Диссертация (1136166), страница 19

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

Текст из файла (страница 19)

Тогда с учетом нормировки по выходномунапряжению на выходе преселектора будет формироваться переходной процесс согибающей A(t), определяемой выражением [81]2U i 1  kC A(t )  0 iQ kC 2 n 12n  0,5  kC z (t ) J n  0,5  kC z (t )  exp( z (t )) ,2 (2n  2)!!(2.19)где все обозначения соответствуют введенным выше, z (t )  f 0t / Q , J n 0,5  kC z (t )  —функция Бесселя первого рода порядка n – 0,5,J n 0,5 (kC z (t ))  J 3/ 2 (kC z (t )) (2k )!!  2k k !. При n = 2 имеем2  sin(kC z (t )) cos(kC z (t ))  , и (2.19) преобразуется к виду  (kC z (t ))3/ 2 (kC z (t ))1/ 2 22U i 1  kC A(t )  f0 iexp( z (t ))(sin(kC z (t ))  kC z (t ) cos(kC z (t ))) .QkC 3(2.20)81С учетом радиочастотного заполнения сигнал на выходе преселектора с точностьюдо фазы будет описываться функциейC (t )  A(t )sin(2f 0t )(2.21)При осуществлении переноса спектра на промежуточную частоту сигнал B(t)должен быть, с математической точки зрения, умножен на синусоидальную функцию счастотойf0 + fПЧлибоf0 - fПЧ,имеющейамплитуду,равнуюдвум.Последнееобстоятельство связано с тем, что при переносе на промежуточную частоту происходитрасщепление спектра с формированием одинаковых разностной и суммарной частей споловинной амплитудой составляющих.

Поэтому в целях нормирования коэффициентапередачи на частоте настройки сигнал гетеродина принимается соответствующимприведенному описанию. В предположении верхней настройки гетеродина [84] на выходесмесителя формируется сигнал видаD (t )  2 A(t )sin(2f 0t ) sin(2( f 0  f ПЧ )t )(2.22)В качестве меры эффективности входного воздействия можно рассматриватьэлектрическую площадь сигнала, для входных импульсов равную S1 = Uii, для малогозначения i они имеют практически равномерный в полосе пропускания спектр. Для ФПЧ,построенного в модели измерительного приемника по той же схеме, что и преселектор,входным является сигнал (2.22). Поскольку преселектор имеет существенно болеевысокую частоту настройки, то длительность переходного процесса (2.21) будет малой всравнении с аналогичным для контуров, образующих фильтр промежуточных частот.В качестве меры эффективности сигнала (2.22) как входного воздействия дляфильтра промежуточной частоты следует рассматривать электрическую площадь длямодуля (2.22):S 2   D (t ) dt .(2.23)0С учетом описанной последовательности преобразований сигналов в модели ИПпреселектор не будет оказывать существенного влияния на эффективность входноговоздействия по отношению к фильтру промежуточной частоты при выполнении условия D(t ) dt  2U  .i i(2.24)0Подынтегральное выражение в правой части (2.23) весьма громоздко, поэтому припроведении интегрированияD (t )целесообразно рассматривать как произведениемодулей элементарных функций.

Можно полагать, что функция D(t) имеет быстро имедленно меняющиеся множители sin(2f 0t ) и sin(2( f 0  f ПЧ )t ) . Для приближенного82интегрирования эти функции могут быть заменены средним за период значением, длякаждой из них равным 2 /  . Тогда несобственный интеграл (2.23) преобразуется к виду28 f 0 iU i 1  kC S2 QkC 32 exp( z (t )) sin(kCz (t ))  kC z(t ) cos(kC z(t )) dt .(2.25)0Выражение под модулем в правой части (2.25) состоит из двух слагаемых, причемmax kC z (t ) cos(kC z (t ))  max sin(kC z (t )) для значений t > Q/f0.

Поэтому можно считать,что sin(kC z (t ))  kC z (t ) cos( kC z (t ))  kC z (t ) cos( kC z (t )) . Используя описанный выше приемусреднения периодической функции cos(kC z (t )) , можно перейти к интегралу216 f0 iU i 1  kC S2  2QkC 2который сводится к выражению216iU i 1  kC S23kC 2откуда получаем S 2  2iU i8 1  kC3kC 222 z(t ) exp( z (t ))dt ,(2.26)0 a exp(a)da ,(2.27)02 2. В небольшой окрестности значения kC = 12функция 1  kC 2  / kC 2 имеет близкую к нулю производную, поэтому имеем S 2  2iU iСучетомтого,что32.332/3 ≈ 1,032, выполнение условия (2.24) можно считатьподтвержденным.Из этого следует, что преселектор в модели ИП не оказывает существенноговоздействия на прохождение сигнала с равномерным в полосе пропускания спектром.Аналогичный вывод может быть сделан при рассмотрении сигналов с неравномерным вполосе пропускания преселектора спектром.

Проведенное исследование позволяетразработать упрощенные модели ИП на основе предварительной математическойобработки входных сигналов. Такие модели предложены в разделе 2.4.III. Разработка моделей детекторов, используемых в ИПХарактеристики и схемы построения детекторов ИП. Как следует из анализалитературыифункциональностисовременногопаркасредствизмеренийдляисследования радиопомех, в настоящее время наибольшее распространение получилидетекторыпикового,квазипикового,среднегоисреднеквадратичногозначений.Поскольку их характеристики оказывают непосредственное влияние на формированиепоказаний, то они строго нормируются стандартами [46, 47].Квазипиковый детектор (КД), исторически использовавшийся первым в ИП,характеризуется функцией нелинейного усреднения [22].

В отдельных случаях считается,83что индикаторный прибор, характеризующийся своими параметрами, входит в состав КД.Однако данные узлы ИП при моделировании целесообразно разделить, т.к. отладка ихмоделей ведется по разным критериям. Именно поэтому ниже рассматриваются КД идетекторы других типов как отдельные устройства, которые при необходимостидополняются соответствующим ИИП.Квазипиковый детектор используется при измерениях в диапазоне частот от 9 кГцдо 1000 МГц. Основными параметрами КД являются постоянная времени заряда τЗ ипостоянная времени разряда τР. Согласно определению, постоянная времени зарядадетектора представляет собой время, необходимое для того, чтобы при внезапноприложенном ко входу КД синусоидальном сигнале напряжение на нагрузке детекторадостигло 63,2% своего установившегося значения.

Постоянная времени разряда численноравна времени, необходимому для того, чтобы при внезапном отключении сигнала навходе детектора напряжение на его нагрузке снизилось бы до 36,8%. Эти формальныеопределения служат основой для проверки параметров квазипиковых детекторов.Проверкасоответствияквазипиковогодетектораустановленнымтребованиямвыполняется путем измерения значений постоянных времени τЗ и τР.Согласно [46, 47], значения τЗ и τР задаются различными для трех диапазонов,охватывающих полосу частот от 9 кГц до 1 ГГц (таблица 2.1).Таблица 2.1. Параметры квазипикового детектораЗначения параметров в полосе частот, МГцНаименование параметров0,009…0,150,15…3030…1000Постоянная времени заряда КД, мс45 ± 91 ± 0,21 ± 0,2Постоянная времени разряда КД, мс500 ± 100160 ± 32550 ± 110К идентификации параметров модели квазипикового детектораЗначение η = τЗ / τР9∙10-26,25∙10-31,82∙10-3Значение коэффициента а2,9273,9384,069В стандарте [46] отмечается, что для частот свыше 1 ГГц измерительныеприемники должны иметь пиковый детектор и детекторы среднего и среднеквадратичногозначений.

Требования к ним задаются стандартом [47]. ИП с детектором пиковыхзначений используются для измерений импульсных и импульсно-модулированных помех.Для обеспечения погрешности не хуже установленной нормы (10%) относительноистинного пикового значения необходимо, чтобы отношение постоянной времени разрядак постоянной времени заряда были не менее заданных в [46, 47].Если имеется возможность удержания пикового значения, время удержаниядолжно быть в пределах от 30 мс до 3 с.

Указанные значения могут быть использованыдля определения характеристик элементов в схеме замещения детекторов. Кроме того, ониуказывают на разные методы схемной реализации пиковых детекторов.84Согласно [47], первое из указанных требований относится к аналоговым ИП,второе – к ИП с цифровой обработкой сигналов. Из самой сути ИП с детектором пиковыхзначений следует, что для них при формировании показаний по модели не должныиспользоваться инерционные свойства индикаторного прибора.ИП с детекторами среднего значения используются на частотах от 9 кГц до 18 ГГц.Они применяются для исследования узкополосных сигналов при различных видахмодуляции и для широкополосного радиошума. Из [47] следует, что к детекторам данноготипа предъявляется единственное требование по функциональности, которое заключаетсяв выделении среднего уровня огибающей.ИП с детекторами среднеквадратичного значения используются при измерениимощностных характеристик радиошумов в интервале частот от 9 кГц до 18 ГГц.

Встандарте [47] приводятся общие требования к ИП с детектором данного типа, однакотребования непосредственно к детекторам не указаны. Отсюда следует, что на практикеэтотдетектордолженобеспечиватьформированиенавыходеусредненногосреднеквадратического значения огибающей напряжения.Варианты схемотехнической реализации детекторов различных типов рассмотреныв разных источниках, например, в [22].1. Квазипиковый детектор. Эквивалентная схема КД изображена на рис.

2.10.Свойства измерительного детектора определяются постоянными времени τЗ и τР.Сопротивление RC равно эквивалентному сопротивлению ФПЧ на частоте резонанса. Всхеме на рис. 2.10 помимо RC обозначены полупроводниковый диод VD1, емкость С,сопротивление разряда RD. В реальных ИП на вход КД обычно подается сравнительнобольшое напряжение. Поэтому влиянием диода при прямом смещении можно пренебречь.Рис. 2.10. Эквивалентная схема квазипикового детектораЕсли к входу эквивалентной схемы внезапно приложить постоянное напряжениеU ВХ  U1 , то напряжение на выходе детектора будет меняться по экспоненциальномузакону:R R (2.28)1  exp  t /  C D C    .RRCDС учетом соотношения τЗ и τР можно полагать, что RC << RD, поэтому с хорошимU ВЫХ (t )  U1приближением имеемRDRC  RD85Привыполнении t  U ВЫХ (t )  U1 1  exp   .СR C моделирования следует полностью(2.29)исключитьвлияниесопротивления RD на заряд емкости C.

Характеристики

Список файлов диссертации