Принцип действия эхолота

Для измерения глубины необходимо сформировать ультразву­ковые импульсы в воде, направить их к грунту и принять отра­женный звуковой сигнал. Для этой цели имеется гидроакустичес­кая антенна (прибор 1), обеспечивающая и излучение, и прием.

Управление посылками импульсов может осуществляться с лю­бого из трех приборов — 4, 4 Б и 4 Г.

На рис. 2.2 представлена блок-схема эхолота М-ЗБ, раскрываю­щая его принцип действия.

Рис.2.2 – Принцип действия эхолота М-3Б

В самописце двигатель M l через редуктор обеспечивает непре­рывное перемещение бесконечной ленты, на которой закреплено пишущее перо П. Один раз за цикл перо П замыкается с контак­том запуска КЗ и обеспечивает формирование запускающего им­пульса ЗИ. Этот импульс поступает на формирователь нулевой отметки ФНО, где осуществляется задержка импульса на время, необходимое для прохождения пером расстояния от контакта за­пуска до нуля шкалы. Пройдя схему ИЛИ, импульс нуля пода­ется на мультивибратор посылки МВП, вырабатывающий прямо­угольные импульсы, длительность которых т зависит от диапазона глубин. В модуляторе Мод. этот импульс заполняется высокой ча­стотой f = 100 кГц, поступающей от задающего генератора ЗГ, усиливается по напряжению и мощности (в усилителе А1) и пода­ется на гидроакустическую антенну (прибор 1). Одновременно вы­сокочастотный импульс посылки поступает на вход приемного уст­ройства (усилитель А2) для формирования естественной нулевой отметки.

Гидроакустическая антенна, работающая на пьезоэлектрическом эффекте, излучает ультразвуковые колебания с частотой f в на­правлении морского дна. Отраженный от грунта звуковой сигнал возвращается к той же антенне, где преобразуется в электриче­ский сигнал, сохраняющий частоту f. От антенны эхо-сигнал в ви­де электрических колебаний поступает на усилитель А2, который имеет 2 каскада усиления: А2.1 и А2.2, фильтр Ф, схему ручной регулировки усиления РРУ и детектор Д. Для защиты предвари­тельного усилителя А2 от мощного сигнала посылки на входе пер­вого каскада (А2.1) имеются 2 встречно включенных диода, кото­рые шунтируют вход усилителя и обеспечивают уровень входного сигнала не более 0,6 В. С выхода А2 через схему запрета записи (СЗЗ) сигналы (прямой и отраженный) подаются на усилитель A3 и далее на трансформатор Т записывающего устройства. Пря­мой сигнал обеспечивает запись нулевой линии, а отраженный от грунта сигнал — запись глубины.

В эхолоте М-ЗБ предусматривается одновременное формирова­ние естественного и искусственного нулей. Необходимо отметить, что естественный нулевой сигнал, который используется только в самописце, приходит на записывающее устройство с опозданием. Это происходит потому, что в схеме предварительного усилителя А2 имеется фильтр Ф, создающий некоторую задержку во времени. Для того чтобы оба нуля (и естественный, и искусственный) при­ходили на записывающее устройство в одно и то же время, в схеме предусмотрен дополнительный блок посылок (БП2). В нем нахо­дятся мультивибратор задержки нуля МВЗН и схема запрета за­писи СЗЗ, обеспечивающие запаздывание искусственного нуля и приход его на записывающее устройство одновременно с естественным нулем. В случае, когда естественный нуль отсутствует (при неработающем генераторе высокой частоты ГВЧ), на бумаге са­мописца регистрируется линия искусственного нуля.

В цифровой указатель глубины ЦУГ и прибор сигнализации глубины ПСГ всегда поступает только искусственный нуль с той же самой задержкой. В ЦУГ и ПСГ подача эхо-сигнала осуще­ствляется от детектора Д через видеоусилитель А4 и схему И—НЕ. Эта схема на время посылки запирается сигналом мультивибра­тора гашения нуля МВГН, что исключает проникновение естест­венного нуля на ЦУГ и ПСГ.

Для подавления реверберационных помех применяется схема временной автоматической регулировки усиления ВАРУ, которая включается в работу мультивибратором MB ВАРУ в момент излу­чения. Схема ВАРУ обеспечивает выделение полезного сигнала и уменьшает влияние реверберации. В самописце предусмотрена запись оперативной отметки, которая представляет собой верти­кальную линию, записываемую пером на бумаге вдоль всей шка­лы. Оперативная отметка наносится при нажатии кнопки S и ис­пользуется для контроля работы записывающего устройства.

Для нормальной работы самописца необходимо обеспечить ста­бильную скорость вращения двигателя Ml. Это выполняется при помощи тахогенератора G1 и схемы регулировки скорости PC. Лента 1 самописца с закрепленным на ней пером имеет 2 скорости вращения — 3000 и 300 об/мин. Переход от одной скорости к дру­гой производится переключателем диапазонов и схемой управления двигателем УД.

В самописце предусмотрена запись условной отметки диапазо­нов в виде пунктирной линии, которая наносится над нулевой ли­нией. Сигнал условной отметки вырабатывается запускающим им­пульсом ЗИ в формирователе условной отметки ФУО. Схема ФУО обеспечивает задержку сигнала условной отметки, равную времени прохождения пера от контакта записи КЗ до места нанесения пунктирной линии на бумаге.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3