Устройство для автоматического сопровождения целей Советский патент 1986 года по МПК G01S15/00 

Изобретение относится к устройствам автоматического сопровождения целей и мокет быть использовано в рыбопоисковых приборах, эхолотах для измерения глубины места и друго аппаратуре. Известно устройство для автомати ческого сопровождения целей, содержащее счетчики импульсов и блок автоматического формирования следящего строба ij. Недостатком указанзанного устройства является сложнос и невысокая надежность работы. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее локационную антенну, усилитель, фор мирователи предварительного и основ ного строба, схему вьщеления отраженного сигнала и блок автоматического формирования следящего временного интервала, состоящий их двух счетчиков импульсов одинаковой емкости (определеяемой количеством тактовых импульсов, которые могут поступить на них при максимальной дистанции до цели) предназначенных для поочередной фиксации момента прихода отраженных от цели сигналов, логических съемных элементов и соединений для связи каждой ступе ни одного счетчика с соответсвующей ступенью другого счетчика (для пере дачи данных от одного счетчика в другой по вырабатываемым дополнител ными схемными элементами управляющи сигналам) (2. .. Недостатком данного устройства также является сложность и соответственно небольшая надежность работы из-за большого количества схемных элементов, входящих в устройство. Сложность его увеличивается с увели чением интервала слежения, таккак при этом должны увеличиваться емкость счетчиков и количество логических схемных элементов и соедине ний для связи каждого элемента одно .го счетчика с соответствующей ступенью другого счетчика и в результа те снижается надежность работы устройства. Цель изобретения состоит в упрощении устройства и повыщении надежности работы в эхолокационной аппаратуре. , , Цель достигается тем, что в уст ройство для автоматического сопро872вождения целей, содержащем последовательно соединенные локационную антенну, схему И и схему выделения отраженного сигнала, последовательно соединенные блок запуска, вход которого соединен с выходом схемы выделения отраженного сигнала, формирователь предварительного строба, схему ИЩ, выход которой соединен со вторым входом схемы И, а второй выход формирователя предварительного строба подключен к второму входу блока запуска, блок автоматического формирования следящего временного интервала, включающий формирователь основного строба, блок автоматического формирования следящего временного интервала выполнен в виде последовательно соединенных триггера, первой дифференгщрующей цепочки, второй схемы И, формирователя группы дополнительных счетных импульсов, третьей схемы И, элемента задержки и счетчика импульсов прямого счета постоянной емкости, выход которого подключен к своему второму входу, второму входу триггера и входу формирователя основного строба, выход которого связан со вторым входом схемы ИЛИ и входом второй введен ной дифференцирующей цепочки, соединенной своим выходом со вторым входом второй схемы И и третьим вхо- . дом триггера, первый вход которого подключен к выходу схемы выделения отраженного сигнала, а выход - к первому входу введенной четвертой схемы И, второй вход которой объединен со вторым входом третьей схемы И, а выход соединен с первым входом счетчика импульсов прямого сче та постоянной емкости. На чертеже представлена блок-схеа устройства для автоматического сопровождения целей. Устройство содержит локационную нтенну 1, усилитель 2, блок запуса 3, формирователь предварительноо строба 4, схему выделения отраенного сигнала 5, счетчик импульов прямого счета постоянной емкоси. 6, формирователь груплы дополниельных, счетных импульсов 7, элеент задержки 8, формирователь осовного строба 9, две дифференцирующх цепочки I О и II с селекторами олярности импульсов, триггер 12, схему ИЛИ 13 и схемы.И 14, 15, 16 и 17. Работа устройства может быть рассмотрена на примере эхолота, ког да необходимо обеспечить надежное измерение глубины места цифровым индикатором глубины или выделение донного эхосигнала для устойчивой работы устройства привязки к грунту при регистрации или индикации эхосигнала с узкого придонного слоя в крупном масштабе на самописце или электронном индикаторе. Получив на самопишущем регистраторе запись принятых локационной антенной 1 и усиленных усилителем 2 эхосигналов от грунта в обычном режи ме работы эхолота, оператор включае блок запуска 3, вьшолненньш в виде одновибратора с регулируемой операт . ром длительностью импульса.После включения прибора в каждом цикле лоцирования блок 3 - одновибратор запускается в момент излучени зондирующего, импульса. Сигнал, соот ветствующий заднему фронту импульса одновибратора, через выходной усили тель эхолокационного прибора подает ся на устройство воспроизведения (самописец или электронный индикатор и отображается на нем в виде метки. Изменяя длительность импульса блока 3 - (одновибратора) , оператор подвидит метку к трассе выбраннных эхосигналов и после этого соединяет выход блока 3 с входом формирователя предварительного строба 4. Тогда в очередном (следующем) цикле лоцирования по заднему фронту импульса бло ка 3 формирователь предварительного строба 4 вырабатьгоает иштульс предварительного строба. Одновременно триггер 12 устройства импульсом сбро са приводится в исходное начальное состояние, а счетчик импульсов прямого счета постоянной емкости 6 в нулевое положение. Сигналом, соответствующим заднему фронту импульса формирователя предварительного строба 4, блок запуска 3 отключается-от этого формирователя. Импульсом формирователя предварительного строба 4 через схему ИЛИ 13 открывается первая схема И 14 и эхосигналы с выхода локационной антенны .1 через усилитель 2 эхолота начинают поступать на схему выделения отраженного сигнала- 5 (эхосигнала от дна).Выделенным эхосигналом от дна со схемы 5 перебрасьшается триггер 12, который открьгеает четвертую схему совпадения И 15. Счетные импульсы начинают поступать на счетчик 6, длительность счета которого равна n-T, I-f, где п - количество счетных импульсов; Т, - период следования счетных импульсов Т - период следования зондирующих импульсов; - половина длительности основного строба слежения, вьфабатьгоаемого формирователем основного строба 9. Длительность временного интервала 2t выбирается, исходя из возможного изменения дистанции до выбранного эхосигнала за время одного или нескольких периодов Т (если оно может измениться на MI метров,а интервал времени прохождения акустическими колебаниями удвоенного указанного расстояния 2 равен i 2Hi/C где С - скорость звука в воде, то 2 t выбирается несколько большим t )-. При заполнении счетчика, т.е. при счетных imпоступлении на него п пульсов исходя из условия и - Jy сигналом с его выхода через триггер 12 закрывается схема И 15 и запускается формирователь основного строба 9 . Сигнал с выхода счетчика импульсов прямого счета постоянной емкости 6 также подается на собственный вход сброса и он устанавливается на нуль. Вырабатываемый формирователем осовного строба 9 строб длительностью через разделительную схему ИЛИ 3 открьшает схему И 14 перед прихоом выбранного эхосигнала в очередом цикле зондирования. Выделенный хемой выделения отраженного сигнала эхосигнал через триггер 12 и четертую схему И 15 вновь запускает четчик импульсов прямого счета посоянной емкости 6, а далее процессы овторяются. Если в очередном цикле на схему ыделения отраженного сигнала 5 не оступил эхосигнал от дна (или он е выделен ею), то триггер 12 будет

перебрасьшаться по заднему фронту основного строба формирователя 9, выделенпму второй дифференцирующей цепочкой 10 с селектором полярности импульсов. Триггер 12 откроет схему И 15 и счетные импульсы вновь будут поступать на счетчик импульсов прямого счета постоянной емкости 6.

(в том случае, когда выбраньшый эхосигнап поступил со схемы 5 на трн гер 12, импульс, соответствуюпшй заднему фронту основного строба формирователя 9, также будет поступать на триггер 12, но не перебросит его, т.е. не изменит его состояния). Однако в этом случае временной интер вал работы счетчика 6 должен быть не Т-2 Чтобы это обеспечить, на счетчик 6 в течение интервала времени должно поступить дополнительное количество счетных импульсов.

Количество h дополнительных импульсов счетных выбирается из следующего условия: если Т - период следования счетньпс импульсов, то и с . . Так какза цикл лоцирования исчисляемый в рыбопоисковой аппаратуре в эхолотах долями и единицами секунд, положение выбранного эхосигнала не может измениться в значительных пределах, то величина t может быть выбрана небольшой, соответственно и также будет малым . Например, если расстояние от отражающего объекта за цикл лоцирования изменяется не более, чем на несколько метров, что часто имеет место в рыбопоисковой аппаратуре и эхолотах, и Т соответствует прохождению звуком расстояния 1 м (что также приемлемо для указанной аппаратуры), то 1, будет находиться в пределах 5-10,

Формирование и подача на счетчик 6 группы дополнительных счетных импульсов обеспечивается следующим образом.

Импульс с дифференцирующей цепочки 10, соответствующий заднему фронту импульса формирователя 9, подается на один вход второй схемы И 17. На второй ее вход через первую дифференцирующую цепочку 11 с селектором полярности импульсов поступает импульс с триггера- 12 (соответствующий моменту его переброса). Так как в последнем случае они совпадают по времени, на выходе второй схемы И 17 получаем импульс, который подается на вход формирователя 7 группы дополнительных счетных импульсов .

Формирователь группы дополнительных счетных импульсов 7 вьтолнен в виде одновибратора с длительностью импульса, равной . Импульс формирователя 7 длительностью J открывает третью схему И J6, через которую начинают поступать счетные импульсы на элемент задержки 8.

Элемент задержки 8 задерживает .поступающие на него счетные импульсы на временный интервал, прёвьппающий длительность этих счетных импульсов. В результате на выходе элемента задержки 8 будет иметь место группа из п счетных импульсов, задержанная относительно основной последовательности, которая дополнительно поступает на вход счетчика 6. По окончании импульса формирователя 7 схема И ,1 6 закрывается и формирование группы дополнительных счетных импульсов заканчивается. Так как на счетчик 6 дополнительно поступит и импульсов (соответствующих промежутку времени, равному ) то он заполнится раньще,.чем в предыдущем случае, а именно через временной интервал Т-2t, . Сформированный формирователем 9 основной строб будет иметь прежнее положение на временной оси (как бьшо в предыдущем цикле). Далее процессы повторяются.

Изменяя длительность импульсов формирователей 9 и 7 (одновременно) можно менять щирину основного строба При медленном изменении дистанции до отражающего объекта она может быть выбрана меньшей, что позволит повысить помехоустойчивость устройства.

Таким образом, схема устройства сокращена на один счетчик, на и-е число логических схемных элементов и соединений для связи каждой ступени одного счетчика с соответствующей ступенью второго счетчика, а также на элементы управления передачей данных от одного счетчика к другому. Тем самым устройство упрощено и повьшена надежность его работы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ЦЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные локационную антенну, усилитель, схему И и схему вьщеления отраженного сигнала, последовательно соединенные блок запуска, вход которого соединен с выходом схемы вьщеления отраженного сигнала, .формирователь предварительного строба, схему ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом схемы И, а второй выход формирователя предварительного строба подключен к второму входу блока запуска, блок автоматического формирования следящего временного интервала, включающий формирователь основного строба, отличающееся тем, что, с целью его упрощения и повьщ1ения надежности работы в эхоЛокационной аппаратуре, блок автоматического формирования следящего временного интервала вьшолнен в виде последовательно соединенных триггера, первой дифференцирующей цепочки, иторой схемы И, формирователя группы дополнительных счетных импульсов, третьей схемы И,элемента задержки и счетчика импульсов прямого счета постоянной емкости, выход которого подключен к своему второму входу, второму входу триггера и входу формирователя основного строба, выход которого связан со вторым входом схемы ИЛИ и входом второй введенной дифференцирзпощей цепочки, соединен(Л ной своим выходом с вторым входом второй схемы И и третьим входом триггера, первый вход которого подклю§ чен к выходу схемы вьщеления отражениого сигнала, а выход - к первому входу введенной четвертой схемы И, второй вход которой объединен со йторым входом третьей схемь И, а выход соединен с первым входом счетчика импульсов прямого счета постоянной 00 Од емкости. сх

1}

17

CtfemHbie

UtinyflbCbl

Haptfi ctnpfrmj9

индикатор

11

1

1}

Ih