Первачев С.В. Радиоавтоматика (1982) (1095886), страница 6
Текст из файла (страница 6)
2нй Рнс. гнз Построим структурную схему системы ФАП с дополнительным фазовым модулятором. Разность фаз колебаний на входах фазового детектора равна т=тс — %м (2.20) 'рм = 'рг + Аф (2.21) где <~ы Чт — фазы сигнала и подстраиваемого генератора; ф„— фаза опорного напряженая на входе фазового детектора; Ьср — сдввг фаз, внесенный фазовыч модулятором. Полагая, что работа происходит в пределах линейного участка характеристики фазового модулятора, записываем А ф (б = хм К (р) нд (1) (2,22) где хм — крутизна характеристики фазового модулятора; Ка(р) — операторный коэффициент передачи фильтра ФНЧ2; ид(1) — напряжение фазового детектора, определяемое соотношением (2.!4).
Процессы в цепи регулирования, охватывающей подстранваемый генератор, по-прежнему описываются выражениями (2.9), (2.!3) — (2.17). Структурная схема, отображающая преобразования (29), (2.!3) — (2.17) и (2.20), (2.21), (222), показана на рнс. 2.14. Системы ФАП используются также в фазированиых антенных решетках для когерентного суммирования сигналов, принимаемых отдельными элементами решетки. ГМ УВГ ей 10 Принцип такого суммирования по- ясняется схемой, приведенной на Г рис.
2.15, Сигналы и!((), из(1), ... и„((), принятые отдельнымп "гй) элементами антенны, имеют существенно различные фазы и непосредственное суммирование их неэфа„й фективно. Один из каналов системы (верхний на рис. 2.15) выбирается в качестве опорного. Принятый нм сигнал после преобразования в смеРис. 2.13 сителе (Сй!) и усиления в УНЧ слу- жит опорным напряжением и поступает на фазовые детекторы (ФД) остальных каналов. В результате работы системы ФАП фазы полезных напряжений на выходах УПЧ этих каналов поддерживаются равными и отличаются от фазы опорного напряжения на 90'. Сложение сигналов всех каналов проводится в сумматоре (Х).
Напряжение первого канала при этом предварительно сдвигается по фазе на 90'. В качестве опорного напряжения, подаваемого на фазовые детекторы отдельных каналов, может использоваться также суммарное напряжение всех каналов. 2.3. Системы слежения ва временным положением импульсного сигнала Для выделения импульсного периодического сигнала на фоне помех в импульсных радиолиниях связи, в радиолокационных приемниках и ~других устройствах применяются системы слежения за временным положением импульсов (системы слежения по дальности).
Будем называть такие системы временными автоселекторами. На рис. 2.16 показана упрощенная функциональная схема радиолокационного приемника импульсных пекогерентных сигналов и временного автоселектора. В состав приемника входит ряд типовых элементов: омеситель (СМ), гетеродин (Г), усилитель промежуточной частоты (УПЧ), амплитудный детектор (АД), видеоусилитель (ВУ), Напряжение с выхода видеоусилителя снимается для последующей обработки, например для выделения информации об угловом положении цели. Ь ''Рс " ~" 'с11 лс ггсд с.С ; у!с' Рис. 2.1с Рис.
2.17 Для уменьшения действия помех приемное устройство открывается (стробируется) периодически лишь на короткие интервалы времени, определяемые длительностью стробирующих импульсов. Эти импульсы формируются генератором импульсов (ГИ), входящим в состав временного автоселектора. Элементы схемы, образующие временной автоселектор, на рис. 2.16 обведены штриховой линией, При стробировании приемника возникают нежелательные переходные процессы. Длительность их обратно пропорциональна полосе пропускания элементов приемного устройства, в которых проводится стробирование. Поэтому стробирование выполняется обычно в широкополосных элементах приемника: входных цепях или, как показано на рис.
2.16, усилителе промежуточной частоты. 23 Для того чтобы импульсы сигнала могли пройти через приемное устройство, необходимо совместить с ними во времени стробируюшие импульсы. Это обеспечивается работой временного автоселектора. Генератор импульсов формирует помимо стробнруюшего импульса, который открывает прпемник, еше ~два следяших импульса. Следящие импульсы часто делают прямоугольными и следуюшими непосредственно друг за другом. В атом случае их общий фронт проходит через середину стробируюшего импульса (рис. 2.17). На атом рисунке цифрами 1 и 2 обозначены первый и второй,следяшие импульсы, цифрами 5 и 4 — импульс сигнала и импульс, стробируюший УПЧ.
Следяшие импульсы подаются на временной дискрвминатор (ВД), куда поступают также импульсы сигнала с выхода видео- усилителя. На выходе временного дискриминатора формнруется напряжение, зависящее от рассогласования Лт между временным положением импульса' сигнала и следяших нмпульсов (рис. 2.17). Так как стробируюший и следящие импульсы жестко связаны между собой, величина,бт равна также сдвигу между импульсом сигнала и стробируюшим импульсом. Выходное напряжение дискриминатора сглаживается фильтром нижних частот (ФНЧ) и поступает в качестве управляюшего на устройство регулируемой задержки (УРЗ).
В атом устройстве опорный импульс и„, поступающий от передатчика радиолокационной станции, задерживается на некоторый временной интервал и-запускает генератор импульсов (ГИ), определяя тем самым положение стробирующих и следяшнх импульсов. Управляюшее напря>кение, снимаемое с выхода ФНЧ, изменяет величину задержки так, что временной сдвиг между сигнальными и следящими импульсами уменьшается. При изменении временного положения импульсов сигнала, вызванном, например, изменением дальности до цели, происходит соответствующее перемещение следящих импульсов, и в схеме осуществляется автоматическое сопровождение цели по далы|ости, Поясним несколько подробнее работу временного дискриминатора. Построение одного из возможных вариантов дискриминатора показано на рис. 2.18. Принцип его работы поясняется изображенным на рис.
2.19 эпюрами напряжений, номера которых соответствуют точкам наблюдения в схеме дискриминатора. В состав дискриминатора входят два каскада совцадення КС1 и КС2, На их входы поступают импульсы |сигнала и, (эпюра Е) и соответственно первый и второй следящие импульсы и,л|, и,лд (зпюры 2, 3). На выход каждого каскада совпадений проходит часть напряжения сигнала, совпадающая по времени с соответствующим следящиы импульсом (зпюры 5, 6). Выходные напряжения каскадов совпадений подвергаются детектированию в детекторах ДГ и Д2.
Постоянные времени зарядной и разрядной цепи детекторов могут быть выбраны так, чтобы во время действия следящих импульсов происходило интегрирование напряжения, прошедшего через каскады совпадений, а в паузе между следящими импульсами напря- 24 жение на накопвтельных конденсаторах детекторов оставалось практически постоянньэм (эпюры 7 и о).
Перед приходом очередной пары следящих импульсов накопленные напряжения сбрасываются до нуля специальным импульсом, показанным иа эпюре яг. Напряжения, сиимаемые,с нагрузки детекторов, вычитаются и образуют выходное напряжение дискриминатора (эпюра 9). При наличии временного сдвига гят импульсы сигнала делятся следяцгими импульсами на две неравные части. При этом выходные напряжения детекторов Д1 и Д2 получаются разными, и на выходе дискриминатора появляется напряжение, зависящее от величины сдвиг сся! га Лт. с 7 Построим структурную схему временного автоселектора, отобра- Ясвц жающую процесс слежения за вре- з а И менным положением импульсного хсг дг в сигнала.
В связи с импульсным характером сигнала информация о цсяг рассогласовании сигнальных и сле- Рис. 2.18 дящих импульсов может быть получена в автоселекторе лишь в дискретные моменты времени, отстоящие на период повторения. Поэтому, строго говоря, временной автоселектор является системой прерывистого регулирования. Однако если частота повторения импульсов много больше, чем полоса пропускания автоселектора, что часто выполняется Рис.
2.19 на практике, то можно рассматривать его как непрерывную систему регулирования. Особенности поведения прерывистых систем регулирования, а также условия замены их при анализе непрерывными обсуждаются в гл. 10. Преобразования, происходящие в автоселекторе, который рассматривается как непрерывная система, описываются следующими соотношениями.
Временной, сдвиг,Лт между положением сигнальных т, и следящих т, импульсов равен тс тел~ (2.23) причем под положением следящих импульсов понимается положение их общего фронта. За начало отсчета величин т„т,а примем положение опорного импульса и, . При высокой частоте повторения импульсов пульсации выходного напряжения временного дискриминатора, обусловленные импульсным характером сигнала, эффективно подавляются последующим фильтром нижних частот, В этом случае при анализе автоселектора достаточно рассматривать выходное напряжение дискриминатора, усредненное за период повторения импульсов.
Оно записывается в виде пд(()=М [пд (()) + $(1, Лт)=Г (Я) +$((, Ьт), (2,24) где М[ид(()) =Е(йт) и $(й Ьт) — соответственно математическое ожидание и флюктуационная составляющая выходного напряжения дискриминатора, усредненного за период повторения импульсов. Форма дискриминационной характеристики Р(йт) и параметры напряжения $(т, Ьт) зависят от соотношения сигнал-шум в полосе УПЧ, ширины полосы пропускання УПЧ, длительности следящих импульсов, наличия амплитудных флюктуаций сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
