Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Различные методы, основанные на применении устройств с линейными характеристиками. Такими устройствами являются схемы с малой постоянной времени в видеоусилителях, схемы дифференцирования, фильтры высокой частоты и фильтры — «пробки», обеспечивающие подавление помехи и предотвращение перегрузки приемника. 7.4.1. Усилители с логарифмической амплитудной характеристикой Основное отличие такого усилителя состоит в том, что его дифференциальный коэффициент усиления изменяется обратно пропорционально амплитуде входного канала. Амплитудная ха- 299 7. Амплитудные, комбинированные и другие методы обеспечения помехоустойчивости... описываться выражением У,„, = /г!п(7,„ либо выражением У „= тг10КУ „. (7.15) (7.16) Вид амплитудной характеристики и зависимости коэффициента усиления от амплитуды входного сигнала показаны на рис.
7.14. 0 Гго Рисунок 7.14 Логарифмическая характеристика усилителя Линейный участок амплитудной характеристики всегда имеет место, однако он достаточно мал (О < У„< Уо) . Логарифмический участок характеристики начинается с некоторого порогового уровня Уо ниже уровня внутренних шумов.
За счет логарифмической характеристики усилитель имеет увеличенный динамический диапазон входных сигналов. Динамическим диапазоном входных сигналов называют величину Д,„=201 '" и У вно (7.17) где У,„,„— максимальная амплитуда входного сигнала, прн ко- тором реальная амплитудная характеристика усилителя остается близкой к логарифмической. 300 рактеристика логарифмического усилителя при У,„>Ц> может 7. Анплитудные, коибинированные и другие иетоды обеспечения понехоустойчивости...
При малом уровне Сг,„о практически весь диапазон входных сигналов прихолится на логарифмический участок, чем обеспечивается большой (более 100 дБ) динамический диапазон по входу, а значит высокая устойчивость приемника к перегрузке. При действии помехи в логарифмических усилителях, к сожалению, происходит частичное подавление полезного сигнала, Отношение помеха/сигнал на выходе превышает отношение помеха/сигнал на входе (7.18) при Сг„> СГ„что объясняется уменьшением коэффициента пере- дачи усилителя с увеличением амплитуды помехи.
Для реализации логарифмической амплитудной характеристихи применяется метод последовательного детектирования с последующим суммированием. Схема усилителя с логарифмической амплитудной характеристикой показана на рис. 7.15. В состав схемы входят и одинаковых усилителей- ограничителей, амплитудных детекторов и сумматор. Выходное Рисунок 7,1$ Схеиа логарифмического усилителя 301 7.
Диппитудные, комбинированные и другие иетоды обеспечении помехоустойчивости.„ напряжение формируется в результате суммирования напряже- ний с выходов детекторов (7.19) При малой амплитуде входного сигнала все каскады усиления работают в линейном режиме. С увеличением 17 до некоторого уровня перегрузка наступает в последнем н-м каскаде. При дальнейшем росте напряжения (у,„ограничение наступает в (п-1)-м каскаде.
Затем это явление наступит в (л — 2)-м каскаде и т.д. Характер амплитудной характеристики (7 „= 7 (1т'„) при большом числе и приближается к логарифмическому. 7.4.2. Авитаматическан регулировка усиления Устройства автоматической регулировки усиления широко применяются в радиолокационных системах различного типа для предотвращения перегрузки приемников при действии мощных радиопомех. Известны различные разновидности устройств АРУ: быстродействующая или мгновенная (БАРУ, МАРУ), АРУ «вперед», АРУ по шумам (АРУШ)„АРУ на детекторе, временная (ВАРУ) и др.
Простейшая функциональная схема АРУ показана на рис. 7.16. Напряжение с выхода линейной части приемника подается на детектор АРУ. Далее в цепи обратной связи стоят усилитель АРУ и фильтр АРУ. Выходное напряжение (т'р с выхода фильтра АРУ обеспечивает регулировку (изменение) коэффициента усиления приемника, Между огибающими (7,„„и (у,„напряжений на вы- ходе и входе приемника имеет место следующая зависимость: (7.20) где К(17р) — коэффициент передачи приемника с АРУ. 302 7, Аиплитудные, коибиннрованные и другие иетоды обеспечения поиехоустойчивости...
Рисунок 7,16 Схена АРУ приеиннка Напряжение на выходе фильтра определяется выражением ('р ' (зпт)КАРу((7вмх (гз)' (7.21) При медленном нарастании входного напряжения (7, увеличивается и, следовательно, уменьшается коэффициент передачи К, предотвращая явление перегрузки. При мощной помехе в виде периодических радиоимпульсов возможна кратковременная перегрузка приемника. Это происходит из-за того, что напряжение с7 не успевает достигнуть величины, обеспечивающей линейный режим усиления приемника, за 303 где Г()пт) = у()отТ+1) — передаточная функция фильтра АРУ; К„ру — коэффициент передачи детектора и усилителя АРУ; Сг,— напряжение задержки (пороговое напряжение в детекторе АРУ); Т вЂ” постоянная времени фильтра АРУ. При достаточно широкой полосе пропускания усилителя промежуточной частоты приемника и медленном, за счет фильтра АРУ изменении напряжения сГр, переходные процессы в приемнике, обусловленные действием (7р, можно не учитывать.
Уравнения (7.20), (7.21) являются нелинейными и могут быть решены лишь при линейной аппроксимации функции К(ст ), как это показано на рис. 7.17. 7. Амплитудные, конбинированные и другие иетоды обеспечения помехоустойчивости... короткое время фронта импульса. После выключения импульса помехи, т.е. в паузе между импульсами, чувствительность приемника может не успеть восстановиться до нормального значения. Это ведет к тому, что коэффициент усиления приемника в течение некоторого времени оказывается недостаточным для приема слабого сигнала. Это явление называют временной потерей чувствительности.
На рис. 7.18 показаны радиоимпульсы помехи и соответствуюгцее напряжение АРУ 17р. Рисунок 7.17 Аппроксимация усиления приемника Рисунок 7,18 Эпюры напряжений АРУ 304 7. Амплитудные, комбинированные и другие методы обеспечения помехоустойчивости„, В течение времени г„приемник оказывается перегруженным, а в течение времени г («мертвого» времени) система АРУ разомкнута и приемник становится загрубленным.
Для уменьшения времени г„, в течение которого приемник перегружен, необходимо увеличивать быстродействие системы, т.е. увеличивать коэффициент передачи детектора АРУ и усилителя АРУ, а также уменьшать постоянную времени Т фильтра АРУ. Одной из схем, обеспечивающих защиту приемника от временных перегрузок и временной потери чувствительности, является схема быстродействующей АРУ (БАРУ). Она применяется в приемниках импульсных сигналов для предотвращения перегрузки от импульсов помех длительностью г„, превышающей дли- тельность импульсов полезного сигнала т, .
По принципу действия система БАРУ не отличается от рассмотренной системы АРУ, однако ее быстродействие за счет применения широкополосных фильтра и усилителя в цепи обратной связи АРУ значительно выше. Быстродействие системы БАРУ выбирается так, чтобы за время действия полезного импульса г, усиление существенно не изменялось, поскольку в противном случае возможны искажения формы импульсов. При значительном уменьшении постоянной времени фильтра АРУ может усиливаться влияние инерционностей других элементов системы АРУ и происходить потеря устойчивости следящей системы АРУ.
В этом случае для предотвращения этих явлений применяется многопетлевая АРУ, в которой обратной связью охвачены отдельно все каскады УПЧ. При этом амплитудная характеристика УПЧ, каждый каскад которого охвачен петлей АРУ, близка к логарифмической. Быстродействующая АРУ может обеспечивать высокий коэффициент усиления приемника для коротких импульсов сигнала и малый коэффициент усиления для протяженных импульсов помехи. В этом случае в основе работы БАРУ используется тот факт, что помеха занимает полосу частот более узкую, чем полезный импульсный сигнал. 305 7.
Аиппитудные, конбинированные и другие иетоды обеспечения поиехоустойчнвопи.„ Для борьбы с перегрузкой видеоусилителя приемника, вызванной помехами, длительность действия которых значительно превышает длительность импульсов сигнала, применяются схемы АРУ «Вперед». Схема такой АРУ «Вперед» показана на рис. 7.19.
В состав схемы АРУ входят детектор АРУ и фильтр АРУ. Входным сигналом для детектора АРУ является сигнал с выхода УПЧ приемника. Выходное напряжение фильтра АРУ в качестве регулирующего напряжения СГ поступает на видеоусилитель и детектор приемника.
Данная система АРУ является автоматической системой без обратной связи. Примерный вид зависимость коэффициента передачи приемника с АРУ К = У'~сгр) показан на рис. 7.20. Рисунок 7,19 Схема дру «Вперед» О Рисунок 720 Коэффициент передачи приемника с АРУ 306 7. Амплитудные, коибииироввииые и другие методы обеспечения помехоустойчивости... При О < (7 < суо коэффициент к описывается выражением К = К ехр( — '(7 / /2С' )', (7.22) где К вЂ” максимальное значение коэффициента. При бур >буо К- ехр — .
(7.23) Регулировочное напряжение су характеризуется выражением (7.24) г г = К АруГ(З пт)бу В совреиенных радиолокационных системах находят применение цифровые АРУ (ЦАРУ), которые обеспечивают установку необходимого значения коэффициента усиления приемника, чаще усилителя промежуточной частоты, по командам процессора обработки данных. 307 где Кд„р„— коэффициент передачи детектора АРУ; ГЦот) — передаточная функция фильтра АРУ; с,г,„— амплитуда входного напряжения детектора АРУ.
Для эффективно работающей системы АРУ выходное напряжение су,„, должно незначительно изменяться с ростом (7,„ в некотором рабочем диапазоне, При использовании в качестве фильтра АРУ простого фильтра нижних частот для передачи полезного импульса без искажений постоянная времени фильтра выбирается много больше длительности импульса, т,е. Т» г„. За счет этого за время действия коротких полезных импульсов напряжение практически не изменяется.
При наличии помехи достаточно большой амплитуды и длительности за счет АРУ перегрузка приемника не происходит. Импульсные помехи, длительность которых имеет тот же порядок, что и длительность полезных импульсов, будут проходить на выход приемника, 7. Амплитудные, коибинированные и другие иетоды обеспечения поиехоустойчивости... Необходимое усиление достигается за счет использования аттенюаторов на резисторах и переключателей, которые срабатывают по очередной команде процессора, Ослабление, вносимое аттенюаторами, может составлять, например, 1, 2, 4, 8, 16, 32 дБ ит,д, Состояние каждого переключателя аттенюаторов определяется п-разрядным словом.
При этом за счет этого слова подключаются аттенюаторы и устанавливается требуемое усиление. Первый разряд слова управляет подключением аттенюатора с максимальным ослаблением, например 32 дБ, второй управляет подключением аттенюатора с ослаблением 16 дБ и т,д. Последний разряд слова управляет подключением аттенюатора с ослаблением 1 дБ. ЦАРУ отличаются высокой точностью и простотой управления усилением приемника, обеспечивая при этом эффективное предотвращение его перегрузки при дейсгвии помех. 7.4.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
