Непрерывные системы автоматики (1088871), страница 5
Текст из файла (страница 5)
(з.й) Фильтр, как отмечалось выше, осуществляет фильтрацию выходного напряжения ЧД, и напряжение на его выходе в символической форме может быть записано так: х(1) =Юф(р)Щт„Лсз). (зз) где ттс(р) — передаточная функция фильтра в операторной форме. Данное напряжение является управляющим для УГ. Примерный вид модуляционной характеристики УГ бел приведен в разделе 1.2 на рис. 1.6, — центральная частота характеристики УГ. Крутизна этой характеристики, определяемая как 8,.
=~~ (Гц/В) — есть коэффициент передачи УГ. Передаточная функция УГ может быть представлена моделью либо безынерционного, либо инерционного звеньев, в зависимости от типа управляющего элемента или модулятора. Обычно управление частотой УГ осуществляется с помощью варикапа, тогда его передаточная функция запишется как: %т(р) =— $, 1+ рТ, Однако обычно постоянная времени Т„невелика, и УГ можно счтпать безынерционным звеном с коэффициентом передачи Б„ Математическая операция над отслюкиваемым параметром в УГ может быть записана как: то. =%,(р) х(1) + т» (3.10) Система работает слелукяцим образом. Предположим. в начале цикла сопровождения начальное значение ошибки сопровождения было равно Лщ (рнс.
3.7.). Такое значение ошибки сопровождения вызовет появления напряжения на выходе ЧД вЂ” Е,. Пройдя через фильтр, это напряжение в виде управляющего х(1) вызовет такое изменение частоты гетеродина гц, что Ью уменьшитск Если частота входного си~~а~~ не ~еняется, черо~ некоторое время опшбка сопровождения примет некптОрое установившееся значение, величина которого будет зависеть от параметров следацей системы. Используя математические соотношения (3.7), (3.8), [3,9), (3.10), можем изобразить структурную схему системы ЧАП (рнс.3.8,).
Второе сравнивающее звено на схеме необходимо потому, что %(Д реагирует только на ошибку сопровождения Ьса, а не на сумму со + Ьщ позтому величину гц необходимо вычесть из результата сравнения на выходе первого сравнивающего звена ач„ 3.4. Фуикциоиальиаи и структурнаи схемы системы ФАП Назначение: автоматическое измерение и слежение за фазой сигнала в системах связи и навигации.
Функциональная схема системы ФАП приведена на рис. 3.9. ц(~,~Р Рис. 3.9 Обозначения рисунка: ФД вЂ” фазовый дискриминатор; Ф вЂ” фильтр; Уà — управляемый гстеродин. На сигнальный вход системы с выхода предварительных каскадов приемника поступает полезный сигнал Щй~р), который подается на ФД: Щг,ср) = 1У, соз ср(т) = П, соз (аа + ~у,(й)) . (3.1 1) фф — обобщенная фаза радиосигнала. Полезная информация заключена в законе изменения фазы 1ю(т).
На второй вход ФД подается опорный сигнал — сигнал с выхода УГ: 34 у(1.ср ) = Ба соз ср (1) = По соз (ол + цкз(1)). (ЗЛ2) ФД сравнивает обобщенные фазы этих радиосигналов, определяя ошибку сопровождения: Лф(1) = р(1) — «~ (1). (3.1 3) а затем формирует напряжение. пропорцюнальное этой ошибке: П (1,М =ЕМ)+Ф.ЛЧ).
(3.14) В качестве ФД обы'пю используется фазовый детектор (ФДет). Выходное напряжение ФДет определяется зависимостью: Ц~,„= К П, Б, соз Лср = Е(~ир). где К вЂ” коэффициент передачи ФДет. Эта зависимость периодическая. но нулевое ее значение имеет место прн Лф=ОО . а не 0'. Однако принципиального значения этот постоянный фазовый сдвиг между <р(1) и ср (1) не имеет, работоспособность системы от этого не изменится. Таким образом, характеристика ФД имеет вид, приведенный парис.
3.10. Протяженность линейного участка ФД примерно равна и, зона однозначных измерений фазы (О. и1. Рис. 3.10 Назначение и работа Ф в рассматриваемой системе ничем не отличается от рассмотренных ранее„зто по прежнему ФНЧ. Напряжение на его выходе: х(1)=%4(р) П,„(1,Лср).
(3.15) В качестве УГ в системе ФАП может использоваться гене- ратор, перестраиваемый либо по частоте, либо по фазе. В последнем случае УГ должен содержать фазовый модулятор (ФМ), обеспечивающий пропорциональную зависимость между управляющим напряжением х(1) и фазой гетеродина ср (1): ф (1) = )~!1,(р)х(1) + ~р,, (3.16) где гр, — начальное значение фазы гетеродина. Однако ФМ вЂ” устройство гораздо более сложное, чем частотный модулятор (ЧМ), в качестве которого может использоваться варикап, включенный в контур УГ.
В последнем случае зависимость между частстай гетеродина ге„и управляющим напряжением х(1) будет аналогичной (3.7): га,(1) =%,(р) х(1) + о» . (3. 7) Поскольку частота и фаза связаны между собой интегральной зависимостью, при изменении частоты будет происходить и изменение фазы УГ: р (1) = ) щаа, 0 илн в символической форме записи р'(1) = -е,(), (3.18) Р где к — коэффициент передачи интегрирующего звена.
Системы, в которых используется частотный модулятор (ЧМ), а не ФМ, называются системами ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты). Рис. 3.! 1 Используя соотношения (3.13), (3.14), (3.15), (3.16), можно изобразить структурную схему системы ФАП. Структурная схема системы ФАПЧ от схемы системы ФАП будет отличаться наличием дополнительного интегрирующего звена. которое на функциональной схеме отсутствует (рис. 3.11.). Для ее изображения использованы соотношения (3.13), (3.14), (3.15), (3.1У), (3.18). 3.5.
Функциональная н структурная схемы системы АСД Назначение системы: автоматическое измерение и слежение за временем задержки отраженного сигнала в импульсных РЛС. Функциональная схема системы АСД приведена парис. 3.12. Рнс. 3.12 Обозначения рисунка: ВД вЂ” временный дискриминатор; Ф вЂ” фильтр; СРЗ вЂ” схема регулируемой задержки; ГСИ вЂ” генератор селекторных импульсов; СИ вЂ” селекторные импульсы. На сигнальный вход ВД поступает отраженный от объекта импульсный сигнал П(1 — тД, усиленный и преобразованный в предварительных каскадах приемника. Задержка этого сигнала т, относительно синхроимпульса импульсной РЛС пропорциональна дальности до отражающего объекта К: 2й т1 с На второй вход ВД поступают так называемые «селектор- ные импульсы», зто два импульса длительностью т, жестко связанные во времени: второй селекторный импульс начинается сразу после окончания первого.
Фуяа~ионвльная схема простейпиго ВД представлена на рис. ЗЛЗ. Обозначения рисунка: СС вЂ” схема совпадения; ЦЗ вЂ” цепь заряда; ЦР— цепь разряда; НК вЂ” накопительный конденсатор. На рис. 3.14 изображены временные диаграммы, поясняющие работу схемы. На рисунке 1б нуль оси абсцисс совпадает с моментом генерации импульса синхронизации импульсной РЛС. Через 'г„обозначена длительность импульс» РЛС, через т — временной интервал от 0 до середины отраженного импульса, равный: т = т~ + т„/2.
Через т обозначено время задержки середины селекторных импульсов относительно О момента. На входы СС1 поступают отраженный и первый селекторный импульс, на входы СС2 — отраженный и второй селекюрный импульсы. На выходе СС1 образуется импульс положительной полярности. длительность которого равна времени перекрьппя отраженного импульса и 1-го селекторного„на выходе СС2 — импульс отрицагельюй полярности, длительность которого равна времени перекрытия отраженного импульса и 2-го селекторного.
%1: твй $ х(йг) Рис. 3.14 Импульсы с выходов СС1 и СС2 через цепь заряда ЦЗ и цепь разряда ЦР воздействуют на накопительный конденсатор НК. Для постоянных времени заряда Т, и времени разряда Тр выполняется неравенспю Т,=Т»т„, в результате чего используется начальная, линейная часть экспоненты заряда НК и сохраняется пропорциональная зависимость между длительностью импульсов на выходах СС1 и СС2 и напряженнем, на которое.зарадвтся НК за время действия зтих импульсов.
После их окончания на НК останется нацряженне Е(бт), пропорциональное ошибке сопровождеиня Ьт. Если Ьг = О, то длительности импульсов на выходах СС1 и СС2 равны, и Уьбт)=0. Таким образом„БД осуществляет сравнение параметров г и т путем образования разницы: Лагат-т (3.19) и формирует напряжение, пропорциональное результату сравнения Х(Ьт), которое на выходе ВД, как обычно, присутствует вместе с флюктуационным напряжением ф(1, М): Ц, = Е(бт) + ~(1, Лт). (3.20) Изобразим харазггерисгику ВД У(Ат) для случая идеально прямоугольных отраженного и селекторного импульсов,(рис.
3.15): -(тс Рнс. 3.15 Если т„= т„то плоский учаспж характеристики отсутствует. В качестве фильтра Ф в системах АСД иаюльзуютас одно или два интегрирующих звена. Бю иитег1жгора система АСД неработоспособна. Чтобы объяснить зто положение, рассмотрим работу объекта управления или временного модулятора ВМ системы АСД, куда входит схема регулируемой задержки СРЗ и генератор селекторных импульсов ГСИ. РассмотРим функциональную схему СРЗ вместе с интегратором в качестве фильтра (рис. 3.16.). 2 сопровождение СРЗ Рнс.
3.16 Обозначения рисунка: ГПН вЂ” генератор прямоугольного напряжения; ГБП вЂ” генератор быстрой пилы„ КОМП вЂ” компаратор; К вЂ” ключ; И вЂ” интегратор. 40 В начале рассмотрим работу этой схемы в режиме поиска, который всегда предшествует режиму сопровождения. В этом режиме ключ К находится в положении 1 и на вход И от ГПН поступает длинный прямоугольный импульс, длительность которого т„значительно больше периода повторения станции Т Этот прямоугольный импульс преобразуется в линейно изменяющееса напряжение, которое поступает на первый вход КО1ЙП. На второй вход КОМП поступает пилообразное напряжение с выхода ГБП. длительность которого немного меньше периода повторения Т„и который запускается синхроимпульсами.
На выходе КОМП появится импульс в момент равенства напряжений на первом и втором его входах (рис. 3.17). Вхо КО т~ тг тз Рис. 3.! 7 Как видно из рисунка. задержка импульса на выходе КОМП т относительно сиихроимпульса (момент Щ постепенно увеличивается, от т, до т я. Этими импульсами запускается ГСИ, в результате чего задержка селекторных нмпульсоа т в режиме поиска плавно уаеличиваетса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
