Имитатор гидроакустических сигналов Советский патент 1980 года по МПК G09B23/14 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, в част ности к имитаторам гидроакустически сигналов в гидроакустических тренажерах. Известны имитаторы гидроакустических сигналов в тренажерах с использованием аналоговых генераторов сигналов, цифровых имитаторов и уст ройств для воспроизведения магнитных записей Г . Использование реальных записей в устройствах послед него типа приводит к сложным и громоздким техническим решениям. Использование аналоговых имитаторов влечет за собой при большом , числе сигналов значительный объем аппаратуры, так как каждый имитируе мый сигнал требует специального ген ратора. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является имитатор гидроакустических сигналов, выполненный на базе цифровой техники, состоящий из последовательно со диненных специализированного вычислителя, накопительного регистра, .цифро-аналогового преобразователя, полосового фильтра и запоминающего устройства, хранящего таблицу синусов и связанного со специализированным вычислителем двусторонней связью 2 . Недостатком этого устройства является высокая стоимость, обусловленная использованием специализированного вычислителя с высокой тактовой частотой, запоминающего устройства с малым временем доступа (1 мкс) и цифроаналогового преобразователя с малым временем преобразования (0,1 периода несущей). Высокая тактовая частота обусловлена, в свою очередь, необходимостью производства 10 выборок значений сигнала за период несущей. Целью изобретения является упрощение имитатора, что снижает его стоимость. Техническое решение, предлагаемое в настоящем изобретении, для достижения этой цели основывается на свойстве слухЬвых анализаторных центров человека воспринимать последовательность импульсов с интервалом следования менее 0,015 с как непрерывный сигнал. Это достигается тем, что в изйестный имитатор, содержащий вычислитель параметров сигналов и последовательно включенные регистр, цифроаналоговый преобразователь и полосовой фильтр, введены переключатель. Формирователь-импульсов, узел умножения, вычислитель коэффициентов ФУрье, генераторы синхроимпульсов и импульсов стирания, причем переключатель и формирователь импульсов соединены с вычислителем коэффициентов Фурье и генератором синхроимпульсов, подключенным к вычислителю параметров сигнала, который череэ узел умножения соединен с регистром, подключенным череэ генератор импульсов стирания к генератору синхроимпульсов. Генератор синхроимпульсов вырабатывает следующие с частотой птой субгармоники несущей сигнала (п 1 2, 3,.,.) импульсы, при поступлении которых специалиэированный вычислитель производит выборки уровня огибающей. Поскольку частота поступаюВ1их импульсов в 10 п раз ниже часто ты выборки в аналогичных устройства то в предлагаемом устройстве может быть использован специализированный вычислитель с меньшей, тактовой частотой и большим временем доступа в запоминающее устройство. Спустя вре мя t после выработки импульса выбор ки, генератор синхроимпульсов формирует импульс задержки, при поступ лении которого генератор стирания вырабатывает импульс стирания. При поступлении импульса стирания накопительный регистр обнуляется, в результате чего на выходе цифроаналогового преобразователя возникает последовательность импульсов. Умень шенная по сравнению с устройствомпрототипом частота выборки позволяет использовать цифроаналоговый пре образователь с большим временем пре образования. Упомянутые импульсы имеют длительность и период следования, равный периоду п-ой субгармоники несущей сигнала. Равенство амплитуды этих импульсов уровню огибающей сигнала обеспечивается благодаря умножению в умножителе уровня.огибающей на обратную величи ну коэффициента Фурье, который опре деляется в вычислителе коэффициента Фурье по формуле после ввода в него значений п la к переключателей номера субгармоники и длительности импульса и частоты несущей f иэ специализированного вычислителя. После, пропускания чере полосовой фильтр со средней частото равной несущей частоте сигнала fc и полосой пропускания меньшей, чем частота п-ой субгармоники, оператор ввиду упомянутого свойства слухово го аппарата, воспринимает сформированную последовательность импуль-сов как непрерывный сигнал имитируемой частоты. На чертеже схематически изображен имитатор гидроакустических сигналов. Он содержит переключатель 1 (номера субгармоники), формирователь 2 импульсов, генератор 3 синхроимпульсов, вычислитель 4 коэффициентов Фурье, вычислитель 5 параметров сигналов, узел 6 умножения, генератор 7 импульсов стирания, регистр 8, цифроаналоговый преобразователь 9 и полосовой фильтр 10. Имитатор гидроакустических сигналов работает следующим образом. В соответствии с заданными начальными условиями (скорость и курс цели и носителя гидроакустической станции, тип цели, параметры работы, характеристики среды) вычислитель 5 рассчитывает уровень огибающей и частоту несущей сигнала цели. Значение частоты нрсущей fc в виде кода поступает в генератор 3 синхроимпульсов. Сюда же в виде кода поступает заданный переключателем 1 номер субгармоники п. Гене.ратор синхроимпульсов 3 определяет Фс частоту синхроимпульсов (о -ii, п . вырабатывает эти импульсы и выдает их в вычислитель 5. При поступлении синхроимпульса вычислитель 5 производит выборку значения уровня огибающей АС и в виде кода передает на вход узла б умножения. Значение частоты несущей f, из вычислителя 5 поступает в виде- кода так же на вход вычислителя 4 коэффициентов Фурье. Сюда же в виде кода поступают от переключателя 1 и формирователя 2 номер субгармоники п и длительность импульса t . По формуле C 2sinii4 /t n вычислитель 4 рассчитывает коэффициент Фурье и передает его в виде кода на вход узла б, который вырабатывает на своем выходе код уровня А сАС, который фиксируется регистром §. Код длительности импульса t с формирователя 2 поступает также-на вход генератора 3 синхроимпульсов. Генератор 3, спустя время f после формирования синхроимпульса, вырабатывает импуЛьс задержки, который поступает в генератор 7, формирующий импульс стирания, который поступает на регистр 8 и обнуляет его. Значение t выбирается меньшим, чем половина периода п-ой субгармоники несущей сигнала. Цифроаналоговый преобразователь 9 преобразует код уровня огибающей в импульс с амплр тудой А и длительностью t . В результате циклического выполнения