Имитатор акустических сигналов Советский патент 1987 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для калибровки и оперативной проверки работоспособности акустической измерительной аппаратуры, в частности геолокаторов,

Цель изобретения - расширение области применения имитатора за счет имитадии изменения формы отраженного сигнала, приближенных к реальным знакопеременным, близких по форме к синусоидальному закону излученного и отраженного сигналов и повышение стабильности отношения амплитуд излученного и отраженного сигналов.

На фиг,1 представлена функдиональ ная схема имитатора; на фиг.2 - функциональная схема коммутатора формы отраженного импульса (КФОИ); на фиг.З - временная диаграмма работы имитатора; на фиг.4 - временная диаграмма дикла работы КФОИ.

Имитатор содержит (фиг.1 и 2) генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), элементы 2 и 3 задержки, формирователи 4 и 5 импульсов, элементы ИЛИ 6 и 7, триггеры , источник 11 опорного напряжения, ключи 12 и 13, аттенюатор 14, делители 15 и 16 частоты, коммутатор 17, элементы И 18- 20, цифроаналоговые преобразователи 21 и 22 (ЦАП), счетчики-23, элемент НЕ-И 24 и распределитель 25 импульсов. Лозидией 26 обозначен КФОИ,представленный на фиг.2,

На фиг.З и 4 обозначено: 27 - тактовый импульс; 28 - временная задержка излученного сигнала; 29 - импульс на выходе формирователя 4; 30 - временная задержка отраженного сигнала; 31 - импульс на выходе формирователя 5; 32 - импульсы на выходе элемента ИЛИ 6; 33 - импульсы на выходе триг- гера 8; 34 - импульсы на инверсном выходе триггера 10; 35 - импульсы на входе элемента НЕ-И 24;36 - излученный и отраженный сигналы на выходе имитатора; 37 - импульсы на выходе триггера 9; 38 - импульсы на выходе элемента И 20; 39 - сигнал опорной частоты; 40 - сигнал на выходе элемента И 18; 41 - сигнал на выходе элемента И 19; 42 - сигнал на выходе элемента ИЛИ 7; 43 - импульсы на выходе счетчика 23; 44 - сигнал на выходе ЦАП 22; 45, 46 и 47 - первый, второй и третий выходы распределите

0

5

0

3

,

0

5

0

5

0

ля 25 импульсов; 48 - сигнал на выходе коммутатора 17.

Имитатор работает следующим образом.

ГТИ 1 вырабатывает импульсы, которые запускают элементы 2- и 3 задержки и устанавливают в исходное состояние триггеры 9 и 10. Сигнал с прямого выхода триггера 10 поступает на управляющий вход аттенюатора 14, разрешая прохождение опорного напряжения, соответствующего излученному сигналу, на вход ЦАП 22. Сигнал с инверсного выхода триггера 10 устанавливает коммутатор частоты в положение, при котором с делителя 16 частоты через КФОИ 26 на вход элемента И 20 поступает частота fo, необходимая для формирования счетчиком 23 кода длительности излученного импульса.

Сигналы с прямого и инверсного вы- ходов триггера 9 открывают и закрывают ключи 12 и 13 соответственно, пропуская на вход ЦАП 22 опорное напряжение положительной полярности. Делитель 15 частоты из опорной частоты вырабатывает частоты, необходимые для прецизионного регулирования элементов 2 и 3 задержки. Импульсом, задержанным на время до излученного сигнала, перебрасывается триггер 8, разрешая прохождение через элемент И 20 частоты f на вход счетчика 23, значения с выхода которого поступают на вход ЦАП 22, передаточная функция которого имеет вид у k,x. Напряжение с выхода ЦАП 22 поступает на вход опорного напряжения ЦАП 21, на информационный вход которого поступает код со счетчика 23. Функция передачи ЦАП- 21 имеет вид у, ), а напря-. жение на выходе ЦАП изменяется по закону у-5 у, у., k,(l-x). В момент переполнения счетчика 23 элемент НЕ-И вырабатывает импульс, переключающий триггер 9, в результате чего закрывается ключ 12 и открывается ключ 13, меняя полярность опорного напряжения ЦАП, в результате чего формируется отрицательная полуволна излученного сигнала по закону у - k, (1-х).

При повторном переполнении счетчика 23 триггер 9 переходит в исходное состояние. Сигнал с выхода триггера 9 поступает на триггер 8 и перелюча- ет его в исходное состояние. Выходной сигнал с триггера 8 закрывает эле- 3 . мент И 20, прекращая доступ на счетчик 23 импульсов опорной частоты, и переключает триггер 10, сигнал с прямого выхода которого переключает аттенюатор 14 в положение, при котором с его выхода на вход АЦП 22 поступает опорное напряжение, необходимое для формирования амплитудного значения отраженного сигнала. Сигнал с инверсного выхода триггера 10 разрешает прохождение частоты, необходимой для формирования счетчиком 23 длительности отраженного сигнала, причем в первом такте работы при по- ступлении тактового импульса на вход распределителя 25 импульсов вырабатывается сигнал, устанавливающий частоту на выходе КФОИ 26 равной fg, т.е. такую же, как и при формировании i излученного сигнала; во втором такте - 2fд, а в третьем - 0,5fo . Затем процесс смены частот повторяется в том же порядке. Это позволяет в первом такте работы формировать отражен ный сигнал, длительность которого равна длительности излученного сигнала, во втором такте - с длительность в два раза. меньше длительности- излученного сигнала, а в третьем такте - с длительностью больше длительности излученного сигнала и, изменяя форму (длительность) сигнала, имитировать фазовые сдвиги между спектральными составляющими в отраженном сигнале. Импульсом, задержанным на время до отраженного сигнала, перебрасывается триггер 8, разрешая прохождение через элемент И 20 частоты f или 2fg, или 0,5fo в зависимости от такта работы для формирования отраженного импульса. При этом работа имитатора аналогична указанной вьше работе при формировании излученного сигнала .

Формула изобретения

1.Имитатор акустических сигналов, содержащий генератор тактовых импуль сов, первый элемент И, счетчик, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, первый и второй ключи, источник опорного напряжения и триггер, прямой и инверсный выходы кото- рого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, информационные входы которых соединены с выходами положитель

5 0 5 о 0 5

0 g

5

13

ного и отрицательного значений напряжения источника опорного напряжения, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика, выхо- ды которого соединены с информационными входами первого цифроаналогового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения имитатора за счет имитации изменения формы отраженного сигнала, приближенных к реальным знакопеременным, близких по форме к синусоидальному закону излученного и отраженного сигналов и повышения стабильности отношения амплитуд излученного и отраженного сигналов, в него введены делитель частоты, распределитель импульсов, коммутатор, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы задержки, пер- вый и второй формирователи импульсов, второй и третий триггеры, аттенюатор и элемент НЕ-И, выход которого соединен со счетнь1м входом первого триггера, вход установки которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, с входом распределителя импульсов, с информационными входами первого и второго элементов задержки и с входом установки второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с управляющим входом аттенюатора, выход которого соединен с входом опор ного напряжения первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом опорного напряжения второго цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом имитатора, вход опорной частоты которого соединен с входом делителя частоты, с первого по третий выходы которого соединены с первого по третий информационными входами коммутатора соответственно, с первого по третий управляющие входы которого соединены с первого по третий выходами распределителя импульсов, второй выход делителя частоты соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера и со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого

D,

соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого сое динен с выходом коммутатора, выход третьего элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов задержки соединены с входами первого и второго формирователей импульсов соответственно, выходы которых соеди нены с первым и вторым входами второ го элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки третьего триггера, вход сброса которого соеди нен с инверсным выходом первого триг гера, выходы счетчика соединены с рнформационными входами второго цифГ6

77

i /

/5

52513

роаналогового преобразователя и вхо дами элемента НЕ-И, выходы первого и второго ключей соединены с информационным входом аттенюатора. 5

2,Имитатор ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет

10 формирования высокоточных задержек, он содержит дополнительный делитель частоты, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго элементов за15 Держки, вход второго делителя частоты соединен с входом опорной частоты имитатора.

1В

-

г

19

п

45

46 i7

48

Редактор М.Андрушенко

Составитель Н.Матвеев

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Заказ 5568/50Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фцг.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для калибровки и оперативной проверки работоспособности акустической измерительной аппаратуры, в частности геолокаторов. Цель изобретения - расширение области применения имитатора за счет имитации изменения формы отраженного сигнала, приближенных к реальным знакопеременным, близких по форме к синусоидальному закону излученного и отраженного сигналов и по-. вышение стабильности отношения амплитуд излученного и отраженного сиг- налов. Имитатор содержит генератор 1 тактовых импульсов, элементы 2 и 3задержки, формирователи 4 и 5 импульсов, элемент ИЛИ 6 триггеры 8-10, источник 11 опорного напряже м ния, ключи 12 и 13, аттенюатор 14, делители 15 и 16 частоты, цифроанало- говые преобразователи 21 и 22, счетчик 23, элемент НЕ-И 24, распределитель 25 импульсов. 1 з.п. ф-лы, 4ил. с S (Л 00 сд ГС 01 00