1.4 Приемные устройства

Приемные устройства осуществляют выделение полезного сигнала из сопутствующих ему помех, усиление выделенного сигнала и преобразование его к виду, необходимому для отображения, регистрации и использования другими информационными или управляющими системами.

В соответствие с этим, общую схему приемного устройства можно разбить на три основных участка:

• входные цепи и цепи предварительного усиления,

• основной усилитель сигнала,

• цепи преобразования сигнала.

Входные цепи, как правило, представляют собой предварительный резонансный усилитель, настроенный на частоту излучаемого сигнала. В дополнение к частотной селекции сигнала используются различного рода регулировки усиления. Так, для снижения общего высокого уровня принятого сигнала, содержащего интенсивную помеху, предусматривают возможность изменения порога чувствительности входного тракта. Для устранения помехи от объемной реверберации вводят временнỳю регулировку усиления. Как правило, в каждом эхолоте имеется возможность ручной регулировки усиления приемного тракта. Наряду с этим, для отображения информации нередко используется не весь рабочий диапазон глубин, а только небольшая его область, что исключает наблюдение помех, лежащих вне этой области, и увеличивает масштаб изображения. В целом, указанные приемы позволяет успешно бороться с помехами.

Основной усилитель сигнала может быть построен как по схеме прямого усиления, так и по супергетеродинной схеме. Первый вариант применяется тогда, когда в эхолоте используются одна или две несущие частоты зондирующего сигнала. Если количество используемых несущих частот больше, становится целесообразным использование второго варианта.

С хемы прямого усиления также имеют свои разновидности, три из которых показаны на рис. 1.11. Простейшая схема приемного тракта прямого усиления представлена на рис. 1.11 а. В данной схеме усиление эхо-сигналов, поступающих с антенны А через коммутатор прием – передача КПП на предварительный усилитель ПУ и усилитель напряжения УН, до величины, достаточной для срабатывания оконечных устройств (усилителя мощности), производится на частоте эхо-сигнала. Коэффициент усиления подобных усилителей на рабочей частоте составляет (1—3)10⁶. Несмотря на то, что подобные усилители имеют относительно узкую полосу пропускания не превышающую 3— 5 кГц, обеспечение их устойчивой работы с высоким качеством связано с большими трудностями. Эти устройства применяются главным образом в эхолотах с ключевым выходом.

Более устойчивую работу обеспечивает приемное устройство, схема которого показана на рис. 1.11 б, поскольку в этом случае усиление на рабочей частоте производится только до величины, необходимой для нормальной работы детектора Д. Однако широкого применения подобные устройства тоже не нашли, в виду того, что они, как и предыдущий вариант, могут работать только с ключевой схемой выхода. Это объясняется тем, что усиление импульсов длительностью более нескольких миллисекунд и их передача без искажений через трансформаторные связи весьма затруднительны.

Требуемая устойчивость работы и неискаженная передача на запись формы отраженного от дна сигнала обеспечиваются приемным трактом, схема которого приведена на рис. 1.11 в. Это достигается благодаря тому, что выделенная детектором огибающая эхо-сигнала в модуляторе М за­полняется сигналами синусоидальной или прямоугольной формы с частотой, отличной от рабочей частоты эхолота. Указанные сигналы вырабатываются генератором Г. Одновременно импульсы с выхода детектора поступают в преобразователь АЦП аналогового сигнала в цифровой с целью дальнейшей цифровой обработки информации.

Супергетеродинные приемные тракты. Супергетеродинный прием применяют для повышения устойчивости работы схемы при необходимости обеспечить значительное усиление сигнала до детектора. Однако ввиду их большей сложности и в силу того, что эхолоты работают, как правило, на фиксированных частотах, количество которых не превышает двух, такие приемники используются редко.

Цепи преобразования сигнала эхолота придают ему вид, необходимый для отображения информации в устройствах индикации, для регистрации информации в различных записывающих устройствах, для передачи информации в другие изделия.