Бесекерский В.А., Елисеев А.А., Небылов А.В. и др. Радиоавтоматика. Под ред. В.А.Бесекерского (1985) (1095884), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

отклонение частоты входного сигнала от переходной частоты дискриминатора; ˄— сопротивление резонансных контуров на частоте настройки; и, — напряжение сигнала на выходе ограничителя. Тогда напряжения постоянного тока и, и и, на выходе детекторов дискриминатора и, у) =и,й„52,(~) и,(7) =иА52 ()) ц, соответственно, выходное напряжение и дискриминатора (рис.

1'.27, б) и, = и, — и, = и,/г„5 (Я, ()) — Л, (1)1. При малых расстройках и й 5г2 У (т т )) и ь 5 Л( 2Й„~,5 й-Л~=лчд~1~ где ь =2и,ь 5,(2ц — коэффициент передачи частотного дискрими натора, В7Тц. П, е соотношения иллюстрируются график' " " из которых видно, что частотный дискриминатор является ограниченно- линейным звеном, причем протяженность линейного участка дискрими- Рис. и27 Рис. !.26 национной характеристики (рис. 1.27, в) определяется полосой пропускания резонансных контуров дискриминатора: Ь|чр=2Ь вЂ” ),)= =2()с — Д)=~,— ~,. Для сглаживания пульсаций напряжейия на выходе детекторов дискриминатора включены фильтры нижних частот с постоянной времени 7Ф=5/),, С учетом фильтра нижних частот переда- 59 точная функция частотного дискриминатора имеет вид Ю..

~Р! = 11. '!РУ йр !Р1= й .'!11 + У' Р!. т. е. частотный дискриминатор как динамическое звено является апериодическим звеном первого порядка. Фазовые дискриминаторы. Фазовые дискриминаторы предназначаются для обнаружения фазового сдвига между двумя переменными напряжениями с одинаковыми или близкими по значению частотами и преобразования этого сдвига в пропорциональное значение постоянного напр ажени я.

В радиоэлектронных системах управления фазовые дискриминаторы используются для разделения каналов системы автоматического сопровождения по направлению движущихся объектов, а также в каче- ГЛ иа2 иаа Рис. 1 28 Рис. 1.29 Рис. 1.30 стае интегрирую!цих дискриминаторов в системах фазовой автоподстройки частоты и, в частности, в доплеровских измерителях скорости движущихся объектов. Существует несколько разновидностей схем фазовых дискриминаторов.

В данном пособии рассматривается дискриминатор на полевых транзисторах, схема которого представлена на рис. 1.28. Чтобы выходное напряжение фазового дискриминатора зависело лишь от измеряемого фазового сдвига и не зависело от амплитуды входного напряжения, перед фазовым дискриминатором ставят амплитудный ограничительь.

Обозначим: 1и,„=и з1п са,! — опорное напряжение дискриминатора; и...= ~ 'г' 2 и,щп !сз,1+ср) — входное парафазное напряжение дискриминатора, где и, — действующее значение напряжения сигнала и, иа выходе амплитудного ограничителя; !р — фазовый сдвиг входного напряжения дискриминатора относительно опорного напряжения; !с с — сопротивление стоковой нагрузки; Сф — емкость конденсатора фильтра нижних частот; 5 — крутизна характеристики полевого транзистора. Тогда 1 1,-Ь.

!' 2 и,Я з!п(а,1+ ср) 0 < ы,1< и 0 и < соо! «(2п, где Е,(1), 1,(1) — токи в стоковых цепях транзисторов. Усредняя за период, получаем я=~ ) пью(ые1)Н(ые1)= 'в~ Мпасоз'р ! !'2 о и' находим напряжения на стоковых нагрузках: и„„,=Я„~„, и выход- ное напряжение дискриминатора и,=и„,— и„,= и,5)х„сов ф = и„ЯЯ,сов ~р. (1.80) Определим измеряемый фазовый сдвиг Л~Г между напряжением сигнала и опорным напряженнем в соответствии с рис. 1.29, как Л<р= =и!2 — у, т. е. в качестве входной величины фазового дискриминатора будем рассматривать дополнение угла ч до л/2.

Тогда и, = п,БЙ„соз ф = и,ЯЙ„з!п Л<р, откуда при малых фазовых сдвигах (Л~р ЗО') имеем и,=и„ЯЙ„Л<р=йе Лср, где йе„— — и,ЯɄ— коэффициент передачи фазового дискриминатора, В!рад. Таким образом, по виду статической характеристики фазовый дискриминатор является ограниченно-линейным звеном. Рассмотрим процессы в фазоиом дискриминаторе в случае, когда его входная величина — фазовый сдвиг Лч — не остается постоянной, а изменяется во времени. Составим схему замещения стоковых цепей дискриминатора, как показано на рис.

1.30, где !с, — внутреннее сопротивление транзистора; и,=и,ЯЯ,Лср/2 — напряжение эквивалентного генератора. Переходя к изображениям, на основании схемы замещения получаем И+И. Яка ! йи иозеф~ ЛФ (р) ян!й~ О,ваьд — !+,„Л (И где Лгр;(р) — изображение Л~р(1); Та — — Й„Се — постоянная времени фильтра нижних частот.

Отсюда находим изображение выходного напряжения дискриминатора (1.8!) 6! и его передаточную функцию 0, (р) Рва 4 (Р) = ЛФ (р) = 1+ т,р Лау~(1) = 2п) Л) ((а) а(1'.1 (1.82) Следовательно, фазовый сдвиг между двумя гармоническими колебаниями пропорционален интегралу по времени от разности частот этих колебаний. Поэтому, если в качестве входной величины фазового дискриминатора рассматривать не фазовый сдвиг, а разность частот напряжения сигнала и, и опорного напряжения и„„, то фазовый дискриминатор представляет собой интегрирующий частотный дискриминатор. Найдем передаточную функцию дискриминатора для этого случая. На основании (1.82) и (1.81) имеем откуда и,(р) 2пдза лР (р) р О+ т'эр) ' 62 Таким образом, по виду динамической характеристики фазовый дискриминатор является апериодическим звеном первого порядка.

Фазовые дискриминаторы широко используются в системах фазовой автоматической подстройки частоты. Найдем зависимость выходного напряжения фазового дискриминатора от частотного рассогласования системы автоподстройки частоты, т. е. от отклонения частоты входного сигнала яа от частоты опорного напряжения. Обозначим: аэ,=2п),— угловая частота напряжения сигнала; аэа=2п)а — частота опорного напряжения; Л(=1,— 1, — отклонение ча- А(а З2 стоты напряжения и, от частоты напряжения и,„. ааа Пусть к начальному моменту времени 1=0 рассогласование в системе как по частоте, так и пофазеотсутствовало, т. е.

Л)(а)=0 и ЛЧа(()=0 Рас. кз) при 1(0, а в момент времени 1=0 частота сиг- нала начала изменяться и возникло частотное рассогласование,Л1(1)чь0 при 1>0, т. е. ~,(1)Р~ (1) для 1)0. Представим напряжения и, и и,„, как это принято в электротехнике, в виде векторов, вращающихся со скоростью 1),=2п(, и Йа=2п)а (рис. 1.31). Тогда скорость вращения вектора и, относительно вектора и,„, с одной стороны, как следует из рис.

1.31, равна Я=а(Лар!а(1, а с другой — (а=(а,— 1)а=2п()",— (а)=2пЛ(, Таким образом, — „= 2п Л), нзэ откуда, интегрируя, олучаем т. е. фазовый дискриминатор, используемый как частотный дискриминатор системы фазовой автоподстройки частоты, является инерционным интегрирующим звеном.

Угловые дискриминаторы. Угловые дискриминаторы систем автоматического сопровождения по направлению движущихся объектов предназначены для обнаружения отклонения равносигнального направления следящей антенны от направления на объект и преобразования эгого отклонения в постоянное нли переменное напряжение. Л и/ б) рис. цзз В зависимости от способа формирования равносигнального направления угловые дискриминаторы систем АСН подразделяют на две группы: 1) дискриминаторы с последовательным сравнением сигналов, нли дискриминаторы с интегральным равносигиальным направлением; 2) дискриминаторы с одновременным сравнением сигналов, илн дискриминаторы с мгновенным равносигнальным направлением.

Рассмотрим дискриминатор с последовательным сравнением сигналов. Угловой дискриминатор с последовательным сравнением сигналов. Если излучатель антенны привести во вращение с постоянной угловой скоростью ы,„вокруг оси 00', направление которой не совпадает с электрической осью антенны, то, как видно из рис. 1.32, а, ось максимума излучения будет описывать в пространстве коническую поверхность, а диаграмма направленности будет вращаться (сканировать) с угловой частотой ы,„.. На рис. 1.32, б показаны два крайних положения сканирующей диаграммы в плоскости чертежа, разделенные интервалом времени, равным половине периода сканирования. Пересечем пространственную диаграмму направленности плоскостью Пл, перпендикулярной оси вращения, как показано парис.

1.32, б. Пусть 0" — точка пересечения оси вращения с этой плоскостью. В процессе сканирования ось максимума излучения описывает на этой плоскости окружность с центром в точке 0". Пусть  — точка пересечения этой плоскости с направлением на объект. Если точка В не сов- падает с точкой О", т. е.

если объект ДО не находится на оси вращения диаграммы, то, как видно из рис. 1.32, б, интенсивность облучения объекта в процессе сканирования периодически изменяется: интенсивность облучения максимальна, когда максимум излучения проходит через точку А,, наиболее близкую к точке В; интенсивность облучения объекта минимальна в момент наибольшего уха~си~я макс~мума излучения от точки В (в точке А,). Аналогично изменяется в процессе сканирования и коэффициент усиления антенны (при работе ее на прием) для сигналов, отраженных от объекта, находящегося на направлении ОВ. 4 Соответственно изменяется и амплитуда радиоимпульсов, отраженных от объекта и принятых радиоприемным устройством, как показано на рис.

1.33, а. Если же направление на объект совпадает с направлением оси вращения диаграмм (точка В совпадает с точкой О"), то максимум излуче- 1 11. Ш иlгк* Рис. К33 ния при сканировании находится на неизменном расстоянии от объекта и, следовательно, амплитуда радиоимпульсов, отраженных от объекта, будет постоянной, как показано на рис. 1.33, б. Поэтому направление оси вращения диаграммы направленности называют равносигнальным направлением. Рассмотрим образование сигнала ошибки.

Проведем через точку О" в плоскости сечения диаграммы направленности горизонтальную и вертикальную координатные оси О"~ и О"т) и обозначим 1, 2, 3, 4 точки последовательного пересечения этих осей максимумом излучения, Тогда положение объекта относительно равиосигяального направления определяется вектором отклонения О, имеющим две составляющие — 0 н ср, где д ~01 — отклонение объекта от равносигнального направления; ф — направление отклонения в плоскости сечения диаграммы направленности. Проекции д, и О, вектора отклонения 0 на оси системы координат О"ят1 определяют значения углового отклонения объекта от равносигнального направления ссютветственно в азимутальной и угломестной плоскостях.

Характеристики

Список файлов книги