RU146736U1 - SOUND SIGNAL GENERATOR - Google Patents
SOUND SIGNAL GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU146736U1 RU146736U1 RU2014116655/28U RU2014116655U RU146736U1 RU 146736 U1 RU146736 U1 RU 146736U1 RU 2014116655/28 U RU2014116655/28 U RU 2014116655/28U RU 2014116655 U RU2014116655 U RU 2014116655U RU 146736 U1 RU146736 U1 RU 146736U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- input
- generator
- outputs
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
1. Генератор зондирующих сигналов, содержащий синхронизатор и импульсный генератор, соединённый с D-входом D-триггера, выход которого подключен к одному из входов ключа, выходом подключенного к одному из входов усилителя мощности, отличающийся тем, что в него дополнительно введены преобразователь кодов, генератор видеоимпульсов и генератор кодов, соединённый с преобразователем кодов, выходы которого соединены с входами генератора видеоимпульсов и С-входом D-триггера, а выходы генератора видеоимпульсов соединены с другими входами ключа.2. Генератор зондирующих сигналов по п. 1, отличающийся тем, что ключ выполнен в виде двух логических элементов 2И, первые входы которых соединены с выходом D-триггера, а выходы подключены к входам усилителя мощности.3. Генератор зондирующих сигналов по п. 1, отличающийся тем, что генератор кодов выполнен в виде генератора импульсов и счетчика, при этом генератор импульсов соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами преобразователя кодов.4. Генератор зондирующих сигналов по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь кодов выполнен в виде дешифратора, входы которого соединены с выходами генератора кодов, а выходы подключены к входам генератора видеоимпульсов.5. Генератор зондирующих сигналов по п. 1, отличающийся тем, что генератор видеоимпульсов выполнен в виде четырех логических элементов ИЛИ, причем первый - четвёртый выходы преобразователя кодов соединены с входами первого четырёхвходового логического элемента ИЛИ, третий - шестой с входами второго четырёхвходового логического элемента ИЛИ, первый - третий с входами третьего трёхвходового логического элем1. A probe signal generator comprising a synchronizer and a pulse generator connected to the D-input of a D-trigger, the output of which is connected to one of the key inputs, the output connected to one of the inputs of the power amplifier, characterized in that a code converter is additionally introduced into it, a video pulse generator and a code generator connected to a code converter, the outputs of which are connected to the inputs of the video pulse generator and the C-input of the D-trigger, and the outputs of the video pulse generator are connected to other key inputs. 2. The probe signal generator according to claim 1, characterized in that the key is made in the form of two logic elements 2I, the first inputs of which are connected to the output of the D-trigger, and the outputs are connected to the inputs of the power amplifier. 3. The probe signal generator according to claim 1, characterized in that the code generator is made in the form of a pulse generator and a counter, while the pulse generator is connected to the counter input, the outputs of which are connected to the inputs of the code converter. 4. The probe signal generator according to claim 1, characterized in that the code converter is designed as a decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the code generator, and the outputs are connected to the inputs of the video pulse generator. 5. The probe signal generator according to claim 1, characterized in that the video pulse generator is made in the form of four OR gates, the first and fourth outputs of the code converter connected to the inputs of the first four-input OR gate, the third to the sixth with the inputs of the second four-input OR gate, first - the third with the inputs of the third three-input logic element
Description
Полезная модель относится к области гидроакустики и ультразвуковой дефектоскопии, в частности к генераторным трактам акустических эхоимпульсных локаторов.The utility model relates to the field of hydroacoustics and ultrasonic flaw detection, in particular to the generator paths of acoustic echo pulse locators.
Известен генератор зондирующих сигналов, содержащий синхронизатор, импульсный генератор, генератор синусоидального сигнала и усилитель мощности (см. Кобяков Ю.С., Кудрявцев Н.Н., Тимошенко В.И. Конструирование гидроакустической рыбопоисковой аппаратуры. - Л. Судостроение, 1986 г.).A known probe signal generator containing a synchronizer, a pulse generator, a sinusoidal signal generator and a power amplifier (see Kobyakov Yu.S., Kudryavtsev N.N., Timoshenko V.I. Construction of sonar fishing equipment. - L. Shipbuilding, 1986 )
Синхронизатор периодически вырабатывает импульсные сигналы, запускающие ждущий мультивибратор, на выходе которого формируются видеоимпульсы заданной длительности, поступающие на управляющий вход генератора синусоидального сигнала и разрешающие его работу. Радиоимпульсы с его выхода поступают на усилитель мощности, а затем на акустический преобразователь.The synchronizer periodically generates pulsed signals that trigger a waiting multivibrator, at the output of which video pulses of a given duration are generated, which are fed to the control input of the sinusoidal signal generator and enable its operation. Radio pulses from its output go to a power amplifier, and then to an acoustic transducer.
К недостаткам указанного генератора можно отнести ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные невысоким коэффициентом полезного действия усилителя мощности класса В, в пределе достигающего 78% при усилении аналоговых синусоидальных сигналов (см. Цыкина А.В. Проектирование усилителей низкой частоты. - М. Связь, 1968 г.). При приеме эхо-сигналов отсутствует генерация сигнала с частотой зондирующего сигнала необходимого, например, для определения доплеровского смещения частоты эхо-сигналов (см. Букатый В.М., Дмитриев В.И. Гидроакустические лаги. - М. Пищевая промышленность, 1980 г.), а также двух опорных сигналов с частотой равной частоте зондирующего сигнала, сдвинутых на 90° относительно друг друга, необходимых для синхронного детектирования эхо-сигналов и ряда других видов их обработки (см. Банков В.Н. и др. Радиоприемные устройства. - М. Радио и связь, 1984 г. С. 42-43).The disadvantages of this generator include limited operational capabilities due to the low efficiency of a Class B power amplifier, reaching a limit of 78% when amplifying analog sinusoidal signals (see Tsykina A.V. Design of low-frequency amplifiers. - M. Svyaz, 1968 .). When receiving echoes, there is no signal generation with the frequency of the probe signal necessary, for example, to determine the Doppler shift of the frequency of the echo signals (see Bukaty V.M., Dmitriev V.I. Hydroacoustic logs. - M. Food industry, 1980. ), as well as two reference signals with a frequency equal to the frequency of the probing signal, shifted 90 ° relative to each other, necessary for the synchronous detection of echo signals and a number of other types of processing (see Banks V.N. and other radio receivers. - M. Radio and Communications, 1984, pp. 42-43) .
Общими признаками, совпадающими с признаками заявляемой полезной модели, являются синхронизатор, ждущий мультивибратор и усилитель мощности.Common signs that match the features of the claimed utility model are a synchronizer, a waiting multivibrator and a power amplifier.
От ряда перечисленных недостатков свободен генератор зондирующих сигналов, содержащий синхронизатор, ждущий мультивибратор, генератор синусоидального сигнала, аналоговый ключ, усилитель мощности (см. Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты. - Л. Судостроение, 1982. С. 18.)The probing signal generator containing a synchronizer, a waiting multivibrator, a sinusoidal signal generator, an analog key, a power amplifier is free from a number of these shortcomings (see A. Khrebtov and other Ship Depth Sounders. - L. Sudostroenie, 1982. P. 18.)
Синхронизатор периодически вырабатывает импульсные сигналы, запускающие ждущий мультивибратор, на выходе которого формируются видеоимпульсы заданной длительности, поступающие на управляющий вход нормально закрытого аналогового ключа, на сигнальный вход которого с генератора синусоидального сигнала поступает непрерывный гармонический сигнал. Видеоимпульс открывает аналоговый ключ, гармонический сигнал проходит через него и поступает на усилитель мощности, а затем на акустический преобразователь.The synchronizer periodically generates pulsed signals that trigger a waiting multivibrator, the output of which is formed by video pulses of a given duration, which are fed to the control input of a normally closed analog switch, to the signal input of which a continuous harmonic signal is supplied from the sinusoidal signal generator. A video pulse opens an analog key, a harmonic signal passes through it and enters the power amplifier, and then to the acoustic transducer.
Однако вышеуказанному генератору зондирующих сигналов также присущи ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные невысоким коэффициентом полезного действия усилителя мощности класса B. Радиоимпульсы, формируемые на выходе аналогового ключа имеют произвольную начальную фазу, находящуюся в интервале 0-2π, поскольку генератор синусоидальных сигналов и синхронизатор работают независимо друг от друга, передний фронт видеоимпульса, открывающего аналоговый ключ, может совпадать с любой частью синусоидального сигнала, поэтому радиоимпульсы на выходе ключа могут начинаться с любой начальной фазы. Это приводит к тому, что подробный просмотр формы радиоимпульса затруднен без использования осциллографа с памятью в режиме просмотра однократного сигнала. После детектирования эхо-сигналов получаются видеоимпульсы с разной крутизной фронтов, что приводит к дополнительной погрешности при определении временных интервалов между началом цикла лоцирования и временем прихода эхо-импульса. При подаче зондирующего сигнала с изменяемой начальной фазой на акустический преобразователь, а также эхо-сигналов на избирательные системы резонансных усилителей, происходит изменение огибающей и фазовой структуры получаемых акустических сигналов и усиленных эхо-сигналов (см. Золотарев И.Д. Нестационарные процессы в резонансных усилителях фазово-импульсных измерительных систем. - Новосибирск, Наука, 1969. 176 с.), что также приводит к дополнительным погрешностям при определении амплитуды и времени прихода эхо-сигналов. Кроме того, между зондирующими сигналами отсутствуют опорные сигналы с фазой, сдвинутой на 90° относительно друг друга, что не позволяет обрабатывать эхо-сигналы, используя оптимальные алгоритмы обработки для радиоимпульсов с произвольной начальной фазой, например, осуществлять синхронное детектирование.However, the aforementioned probe signal generator also has limited operational capabilities due to the low efficiency of a Class B power amplifier. The radio pulses generated at the output of the analog switch have an arbitrary initial phase in the range 0-2π, since the sinusoidal signal generator and synchronizer operate independently of friend, the leading edge of the video pulse that opens the analog key can coincide with any part of the sinusoidal signal, therefore radio pulses at the key output can begin from any initial phase. This leads to the fact that a detailed view of the shape of the radio pulse is difficult without the use of an oscilloscope with memory in the view mode of a single signal. After detecting the echo signals, video pulses with different steepness of the fronts are obtained, which leads to an additional error in determining the time intervals between the start of the location cycle and the time of arrival of the echo pulse. When a probing signal with a variable initial phase is applied to an acoustic transducer, as well as echo signals to selective systems of resonant amplifiers, the envelope and phase structure of the received acoustic signals and amplified echo signals change (see I. Zolotarev, Unsteady processes in resonant amplifiers phase-pulse measuring systems. - Novosibirsk, Nauka, 1969. 176 p.), which also leads to additional errors in determining the amplitude and time of arrival of echo signals. In addition, there are no reference signals between the probing signals with a phase shifted 90 ° relative to each other, which does not allow processing of echo signals using optimal processing algorithms for radio pulses with an arbitrary initial phase, for example, synchronous detection.
Признаки, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели: синхронизатор, ждущий мультивибратор и усилитель мощности.Signs that match the features of the claimed utility model: synchronizer, waiting multivibrator and power amplifier.
Известен генератор зондирующих сигналов (пат. РФ №2362184, МПК G01S 13/32, опубл. 20.07.2009 г.), содержащий синхронизатор, соединенный через ждущий мультивибратор с D-входом D-триггера и генератор синусоидальных сигналов, соединенный через компаратор с входом управления D-триггера и с сигнальным входом аналогового ключа, вход управления которого соединен с выходом D-триггера, а выход - с входом усилителя мощности.A known generator of sounding signals (US Pat. RF No. 2362184, IPC
Синхронизатор генерирует периодически повторяющиеся импульсные сигналы, поступающие на вход ждущего мультивибратора, на выходе которого вырабатывается видеоимпульс, определяющий длительность формируемого зондирующего сигнала, поступающий на D-вход D-триггера. Генератор синусоидальных колебаний вырабатывает непрерывный гармонический сигнал, поступающий на сигнальный вход нормально закрытого аналогового ключа и на компаратор, на выходе которого получается последовательность видеоимпульсов, соответствующая какой-либо части гармонического сигнала (например, его полуволне положительной полярности), передающаяся затем на вход управления D-триггера. На выходе D-триггера формируются видеоимпульсы, начало и конец которых будут соответствовать передним фронтам видеоимпульсов, формируемых в компараторе. Эти видеоимпульсы поступают на управляющий вход нормально закрытого аналогового ключа, открывают его и на выходе ключа формируются радиоимпульсы, которые передаются на вход усилителя мощности. Гармонический сигнал в радиоимпульсах будет начинаться и заканчиваться всегда с одной и той же фазы, то есть будут формироваться зондирующие сигналы с постоянной начальной и конечной фазой.The synchronizer generates periodically repeating pulse signals supplied to the input of the waiting multivibrator, the output of which produces a video pulse that determines the duration of the probing signal generated, which is fed to the D-input of the D-trigger. The sinusoidal oscillator generates a continuous harmonic signal supplied to the signal input of a normally closed analog key and to a comparator, the output of which is a sequence of video pulses corresponding to any part of the harmonic signal (for example, its half-wave of positive polarity), which is then transmitted to the control input D- trigger. At the output of the D-trigger, video pulses are formed, the beginning and end of which will correspond to the leading edges of the video pulses formed in the comparator. These video pulses arrive at the control input of a normally closed analog key, open it and radio pulses are formed at the output of the key, which are transmitted to the input of the power amplifier. The harmonic signal in radio pulses will always begin and end with the same phase, that is, probing signals with a constant initial and final phase will be formed.
Данный генератор имеет те же недостатки - ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные тем, что в приемный тракт локатора с генератора зондирующих сигналов подают опорный сигнал только с одной фазой, что является недостаточным для синхронного детектирования эхо-сигналов, имеющих случайную начальную фазу. Для выполнения синхронного детектирования необходимо использовать два опорных сигнала сдвинутых по фазе на 90° (см. Зюко А.Г. и др. Теория передачи сигналов. - М. Радио и связь, 1986. С. 189; Яковлев А.Н., Каблов Г.П. Гидролокаторы ближнего действия. - Л. Судостроение, 1983. С. 99; Банков В.Н. и др. Радиоприемные устройства. - М. Радио и связь, 1984. С. 42-43).This generator has the same drawbacks - limited operational capabilities due to the fact that a reference signal with only one phase is supplied to the receiving path of the locator from the probe signal generator, which is insufficient for the synchronous detection of echo signals having a random initial phase. To perform synchronous detection, it is necessary to use two reference signals 90 ° shifted in phase (see Zyuko A.G. et al. Theory of signal transmission. - M. Radio and communications, 1986. P. 189; Yakovlev AN, Kablov GP Short-range sonars. - L. Sudostroenie, 1983. P. 99; Banks V.N. and other radio receivers. - M. Radio and communications, 1984. P. 42-43).
Следует отметить также невысокий коэффициент полезного действия усилителя мощности, работающего в классе B.It should also be noted the low efficiency of the power amplifier operating in class B.
Признаками, совпадающими с признаками заявляемой полезной модели являются синхронизатор, ждущий мультивибратор, D-триггер и усилитель мощности.Signs that match the features of the claimed utility model are a synchronizer, a waiting multivibrator, a D-trigger and a power amplifier.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является принятый за прототип генератор зондирующих сигналов (пат. РФ №97535, МПК G01N 29/04, опубл. 10.09.2010 г.), содержащий синхронизатор, соединенный через ждущий мультивибратор с D-входом D-триггера, генератор синусоидальных сигналов, соединенный через компаратор с входами управления второго и третьего D-триггеров, выход второго D-триггера соединен с D-входом третьего D-триггера, с управляющим входом D-триггера и с одним из входов первого логического элемента 2И, один из входов второго логического элемента 2И соединен с инверсным выходом второго D-триггера, а вторые входы логических элементов соединены с выходом D-триггера; инверсный выход третьего D-триггера соединен с D-входом второго D-триггера, а выходы логических элементов 2И соединены с входами усилителя мощности.Closest to the claimed utility model is the sounding signal generator adopted for the prototype (US Pat. RF No. 97535, IPC G01N 29/04, published September 10, 2010), containing a synchronizer connected via a standby multivibrator to the D-input of the D-trigger, a sinusoidal signal generator connected via a comparator to the control inputs of the second and third D-flip-flops, the output of the second D-flip-flop is connected to the D-input of the third D-flip-flop, with the control input of the D-flip-flop and with one of the inputs of the first logic element 2I, one of inputs of the second logic element that 2I is connected to the inverse output of the second D-trigger, and the second inputs of the logic elements are connected to the output of the D-trigger; the inverse output of the third D-trigger is connected to the D-input of the second D-trigger, and the outputs of the logic elements 2I are connected to the inputs of the power amplifier.
Синхронизатор вырабатывает периодически повторяющиеся видеоимпульсы, поступающие на вход ждущего мультивибратора, на выходе которого вырабатывается видеоимпульс, определяющий длительность формируемого зондирующего сигнала. Этот видеоимпульс поступает на D-вход D-триггера. Генератор синусоидальных колебаний вырабатывает непрерывный гармонический сигнал с частотой 4 f0, поступающий на вход компаратора 5, на выходе которого получают видеоимпульсы с такой же частотой, поступающие затем на входы управления второго и третьего D-триггеров. С выхода второго D-триггера сигнал с частотой f0 поступает на D-вход третьего D-триггера, на управляющий вход D-триггера, а также на один из входов первого логического элемента 2И. С инверсного выхода третьего D-триггера импульсный сигнал поступает на D-вход второго D-триггера. На выходах второго и третьего D-триггеров формируются сигналы, имеющие частоту f0 и фазу соответственно 0, 180, 90 и 270 градусов. Эти сигналы поступают в приемный тракт локатора и используются для синхронного детектирования или других видов обработки эхо-сигналов. Напряжение с инверсного выхода второго D-триггера поступает на один из входов второго логического элемента 2И, на вторые входы логических элементов 2И подается напряжение, снимаемое с выхода D-триггера и представляющее собой видеоимпульс, начало и конец которого будет привязаны к сигналу с частотой f0. На выходах логических элементов формируются пачки противофазных импульсных сигналов, поступающие на входы усилителя мощности, работающего в классе D, а с его выхода зондирующий сигнал с постоянной начальной фазой подается на акустический преобразователь.The synchronizer generates periodically repeating video pulses arriving at the input of the waiting multivibrator, the output of which produces a video pulse that determines the duration of the generated probing signal. This video pulse arrives at the D-input of the D-trigger. The sinusoidal oscillator generates a continuous harmonic signal with a frequency of 4 f 0 , fed to the input of the
Однако указанному генератору зондирующих сигналов присуща недостаточная надежность, обусловленная тем, что на входы усилителя мощности подаются противофазные видеоимпульсы следующие друг за другом без временных интервалов. Это приводит к появлению сквозных токов в активных элементах усилителей мощности, соизмеримых с предельно допустимыми или превышающих их значения, что влечет за собой выход из строя активных элементов усилителя мощности. Для предотвращения подобных явлений зачастую на входах усилителей мощности устанавливают дополнительные блоки, укорачивающие входные видеоимпульсы, выполняющие, так называемую, раздвижку импульсов (см. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. - М. Радио и связь. 1997. 320 с.). Однако применение таких блоков приводит к усложнению конструкцию усилителей мощности и уменьшению длительности импульсных сигналов на постоянную величину, что влечет за собой изменение скважности импульсов, и как следствие, спектра зондирующего сигнала (см. Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1986. 376 с).However, the indicated probe signal generator is inherently inadequate due to the fact that antiphase video pulses following one after another without time intervals are supplied to the inputs of the power amplifier. This leads to the appearance of through currents in the active elements of power amplifiers, commensurate with the maximum permissible or exceeding their values, which entails the failure of the active elements of the power amplifier. To prevent such phenomena, additional units are often installed at the inputs of power amplifiers, shortening the input video pulses, performing the so-called pulse spreading (see Pavlov V.N., Nogin V.N. Circuitry of analog electronic devices. - M. Radio and communication. 1997.320 s.). However, the use of such blocks leads to a complication of the design of power amplifiers and a decrease in the duration of pulse signals by a constant value, which entails a change in the duty cycle of the pulses, and as a result, the spectrum of the probe signal (see Moin V.S. Stabilized transistor converters. - M .: Energoatomizdat, 1986. 376 c).
На фиг. 1 показаны уровни семи гармоник зондирующего сигнала в зависимости от величины γ=2tи/T, где T - период высокочастотного заполнения зондирующего сигнала, tи - длительность разнополярных импульсов. График Кг показывает коэффициент гармоник, определяемый как отношение действующего значения высших гармоник сигнала Un к действующему значению первой (основной) его гармоники U1, то естьIn FIG. Figure 1 shows the levels of the seven harmonics of the probe signal depending on the values of γ = 2t and / T, where T is the period of high-frequency filling of the probe signal, t and is the duration of bipolar pulses. The graph of K g shows the harmonic coefficient, defined as the ratio of the effective value of the higher harmonics of the signal U n to the effective value of its first (main) harmonic U 1 , i.e.
Как видно из графика, минимальное значение коэффициента гармоник Кг=29%. соответствует значению γ=0,74. Поэтому для получения зондирующего сигнала с наименьшими искажениями желательно подавать на акустический преобразователь зондирующий сигнал с постоянной величиной γ примерно равной 0,74, что не реализуется в известных устройствах.As can be seen from the graph, the minimum value of the harmonic coefficient K g = 29%. corresponds to the value γ = 0.74. Therefore, to obtain a sounding signal with the least distortion, it is desirable to apply to the acoustic transducer a sounding signal with a constant value of γ approximately equal to 0.74, which is not implemented in known devices.
Общими признаками, совпадающими с признаками заявленной полезной модели являются: синхронизатор, ждущий мультивибратор, D-триггер, два логических элемента 2И и усилитель мощности.Common features that match the features of the claimed utility model are: a synchronizer, a waiting multivibrator, a D-flip-flop, two 2I logic elements and a power amplifier.
Основной задачей заявляемой полезной модели является создание генератора, позволяющего с высокой надежностью генерировать зондирующие сигналы.The main objective of the claimed utility model is to create a generator that allows with high reliability to generate sounding signals.
При этом расширяются эксплуатационные и функциональные возможности эхо-локационной системы, использующей заявляемый генератор зондирующих сигналов. Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении надежностиAt the same time, the operational and functional capabilities of the echo-location system using the inventive probe signal generator are expanded. The technical result of the claimed utility model is to increase reliability.
Технический результат достигается тем, что в генератор зондирующих сигналов, содержащий синхронизатор и импульсный генератор, соединенный с D-входом D-триггера, выход которого подключен к одному из входов ключа, выходом подключенного к одному из входов усилителя мощности, дополнительно введены преобразователь кодов, генератор видеоимпульсов и генератор кодов, соединенный с преобразователем кодов, выходы которого соединены с входами генератора видеоимпульсов и C-входом D-триггера, а выходы генератора видеоимпульсов соединены с другими входами ключа.The technical result is achieved by the fact that in the generator of sounding signals containing a synchronizer and a pulse generator connected to the D-input of the D-trigger, the output of which is connected to one of the inputs of the key, the output connected to one of the inputs of the power amplifier, an additional code converter, generator video pulses and a code generator connected to a code converter, the outputs of which are connected to the inputs of the video pulses generator and the C-input of the D-flip-flop, and the outputs of the video pulses generator are connected to others in key moves.
Рационально в генераторе зондирующих сигналов ключ выполнить преимущественно в виде двух логических элементов 2И, первые входы которых соединены с выходом D-триггера, а выходы подключены к входам усилителя мощности.It is rational to perform the key in the probe signal generator mainly in the form of two logic elements 2I, the first inputs of which are connected to the output of the D-trigger, and the outputs are connected to the inputs of the power amplifier.
Рекомендуется в генераторе зондирующих сигналов генератор кодов выполнить преимущественно в виде генератора импульсов и счетчика, при этом генератор импульсов соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с входами преобразователя кодов.It is recommended that in the probe signal generator, the code generator be performed primarily in the form of a pulse generator and a counter, while the pulse generator is connected to the counter input, the outputs of which are connected to the inputs of the code converter.
Оптимально в генераторе зондирующих сигналов преобразователь кодов выполнить преимущественно в виде дешифратора, входы которого соединены с выходами генератора кодов, а выходы подключены к входам генератора видеоимпульсов.Optimally, in the probe signal generator, the code converter is predominantly implemented as a decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the code generator, and the outputs are connected to the inputs of the video pulse generator.
Рационально в генераторе зондирующих сигналов генератор видеоимпульсов выполнить преимущественно в виде четырех логических элементов ИЛИ, причем первый-четвертый выходы преобразователя кодов соединены с входами первого четырехвходового логического элемента ИЛИ, третий-шестой с входами второго четырехвходового логического элемента ИЛИ, первый-третий с входами третьего трехвходового логического элемента ИЛИ, пятый-седьмой с входами четвертого трехвходового логического элемента ИЛИ, первый выход соединен также с управляющим входом D-триггера; выход третьего логического элемента ИЛИ соединен с одним из входов ключа, а выход четвертого логического элемента ИЛИ соединен с вторым входом ключа.It is rational in the probe signal generator to perform the video pulse generator mainly in the form of four OR gates, with the first or fourth outputs of the code converter connected to the inputs of the first four-input OR gate, the third or sixth with the inputs of the second four-input OR gate, the first or third with the inputs of the third three-input OR gate, fifth to seventh with inputs of the fourth three-input logic gate OR, the first output is also connected to the control input D flip-flop; the output of the third OR gate is connected to one of the key inputs, and the output of the fourth OR gate is connected to the second key input.
Оптимально в генераторе зондирующих сигналов в качестве усилителя мощности применить усилитель мощности класса D.It is optimal to use a class D power amplifier as a power amplifier in a probe signal generator.
Повышение надежности заявляемого генератора зондирующих сигналов достигается за счет исключения возможности возникновения сквозных токов в активных элементах усилителя мощности путем введения временной раздвижки между противофазными управляющими сигналами, сформированной генератором кодов, преобразователем кодов и генератором видеоимпульсов.Improving the reliability of the inventive probe signal generator is achieved by eliminating the possibility of through currents in the active elements of the power amplifier by introducing a time delay between the antiphase control signals formed by the code generator, code converter and video pulse generator.
Расширение эксплуатационных возможностей эхо-локационной системы, использующей заявляемый генератор зондирующих сигналов, достигается наличием двух сдвинутых по фазе на 90° опорных сигналов с частотой, равной частоте зондирующего сигнала, сформированных генератором кодов, преобразователем кодов и генератором видеоимпульсов.The expansion of the operational capabilities of the echo-location system using the inventive probe signal generator is achieved by the presence of two reference signals shifted by 90 ° in phase with a frequency equal to the frequency of the probe signal generated by the code generator, code converter, and video pulse generator.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
на фиг. 1 приведен график уровней гармоник с первой по седьмую в зависимости от величины γ;in FIG. 1 shows a graph of harmonics levels one through seven, depending on the value of γ;
на фиг. 2 показана функциональная схема устройства;in FIG. 2 shows a functional diagram of a device;
на фиг. 3 изображены эпюры напряжений в его различных точках.in FIG. Figure 3 shows stress plots at its various points.
Заявляемый генератор зондирующих сигналов (фиг. 2) содержит синхронизатор 1, соединенный через импульсный генератор 2 с D-входом D-триггера 3, выход которого подключен к первому входу ключа 4, соединенного с входом усилителя мощности 5. Генератор кодов 6 соединен линиями с преобразователем кодов 7, выходные линии которого подключены к C-входу D-триггера 3 и генератору видеоимпульсов 8, выходы которого соединены с входами ключа 4. Синхронизатор 1 представляет собой генератор периодически повторяющихся импульсов прямоугольной формы, запускающих импульсный генератор 2, в одном из вариантов реализации выполненный в виде ждущего мультивибратора. Ключ 4, управляющий активными элементами усилителя мощности 5, выполнен в виде двух логических элементов 4 и 5, первые входы которых соединены с выходом D-триггера 3, а вторые входы - с первыми двумя выходами генератора видеоимпульсов 8. Генератор кодов 6 выполнен в виде генератора импульсов 11, соединенного со счетным входом счетчика 12, выходы которого соединены с входами преобразователя кодов 7, представляющим собой дешифратор, выходные линии которого соединены с входами генератора видеоимпульсов 8, состоящего из двух трехвходовых 13, 14 и двух четырехвходовых 15, 16 логических элементов ИЛИ. Первый-четвертый выходы дешифратора соединены с входами первого четырехвходового логического элемента ИЛИ 15, третий-шестой с входами второго четырехвходового логического элемента ИЛИ 16, первый-третий с входами третьего трехвходового логического элемента ИЛИ 13, пятый-седьмой с входами четвертого трехвходового логического элемента ИЛИ 14, первый выход соединен также с управляющим входом D-триггера 3. Выход третьего логического элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом первого логического элемента И 9, а выход четвертого логического элемента ИЛИ 14 соединен с вторым входом второго логического элемента И 10.The inventive probe signal generator (Fig. 2) contains a
Работает генератор зондирующих сигналов следующим образом.The probe signal generator operates as follows.
Синхронизатор 1 вырабатывает периодически повторяющиеся видеоимпульсы U1 (фиг. 3), поступающие на вход ждущего мультивибратора 2, на выходе которого вырабатывается видеоимпульс U2, определяющий длительность формируемого зондирующего сигнала. Этот видеоимпульс поступает на D-вход D-триггера 3. Генератор импульсов 11 вырабатывает импульсы U3 с частотой в восемь раз большей, чем частота высокочастотного заполнения зондирующего сигнала, которые поступают на счетный вход счетчика 12. С выходов счетчика 12 цифровое слово U4 подается на входы дешифратора 7, на выходах которого формируются сигналы U5, соответствующие значению дешифрируемого цифрового слова, и имеющие высокий активный уровень. Дальнейшая работа рассматривается для случая использования трехразрядного двоичного счетчика 12. В этом случае дешифратор 7 имеет восемь выходов. Сигналы U5, снимаемые с первого по четвертый выходы дешифратора поступают на входы первого четырехвходового логического элемента ИЛИ 15, а сигналы U5, снимаемые с третьего по шестой выхода дешифратора поступают на входы второго четырехвходового логического элемента ИЛИ 16. В элементах ИЛИ 15, 16 выполняется суммирование поступающих сигналов U5 и на выходах элементов формируются сигналы U6 и U7, сдвинутые по фазе на 90° с частотой, равной частоте зондирующего сигнала. Эти сигналы поступают, затем в приемный тракт локатора и используются для синхронного детектирования и других видов обработки эхо-сигналов.The
Сигналы U5, снимаемые с первого-третьего выходов дешифратора, поступают на входы третьего трехвходового логического элемента ИЛИ 13, а с пятого-седьмого - на входы четвертого трехвходового логического элемента ИЛИ 14. С выхода третьего логического элемента ИЛИ 13 сигнал U8 подается на второй вход первого логического элемента И 9, а с выхода четвертого логического элемента ИЛИ 14 сигнал U9 подается на второй вход второго логического элемента И 10. Сигналы U8 и U9 представляют собой последовательность видеоимпульсов с длительностями примерно 0,375 периода зондирующего сигнала, и с паузами между ними примерно 0,125 периода.The signals U5, taken from the first-third outputs of the decoder, go to the inputs of the third three-input logic element OR 13, and from the fifth to seventh - to the inputs of the fourth three-input logic element OR 14. From the output of the third logic element OR 13, the signal U8 is fed to the second input of the first the logical element And 9, and the output of the fourth logical element OR 14, the signal U9 is fed to the second input of the second logical element And 10. The signals U8 and U9 are a sequence of video pulses with durations of approximately 0.375 per ode of the probing signal, and with pauses between them approximately 0.125 periods.
С первого выхода дешифратора 7 сигнал U5 подается также на управляющий вход D-триггера и своим передним фронтом записывает в триггер логическую единицу при подаче на D-вход триггера видеоимпульса U2. Таким образом, начало и конец видеоимпульса U10, формируемого на выходе D-триггера 3 будут соответствовать одной и той же фазе зондирующего сигнала. Этот видеоимпульс U10 поступает на вторые входы логических элементов И 9 и 10 и разрешает прохождение через эти элементы сигналов U8 и U9. На выходах логических элементов 9 и 10 формируются пачки противофазных импульсных сигналов U11 и U12 с паузами между ними. Эти сигналы поступают на входы усилителя мощности 5 и поочередно открывают его активные элементы, в результате чего формируется зондирующий сигнал U13 с постоянной начальной фазой, который подается на акустический преобразователь (на рисунках не показан). Усилитель мощности 5 работает в режиме D с малыми электрическими потерями на активных элементах усилителя. Раздвижка между усиливаемыми сигналами U11 U12 предотвращает появление сквозных токов в активных элементах усилителя, а величина раздвижки соответствует минимальному значению высших гармонических составляющих сигнала. Сигнал в радиоимпульсах U13 будет начинаться и заканчиваться всегда с одной и той же фазы, что обеспечивает формирование зондирующих сигналов с постоянной начальной и конечной фазой. Сигнал U10 будет соответствовать началу и концу зондирующего сигнала U13 и используется затем в качестве импульса синхронизации, осуществляющего временную привязку рабочих циклов всех блоков эхо-импульсного локатора. Параметры зондирующего сигнала в данном генераторе легко регулируются. Период повторения будет равен периоду синхроимпульсов U3, длительность определяется длительностью видеоимпульса U2, а частота заполнения - частотой сигнала U3.From the first output of the
Таким образом, в заявляемом генераторе в результате введения новых блоков и связей обеспечено повышение надежности зондирующего генератора за счет исключения возможности возникновения сквозных токов в активных элементах усилителя мощности, что обеспечивается введением временной раздвижки между противофазными управляющими сигналами и в значительной мере расширены эксплуатационные возможности эхо-локационной системы, использующей заявляемый генератор зондирующих сигналов с двумя сдвинутыми по фазе на 90° опорными сигналами с частотой зондирующего сигнала.Thus, in the inventive generator, as a result of the introduction of new blocks and connections, the reliability of the probe generator is increased by eliminating the possibility of through currents in the active elements of the power amplifier, which is provided by the introduction of a time delay between the antiphase control signals and the operational capabilities of the echo-location are significantly expanded a system using the inventive probe signal generator with two 90 ° phase-shifted reference signals with often the sounding signal.
Реализация предложенного генератора зондирующих сигналов не представляет сложностей. В одном из вариантов реализации, синхронизатор 1 может быть выполнен на элементах микросхемы К561ЛН2, ждущий мультивибратор 2 и D-триггер 3 - на микросхеме К561ТМ2, счетчик 12 и дешифратор 7 - на микросхеме К561ИЕ9, цифровые элементы ИЛИ 13, 14, 15, 16 и элементы И 9, 10 - на микросхемах К1533ЛЛ1 и К1533ЛИ1. Усилитель мощности 5 может быть выполнен, например, по схемам, достаточно полно описанным в работах (Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. - М. Радио и связь. 1997. 320 с., Кибакин В.М. Основы теории и расчета транзисторных низкочастотных усилителей мощности. - М. Энергия. 1969. 280 с.). Сигналы U1 и U3 могут вырабатываться отдельными генераторами или, например, микропроцессорной системой. Испытания локаторов, использующих предложенный генератор зондирующих сигналов, показали их преимущество по сравнению с имеющимися реализациями.Implementation of the proposed probe signal generator is not difficult. In one embodiment, the
Заявляемая полезная модель позволяет создать генератор зондирующих сигналов, обладающий высокой надежностью и расширенными эксплуатационными возможностями.The inventive utility model allows you to create a probe signal generator with high reliability and advanced operational capabilities.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014116655/28U RU146736U1 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | SOUND SIGNAL GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014116655/28U RU146736U1 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | SOUND SIGNAL GENERATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU146736U1 true RU146736U1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53383910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014116655/28U RU146736U1 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | SOUND SIGNAL GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU146736U1 (en) |
-
2014
- 2014-04-25 RU RU2014116655/28U patent/RU146736U1/en active IP Right Revival
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2016011359A (en) | Ultrasonic signal time-frequency decomposition for borehole evaluation or pipeline inspection. | |
| RU2158430C2 (en) | Method determining bearing on radiation source and device for its realization | |
| JP2016156620A (en) | Radar equipment | |
| RU146736U1 (en) | SOUND SIGNAL GENERATOR | |
| RU2538049C1 (en) | Generator of sounding signals | |
| Manickchand et al. | Comparative study of TOA based emitter deinterleaving and tracking algorithms | |
| CN106125142A (en) | A kind of Underground medium system based on Correlation Identification frequency domain method and method thereof | |
| RU147257U1 (en) | HYDROLOGICAL PROBE FOR MEASURING SOUND SPEED IN THE SEA | |
| RU2543674C1 (en) | Active sonar | |
| Shi et al. | A new pulse modulated LFM waveform design method for suppressing interrupted sampling repeater jamming | |
| CN104063008A (en) | Method for generating digital combined pulse signals with continuous phase positions | |
| RU2566333C1 (en) | Differential measuring transmitter | |
| RU2593622C1 (en) | Method of measuring radial velocity of object at its noise emission | |
| RU2362184C1 (en) | Sounding signal generator | |
| RU2545326C1 (en) | Active sonar | |
| JP2012220466A (en) | Optical range-finding apparatus | |
| RU68148U1 (en) | ULTRASONIC FLOW METER | |
| Kalmykov et al. | Investigation of approximation methods for increase the accuracy of phase measurement systems | |
| RU2582898C2 (en) | Generating channel of parametric sonar | |
| RU2591049C2 (en) | Pseudocoherent rls with high repetition frequency of sounding pulses | |
| RU2525472C1 (en) | Acoustic range-finder | |
| Hines et al. | Ambiguity functions, wide band and narrowband approximations, and high duty cycle sonars | |
| RU2517982C1 (en) | Method for determining damaged point of power transmission and communication lines | |
| RU2365912C1 (en) | Ultrasonic device for materials quality control | |
| CN111077231B (en) | Ultrasonic detection method and equipment for transmitting reference phase identification |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160426 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20170510 |