Peretburg "Nauka" 2004, pp. 237-239 describes the receiving tract of a multichannel hydroacoustic complex (MGK). The receiving path contains a multichannel preprocessing system, which includes pre-amplification units, amplifiers with adjustable gain, band filters for the number of channels of the MGK hydroacoustic antenna, a multichannel ADC, a compression and information transmission system.

Диапазонные фильтры и усилители являются источником разброса амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристик приемного тракта. Разброс этих характеристик приводит к снижению точности и эффективности работы МГК.Band filters and amplifiers are a source of scatter in the amplitude-frequency (AFC) and phase-frequency (PFC) characteristics of the receiving path. The spread of these characteristics leads to a decrease in the accuracy and efficiency of the MGK.

Для уменьшения разброса АЧХ и ФЧХ приходится накладывать жесткие ограничения на применяемую при реализации систем предварительной обработки элементную базу: требуется использование прецизионных аналоговых компонентов, обладающих высокой температурной стабильностью, что, в свою очередь, требует использования соответствующих корпусов элементов, которые обычно имеют довольно большие линейные размеры, при этом стоимость таких компонентов на порядок выше. Кроме того в существующих приемных трактах разброс амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик минимизируется за счет использования подстроечных элементов и их ручной регулировки.To reduce the spread of the frequency response and phase response, it is necessary to impose severe restrictions on the element base used in the implementation of preprocessing systems: the use of precision analog components with high temperature stability is required, which, in turn, requires the use of appropriate element packages, which usually have rather large linear dimensions. , while the cost of such components is much higher. In addition, in the existing receiving paths, the spread of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics is minimized through the use of trimming elements and their manual adjustment.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является приемный тракт многоканального гидроакустического комплекса, описанный в работе Б.Н. Алексеева, Р.Ц. Гулиянца, А.О. Смирнова А.Г. Трипольцева, «Электромагнитная совместимость аппаратуры предварительной обработки сигналов антенн морских подводных объектов», №«Гидроакустика» 2012 год.The closest analogue of the proposed technical solution is the receiving path of a multichannel hydroacoustic complex, described in the work of B.N. Alekseeva, R. Ts. Guliyants, A.O. Smirnova A.G. Trypoltseva, "Electromagnetic compatibility of equipment for preliminary processing of antenna signals of sea underwater objects", No. "Hydroacoustics" 2012.

Упомянутый приемный тракт содержит многоканальную систему предварительной обработки, N-канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), систему уплотнения и передачи данных, выход которой соединен со входом блока пространственно-временной обработки.The said receiving path contains a multichannel preprocessing system, an N-channel analog-to-digital converter (ADC), a data compression and transmission system, the output of which is connected to the input of the space-time processing unit.

Каждый канал такой многоканальной системы предварительной обработки включает в себя: предварительный усилитель, регулируемый усилитель, диапазонный фильтр, Вход предварительного усилителя через входную цепь соединен с элементом гидроакустической антенны - акустическим преобразователем (АП). Вход акустического преобразователя соединен с выходом делителя напряжения, на вход которого подается контрольный стимулирующий сигнал (СС). Генератор стимулирующего сигнала и делители напряжения каналов образуют систему контроля.Each channel of such a multichannel preprocessing system includes: a preamplifier, an adjustable amplifier, a range filter. The input of the preamplifier is connected through the input circuit to an element of the hydroacoustic antenna - an acoustic transducer (AC). The input of the acoustic transducer is connected to the output of the voltage divider, to the input of which a control stimulating signal (SS) is supplied. A stimulating signal generator and channel voltage dividers form a control system.

Такая схема позволяет выявить возникновение неидентичности АЧХ и ФЧХ приемного такта в режиме контроля. Для этого необходимо выполнить следующие операции:This scheme makes it possible to reveal the occurrence of non-identity of the frequency response and phase response of the receiving cycle in the control mode. To do this, you need to perform the following operations:

- подать на входы акустических преобразователей стимулирующий сигнал;- apply a stimulating signal to the inputs of the acoustic transducers;

- провести анализ АЧХ и ФЧХ на выходе приемного тракта с помощью стенда контроля;- to analyze the frequency response and phase response at the output of the receiving path using a test bench;

- провести ручную подстройку АЧХ и ФЧХ при необходимости;- carry out manual adjustment of the frequency response and phase frequency response, if necessary;

На практике при большом количестве каналов такая система контроля и восстановления неидентичности АЧХ и ФЧХ не работоспособна, так как оператор не может постоянно контролировать несколько десятков, сотен или тысяч каналов.In practice, with a large number of channels, such a system for monitoring and restoring the non-identical frequency response and phase response is not efficient, since the operator cannot constantly monitor several tens, hundreds, or thousands of channels.

Недостатками приемного тракта - прототипа являются необходимость вмешательства оператора для принятия решения об идентичности АЧХ и ФЧХ многоканального приемного тракта и отсутствие возможности автоматического восстановления их идентичности в случае нарушения в силу каких-либо причин, а также невозможность компенсации разброса параметров АП.The disadvantages of the receiving path - the prototype are the need for operator intervention to make a decision about the identity of the frequency response and phase response of the multichannel receiving path and the inability to automatically restore their identity in the event of a violation due to any reason, as well as the impossibility of compensating for the spread of the AP parameters.

Задачей изобретения является автоматизация компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ каналов из-за разности длин прохождения тактовых сигналов, а также компенсация разброса параметров пассивных элементов в каналах системы предварительной обработки и разброса параметров АП в антенне.The objective of the invention is to automate the compensation of the non-identity of the frequency response and phase response of the channels due to the difference in the lengths of passage of clock signals, as well as compensation for the spread of the parameters of passive elements in the channels of the preprocessing system and the spread of the parameters of the AP in the antenna.

Для решения поставленной задачи в приемный тракт многоканального гидроакустического комплекса, содержащий N каналов, в каждый из которых входят последовательно соединенные предварительный усилитель, вход которого соединен с акустическим преобразователем гидроакустической антенны, усилитель с регулируемым усилением, диапазонный фильтр, выход которого соединен с соответствующим входом N-канального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), также содержащий систему уплотнения и передачи данных, выход которой соединен со входом блока пространственно-временной обработки и систему контроля, состоящую из генератора стимулирующего сигнала, соединенного с N делителями напряжения, к выходу которых подсоединены входы акустических преобразователей, введены новые признаки, а именно: введен опорный канал, в который входят эквивалент акустического приемника, соединенный с источником стимулирующего сигнала через делитель напряжения, предварительный усилитель, усилитель с регулируемым усилением, диапазонный фильтр, дополнительный канал аналого-цифрового преобразования, N-канальный блок компенсации неидентичности амплитудно-частотных (АЧХ) и фазо-частотных (ФЧХ) характеристик, каждый канал которого включает последовательно соединенные блок расчета коэффициента коррекции, блок хранения и анализа коэффициентов и блок пересчета АЧХ и ФЧХ, при этом один вход каждого блока расчета коэффициента коррекции, являющийся входом блока компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ, соединен с соответствующим выходом 1…N многоканального АЦП, а второй вход блока расчета коэффициента коррекции соединен с выходом опорного канала многоканального АЦП, а выходы блоков пересчета АЧХ и ФЧХ, являющиеся его выходами, соединены со входом системы уплотнения и передачи данных.To solve this problem, the receiving tract of a multichannel hydroacoustic complex, containing N channels, each of which includes a series-connected preamplifier, the input of which is connected to the acoustic transducer of the hydroacoustic antenna, an amplifier with adjustable gain, a range filter, the output of which is connected to the corresponding input N- channel analog-to-digital converter (ADC), also containing a system of compression and data transmission, the output of which is connected to the input of the space-time processing unit and a control system consisting of a stimulating signal generator connected to N voltage dividers, to the output of which the inputs of acoustic converters are connected , new features have been introduced, namely: a reference channel has been introduced, which includes the equivalent of an acoustic receiver connected to a stimulating signal source through a voltage divider, a preamplifier, an amplifier with adjustable gain, a range filter, an additional channel for analog-to-digital conversion, N-channel unit for compensation of non-identical amplitude-frequency (AFC) and phase-frequency (PFC) characteristics, each channel of which includes a series-connected unit for calculating the correction factor, a unit for storing and analyzing coefficients and a recalculation unit Frequency response and phase response, while one input of each block for calculating the correction factor, which is the input of the block for compensating for the non-identical frequency response and phase response, is connected to the corresponding output 1 ... N of the multichannel ADC, and the second input of the block for calculating the correction factor is connected to the output of the reference channel of the multichannel ADC, and the outputs units of recalculation of frequency response and phase frequency response, which are its outputs, are connected to the input of the compaction and data transmission system.

Техническим результатом от использования изобретения является автоматизация процесса восстановления идентичности АЧХ и ФЧХ каналов путем выработки при первом включении системы блоком компенсации коэффициентов коррекции, которые сравниваются с пороговыми значениями и в случае превышения коэффициентами коррекции пороговых значений, происходит коррекция АЧХ и ФЧХ по методу амплитудно-фазовой коррекции.The technical result from the use of the invention is the automation of the process of restoring the identity of the frequency response and phase response of the channels by generating, when the system is first turned on, the compensation unit of the correction coefficients, which are compared with the threshold values and if the correction factors exceed the threshold values, the frequency response and phase response are corrected using the amplitude-phase correction method ...

Компенсация неидентичности амплитудно- и фазо-частотных характеристик каналов основана на методах цифровой обработки сигналов. В режиме контроля через входной коммутатор на вход каждого предварительного усилителя через акустический преобразователь этого канала подается гармонический стимулирующий сигнал. Этот же стимулирующий сигнал через эквивалент акустического приемника подается на вход опорного канала. Блок компенсации анализирует разницу фаз между сигналом на выходе опорного канала и сигналом на выходе каждого из N каналов и рассчитывает для каждого канала коэффициент коррекции по методу амплитудно-фазовой коррекции (АФК). Метод АФК основан на вычислении разности фаз и отношения амплитуд на контрольном синусоидальном сигнале относительно опорного канала с последующим расчетом коэффициентов коррекции. Блок хранения и анализа коэффициентов определяет находятся ли коэффициенты коррекции в заданных пределах и запоминает их значение. Блок пересчета АЧХ и ФЧХ в рабочем режиме приемного тракта корректирует АЧХ и ФЧХ соответствующего канала в соответствии с рассчитанными коэффициентами коррекции.Compensation for non-identical amplitude and phase-frequency characteristics of channels is based on digital signal processing methods. In the control mode, a harmonic stimulating signal is fed through the input switch to the input of each preamplifier through the acoustic transducer of this channel. The same stimulating signal is fed through the equivalent of an acoustic receiver to the input of the reference channel. The compensation unit analyzes the phase difference between the signal at the output of the reference channel and the signal at the output of each of the N channels and calculates a correction coefficient for each channel using the amplitude-phase correction (AFC) method. The AFC method is based on calculating the phase difference and the ratio of the amplitudes on the control sinusoidal signal relative to the reference channel, followed by calculating the correction coefficients. The unit for storing and analyzing the coefficients determines whether the correction coefficients are within the specified limits and stores their value. The unit for recalculating the frequency response and phase response in the operating mode of the receiving path corrects the frequency response and phase response of the corresponding channel in accordance with the calculated correction coefficients.

Вычисление корректирующих коэффициентов происходит следующим образом. Представим опорный сигнал в аналитической формеThe calculation of the correction factors is as follows. We represent the reference signal in analytical form

Figure 00000001
Figure 00000001

где s0(t) - синусоидальный сигнал; j - мнимая единица,

Figure 00000002
- оператор преобразования Гильберта, t - время. Отметим, что в экспоненциальной форме аналитический сигнал записывается следующим образом:where s 0 (t) is a sinusoidal signal; j - imaginary unit,
Figure 00000002
is the Hilbert transform operator, t is time. Note that in exponential form, the analytical signal is written as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

Корректируемый сигнал так же запишем в экспоненциальной форме:We also write the corrected signal in exponential form:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ω - циклическая частота синусоидального сигнала; a1 - амплитуда сигнала, ϕ1 - фазовое смещение сигнала. Для вычисления амплитудно-фазового комплексного коэффициента разделим корректируемый сигнал на опорный;where ω is the cyclic frequency of the sinusoidal signal; a 1 - signal amplitude, ϕ 1 - signal phase shift. To calculate the amplitude-phase complex coefficient, we divide the corrected signal by the reference one;

Figure 00000005
Figure 00000005

Для алгебраической формы комплексного сигнала такое деление выглядит следующим образом:For the algebraic form of a complex signal, such a division is as follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

Рассчитанные описанным методом коэффициенты коррекции записываются в ПЗУ блока компенсации неидентичности амплитудно- и фазо-частотных характеристик и используются для автоматической подстройки параметров каналов приемного гидроакустического тракта при его дальнейшей работе.The correction coefficients calculated by the described method are recorded in the ROM of the compensation unit for the non-identical amplitude and phase-frequency characteristics and are used for automatic adjustment of the parameters of the channels of the receiving hydroacoustic channel during its further operation.

Опорным каналом является канал, введенный в систему и подключенный к эквиваленту антенны, что позволяет также исключить разброс параметров АП гидроакустической антенны. Полученные коэффициенты сравниваются с пороговыми значениями, хранящимися в памяти блока компенсации. В случае превышения коэффициентами коррекции пороговых значений, происходит пересчетThe reference channel is the channel introduced into the system and connected to the antenna equivalent, which also makes it possible to exclude the scatter of the parameters of the sonar antenna. The obtained coefficients are compared with the threshold values stored in the memory of the compensation unit. If the correction factors exceed the threshold values, a recalculation takes place

Сущность изобретения поясняется фиг 1, где приведена схема приемного тракта со встроенным контролем и компенсацией неидентичности амплитудно- и фазо-частотных характеристик каналов.The essence of the invention is illustrated in Fig. 1, which shows a diagram of the receiving path with built-in control and compensation for non-identical amplitude and phase-frequency characteristics of the channels.

Устройство содержит генератор 1 гармонического стимулирующего воздействия (ГСС), акустические преобразователи АП1, АП2…АПN, резистивные делители напряжения R1.1 - R2.1, R1.2 - R2.1…R1.N - R2.N, предварительные усилители (ПУ) 2.1, 2.2…2.N, регулируемые усилители (РУ) 3.1, 3.2…3.N, диапазонные фильтры (Ф) 4.1, 4.2...4.N, многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5 с числом каналов N+1, систему уплотнения и передачи данных 6, Блок пространственно-временной обработки 7, блок компенсации неидентичености АЧХ и ФЧХ 8, состоящий из блоков расчета коэффициентов коррекции 9.1…9.N, блоков хранения и анализа коэффициентов коррекции 10.1…10.N и блоков пересчета АЧХ и ФЧХ 11.1…11.N, Эквивалент акустического приемника опорного канала С1.0, предварительный усилитель опорного канала 2.0, регулируемый усилитель опорного канала 3.0, диапазонный фильтр опорного канала 4.0.The device contains a harmonic stimulating effect generator 1 (GSS), acoustic transducers AP1, AP2 ... APN, resistive voltage dividers R1.1 - R2.1, R1.2 - R2.1 ... R1.N - R2.N, preamplifiers (PU ) 2.1, 2.2 ... 2.N, adjustable amplifiers (RU) 3.1, 3.2 ... 3.N, range filters (F) 4.1, 4.2 ... 4.N, multichannel analog-to-digital converter (ADC) 5 with the number of channels N +1, compaction and data transmission system 6, block of space-time processing 7, block for compensation of non-identical frequency response and phase response 8, consisting of blocks for calculating correction coefficients 9.1 ... 9.N, storage and analysis blocks for correction coefficients 10.1 ... 10.N and blocks recalculation of frequency response and phase response 11.1 ... 11.N, Equivalent of the acoustic receiver of the reference channel C1.0, the preliminary amplifier of the reference channel 2.0, the adjustable amplifier of the reference channel 3.0, the range filter of the reference channel 4.0.

Выход генератора 1 соединен со входами акустических преобразователей АП1…АПN через резистивные делители напряжения R1.1 - R2.1…R1.N - R2.N и со входом эквивалента С1.0 через делитель напряжения R1.0 - R2.0. Выходы акустических преобразователей соединены со входами предварительных усилителей 2.1…2.N. Выходы предварительных усилителей 2.1…2.N соединены со входами регулируемых усилителей 3.1…3.N, выходы которых соединены со входами диапазонных фильтров 4.1…4.N. Выходы диапазонных фильтров 4.1…4.N соединены с входами 1…N многоканального аналого-цифрового преобразователя 5. Выход эквивалента С1.0 опорного канала соединятся со входом предварительного усилителя 2.0, выход которого соединяется со входом регулируемого усилителя 3.0. Выход регулируемого усилителя 3.0 соединятся со входом диапазонного фильтра 4.0, выход которого соединяется со входом 0 АЦП 5. Выход 0 опорного канала АЦП 5 соединятся со входом опорного сигнала всех блоков расчета коэффициентов коррекции 9.1…9.N. Выходы 1…N АЦП 5 соединяются с соответствующими сигнальными входами блоков расчета коэффициентов коррекции 9.1…9.N, которые входят в блок 8 компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ. Выходы блоков расчета коэффициентов коррекции 9.1…9.N соединяются со входами блоков 10.1…10.N хранения и анализа коэффициентов, выходы которых соединяются с блоками 11.1…11.N пересчета АЧХ и ФЧХ. Выходы Блоков пересчета АЧХ и ФЧХ 11.1…11.N, которые являются выходами Блока компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ 8, соединяются со входами 1...N Системы уплотнения и передачи данных 6, выходы которой соединяются со входами Блока пространственно-временной обработки 7.The output of the generator 1 is connected to the inputs of the acoustic converters АП1 ... АПN through resistive voltage dividers R1.1 - R2.1 ... R1.N - R2.N and with the input of the equivalent C1.0 through the voltage divider R1.0 - R2.0. The outputs of the acoustic transducers are connected to the inputs of the preamplifiers 2.1 ... 2.N. The outputs of the preamplifiers 2.1 ... 2.N are connected to the inputs of the adjustable amplifiers 3.1 ... 3.N, the outputs of which are connected to the inputs of the range filters 4.1 ... 4.N. The outputs of the range filters 4.1 ... 4.N are connected to the inputs 1 ... N of the multichannel analog-to-digital converter 5. The output of the C1.0 equivalent of the reference channel is connected to the input of the preamplifier 2.0, the output of which is connected to the input of the adjustable amplifier 3.0. The output of the adjustable amplifier 3.0 will be connected to the input of the range filter 4.0, the output of which is connected to the input 0 of the ADC 5. The output 0 of the reference channel of the ADC 5 will be connected to the input of the reference signal of all blocks for calculating the correction coefficients 9.1 ... 9.N. Outputs 1 ... N of the ADC 5 are connected to the corresponding signal inputs of the blocks for calculating the correction coefficients 9.1 ... 9.N, which are included in the block 8 for compensation of non-identical frequency response and phase response. The outputs of the blocks for calculating the correction coefficients 9.1 ... 9.N are connected to the inputs of the blocks 10.1 ... 10.N for storing and analyzing the coefficients, the outputs of which are connected to the blocks 11.1 ... 11.N for recalculating the frequency response and phase frequency response. Outputs of the Amplitude Frequency Response and Phase Response Conversion Blocks 11.1 ... 11.N, which are the outputs of the Amplitude Frequency Response and Phase Response Non-Identity Compensation Unit 8, are connected to inputs 1 ... N of the Compaction and Data Transmission System 6, the outputs of which are connected to the inputs of the Space-Time Processing Unit 7.

Работа предложенного гидроакустического тракта осуществляется следующим образом: в режиме контроля от генератора гармонического стимулирующего воздействия 1 через резистивные делители напряжения R1.1 - R2.1…R1.N - R2.N на входы акустических преобразователей АП1.1…AП1.N и на эквивалент опорного канала через делитель R1.0 - R2.0 С1.0 поступает тональный акустический стимулирующий сигнал СС. Сигнал СС проходит по всем аналоговым каналам через предварительные усилители 2.0…2.N, регулируемые усилители 3.0…3.N, диапазонные фильтры 4.0…4.N до входов 0…N АЦП 5. По завершении процесса преобразования тональных сигналов в цифровую форму в блоке АЦП 5, цифровые последовательности поступают в блок компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ 8, в котором сигналы каналов 1…N сравниваются с сигналом опорного канала 0. Блок компенсации неидентичности 8 обеспечивает расчет коэффициентов коррекции, производит сравнение рассчитанных коэффициентов с пороговыми значениями, хранящимися в памяти блока, а также пересчет АЧХ и ФЧХ при превышении рассчитанными значениями коэффициентов пороговых значений, и запоминает значения коэффициентов коррекции.The operation of the proposed hydroacoustic path is carried out as follows: in the control mode from the harmonic stimulating effect generator 1 through resistive voltage dividers R1.1 - R2.1 ... R1.N - R2.N to the inputs of the acoustic transducers AP1.1 ... AP1.N and to the equivalent of the reference channel through the divider R1.0 - R2.0 С1.0 a tonal acoustic stimulating signal CC is received. The CC signal passes through all analog channels through pre-amplifiers 2.0 ... 2.N, adjustable amplifiers 3.0 ... 3.N, range filters 4.0 ... 4.N to inputs 0 ... N of the ADC 5. Upon completion of the process of converting tones to digital form in the block ADC 5, digital sequences enter the block for compensation of non-identical frequency response and phase response 8, in which the signals of channels 1 ... N are compared with the signal of the reference channel 0. The non-identity compensation block 8 provides the calculation of the correction coefficients, compares the calculated coefficients with the threshold values stored in the memory of the block , as well as recalculation of the frequency response and phase frequency response when the calculated values of the coefficients exceed the threshold values, and stores the values of the correction coefficients.

В рабочем режиме генератор стимулирующего сигнала 1 выключается, на его выходе устанавливается напряжение 0 В. Текущие значения сигналов, поступающих от акустических приемников AП1.1…AП1.N пересчитываются блоками пересчета АЧХ и ФЧХ 11.1…11.N в соответствии с полученными в режиме контроля коэффициентами коррекции.In the operating mode, the stimulating signal generator 1 is turned off, its output is set to a voltage of 0 V. The current values of the signals received from the acoustic receivers AP1.1 ... AP1.N are recalculated by the frequency response and phase response units 11.1 ... 11.N in accordance with those obtained in the control mode correction factors.

Таким образом, применение блока компенсации неидентичности амплитудно- и фазо-частотных характеристик каналов обеспечивает оперативную автоматическую компенсацию неидентичности АЧХ и ФЧХ каналов из-за разности длин прохождения тактовых сигналов, а также компенсацию разброса параметров пассивных элементов в аналоговом тракте и разброса параметров гидрофонов в антенне, что необходимо для обеспечения когерентности преобразования принимаемых сигналов. Кроме того, использование данного блока позволяет минимизировать занимаемую площадь разрабатываемых печатных плат за счет исключения сложных схем аналоговой коррекции, а также снизить требования к классу точности компонентов при сохранении требований к идентичности каналов.Thus, the use of a block for compensating for the non-identity of the amplitude and phase-frequency characteristics of the channels provides prompt automatic compensation for the non-identity of the frequency response and phase response of the channels due to the difference in the lengths of the clock signals, as well as compensation for the spread of parameters of passive elements in the analog path and the spread of parameters of hydrophones in the antenna. which is necessary to ensure the coherence of the conversion of the received signals. In addition, the use of this unit makes it possible to minimize the occupied area of the developed printed circuit boards by eliminating complex analog correction schemes, as well as to reduce the requirements for the accuracy class of components while maintaining the requirements for the identity of the channels.

Claims (1)

Приемный тракт многоканального гидроакустического комплекса, содержащий N каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные предварительный усилитель, усилитель с регулируемым усилением и диапазонный фильтр, в котором выходы диапазонных фильтров соединены с соответствующими входами N-канального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), также содержащий систему уплотнения и передачи данных, выход которой соединен с входом блока пространственно-временной обработки, при этом вход каждого i-гo (где i - 1…N) предварительного усилителя через i-ю входную цепь соединен с акустическим преобразователем гидроакустической антенны, соединенным с генератором стимулирующего сигнала через резистивный делитель напряжения, отличающийся тем, что в него введены опорный канал, содержащий последовательно соединенные эквивалент акустического преобразователя, предварительный усилитель, усилитель с регулируемым усилением и диапазонный фильтр, дополнительный канал АЦП, при этом эквивалент акустического преобразователя соединен с источником стимулирующего сигнала через делитель напряжения, также введен N-канальный блок компенсации неидентичности амплитудно-частотных (АЧХ) и фазо-частотных (ФЧХ) характеристик, каждый канал которого включает последовательно соединенные блок расчета коэффициента коррекции, блок хранения и анализа коэффициентов и блок пересчета АЧХ и ФЧХ, при этом один вход каждого блока расчета коэффициента коррекции, являющийся входом блока компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ, соединен с соответствующим выходом 1…N многоканального АЦП, а второй вход блока расчета коэффициента коррекции соединен с выходом опорного канала многоканального АЦП, а выходы блоков пересчета АЧХ и ФЧХ, являющиеся выходами блока компенсации неидентичности АЧХ и ФЧХ, соединены с входом системы уплотнения и передачи данных.The receiving path of a multichannel hydroacoustic complex, containing N channels, each of which contains a series-connected preamplifier, an amplifier with variable gain and a range filter, in which the outputs of the range filters are connected to the corresponding inputs of an N-channel analog-to-digital converter (ADC), also containing the system data compression and transmission, the output of which is connected to the input of the space-time processing unit, while the input of each i-th (where i - 1 ... N) of the preamplifier is connected through the i-th input circuit to the acoustic transducer of the hydroacoustic antenna connected to the stimulating generator signal through a resistive voltage divider, characterized in that a reference channel is introduced into it, containing a series-connected equivalent of an acoustic transducer, a preamplifier, an amplifier with variable gain and a range filter, an additional ADC channel, while the equivalent acoustic of whom the converter is connected to the source of the stimulating signal through a voltage divider, an N-channel unit for compensation of non-identical amplitude-frequency (AFC) and phase-frequency (PFC) characteristics is also introduced, each channel of which includes a series-connected unit for calculating the correction coefficient, a unit for storing and analyzing coefficients and a unit for recalculating the frequency response and phase response, while one input of each unit for calculating the correction factor, which is the input of the unit for compensating for the non-identity of the frequency response and phase response, is connected to the corresponding output 1 ... N of the multichannel ADC, and the second input of the unit for calculating the correction factor is connected to the output of the reference channel of the multichannel ADC , and the outputs of the frequency response and phase response recalculation units, which are the outputs of the frequency response and phase response compensation unit, are connected to the input of the multiplexing and data transmission system.
RU2020131534A 2020-09-24 2020-09-24 Receiving path of multichannel hydroacoustic complex RU2754917C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131534A RU2754917C1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Receiving path of multichannel hydroacoustic complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131534A RU2754917C1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Receiving path of multichannel hydroacoustic complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754917C1 true RU2754917C1 (en) 2021-09-08

Family

ID=77670306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131534A RU2754917C1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Receiving path of multichannel hydroacoustic complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754917C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219340A2 (en) * 1985-10-14 1987-04-22 Gec Avionics Limited Acoustic direction finder for use as an active responder
US5040157A (en) * 1990-10-15 1991-08-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Expendable virtual vertical sensing array
US20020015385A1 (en) * 2000-07-01 2002-02-07 Lg Electronics Inc. Method for confirming receipt of protocol data
RU2602763C2 (en) * 2014-12-22 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Method for parametric reception of waves of different physical nature of sources, processes and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment
RU2623873C2 (en) * 2010-08-16 2017-06-29 Дрг Инструментс Гмбх Method for sample analysis
RU2679922C1 (en) * 2018-03-01 2019-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова" Towed device for mapping seabed objects and their visual verification
RU2691294C2 (en) * 2017-09-01 2019-06-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Method for forming and application of global radiohydroacoustic system of monitoring atmospheric, oceanic and crustal fields in marine environment and recognition of sources thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219340A2 (en) * 1985-10-14 1987-04-22 Gec Avionics Limited Acoustic direction finder for use as an active responder
US5040157A (en) * 1990-10-15 1991-08-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Expendable virtual vertical sensing array
US20020015385A1 (en) * 2000-07-01 2002-02-07 Lg Electronics Inc. Method for confirming receipt of protocol data
RU2623873C2 (en) * 2010-08-16 2017-06-29 Дрг Инструментс Гмбх Method for sample analysis
RU2602763C2 (en) * 2014-12-22 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Method for parametric reception of waves of different physical nature of sources, processes and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment
RU2691294C2 (en) * 2017-09-01 2019-06-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Method for forming and application of global radiohydroacoustic system of monitoring atmospheric, oceanic and crustal fields in marine environment and recognition of sources thereof
RU2679922C1 (en) * 2018-03-01 2019-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова" Towed device for mapping seabed objects and their visual verification

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Б.Н. Алексеева и др. "Электромагнитная совместимость аппаратуры предварительной обработки сигналов антенн морских подводных объектов", М. "Гидроакустика" 2012, c.103-105. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9318119B2 (en) Noise suppression using integrated frequency-domain signals
US5101271A (en) Image restoration and faulty sensor detection and compensation system and process
US7161515B2 (en) Calibration system and method for a linearity corrector using filter products
US8519719B2 (en) System for complex impedance measurement
DE2459282A1 (en) BALANCING PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE
CN111182435B (en) Testing method and device of voice equipment
JPS6071966A (en) Digital spectrum analyzer
US10340933B1 (en) Time interleaved digital-to-analog converter correction
US10191134B2 (en) Method and apparatus for dynamic distortion correction of magnetic resonance image recordings
EP3121808A2 (en) System and method of modeling characteristics of a musical instrument
RU2754917C1 (en) Receiving path of multichannel hydroacoustic complex
CN112272036A (en) Temperature compensation device and method for radio frequency receiver and radio frequency receiver
CN110557122B (en) Method for correcting frequency response non-uniformity error of TIADC system
CN107124678B (en) Audio harmonic distortion measuring system
CN110208588B (en) Digital oscilloscope, method for measuring baud chart and readable storage medium
US2958729A (en) Information signal intelligibility measuring apparatus
US5188114A (en) Method and apparatus for elimination of mirroring in signal processing system
US3222598A (en) Electroencephalograph wave analyzer
Watkins Biological sound-source locations by computer analysis of underwater array data
CN114363786B (en) Microphone test calibrating device
CN108962268B (en) Method and apparatus for determining monophonic audio
SU679814A1 (en) Device for the calibration of multichannel apparatus
CN112946744B (en) Least square offset imaging method and system based on dynamic time difference regularity
US20240089682A1 (en) Signal processing device, method thereof, and program
RU2684443C1 (en) Method of determining coordinates of sources of acoustic emission signals and device therefor