Результат интеллектуальной деятельности: ПРИЁМНИК ЦИФРОВОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических антенн произвольной формы и назначения.

Известны два основных способа построения приемников цифровой акустической антенны, описанные в [1] и [2].

В первом случае непосредственно рядом с каждым гидрофоном располагается аналого-цифровой преобразователь и процессор, который формирует из оцифрованного сигнала пакеты и передает их по линии связи в концентратор, объединяющий данные всех гидрофонов. Недостаток данного подхода заключается в сложности электронной части гидрофона и неэффективном использовании пропускной способности линии связи, на которой обычно поддерживается какой-либо стандартный протокол обмена.

Во втором случае усиленный аналоговый сигнал передается в концентратор, где располагается многоканальный аналого-цифровой преобразователь. Недостатком данного подхода является сложность кабельных соединений антенны и большая длина линий передач аналоговых сигналов, уязвимых для наводок электрических помех.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту (прототипом) является устройство, описанное в [1], которое содержит (фигура 1):

- преобразователь давления в электрический сигнал - 1;

- усилитель - 2, вход которого соединен с выходом преобразователя 1;

- аналого-цифровой преобразователь - 3, вход которого соединен с выходом усилителя 2;

- процессор - 4, вход которого соединен с выходом преобразователя 3, а выход с линией связи с концентратором.

Прототип работает следующим образом: электрический сигнал с преобразователя 1 через усилитель 2 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 3, с выхода которого оцифрованный сигнал передается на вход процессора 4, формирующего пакеты данных и передающего их по линии связи, использующей протокол RS-485, в центральный компьютер антенны - концентратор.

Целью разработки заявляемого устройства является сокращение его габаритов и энергопотребления, а также повышение пропускной способности линии связи между приемниками и концентратором.

Цель достигается тем, что в состав устройства, содержащего преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, введен сдвиговый регистр, параллельный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а последовательные вход и выход являются внешними входом и выходом приемника. Сдвиговые регистры всех приемников антенны последовательно соединяются, образуя в совокупности один общий регистр, принимающий одномоментные отсчеты всех приемников антенны.

Заявляемое устройство содержит (фигура 2):

- преобразователь давления в электрический сигнал - 1;

- усилитель - 2, вход которого соединен с выходом преобразователя 1;

- аналого-цифровой преобразователь - 3, вход которого соединен с выходом усилителя 2;

- сдвиговый регистр - 4, параллельный вход которого соединен с выходом преобразователя 3.

Устройство работает следующим образом: электрический сигнал с преобразователя 1 через усилитель 2 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 3, после окончания аналого-цифрового преобразования отсчет сигнала записывается в сдвиговый регистр 4, и во время следующего преобразования вся совокупность регистров вдвигается в концентратор. Импульсы сдвига и сигнал, синхронизирующий работу всех аналого-цифровых преобразователей антенны, поступают из концентратора.

Технический эффект обеспечивается исключением из состава устройства наиболее габаритного и энергопотребляющего элемента - процессора и более рациональным использованием линии связи. Как видно из принципа работы устройства, при передаче данных в компьютер абсолютно отсутствуют накладные расходы времени на адресацию приемников и преамбулы пакетов. Это при тех же тактовой частоте и физических уровнях сигнала в линии связи увеличивает ее пропускную способность по сравнению с прототипом.

Литература

1. А.С. Чащин, Б.В. Княшко. «Цифровая кабельная антенна» в сборнике научных трудов ИПФ РАН «Системы наблюдения, измерения и контроля в вибро- и гидроакустике», Нижний Новгород, 2002.

2. Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы», стр. 237-239, Санкт-Петербург, «Наука», 2004.