專利名稱：時間增益控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水聲信號在水中的衰減校正技術，具體地說是一種應用于聲納接收器中的、可隨時間增加按要求改變信號放大倍數的時間增益控制器。
背景技術：
水聲信號在水中傳播的信號強度隨著時間的增加而減弱。同樣的水下目標在水中距離水聲換能器的距離不同，其反射信號強度不同，相差很多。但是許多辨別水中目標的聲納如聲像聲納、淺剖聲納、側掃聲納等為真實反映水下目標情況，要求不論水下目標距離水聲換能器遠近，回波信號通過電路校正后，相同水下目標反射的回波幅度都相同。要求這種校正電路隨著時間的增加對水聲信號的放大倍數增加。放大倍數的增加并不是線性的，它要求與水聲信號隨時間衰減系數相對應。這種校正電路就是時間增益控制器。
目前，聲納中的時間增益控制器的增益控制曲線，都是由模擬線路實現的，多數由電阻、電容和放大器等組成，所產生的增益控制曲線很難達到校正水聲信號隨時間衰減的理想狀態，而且各臺聲納設備之間校正曲線的一致性也不易做到。
實用新型內容為了克服現有時間增益控制器的增益控制曲線精度不高的和增益控制曲線很難做到一致性的不足，本實用新型的目的在于提供一種以全新方式產生增益效果的時間增益控制器，它可以精確的產生增益控制曲線，按照實際情況校正聲波在水中的衰減，而且可以使批量生產的聲納增益控制器精確一致。
為了實現上述目的，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是主要由微處理器、對數D/A衰減器組成，其中所述對數D/A衰減器設有一路模擬信號輸入端，接收聲納前置放大器的輸出信號，還設有一組8位數字端口，與微處理器的I/O端口相連，對數D/A衰減器的數字端口接收微處理器送給的增益控制曲線數據量，所述對數D/A衰減器輸出為與數字量相關聯增益變化的信號，經運算放大器放大；其中所述聲納前置放大器輸入的信號是由聲納水聲換能器接收的水聲回波信號；所述微處理器可與聲納水下接收機共用同一個微處理器。
本實用新型具有如下優點1.可以精確產生增益控制曲線。采用本實用新型校正水聲信號可隨時間衰減的變化而變化，即可實現隨著時間的增加對水聲信號的放大倍數增加，而且其放大倍數的增加與水聲信號隨時間衰減系數相對應。
2.能保證校正曲線的一致性。本實用新型采用數字的方法產生增益控制曲線，可以精確的按照聲波在水中衰減的情況設計增益控制曲線、以實現對聲波精確的校正和放大，可以使批量生產的聲納增益控制器精確一致。
3.測量的動態變化范圍大。本實用新型的動態變化范圍是0dB～88.5dB，以滿足大范圍的聲波強度變化。而現有技術中其它辦法的時間增益控制器動態范圍在0～30dB左右。
4.操作簡單。只要將聲波強度的衰減和時間關系測量準確(很容易在前置放大器的輸出端測量到)，就可以方便地在微處理的存儲器中存入準確的增益控制數據，操作簡單。


圖1是本實用新型電路原理圖。
圖2-1是聲波在水中衰減與時間對應關系的曲線。
圖2-2是本實用新型衰減曲線的校正曲線。
圖2-3是本實用新型衰減曲線的校正后輸出結果曲線。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳述本實用新型。
如圖1所示，時間增益控制器主要由微處理器U1、對數D/A衰減器U2組成，所述對數D/A衰減器U2有一路模擬信號輸入端，接收聲納前置放大器A2的輸出信號，對數D/A衰減器還有一組8位數字端口，與微處理器U1的I/O端口相連，對數D/A衰減器U2的數字端口接收微處理器U1送給的增益控制曲線數據量，對數D/A衰減器U2輸出為與數字量相關聯增益變化的信號，經運算放大器U3放大。聲納前置放大器A2輸出的信號是隨著時間減小的聲納信號，而對數D/A衰減器U2輸出信號的大小不隨時間改變。
本實用新型操作過程及結果是首先測量出一條聲波在水中衰減與時間對應關系的曲線(相同的目標在聲納前置放大器A2的輸出信號)，其衰減曲線的校正曲線則是時間增益控制器的增益控制曲線，再將增益控制曲線的數據存儲到微處理器U1的EPROM存儲器中。聲納接收機的聲納前置放大器A2在一段時間內會接收一系列水聲回波信號，采用本實用新型接收到水聲回波信號的時間與水下目標和聲納水聲換能器A1的距離相對應，相同目標的水聲回波信號強度隨著時間的增加而衰減，參見圖2-1，本實用新型的增益隨時間按要求增加，參見圖2-2，水聲回波信號經過本實用新型的校正得到不隨時間改變、只隨目標不同的改變回波信號，其結果參見圖2-3。
本實用新型工作原理聲納水聲換能器A1接收水聲回波信號，將水聲信號轉換成電信號，輸出給聲納前置放大器A2。聲納前置放大器A2將電信號放大，這個信號是隨時間增加而衰減的。聲納前置放大器A2的信號輸出給對數D/A衰減器U2的模擬輸入端，對數D/A衰減器U2同時接收微處理器U1的I/O端口的8位數據輸出，對數D/A衰減器U2的輸出信號作為高精度運算放大器U3的輸入信號。而運算放大器U3的輸出信號則是經過校正、放大，不隨時間改變，只隨水中目標不同而改變的水聲信號。
總之，本實用新型采用數字的方法產生增益控制曲線，可以精確的按照聲波在水中衰減的情況設計增益控制曲線、以實現對聲波精確的校正和放大。
另外，本實用新型微處理器U1可與聲納水下接收機共用同一個微處理器。
權利要求1.一種時間增益控制器，其特征在于主要由微處理器(U1)、對數D/A衰減器(U2)組成，其中所述對數D/A衰減器(U2)設有一路模擬信號輸入端，接收聲納前置放大器(A2)的輸出信號，還設有一組數字端口，與微處理器(U1)的I/O端口相連，對數D/A衰減器(U2)的數字端口接收微處理器(U1)送給的增益控制曲線數據量，所述對數D/A衰減器(U2)輸出為與數字量相關聯增益變化的信號，經運算放大器(U3)放大。
2.按照權利要求1所述時間增益控制器，其特征在于所述微處理器(U1)可與聲納水下接收機共用同一個微處理器。
3.按照權利要求1所述時間增益控制器，其特征在于所述聲納前置放大器(A2)輸入的信號是由聲納水聲換能器(A1)接收的水聲回波信號。
專利摘要本實用新型涉及水聲信號在水中的衰減校正技術，具體地說是一種時間增益控制器。主要由微處理器、對數D/A衰減器組成，其中所述對數D/A衰減器設有一路模擬信號輸入端，接收聲納前置放大器的輸出信號，還設有一組數字端口，與微處理器的I/O端口相連，對數D/A衰減器的數字端口接收微處理器送給的增益控制曲線數據量，所述對數D/A衰減器輸出為與數字量相關聯增益變化的信號，經運算放大器放大。本實用新型應用于聲納接收器中，可隨時間增加按要求改變信號放大倍數。
文檔編號G01S7/529GK2650148SQ200320105039
公開日2004年10月20日 申請日期2003年10月28日 優先權日2003年10月28日
發明者于開洋 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所