Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 36
Текст из файла (страница 36)
В стадии перегрузки система АРУ оказывается разомкнутой и изменение регулирующего напряжения происходит под действием постоянного напряжения (у„, — Е«. После среза импульса помехи может оказаться, что напряжение на выходе приемника (за счет напряжения, накопленного за время действия импульса помехи) окажется столь малым, что оно будет ниже напряжения задержки и цепь АРУ вновь окажется разомкнутой: коэффициент усиления в течение некоторого времени будет недостаточным для приема слабого сигнала.
Такое состояние можно условно назвать временной потерей чувствительности. Восстановление чувствительности происходит в результате «естественного» разряда конденсаторов фильтра системы АРУ. Коэффициент усиления в этом процессе нарастает и в некоторый момент достигает значения, при котором амплитуда выходного напряжения начинает превосходить Е,. Если до этого момента вновь не поступит импульс помехи, цепь АРУ замкнется и начнется процесс регулирования.
Сказанное илл!острируется рис 5.10 Здесь представлен общий случай, когда во время Т, действия помехи и, с амплитудой (у„, приемник, перегруженный в течение времени („», успевает выйти из перегруженного состояния до окончанйя импульса помехи. Во время Т, действия сигнала с амплитудой (У,„» система АРУ сначала разомкнута («мертвое» время („), затем вплоть до момента прихода очередного импульса помехи система АРУ замкнута. Зависимость напряжения ир от времени представлена на рис.
5.10, б. Поскольку в дальйейшем рассматривается установившийся режим, независимо от номера периода будут одинаковыми: — напряжения ир = ((р, в моменты поступления очередного помехового импульса; 203 «««»РУ У»»1 — Е» ««РУ А,= Ф !+Их (5.1.38) !«, = а кхрр У„,. т, = Т!(1+!«1) (5.!.39) Ри«. зло, (5.1.42) ° «» У»11 — Е« КХРУ !+Я» (5.1.43) р., =аклру У,„«; (5.1,44) т,=Т!(1+ р») — напРЯжениа ир —— Урп в моменты окончаниЯ помехового импульса; — напряжения и = Ур, в точках выхода из режима перегрузки; — напряжения ир — — Ур „ в точках окончания «мертвого» времени, где восстанавливается чувствительность.
Предположим, что в системе АРУ используется однозвенный ЯС-фильтр нижних частот с постоянной времени Т. Тогда напряжение ир на учас1ке Π— 1, можно записать следующим образом: ир(!) =-(У„р — Е,) кхру (1 — е — »т)+ Ур~ е-1«г. (5.1.35) Система АРУ при этом разомкнута и напряжение на выходе приемника остается равным У„р. К моменту („ замыкания системы АРУ напряжение ир достигает величины )+Ур~ е ' ° (5.1,36) 2Г4 В дальнейшем процесс описывается равенством и (1) = А1(1 — е»1») -1- Ур (5.1.37) Оно получено как решение уравнения (5.!.35) для ир (!) при начальных условиях: ир (0) = Ур,. Здесь — эквивалентная постояннэя времени системы АРУ.
Это равенство справедливо до появления среза импульса и„когда напряжение и достигнет величины Ц А (1 -~'- п»п)+ У е-<'-'р»" (5.1 4О) — ( е и р р В течение времени („ после среза импульса система АРУ будет вновь разомкнута и ир меняется по закону и =У е-ыт (5.1.41) ир= рп При этом считается, что постоянная времени разряда конденсатора равна постоянной времени фильтра. К моменту Т, + („напряжение ир на выходе фильтра достигает величины Ур „= Урп ехр ( — („!Т) (в то время, как на входе действует сигнал с амплитудой У„,), система вновь замыкается и ир (!) меняется по закону, аналогичному (5.!.37): и (!) =А,(1 — е-«")-1-У,„е-охь Здесь К моменту поступления очередного импульса помехи напряжение ир достигнет величины Ую. У,= А,(1 — ~ ' ' »") +ц „е ~ ' '»«»".
(5.1.45) 205 У,„, = У„р = (к — аУ „)У,„,. Введем обозначение (5.!.46) ~, = ! — и, /к,и,„,. (5.!.47) Эта величина имеет смысл коэффициента перегрузки прием- ника, причем )11 = О, если перегрузки иет, и ()1 = ! при бес- конечной перегрузке. Тогда получаем и, .=6,У„, (5.! 48) где Уро = «о/а. Аналогично, когда напряжение ир — — Ур „, уменьшаясь в течение времени Т„достигает велйчины Е„напряжение У,„, становится равным Е,. Следовательно, (5.1.49) У,„, = Е, = (ко — аир „)У„„,.
Вводя обозначение Ро = 1 — Е,/ко(/„,, получаем (5.! 50) и,„= 6,У„. (5.!.5!) Величина (1, имеет смысл коэффициента потери чувствительности. Исключая из найденных равенств величины С/р1 и Урп и учитывая выражения (5.!.48) и (5.1.51), получаем систему двух уравнений для определения интересующих нас величин („и Уро!!1 =кАРУ(У,— Е,)(1 — е '"'т)+ +А е ъ / (! ( ' 1 ')+ +у уя Š— и т -(т,— 1Р)лп (5.1.52) Найдем, далее, выражения для Ур, и Ур „. Для нахождения Ур, учтем, что напряжение йр соответствует вели чине, при которой (/,„„достнгает уровня У„р, когда на входе приемника действует помеха с амплитудой (/„„,. Следовательно, Если сигнал отсутствует и на приемник действует толькэ помеха, то в уравнениях (5.!.52) и (5.1.53) можно положить Ло =- О, / = О, то = Т.
ТОГда, ПОдетаВЛяя В ураВНЕНИЕ (5.!.40) значение йро(З„найденное из уравнения (5.!.52), получаем я ! — (т,— 1О)/ч — (т „+ т,) /т) РО ~1( =(и„р — Е,)кАРУ(1 — е "")+ — (1О+т„)/т ! — (т,— О)1 (5.1.54) Отсюда можно найти время перегрузки (и. 11римем, далее, что интервалы между импульсами помехи достаточно велики, так что к моменту прихода очередного импульса помехи напряжение ир можно считать равным нулю. Это равносильно предположению, что (Т,!Т,) -~. ОО, Тогда уравнение (5.1.54) существенно упрощаешься: Ур„!)1 =КАРУ(и,„р — Е,)(! — е '""). (5.1.55) Следовательно, для относительного времени перегрузки находим 1и — !и (5.!.56) Т 1 — Уро 61/((/РОР— ЕЗ) КАРУ 1 р1 й Здесь (5.1.57) /(= У„О,/(и.„,— Е,) к„.
Графики зависимости /,/Т от Р1 при разных значениях /т показаны на рис. 5.!1. Чем выше быстродействие системы (т. е. чем меньше Т и больше ккру), тем меньше время („, в течение которого приемник оказывается перегруженным. Найдем далее условия, при которых отсутствуют ограни чеиия выходного напряжения за время Т„полагая, что в паузах То сигнал достаточно мал ((/,„, (( У,„,), а скважность помехи Я = 2. Обозначим Т, = Т, = („. Считая в равенстве (5. !.54) /„= О, получаем (5.1.53) — 1„/т — (т, —,1м — 1 1т — (т,— 1,011, + р 61е е 206 иро!!1(! — е и "е '" ) = Л, е '"/т (! — е "'/").
(5.1.58) Из этого уравнения можно определить условия отсутствия ограничений. Допустим для простоты р,р ! (отсюда вытекает 207 апlг гт о,~ 118 1т, . эль также, что ЯТ) « 1). Тогда из последнего равенства найдем простое соотношение ()р4, ж А,е-'хгг. Отсюда видно, что приемник в интервалах действия помехи не перегружается при условии, что (5.1. 59) Уменьшение отношения 1„1Т обеспечивает отсутствие перегрузки при большем входном сигнале. Таким образом, при очень малом периоде помехи (по сравнению с постоянной времени фильтра) перегрузка практически отсутствует. Напротив, для малой частоты помехи перегрузка всегда имеет место, поскольку за полупериод Т, конденсатор фильтра успевает разрядиться и каждый новый импульс помехи застает приемник на высокой чувствительности.
Рассмотрим, наконец, условия, при которых сигнал на выходе приемника за время Т, не успевает нарасти до величины Е,. Это означает, что приема во время Т, нет (напряжение на выходе достигает уровня Е, при минимальном сигнале на входе приемника). Для упрощения анализа положим, что перегрузка отсутствует (1д р О), а скважность Я = 2. Тогда в уравнении (5.! .52) следует положить = 1, и Т, = Т, = 1,. Отсюда находим и„,р, = и„(),. 203 Заметим, что уравнение (5.1.59) дает условия отсутствия перегрузки в полупериоды Т,. Таким образом, между О„, и 0„, имеется зависимость (5.1.60) Если (I„ы поднимается выше уровня 0„, (Е,Ш„р), то в полуперноды Т, сигнал на выходе приемника успевает подняться выше уровня Е,. Описанным путем можно найти напряжение на выходе приемника в любой момент времени при всевозможных соотношениях между У„„(1 „, Т„Ты У„р, Е„Т.
Не приводя результатов вычислений, наметим путь их получения. Записываются зависимости напряжений ир (1) для четырех интервалов времени, как это делалось при выводе уравнений (5.1.52) и (5.1.53). Затем исключаются величины Ур, и (/рп. После этого записываются выражения для коэффициентов передачи к = к, — аир и на каждом из интервалов в соответствии с равенством сг,„, = кУ„находятся выражения для 11,„,. Отметим, что в интервалах 1, величина напряжения на выходе равна У,р.
Проведенное рассмотрение показывает, что при фиксированных параметрах системы АРУ всегда можно подобрать параметры помехи так, что будут наблюдаться потери информации, заключенные в изменении амплитуды сигнала за счет временной перегрузки в течение некоторого времени после воздействия очередного импульса помехи и за счет временной потери чувствительности после окончания импульса помехи.
4. Некоторые способы защиты приемника от временных перегрузок и временной потери чувствительности Известны схемы АРУ, в которых приняты меры для того, чтобы свести к минимуму время перегрузки 1 и «мертвое» время 1„, т. е. схемы защиты от временных перегрузок и потери чувствительности Система БАРУ. В приемниках импульсных сигналов с помощью системы быстродействующей автоматической регулировки усиления (БАРУ) имеется возможность предотвратить перегрузку от импульсов помех длительностью, превышающей длительность импульсов сигнала. По принципу действия система БАРУ не отличается от рассмотренной выше системы АРУ, однако быстродействие ее очень велико, 209 что достигается выбором широкополосных фильтров, а также усилителей в цепи обратной связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
