PL164088B1

PL164088B1 - A method of measuring the frequency of the received wave, especially in a Doppler log

Info

Publication number: PL164088B1
Application number: PL28917291A
Authority: PL
Inventors: Leszek Pankiewicz; Andrzej Jedel; Jerzy Okuniewski; Zawisza Ostrowski
Original assignee: Politechnika Gdanska
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1994-06-30
Also published as: PL289172A1

Abstract

Sposób pomiaru częstotliwości fali odbieranej, y zwłaszcza w logii dopplerowsklm, zawierającym układ 57) echosondy, decydujący o długości emitowanego impulsu, układ pomiaru temperatury, wprowadzający współczynnik korekcji danych do procesora, a także nadajnik połączony przez komutator z przetwornikami nadawczymi logu oraz przetworniki odbiorcze logu połączone z odbiorSkiem, na wyjściu którego występuje mierzony sygnał, który jest impulsem o znanej długości zależnej od wyniku pomiaru głębokości w układzie echosondy, znamienny tym, że sygnał mierzony (WOD). po kontroli parametrów czasowo-amplitudowych w układzie sterownika bloku pomiarowego (POS), podawany jest na wejścia dwóch komparatorów (Kl) i (K2), z których pierwszy (Kl) pracuje w układzie progowym z histerezą i na jego wyjściu powstają impulsy (FP). zaś drugi komparator (K2) pracuje w układzie detektora przejść przez zero, wytwarzając impulsy (FZ), przy czym zbocze narastające pierwszego impulsu (FP) wyznacza początek bramki czasowej (TP) na wyjściu dyskryminatora częstotliwości (DYS), pod warunkiem, że sygnał steru- jący(8TB) zezwala na kontynuację pomiaru, zaś impulsy (FP) zliczane są w liczniku okresów (LO) zliczającym wstecz, którego wyzerowanie powoduje zakończenie sygnału bramki (TP), przy czym ilośc zliczanych impulsów zależy od aktualnej głębokości zmierzonej w układzie echosondy (ECH), zaś pomiar czasu bramki odbywa się w dwóch licznikach długości bramki (ŁD1 1 LD2), które zliczają Impulsy zegarowe generowane w układzie oscylatora częstotliwości wzorcowej (OCS), zaś stany tych liczników (TZ1, TZ2) dodawane są w sumatorze (SUM), tworząc liczbę wyjściową (PO-P1 1), będącą wynikiem pomiaruThe method of measuring the frequency of the received wave, especially in Doppler logic, containing the echosounder system 57), determining the length of the emitted pulse, the temperature measurement system, introducing the data correction factor to the processor, as well as the transmitter connected through the commutator with log transmitting transducers and log receiving transducers connected with a receiver at the output of which the measured signal is present, which is a pulse of known length depending on the depth measurement result in the sonar system, characterized in that the measured signal (WOD). after the control of the time-amplitude parameters in the measuring block controller (POS), it is fed to the inputs of two comparators (Kl) and (K2), the first of which (Kl) operates in a threshold circuit with hysteresis and pulses (FP) are generated at its output . and the second comparator (K2) works in the zero crossing detector circuit, generating pulses (FZ), with the rising edge of the first pulse (FP) marking the beginning of the time gate (TP) at the output of the frequency discriminator (DYS), provided that the rudder signal - the timer (8TB) allows the continuation of the measurement, and the pulses (FP) are counted in the period counter (LO) counting backwards, the reset of which causes the end of the gate signal (TP), while the number of pulses counted depends on the current depth measured in the sonar system ( ECH), and the gate time is measured in two gate length counters (ŁD1 1 LD2), which count the clock pulses generated in the reference frequency oscillator (OCS), and the states of these counters (TZ1, TZ2) are added in the adder (SUM) creating the output number (PO-P1 1) as the result of the measurement

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru częstotliwości odbieranej, zwłaszcza w logu dopplerowskim.The present invention relates to a method for measuring the received frequency, especially in a Doppler log.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 4, 396 274 system pracujący impulsowo z modulacją sygnałem pseudoprzypadkowym lub typu czirp. Wykrywanie i określanie odchyłki dopplerowskiej odbywa się przez korelowanie sygnału echa z sygnałem nadanym. Kształt sygnału nadanego i echa zapamiętuje się w dwóch oddzielnych pamięciach. W pamięci nadawczej sygnał przesuwa się w przód i w tył, przy każdorazowym zapełnianiu komórek pamięci odbiorczej. Korelowanie sygnałów z obu pamięci odbywa się na układach mnożących.A system operating in pulses with modulation by a pseudo-random or chirp-type signal is known from the US patent description No. 4, 396 274. Detection and determination of the Doppler deviation is accomplished by correlating the echo signal with the transmitted signal. The shape of the transmitted signal and the echo are stored in two separate memories. In the transmitting memory, the signal moves forward and backward each time the receiving memory cells are full. Correlating the signals from both memories is done on multipliers.

Przedstawiony w patencie USA nr 3 795 893 system pokazuje czteroprzetwornikowy układ nawigacji w wodach płytkich i głębokich. Pomiar częstotliwości sprowadza się do pomiaru czasu. Sygnał przychodzący z wody z każdego kierunku zostaje wybramkowany, wzmocniony, ograniczony i podany na komparator wykrywający przejście przez zero. Wyjście komparatora steruje licznikiem zliczającym liczbę impulsów. Zliczanie tej samej wartości przejść przez zero dla sygnału przód/tył daje informację o odchyłce dopplerowskiej. Odpowiednie dobranie częstotliwości zegara dla licznika pozwala na uzyskanie informacji o prędkości w odpowiednich jednostkach.The system presented in US Patent No. 3,795,893 shows a four-sensor navigation system in shallow and deep waters. Frequency measurement is all about timing. The signal coming from any direction from the water is framed, amplified, limited and applied to a comparator detecting the zero crossing. The comparator output controls a counter that counts the number of pulses. Counting the same value of the zero crossings for the forward / backward signal gives information about the Doppler error. The appropriate selection of the clock frequency for the counter allows obtaining information about the speed in appropriate units.

Znany jest również z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 2 092 748 pracujący impulsowo system oceny prędkości własnej statku wzdłuż jednej osi. Odebrany impuls zostaje wzmocniony i ograniczony w pętli fazowej, działającej jako filtr, zostaje wybrana średnia częstotliwość sygnału odebranego z kierunku przód/tył. Oba te sygały podane są na różnicowy licznik częstotliwości, a następnie wynik pomiaru zostaje zobrazowany.It is also known from the British patent specification 2 092 748 a pulsed system for assessing the ship's own speed along one axis. The received pulse is amplified and limited in the phase loop acting as a filter, the average frequency of the signal received from the forward / reverse direction is selected. Both of these signals are fed to the differential frequency counter, and then the measurement result is displayed.

164 088164 088

W opisie patentowym USA 4 069 468 przedstawiony został system, w którym określenie odchyłki Dopplera odbywa się w oparciu o modyfikację dopplerowskiego widma mocy. Określenie odchyłki częstotliwości przeprowadza się w oparciu o technikę filtracyjną lub pomiar czasu, w jakim określona ilość okresów sygnału odebranego zostanie zliczona w liczniku. Ponieważ dokładny pomiar odchyłki Dopplera w przypadku występowania rewerberacji, nieliniowego charakteru propagacji oraz odbić różnego typu jest trudny, sygnał odebrany zostaje spróbkowany w określonym przedziale czasu.U.S. Patent 4,069,468 describes a system in which the determination of the Doppler deviation is based on a modification of the Doppler power spectrum. The determination of the frequency deviation is based on a filter technique or a measurement of the time it takes for a certain number of periods of a received signal to be counted in the counter. Since it is difficult to accurately measure the Doppler deviation in the case of reverberation, non-linear propagation and reflections of various types, the received signal is sampled over a specified period of time.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że mierzony sygnał będący impulsem o znanej długości zależnej od wyniku pomiaru głębokości w układzie echosondy, po kontroli parametrów czasowo-amplitudowych w układzie sterowania, podawany jest na wejścia dwóch komparatorów, z których pierwszy pracuje w układzie progowym z histerezą i na jego wyjściu powstają impulsy początku pomiaru, zaś drugi pracuje w układzie detektora przejść przez zero, wytwarzając impulsy podlegające zliczaniu. Zbocze narastające pierwszego impulsu wyznacza początek bramki czasowej na wyjściu dyskryminatora częstotliwości, pod warunkiem, że generowany w sterowniku bloku pomiarowego sygnał sterujący zezwala na kontynuację pomiaru, zaś impulsy zliczane są w liczniku okresów zliczającym wstecz, którego wyzerowanie powoduje zakończenie sygnału bramki. Dość zliczanych impulsów zależy od aktualnej głębokości zmierzonej w układzie echosondy, zaś pomiar czasu bramki odbywa się w dwóch licznikach długości bramki, które zliczają impulsy zegarowe w układzie oscylatora, zaś stany tych liczników dodawane są w sumatorze, tworząc liczbę wyjściową będącą wynikiem pomiaru.The method according to the invention is characterized by the fact that the measured signal, which is a pulse of known length, depends on the result of the depth measurement in the sonar system, after checking the time-amplitude parameters in the control system, is fed to the inputs of two comparators, the first of which operates in a threshold system with hysteresis and its output generates the measurement start pulses, while the second one works in the zero crossing detector circuit, generating pulses for counting. The rising edge of the first pulse determines the start of the time gate at the output of the frequency discriminator, provided that the control signal generated in the measuring block controller allows the measurement to be continued, and the pulses are counted in a countdown counter, the reset of which ends the gate signal. The number of counted pulses depends on the current depth measured in the echosounder system, and the measurement of the gate time takes place in two gate length counters, which count the clock pulses in the oscillator system, and the states of these counters are added in the adder, creating the output number resulting from the measurement.

Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskuje się automatyczny wybór długości impulsu nadawanego w zależności od głębokości zwiększając czas pomiaru dla głębokości umożliwiającej generację długiego impulsu, automatyczny wybór fragmentu echa o minimalnych zniekształceniach amplitudowych i fazowych oraz wzrost dokładności pomiaru.Thanks to this solution, an automatic selection of the pulse length transmitted depending on the depth is achieved, increasing the measurement time for the depth that enables the generation of a long pulse, automatic selection of the echo fragment with minimal amplitude and phase distortions and an increase in measurement accuracy.

Sposób pomiaru częstotliwości według wynalazku umożliwia dokładny pomiar częstotliwości nośnej odbieranych impulsów echa także w innych impulsowych systemach nadawczoodbiorczych.The frequency measurement method according to the invention enables the precise measurement of the carrier frequency of received echo pulses also in other pulse transmitting and receiving systems.

Sposób według wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy logu, zaś fig. 2 - schemat blokowy układu pomiarowego.The method according to the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of the log, and Fig. 2 shows a block diagram of the measurement circuit.

Jak pokazano na fig. 1, log dopplerowski składa się z części elektronicznej zawierającej sterownik logu STL, nadajnik logu NAL, odbiornik logu ODL, sterownik echosondy STE, nadajnik echosondy NAE, odbiornik echosondy ODE, blok pomiarowy POM, sterownik bloku pomiarowego POS, bufor bloku pomiarowego BPM, procesor PRC, komutator NAK, bufor czujnika temperatury BCT i blok wskaźników PCZ. Część elektroniczna współdziała z głowicą ultradźwiękową GU, zawierającą przetwornik nadawczo-odbiorczy echosondy PE, cztery przetworniki odbiorcze PN,cztery przetworniki odbiorcze PO oraz czujnik temperatury CT.As shown in Fig. 1, the Doppler log consists of an electronic part including the STL log driver, NAL log transmitter, ODL log receiver, STE sonar driver, NAE sonar transmitter, ODE sonar receiver, POM measurement block, POS measurement block driver, and block buffer. BPM, PRC processor, NAK commutator, BCT temperature sensor buffer and PCZ indicator block. The electronic part cooperates with the GU ultrasound head, containing the PE echosounder transducer, four PN receiving transducers, four PO receiving transducers and a CT temperature sensor.

Sterownik echosondy STE, nadajnik echosondy NAE, odbiornik echosondy ODE i przetwornik echosondy PE stanowią układ echosondy ECH, zaś czujnik temperatury i bufor czujnika temperatury stanowią układ pomiaru temperatury UT.The STE sonar controller, NAE sonar transmitter, ODE sonar receiver and PE sonar transducer are the ECH sonar system, and the temperature sensor and temperature sensor buffer constitute the UT temperature measuring system.

Sterownik logu STL steruje sterownikiem echosondy STE, który uruchamia nadajnik echosondy NAE zasilający przetwornik nadawczo- odbiorczy echosondy PE, który po generacji impulsu nadawczego echosondy odbiera odbity od dna sygnał echa, który wzmocniony przez odbiornik echosondy ODE trafia do sterownika echosondy STE, gdzie podjęta zostaje decyzja o długości impulsu generowanego przez log. W ytworzony w procesorze PRC impuls wyzwalania IW, po przejściu przez sterownik logu STL powoduje wyzwolenie nadajnika logu NAL, generującego impuls o zadanej długości, który poprzez układ komutacyjny NAK zasila odpowiedni przetwornik nadawczy PN. W cyklu pracy logu zasilane są kolejno przetworniki nadawcze odpowiednie dla kierunków w przód, w tył, w lewo i prawo.The STL log driver controls the STE sonar controller, which activates the NAE sonar transmitter, which powers the PE sonar's transmitting and receiving transducer, which, after generating the sonar transmitting pulse, receives the echo signal reflected from the bottom, which, amplified by the ODE sonar receiver, goes to the STE sonar controller, where a decision is made with the length of the pulse generated by log. The triggering pulse IW generated in the PRC processor, after passing the STL log driver, causes the NAL log transmitter to be triggered, generating a pulse of a given length, which supplies the appropriate PN transmitting transducer through the NAK switching system. In the log operation cycle, the transmitting converters suitable for the forward, backward, left and right directions are supplied successively.

Sygnał ultradźwiękowy odbity od dna, zawierajacy odchyłkę dopplerowską wynikającą z ruchu względnego obiektu pływającego względem dna, odbierany jest przez odpowiedni do kierunku nadawania przetwornik odbiorczy logu PO i po wzmocnieniu w odbiorniku logu ODL podawany jest na wejście bloku pomiarowego POM, który sterowanyjest przez sterownik bloku pomiarowego POS. Wyjście bloku pomiarowego POM, poprzez bufor bloku pomiarowego BPM, połączone jest z procesorem PRC. Do procesora PRC dołączony jest również buforThe ultrasonic signal reflected from the bottom, containing the Doppler deviation resulting from the relative movement of the floating object in relation to the bottom, is received by a receiving transducer of the PO log appropriate to the transmission direction and after amplification in the ODL log receiver it is fed to the input of the POM measuring block, which is controlled by the measuring block controller POS. The POM measuring block output, through the BPM measuring block buffer, is connected to the PRC processor. Also included with the PRC processor is a buffer

164 088 czujnika temperatury BCT współpracujący z czujnikiem temperatury CT umieszczonym w głowicy ultradźwiękowej GU w pobliżu przetworników nadawczych PN i odbiorczych PO logu.164 088 temperature sensor BCT cooperating with the temperature sensor CT placed in the ultrasonic head GU near the transmitting transducers PN and receiving the PO log.

Procesor PRC współpracuje ze sterownikiem logu STL oraz blokiem wskaźników PCZ.The PRC processor works with the STL log driver and the PCZ indicator block.

Jak pokazano na fig. 2 układ pomiarowy składa się z przetwornika odbiorczego PO połączonego z blokiem odbiornika logu ODL, na wyjściu którego występuje sygnał mierzony WOD podlegający kontroli ampiltudowo-czasowej w bloku sterowania POS oraz pomiarowi częstotliwości nośnej w bloku pomiarowym POM. W bloku pomiarowym POM wykorzystywany jest sygnał sterujący ZP generowany w układzie echosondy ECH ustalający, w zależności od aktualnej głębokości, czas pomiaru oraz sygnał sterujący STB generowany w sterowniku bloku pomiarowego POS zezwalający na kontynuację pomiaru, gdy sygnał WOD spełnia zakładane wymagania amplitudowo- czasowe. Sygnał wyjściowy z bloku pomiarowego PO*P11 jest liczbą odwrotnie proporcjonalną do częstotliwości fali nośnej echa. Blok pomiarowy POM realizuje funkcję pomiaru częstotliwości sygnału echa z dokładnością umożliwiającą wykrywanie minimalnej odchyłki dopplerowskiej.As shown in Fig. 2, the measurement system consists of a PO receiver connected to the ODL log receiver block, at the output of which there is a measured signal WOD subject to an ampile-time control in the POS control block and the measurement of the carrier frequency in the POM measurement block. In the POM measurement block, the ZP control signal generated in the ECH echosounder system is used, which determines, depending on the current depth, the measurement time and the STB control signal generated in the POS measurement block controller, which allows the continuation of the measurement when the WOD signal meets the assumed amplitude-time requirements. The output from the measuring block PO * P11 is a number inversely proportional to the frequency of the echo carrier. The POM measuring unit performs the function of measuring the frequency of the echo signal with an accuracy that enables detection of the minimum Doppler deviation.

Istota pomiaru polega na wytworzeniu bramki czasowej o czasie trwania równym określonej wielokrotności okresu częstotliwości nośnej sygnału nośnej echa, a następnie na pomiarze czasu trwania tej bramki sygnałem zegarowym o znanej częstotliwości.The essence of the measurement consists in generating a time gate with a duration equal to a certain multiple of the carrier frequency period of the echo carrier signal, and then measuring the duration of this gate with a clock signal of known frequency.

Aby zapewnić pomiar minimalnej odchyłki dopplerowskiej (występującej dla minimalnej prędkości obiektu pływającego) dokonuje się pomiaru czasu N okresów fali odbieranej. W chwili gdy możliwe jest wydłużenie czasu pomiaru i przez to zwiększenie dokładności (dla większych głębokości i dłuższych impulsów) układ przełącza się, wykorzystując sygnał sterujący ZP, na pomiar czasu trwania 2N okresów fali odbieranej.To ensure the measurement of the minimum Doppler deviation (occurring for the minimum velocity of the floating object), the time of N periods of the received wave is measured. When it is possible to extend the measurement time and thus increase the accuracy (for greater depths and longer pulses), the system switches, using the control signal ZP, to measure the duration of 2N periods of the received wave.

Sygnał WOD, którego częstotliwość ma być mierzona, podawany jest przez wejściowy wtórnik napięciowy WN na wejścia dwóch komparatorów napięcia K1 i K2. Komparator K1 pracuje w układzie progowym z histerezą. Pętla histerezy uniemożliwia występowanie wielokrotnych przerzutów komparatora wynikających z zakłóceń szumowych sygnału mierzonego. Na wyjściu układu progowego powstaje ciąg impulsów prostokątnych FP. Komparator K2 pracuje w układzie detektora przejść przez zero, wytwarzając ciąg impulsów prostokątnych FZ. Zbocze narastające pierwszego impulsu FP wyznacza początek bramki czasowej Tp oraz powoduje odblokowanie licznika okresów LO i liczników długości bramki LD1, LD2. Impulsy FP są zliczane w liczniku okresów LO, powodując zmniejszanie stanu tego licznika od wartości N (lub 2N) do 0. Stan 0 licznika okresów LO sygnalizowany jest zboczem · opadającym sygnału P- w momencie wystąpienia zbocza narastającego kolejnego impulsu FP. Stan niski sygnału Ppowoduje zablokowanie dopływu impulsów FP do licznika okresów oraz zakończenie bramki TP.The WOD signal, the frequency of which is to be measured, is fed through the input HV voltage follower to the inputs of two voltage comparators K1 and K2. The K1 comparator operates in a threshold system with hysteresis. The hysteresis loop prevents the occurrence of multiple comparator crashes resulting from noise disturbances of the measured signal. At the output of the threshold circuit, a series of square pulses FP is generated. The K2 comparator works in the zero crossing detector circuit, generating a series of square pulses FZ. The rising edge of the first FP pulse marks the beginning of the time gate Tp and unblocks the LO period counter and the gate length counters LD1, LD2. FP pulses are counted in the LO period counter, causing the value of this counter to decrease from the value N (or 2N) to 0. The status 0 of the LO period counter is signaled by the falling edge of the P- signal at the moment of the rising edge of the next FP pulse. The low state of the P signal causes blocking the inflow of FP pulses to the period counter and ending the TP gate.

Układ precyzera bramki PRE jest układem realizującym funkcje przerzutnika D wyzwalanego zboczem opadajacym impulsów FZ. Bramka czasowa TP ustala stan wejścia informacyjnego przerzutnika zawsze przed kolejnym zboczem wyzwalającym. W efekcie układ precyzera bramki pomiarowej PRE wytwarza bramkę pomiarową TZ wyznaczoną momentami przejść przez zero pierwszego i N (lub 2N) zbocza sygnału WOD. Układ dyskryminatora częstotliwości DYS zawiera dwa układy czasowe działające w taki sposób, że bramka czasowa TP jest podtrzymywana tylko wtedy, gdy odstęp czasowy pomiędzy kolejnymi zboczami narastającymi impulsów FP zawiera się w zadanych granicach. W pozostałych przypadkach bramka TP jest zerowana, proces pomiaru jest przerywany i układy liczników powracają do stanu podstawowego.The PRE gate precision circuit is a circuit that performs the functions of a D trigger triggered by the falling edge of FZ pulses. The TP time gate always determines the state of the flip-flop information input before the next triggering edge. As a result, the PRE measuring gate precision system produces a TZ measuring gate determined by the moments of zero crossing of the first and N (or 2N) edge of the WOD signal. The frequency discriminator circuit DYS comprises two timers operating such that the time gate TP is held only when the time interval between successive rising edges of the FP pulses is within predetermined limits. In other cases, the TP-gate is reset, the measurement process is interrupted and the counters' systems return to their basic state.

Pomiar czasu trwania bramki pomiarowej TZ odbywa się w dwóch licznikach długości bramki LD1 i LD2. Liczniki te zliczają impulsy zegarowe generowane w osycylatorze częstotliwości wzorcowej OSC o częstotliwości fz i przeciwnych fazach. Stany obu liczników dodawane są w sumatorze SUM tworząc liczbę wyjściową PO*PO11. Liczba PO+P11 utrzymywana jest na wyjściu sumatora SUM od zakończenia poprawnego pomiaru do wystąpienia kolejnego generowanego w bloku procesora PRC impulsu wyzwalającego IW.The TZ measurement gate duration is measured in two gate length counters, LD1 and LD2. These counters count the clock pulses generated in the OSC reference frequency oscillator with frequency fz and in opposite phases. The states of both counters are added in the SUM adder to form the output number PO * PO11. The number of PO + P11 is maintained on the output of the SUM adder from the end of the correct measurement to the occurrence of the next IW trigger pulse generated in the PRC processor block.

Zastosowanie takiej metody pomiaru sprawia, że rozdzielczość pomiaru bramki TZ jest równa połowie okresu sygnału zegarowego fz.The use of such a measurement method makes the measurement resolution of the TZ gate equal to half the period of the fz clock signal.

Zasada działania układu pomiarowego jest następująca: po wygenerowaniu impulsu sondującego przez przetwornik nadawczy, przetwornik odbiorczy przetwarza odbite od dna echo na sygnał napięciowy podlegający dalszej obróbce w bloku odbiornika ODL. Wzmocnienie odbiornika zmieniając się zgodnie z ustaloną funkcją zasięgowej regulacji wzmocnienia ZRW jest proporcjonalne do tłumienia sygnału echa w wodzie. Gdy amplituda sygnału WOD jest wystarczająca do poprawnego pomiaru narastanie sygnału ZRW jest zablokowane. Dzięki takiemu rozwiązaniu generacji funkcji ZRW sygnały echa o poziomie istotnym dla procesu pomiarowego nie są zniekształcane przebiegiem funkcji zasięgowej regulacji wzmocnienia, a przez to dokładność pomiaru wzrasta.The principle of operation of the measuring system is as follows: after generating the probe pulse by the transmitting converter, the receiving converter converts the echo reflected from the bottom into a voltage signal which is further processed in the receiver block ODL. The gain of the receiver, changing according to the predetermined function of the range control of the ZRW gain, is proportional to the attenuation of the echo signal in the water. When the amplitude of the WOD signal is sufficient for a correct measurement, the advance of the ZRW signal is blocked. Thanks to this solution of the ZRW function generation, echo signals with a level important for the measurement process are not distorted by the course of the range gain control function, and thus the measurement accuracy increases.

Sygnał echa po wzmocnieniu i filtracji podawany jest do bloku pomiarowego POM realizującego pomiar częstotliwości nośnej w odebranym sygnale echa, stopniem wejściowym bloku liczników jest układ dyskryminatora poziomu (ustalającego próg zadziałania układu pomiarowego) oraz układ detektora przejść przez zero. Do układu POM doprowadzone są dwa sygnały sterujące ZP i STB, przy czym ZP ustala ilość zliczanych okresów częstotliwości nośnej sygnału WOD, zaś STB blokuje pomiar, gdy parametry sygnału WOD nie spełniają warunków zapewniających zakładaną dokładność pomiaru. Liczniki okresów dokonują zliczenia N (lub 2N) okresów odbieranej częstotliwości fali nośnej echa z zawartą w nim odchyłką dopplerowską, generując bramkę czasową TP. Długość bramki Tp określona jest równolegle przez dwa liczniki zliczające impulsy zegarowe o przeciwnych fazach; uzyskane w procesie zliczenia liczby TZ1 i TZ2 są sumowane, dając w efekcie liczbę PO^P11 odwrotnie proporcjonalną do częstotliwości nośnej echa.The echo signal after amplification and filtration is fed to the POM measuring block measuring the carrier frequency in the received echo signal, the input stage of the counter block is the level discriminator circuit (setting the threshold of the measurement circuit operation) and the zero crossing detector circuit. Two control signals ZP and STB are connected to the POM system, while ZP determines the number of counted periods of the carrier frequency of the WOD signal, and STB blocks the measurement when the parameters of the WOD signal do not meet the conditions ensuring the assumed measurement accuracy. The period counters count the N (or 2N) periods of the received frequency of the echo carrier with a Doppler variation therein, generating a TP time gate. The length of the gate Tp is determined in parallel by two counters of clock pulses of opposite phases; the counts TZ1 and TZ2 obtained in the counting process are summed, resulting in a number PO ^ P11 inversely proportional to the frequency of the echo carrier.

PO*P11PO * P11

Fig 2Fig 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 10 000 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies Price PLN 10,000

Claims

Patent claim

The method of measuring the frequency of the received wave, especially in the Doppler log, containing the echosounder system that determines the length of the emitted pulse, the temperature measurement system, introducing the data correction factor to the processor, as well as a transmitter connected by a commutator with log transmitters and log receivers connected to the receiver, at the output of which there is a measured signal, which is a pulse of known length depending on the result of the depth measurement in the sonar system, characterized in that the measured signal (WOD), after the time-amplitude parameters are checked in the measuring block driver (POS) system, is given on inputs of two comparators (K1) and (K2), of which the first (K1) works in a threshold circuit with hysteresis and its output produces pulses (FP), while the second comparator (K2) operates in a zero-crossing detector circuit, generating pulses ( FZ), with the rising edge of the first pulse (FP) marking the beginning of the time gate (T P) at the output of the frequency discriminator (DYS), provided that the control signal (STB) allows the continuation of the measurement, and the pulses (FP) are counted in the counter of periods (LO) counting backwards, the reset of which causes the end of the gate signal (TP), the number of counted pulses depends on the current depth measured in the echosounder system (ECH), and the gate time is measured in two gate length counters (LD1 and LD2), which count the clock pulses generated in the reference frequency oscillator (OSC), while the states these counters (TZ1, TZ2) are added in the adder (SUM), creating the starting number (PO-P11), which is the result of the measurement.