专利名称：时间增益控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水声信号在水中的衰减校正技术，具体地说是一种应用于声纳接收器中的、可随时间增加按要求改变信号放大倍数的时间增益控制器。
背景技术：
水声信号在水中传播的信号强度随着时间的增加而减弱。同样的水下目标在水中距离水声换能器的距离不同，其反射信号强度不同，相差很多。但是许多辨别水中目标的声纳如声像声纳、浅剖声纳、侧扫声纳等为真实反映水下目标情况，要求不论水下目标距离水声换能器远近，回波信号通过电路校正后，相同水下目标反射的回波幅度都相同。要求这种校正电路随着时间的增加对水声信号的放大倍数增加。放大倍数的增加并不是线性的，它要求与水声信号随时间衰减系数相对应。这种校正电路就是时间增益控制器。
目前，声纳中的时间增益控制器的增益控制曲线，都是由模拟线路实现的，多数由电阻、电容和放大器等组成，所产生的增益控制曲线很难达到校正水声信号随时间衰减的理想状态，而且各台声纳设备之间校正曲线的一致性也不易做到。
实用新型内容为了克服现有时间增益控制器的增益控制曲线精度不高的和增益控制曲线很难做到一致性的不足，本实用新型的目的在于提供一种以全新方式产生增益效果的时间增益控制器，它可以精确的产生增益控制曲线，按照实际情况校正声波在水中的衰减，而且可以使批量生产的声纳增益控制器精确一致。
为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是主要由微处理器、对数D/A衰减器组成，其中所述对数D/A衰减器设有一路模拟信号输入端，接收声纳前置放大器的输出信号，还设有一组8位数字端口，与微处理器的I/O端口相连，对数D/A衰减器的数字端口接收微处理器送给的增益控制曲线数据量，所述对数D/A衰减器输出为与数字量相关联增益变化的信号，经运算放大器放大；其中所述声纳前置放大器输入的信号是由声纳水声换能器接收的水声回波信号；所述微处理器可与声纳水下接收机共用同一个微处理器。
本实用新型具有如下优点1.可以精确产生增益控制曲线。采用本实用新型校正水声信号可随时间衰减的变化而变化，即可实现随着时间的增加对水声信号的放大倍数增加，而且其放大倍数的增加与水声信号随时间衰减系数相对应。
2.能保证校正曲线的一致性。本实用新型采用数字的方法产生增益控制曲线，可以精确的按照声波在水中衰减的情况设计增益控制曲线、以实现对声波精确的校正和放大，可以使批量生产的声纳增益控制器精确一致。
3.测量的动态变化范围大。本实用新型的动态变化范围是0dB～88.5dB，以满足大范围的声波强度变化。而现有技术中其它办法的时间增益控制器动态范围在0～30dB左右。
4.操作简单。只要将声波强度的衰减和时间关系测量准确(很容易在前置放大器的输出端测量到)，就可以方便地在微处理的存储器中存入准确的增益控制数据，操作简单。


图1是本实用新型电路原理图。
图2-1是声波在水中衰减与时间对应关系的曲线。
图2-2是本实用新型衰减曲线的校正曲线。
图2-3是本实用新型衰减曲线的校正后输出结果曲线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详述本实用新型。
如图1所示，时间增益控制器主要由微处理器U1、对数D/A衰减器U2组成，所述对数D/A衰减器U2有一路模拟信号输入端，接收声纳前置放大器A2的输出信号，对数D/A衰减器还有一组8位数字端口，与微处理器U1的I/O端口相连，对数D/A衰减器U2的数字端口接收微处理器U1送给的增益控制曲线数据量，对数D/A衰减器U2输出为与数字量相关联增益变化的信号，经运算放大器U3放大。声纳前置放大器A2输出的信号是随着时间减小的声纳信号，而对数D/A衰减器U2输出信号的大小不随时间改变。
本实用新型操作过程及结果是首先测量出一条声波在水中衰减与时间对应关系的曲线(相同的目标在声纳前置放大器A2的输出信号)，其衰减曲线的校正曲线则是时间增益控制器的增益控制曲线，再将增益控制曲线的数据存储到微处理器U1的EPROM存储器中。声纳接收机的声纳前置放大器A2在一段时间内会接收一系列水声回波信号，采用本实用新型接收到水声回波信号的时间与水下目标和声纳水声换能器A1的距离相对应，相同目标的水声回波信号强度随着时间的增加而衰减，参见图2-1，本实用新型的增益随时间按要求增加，参见图2-2，水声回波信号经过本实用新型的校正得到不随时间改变、只随目标不同的改变回波信号，其结果参见图2-3。
本实用新型工作原理声纳水声换能器A1接收水声回波信号，将水声信号转换成电信号，输出给声纳前置放大器A2。声纳前置放大器A2将电信号放大，这个信号是随时间增加而衰减的。声纳前置放大器A2的信号输出给对数D/A衰减器U2的模拟输入端，对数D/A衰减器U2同时接收微处理器U1的I/O端口的8位数据输出，对数D/A衰减器U2的输出信号作为高精度运算放大器U3的输入信号。而运算放大器U3的输出信号则是经过校正、放大，不随时间改变，只随水中目标不同而改变的水声信号。
总之，本实用新型采用数字的方法产生增益控制曲线，可以精确的按照声波在水中衰减的情况设计增益控制曲线、以实现对声波精确的校正和放大。
另外，本实用新型微处理器U1可与声纳水下接收机共用同一个微处理器。
权利要求1.一种时间增益控制器，其特征在于主要由微处理器(U1)、对数D/A衰减器(U2)组成，其中所述对数D/A衰减器(U2)设有一路模拟信号输入端，接收声纳前置放大器(A2)的输出信号，还设有一组数字端口，与微处理器(U1)的I/O端口相连，对数D/A衰减器(U2)的数字端口接收微处理器(U1)送给的增益控制曲线数据量，所述对数D/A衰减器(U2)输出为与数字量相关联增益变化的信号，经运算放大器(U3)放大。
2.按照权利要求1所述时间增益控制器，其特征在于所述微处理器(U1)可与声纳水下接收机共用同一个微处理器。
3.按照权利要求1所述时间增益控制器，其特征在于所述声纳前置放大器(A2)输入的信号是由声纳水声换能器(A1)接收的水声回波信号。
专利摘要本实用新型涉及水声信号在水中的衰减校正技术，具体地说是一种时间增益控制器。主要由微处理器、对数D/A衰减器组成，其中所述对数D/A衰减器设有一路模拟信号输入端，接收声纳前置放大器的输出信号，还设有一组数字端口，与微处理器的I/O端口相连，对数D/A衰减器的数字端口接收微处理器送给的增益控制曲线数据量，所述对数D/A衰减器输出为与数字量相关联增益变化的信号，经运算放大器放大。本实用新型应用于声纳接收器中，可随时间增加按要求改变信号放大倍数。
文档编号G01S7/529GK2650148SQ200320105039
公开日2004年10月20日 申请日期2003年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者于开洋 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所