Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике (1014573), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Согласно (6Ц при изменении РЯ н пределах ог 3 ло 1000 величина аг изменяется ог 03!и (1ч-рг)) до 0,1!п (1+6!с» т. е. от 0,4 до 0,6. Практически н весьма широком лнапазоне значений () можно положить от=.0,5. Зная аг, по аналогии с ~(4.62)— (4.64) найдем среднекналратическое заачение флюктуаций на ныходе лнскриминатора с логарифмическим приемником при большом от' ношении шум»сипгал ' Дискриминатор принимался симметричным (А[=Аз=- ='1).
Длительность полустробов полагалась равной длительности импульса сигнала (Т[=Тд=т„). Лолустробы располагались вплотную (1[ — — — т„и 44=0). Отношение длительности строба к длительности импульса Т/т„было равно либо 4, либо 2. Шаг дискретизации процессов внутри строба был принят равным АФ=т„/12, что дало Жг! 4 ~а-' ~о' ~о ' е м[Н4 Рис. 4.[7.
возможность весьма подробно воспроизводить реализации процессов. [При атом нормированные значения пара. метров т„; Т; Т[д,'1[д были соответственно равны т„=12, 7=94 и Т=48, Т,д=12, л1[=12, т,=0. Отношение времени корреляции сигнала к периоду повторения Т,~Т„= 25. Параметры АРУ были такими: А[[=А,ар — — 1000, отношение постоинной времени фильтра АРУ ко времени корреляции сигнала тх(Т,,=1. На рис. 4.17 показана амплитудная характеристика УПЧ с АРУ (зависимость среднего значения МЩп)) сигнала на выходе УПЧ от среднего значения М Щл1) сигнала на входе УПЧ), построенная по формуле (791 М($'[~Ц =, „' ( при й4=й„а„=1000. Известно, что эквивалентная постоянная времени замкнутой системы АРУ определяется выражением (791 А [ [-[ [г[3 [ [[ ' Прн моделировании величина о, выбиралась такой, чтобы МЩн)) 1О-х (точка А на рис. 4.17) ° что соответст- ЗОО вовало рабочему участку а ми:штудной характеристики приемника с АРУ и обеспечивало хорошее сглаживание амплитудных флюктуаций сигнала, так как эквивалентная постоянная времени АРУ в соответствии с (4.76) была в 10 раз меньше времени корреляции сигнала.
Заметим, что указанные значения параметров АРУ и уровня сигнала взяты не в связи с какой-либо конкретной схемой АРУ, а выбраны лишь с точки зрения обеспечения типичных свойств приемника с АРУ (внд амплитудной характеристики, степень сглаживания флюктуацнй сигнала). Цифроваи модель дискриминатора г логарифмическим приемником получалась путем внесения изменений (4.48) в цифровую модель дискриминатора с АРУ. Моделирование производилось при различных значсниях параметра () (относительный уровень сигнала).
Прн моделировании автодальномера на первом этапе для вычисления дискриминационных и флюктуациоиных кривых на ЦВМ М-20 для б значений отношения помеха/снгнал одновременно требовалось в среднем 1б,иин машинного времени. При моделировании на втором этапе однократное воспроизведение процесса слежения в течение интервала времени, равного 20 постоянным времени следяшей системы, для б значений отношения помеха/сигнал одновременно вместе со статистической обработкой результатов занимало всего лишь около 1 сек машинного времени. Характеристики дискриминатора е ЛРУ Исследование методом моделирования показало, что влияние шума на форму дискриминационных кривых незначительно.
Нормированные дискриминационные характеристики ипа(в, т,)) при различных значениях отношения помеха/сигнал показаны на рис. 4.18,а. Большое влияние оказывает шумовая помеха на крутизну дискриминатора с АРУ, На рис. 4.18,б показано отношение крутизны дискриминатора к номинальной крутизне в зависимости от Я (зависимость К(Я) — изменение коэффициента усиления в петте обратной связи ввтодальномера под влиянием шума). Пунктиром даны аналитические оценки при большом уровне помех, вычисленные по формуче (4.61). Значения кривых К(Я). З01 снятые на ЦВМ, были найдены путем усреднения ао 200 реализациям. Для малых н средних значений отношения помсхагснгнал это количество реализаций обеспечивало достаточную точность. При больших Я для оценки дискриминационных кривых требуется весьма большое количество реализаций, так как постоянная состав- ага) ,л-и г аг 3 о Рис.
4.18. ляющая на выходе дискриминатора гораздо меньше флюктуацнонной составляющей. Поэтому кривые КЯ) для больших Я были рассчитаны аналитически и па рис. 4.!8 показаны пунктиром. Интенсивность флюктуаций на выходе дискриминатора с АРУ, как показали расчеты, слабо зависит от рассогласования е, т. е. малы параметрические флюктуацин. Это является результатом нормирующего действия АРУ. Флюктуационные характеристики он(е, Я) для различных Я представлены на рис. 4.!9. На рис.
4.20 показаны зависимости величины он(0, Я). Пунктиром даны аналитические оценки при ЯЪ1 ~фор. 302 мула (4.64й„ которые, как видно из рисунка, довольно точно совпалавт с предсльнымн значениями оа, полученными прн моделировании. -45 -Ф -Я5 Р Рис. 4ЛР. Из рнс.
4.18 и 4.20 видно, что увеличение длительности строба приводит. к уменьшению крутизны дискриминатора с АРУ при одновременном уменьшении ав — ин- Рис. 4.2О. тенсивности фл|октуаций на ныходе дискриминатора, пересчитанных во флвктуации дальности, что является следствием нормиру~ощето действия АРУ. зпз Характеристики анскрииииатора с логарифмическая ирисииикон Моделирование показало, что дискриминацпонйые кривые ало(и, Я) (рис.
4.21,а) и зависимости КЯ) (рис. 4.21,6) при различных р практически не отличаются от аналитических оценок этих характеристик [формулы (4.69), 14.72)). го о г г з а з а и г а го 47 Рис. 4.21. На рис. 4.22 представлены нормированные флюктуационные характеристики, полученные путем моделирования на ЦВМ при различных значениях параметра р.
Из рисунка видно„что параметрические флюктуации, величина которых определяется разностью между максимальным значением функции аи(е) и ее значением при с=0, составляют прн Я=-0,5 около 307о', а при Я=1 око-, ло 10г)ь от общей интенсивности флюктуаций. На рис. 4.23 показаны зависимости интенсивности флюктуаций при нулевом рассогласованнн от отношения Шумгсигнал при различных р. Пунктиром даны аналитические оценки (формула (4.75)). Из рисунка видно, что 304 прн больших р (больших уровнях сигнала) оценка оказывается заниженной. Расхожпение обусловлено ошибкой в вычислении номинатьной крутизны дискриминато- зиВД ! Рис.
4.22. ра по формуле г4.72), которая выяснена в предположении, что сигнальная функция полностью вмещается в интервал ( — ти, ти). Опнако при большом уровне сигнала д 2)З 1 Рис. 4.23. за счет ограничения в логарифмическом приемнике гауссов импульс искажается и становится шире, в результате Он не вмещается в указанный интервал н возникает по- 305 грешность в вычнслснии крутизны дискриминатора по формуле (4.72) в сторону завышения значений.
Что касается предположения о возможности замены величины а, в формуле (4.75) на ок, то оно, как показали результаты цифрового моделирования, оказалось практически безошибочным. Таким образом оценка (4.75) при использовании точного значения К~ является вполне удовлетворительной. Сравнение характеристик дискриминатора с АРУ и логарифмическим .приемником показывает, что онн во многом сходны.
Действительно, кривые тпв(в, Я) па рис. 4.18,а и 4.21,а мало отличаются. Зависимости К(Я) на,рис. 4.18,6 при Т!т,=2 и Т!т =4 аналогичяы зависимостям К(® на рнс. 4.21,6 при 5=3 и 10 соответственно. Почти при одинаковом значении Я происходит насыщение кривых на рис. 4.20 и 4.23. Примерно совпадают на этих рисунках значения величины о„(0, 1;)) в области, где Я>1, для Т!т„=2, Т(та=4 и (1=3, ф=10 соответственно. Характеристики срыва слежсиии в автолальиоисре 74оделированис процессов слежения в автодальномере производилось в соответствии с алгоритмом (4.50), причем зависимости лтв(в, Я) и п„(в, Я) как функции а при заданном О вводились в ЦВМ в виде таблицы значений.
При вводе табличных значений этих функций использовались результаты исследования характеристик дискриминатора. Значение К(ь)) при заданном Я вводи- ' лось в виде константы, взятой из графиков, представленных на рис. 4.18,6. Считалось, что срыв слежения произошел в момент времени 1=Т,р, если в этот момент ошибка рассогласования по абсолютной величине становилась больше ширины дискриминационной кривой, т. е. М(л)>1, и оставалась больше этого значения в течение постоянной ипемени следящей системы.
! 1остоанная времени корректирующей цепи сглаживакхцего фильтра дальномера выбиралась из условия )ТКаКвТи= =1, которое обеспечивает минимум эффективной полосы Ьр;в замкнутой следящей системы автодальномерн, ооо равнялась заданному значсишо (напомним, что ошибка ЛТ4д численно равна рассогласованшо по времени между центром отраженного сигнала и положением центра следящих полустробов, выраженному в длительностях импульса).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
