Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Гл. 2., Радио токационньсе приемники для РЛС и целей, которые характеризуются лишь незначительной вариацией уровня эхо-сигнала от импульса к импульсу. На рис, 36,6 показана структурная схема моноимпульсного приемника, не имеюшего указанного ограничения. В этом приемнике амплитудная информация преобразуется в фэзовую нри помощи квадратурного гибридного соединения Выходные напряжения Аш)В и Ач-(В гибридного соединения преобразуются в сигналы НЧ и в конечном итоге сопоставляются по фазе на фазовом детекторе. фазовый детектор для такого приемника должен иметь пилообразную характеристику; в этом случае его нормированное выходное напряжение будет равно 2 агсз(п (шВ(К), Таблица 3 Сравнение двух методов записи Запись »нн. Фа»ноэ н кппхрптлрноя состпплпюнгнх Зпп~ см Фп»ы п пот«рифма амплмтупы Парпмс»р Значацпй разряд иаиболыпий (старший) наименьший (младший) Отношение старшего разряда к младшему Число разрядов на канал 72 дБ 0.28 дБ ЧООО 1(32 2 рал 0,03 рад 266 8 128 000 17 Примеры фазовых детекторов, Веге«тор-перемнохсителп Лампа со стробируемым лучом и до некоторой степени лампа с отклонением луча исполь.
зуется в качестве перемножителе(» для получения произведения сигнала на опорное колебание. Они обладают свойством самоограничения и постепенным переходом от характеристик типа 1 к харвктернсгикам юша «1» вблизи уровня насншения. Когда опи испвльзуются как синхронные детекторы, их дина мическнй диапазон ограничивается высоким уровнем шумов приборов этого 188 где К=-1А'«В' — постоянная величина Перемена полярности у В осушествляется фа»оным мшшпулятором, необходимым для коррекции фазовых ошибок приемника. Эту функцию выполняет переключатель полярности, включен. ный после детектора Запись Радиолокэционные эхо-сигналы ннпгна записывают лля последуюшсго анализа, выполняемого обычно на цифровой ЭВМ.
Е(ифровая форма записи исключает потерю информации нри регистрации и, кроме того, обеспечивает возможность непосредственного ввода ее в ЭВМ. Если динамический диапазон эхо-сигналов достаточно мал, то можно записать сигналы сннфазной / и квадратурной Я состэвляюших. Если динамический диапазон эхо-сшналов велик, для минимизации числа разрядоа л»ажно использовать фазу и лшарифмическую амплитуду. В качестве примера рассмотрим систему, в ко.
торой требуется фиксировать 32о-ные прирашепия прн записи сигналов, уровень которых изменяется в предела» динамического диапазона 72 дБ. Длн записи синфазной и квадратуриой составлявших необходимы два канала с емкостью запоминаюшего устройства (ЗУ) по 17 бит н каждом канале, тогда как запись фазы и логарифма амплитулы при таком же качестве тре. бует ЗУ емкостью всего 8 бнт в обоих каналах. Более подробное сравнение позволяет произвести табл.
3. 2.11. Физоаые и синхронною.детекторе> гила. Детектор-перечножитель этого типа можно также реализовать, используя перемножитель на полевом транзисторе, как предлагается в [24). Балангньш диодньш" детектор (рис. 37, а) широко испол>зуется ввиду его необычайно благоприятных характеристик.
Если дна синусоидальных сигнзлз с одинаковой частотой о> и разностью фаз 0 подать на такой детектор, то выходное напра>кение аналитически можно будет записать в виде Ее =К(соь 0 — соз 2ы1+Члены более высокого порядка). (44) Ер Рвс.
Зт. Схемы фазовых детекторов: о — бехввсеого хиоквого: б — лете«торе соео зевов. При указанных условиях карактеристика детектора будет синусондальной, а пульсирующее выходное напряжение не будет содержать составляю>цти основной частоты ы, Если позполяет полоса пропускания, то детектор будет работать при входных напряжениях прямоугольной формы, вследствие чего его характеристика причет треугольную форму.
Детектор этого типа поставляется промышленностью я модулыюй форме, Модуль содержит пару балансных широкополосных трансформаторов и подобранные по допустимому разбросу параметров («согласоаааные») диоды нз «горячих» носителях Такой детектор можно получить с развязкой межлу выводами 35 дБ в диапазоне частот 3 — )ОО МГп.
Выпускаются модули с максимальным частотным пределом ! ГГп. Теоретически динамический диапазон определяется максимальным отношением сигнал>шум на выходе. Практически же ои обычно ограничивается остаточным разбалансом параметров схемы и их разбросая. При очень точном изготовлении детекторы этого типа могут иметь полезный динамический даапазон 30 дБ. Фазово>д деток~ар гоалидений (рис, 37,б) обеспечинает выходную характеристику треугольной формы. Когда Ез и Еч синфазны, вентиль типа И (Б) полонину времени фиксирует совпадение, а вентиль типа И (А) -- отсутствие совпадения При этом условии на выходе будет максимальное отрнпательное напряжение.
Когда Ев и Ея не синфазны, существует обратное состояние и на 037 Гл. 2. Радиолокационные приемники выходе получается максиизльное положительное напряжение Обычно в харзктеристште треугольной формы нзблюдается некоторое округление ее экстремумов. Однако благодаря использованию в кажлом канале ограничителя на туннельном диоде удалось построить детектор с очень острыми экстремумами его выходной характеристики. Пульсируюшее выходное напряжение фазового детектора совпадений содержит составлявшую основной частоты. Более высокая частота пульсаций получается при использовании веитильиых логических схем типа ИЛИ, но при этом возникают нежелательные напряжения смешения.
Ел,ш шлгюулд " лиг гик;='. спежелггр Еэ ~еэг! Еэ рити Епте Е1 РИРЛР Ер Рос. Зз Структурное схема Нефроеото фааоеото детектора, В фроеой фазовый детектор (рнс. 88) измеряет интервал времени между точкачр перехода через нуль сигнала и опорного колебания в положительном (изи отрицательном) направлении. Парэ детекторов перехода через нуль в моменты пересечения нулевой линии соответствующими колебаниями фор мируют острые импульсы.
Импульс опорного канала переводит бистабильный три:т р в состояние 1, а импульс сигнального канала сбрасывает его в состотшпе О. На интервале времени, когда триггер находится в состоянии 1, стробнрусмый генератор выдает колебание тактовой частоты и счетчик проиэвштнт изиерение длительности этого интервала. фильтрация осушсствляется буфсгл ып регистром.
Разрешающая способность такого фазового детектора определяется отношением тактовой частоты и промежуточной частоты сигналз. В РЛС сопровождения со сгробом дальности ширину спектра сигнала после стробирования неясно значительно сузить, не ухудшая отаошение стеснял/шум. Полученныи таким образом сигнал можно далее транспонировать на очень низкую промежуточную частоту, избежав тем самым свертывания спектра. 188 2У2. Аналога-цифровые преобразователи В приемнике РЛС сопровождения нз фильтр поступает сигнал, длительность которого мала по сравнению с временем реакции фильтра.
Вследствие этого фильтр начинает «звенеть» на своей собственной частоте, отклонение (Аы) которой от номинального значения (ы>) должно быть очеаь малым, чтобы фазовый детектор с пилообразной характеристикой мог обеспечить соответствие между точками 0 и 360' с точностью до младшего разряда. При заданных допустичоа средней частоте фильтра и предельной частоте работы счетчика наиболее высокая точность достигается в тои случае, если частоту сигпалз в детекторе переходов через нуль сделать равной их геометрическому среднему.
Фазовый детектор этого типа можно сделать довольно точным. Однако, нак было отмечено в (20( применительна к аналоговому устройству, качество сигнала должно быть высоким, чтобы обеспечить надежную работу триггера. Узкополосный фильтр, который по существу производит выборку и запоминает фазу, позволяет решить эту проблему. 2.12. Аналого-цифровые преобразователи Области применения. Аналого. цифровые преобразователи (АЦП) находят многочисленные применения в сонреиенных радиолокационных снстемэх.
Тенденция к переходу на цифровую обработку сигналов привела к спросу на быстродействую>цие преобразователи, которые могут преобразовывзть данные в реальном иасштабе времени. РЛС с цифровой аппаратурой СД(( (т, 1, з !1.5) — пример аппаратуры, требующей подобных быстродействующих преобразователей. Здесь выходнсе напри>кение синхронного детектора дискретизируется с частотой не ченьшея, чем полосз пропускзния приемника, и результат в цифровой форме запоминается в цифровом ЗУ большой емкости (на ферритовых сердечниках, регистрах сдвига н т.
и.). Данные счнтынаются нэ ЗУ с целью сравнения с сает. ветстеуюшими эхо-снгнзлами, полученными от последующих зонднруюшвх импчльсов РЛС. Гибкость этого метода позволила реализовать в аппаратуре СДН такие характеристики реакции на скорость цели, какие до этого невозможно бьыю получить на базе ана,логовых ЗУ. Во многих РЛС сопровождения для кодирования эхо.сигнала, аыделеяного страбон следящей системы, используется преобразователь. В этом случае универсальная ЭВМ производит все вычисления, необходимые д.>я слежения за целью, и формирует выходы по дальности н скорости. ЗВМ обеспечивает такнсе прецизионное сглаживание данных н требуемую стабилизацию, Быстродействую>дне преобразователи используются для кодирования информации о высоте цели, получаеиой от мвоголучевой РЛС.
Эта поэзо>нит производить зрифметическую интерполяцию положения цели. Ошибки, котарые могут возникнуть после преобразования, устраняются. Другой областью применения преобразователей является цифровая запись. Эта задача возникает тогда, когда необходимо анализировать большие объе»ы данных или когда требуется проанализировать отдельное событию В этан случае кодированные данные записываются нв магнитную ленту. Результачы записи затем аналнзнру>отея в пронзвольнои масштабе времени с точносж ю, определяемой ценой младшего рззряда, форматы.
Наиболее часто используемыи цифроным форматоч являе>ся двоичное прелставление: (45) Гл. 2. Радиолина«(ионные приемники где К вЂ” масштабный коэффициент, Š— аналоговое напряжение; М вЂ” числа двоичных разрядов, Ь~ — состояние (О нли 1) 1-го двоичного разряда. Кадя. рованное слово обычно подается на универсальную ЭВМ а последовательной Форме, а на специализированные быстродействующие ЭВМ вЂ” в параллельной Форме.
В асинхронных преобразователях некоторых типов, с которых кодирован. ные данные считываются непрерывна, используется код Грея (25). Этот код позволяет все смежные переходы выполнить, изменяя только один разряд. Использование кода Грея значительно уменьп1гет в подобных случзях абсолютную величину ошибок, связанных с переходными процессами Для отрицательных уровней входных сигналов преобразователи в радиолокационных системах обычно имеют формат в дополнительном двоичном коде. Это упрощает как сам преобразователь, так и последующие вычисления. Прн формате в дополнительном коде преобразователь начинает счет с наи. большего отрицательного значения до нуля, а затем продолзкает считать от нуля до наибольшего паложнтельнога значения. Двоичный разряд, которым обозначен знак числа, показынает, в пределах какой части шкалы должен отсчнтывагься уровень поданного на преобразователь сигнала, Этот процесс для дополнения 2 можно описать выражением 1(=-Э( — Ь 2 +Ь 2 +Ь 2 +...+Ь 2 ), (46) М вЂ” ! М вЂ” 2 м — з а а для дополнения ! Ьь (2 !)+Ьм 2 + М вЂ” ! М вЂ” 2 +Ь 2 +...+Ь,2«).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
