Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Время установления находится из соотношения Рис. 6.2?. чениях и, когда приходится учитывать весьма малые инерционности и запаздывание в фильтрах УРЧ. Конечно, динамические характеристики могут быть в некоторой степени улучшены введением корректирующих цепей. Системы АСЧ с подстройкой по принимаемому радиосигналу.
Функциональная схема системы (рис. 6.27), кроме основной петли регулирования, состоящей из смесителя (См), усилителя разной частоты (УРЧ), ограничителя (Огр), частотного детектора (ЧД), фильтра (Ф), управителя (У) и гетеродина (Г), содержит дополнительные элементы: генератор поиска (ГП), логическую схему захвата (ЛСЗ) и реле захвата(РЗ). которое в отличие от ранее рассмотренного случая является обязательным элементом системы, переключающим систему из режима поиска (П) в режим захвата (3). Благодаря такому устройству частота генератора в режиме поиска не зависит от напряжения на выходе частотного дискриминатора ЧД.
Следовательно, помехи, проникающие на выход ЧД в этом режиме, не оказывают влияния на работу генератора поиска и не меняют приня. той заранее логики перевода системы в режим слежения. Процесс захвата можно разбить на две операции. Первая операция состоит в накоплении напряжения на выходе линейных каскадов приемника или частотного дискриминатора для принятия решения о наличии в выходном напряжении сигнала разностной частоты.
Это — типовая задача обнаружения. Организация поиска и принятие решения могут осуществляться разными способами. С этой целью, например, может производиться принудительная модуляция частоты гетеродина (Г) колебаниями дополнительного опорного генератора с последующим фазовым детектированием напряжения, снимаемого с выхода ЧД! причем, можно произвести двухэтапный захват. На первом этапе после появления напряжения на выходе ЧД происходит остановка поиска, но система остается разомкнутой. На вто- 31? Рмс. 6.28. ром этапе после накопления напряжения на выходе фазового детектора (ФД) принпмается окончательное решение о захвате. Если напряжение на выходе ФД в течение заранее установленного промежутка времени не достигает определенного уровня, в системе продолжается поиск. Вторая операция процесса захвата состоит в устранении начальных рассогласовапий, возникающих в системе в момент замыкания реле захвата.
В системах с одним интегратором имеет место рассогласование по положению, в системах с двумя интеграторами это рассогласования по положению и скорости, обусловленные начальными условиями на двух интеграторах. Вторая операция — наиболее трудная с точки зрения обеспечения уверенного захвата, поскольку в момент переключения рассогласование велико, а по каналу обратной связи действует помеха. Чтобы уменьшить время устранения начальных рассогласований, часто на время переходного процесса увеличивают коэффициент передачи, который доводится до требуемого уровня после того, как начальные рассогласования будут отработаны системой. Изменение коэффициента передачи должно осуществляться так, чтобы не вызнать дополнительных переходных процессов.
Конкретное выполнение логического устройства захвата зависит от назначения системы АСЧ, требований к скорости поиска, допустимого времени накопления, допустимого уровня ложных тревог и т. д. После замыкания реле захвата и отработки начальных рассогласоваяий для сравнительно малого уровня помех (когда систему можно считать линейной), справедлива структурная динамическая схема рис. 6.28, где возмущающее напряжение н„на выходе ЧД есть результат пересчета шума, действующего вместе с радиосигналом на выходе приемника. Если уровень шума мал и порог ограничения в ЧД превышен, то односторонняя спектральная плотность этого напряжения 177) (6.5.9) ! агр 318 где 6„— односторонняя спектральная плотность шума на входе ЧД, а 6,г — порог ограничения на входе ЧД. При этом 6, = к,'„6, где 6 — спектральная плотность белого шума или широкополосной помехи на входе селективного усилителя разностной частоты, имеющего коэффициент передачи к,„и эквивалентную (энергетическую) полосу 2Л/,„,.
Исходя из структурной динамической схемы, для дисперсии частотного рассогласования в системе АСЧ с однозвеиным фильтром можно найти (155, т. !!! ! С~ Т' 1, ггв/, ДЛ ~о д р.гг,ц магр (6.5.10) йу (О) = к/(Ть) + 1), где к = к„„к; Т =- РС вЂ” постоянная времени фильтра. Отклонение частоты гетеродина Л/г при изменении частоты сигнала на Л/, (случай работы на линейном участке харак- теристики ЧД) равно Л/„= Ф (ь)) Л/„ Здесь к и Т вЂ” коэффициент передачи системы и постоянная времени фильтра; ЛР„, = (к+ 1)'4Т вЂ” эквивалентная полоса замкнутой системы АСЧ.
Приближенное равенство (6.5.10) справедливо для (Лалама/2Л/акр) (( 1 ° С точки зрения уменьшения влияния помех целесообразно полосу ЛР,„, системы сужать, увеличив постоянную времени Т фильтра. Организованные помехи большого уровня могут приводить к срыву слежения, когда расстройка Л) = / †/„ начинает значительно превышать раствор характеристики ЧД н система теряет способность следить за частотой сигнала. Существуют эффективные способы определения условий срыва слежения в системах радноавтоматики !118). Однако применение результатов, полученных в 1118! к частотной системе АСЧ, наталкивается на трудности. Последние обусловлены сложностью динамического эквивалента частотного дискриминатора.
Основные закономерности срыва изложены в работе !131 для простейшей статической системы АСЧ с однозвенным фильтром. Передаточная функция разомкнутой системы в этом случае где Ф(О) =— !+!ч те !у+! (6.5.!!) Здесь к„„ = к !(! + к) ж ! — коэффициент передачи замкнутой системы; т,„, = ТУ(к + !) ж ТУк — эквивалентная постоянная времени системы АСЧ. Полоса ЛР„, замкнутой системы на уровне 3 дБ связана с величиной т,„, зависимостью Лкзсч = !)2ктзкв. (6.5.12) Если на входе радиоприемного устройства действует широкополосный шум, то возможен срыв слежения, под которым в данном случае понимается окончательный выход расстройки Лг за пределы раствора характеристики ЧД. В соответствии с работой [!3! характеристикой срыва будем считать вероятность р перехода н указанное состояние за время наблюдения Г„.
Вероятность р пропорциональна времени и зависит как от уровня помехи, так и от параметров системы, Приведем некоторые количественные данные, полученные в ПЗ! для сравнительно больших отношений сигнал/ и!ум. При заданном уровне помех вероятность срыва р весьма резко зависит от отношения установившейся расстройкн Л)е к абсциссе Л) максимума частотной характеристики ЧД При малых отношениях Л|о!Л) вероятность срыва ничтожна*ц По мере приближения ЛГз/Л! к единице вероятность срыва нарастает тем интенсивнее, чем выше уровень помех. Отсюда следует, что для уменьшения вероятности срыва следует стремиться работать при малых установившихся ошибках.
Представление о количественных данных по срыву можно получить из графика рис. 6.29 зависимости относительной вероятности срыва от отношения установившейся расстройки Л)„ вызванной отклонением частоты сигнала Л), к расстоянию до экстремума Л~ характеристики ЧД. Для статических систем АСЧ, работающих в линейном режиме, Л|„= Л(,У(! + ) = Л), .
(6.5.13) При хорошей избирательности УПЧ Л)„ж Л/ „. Графики на рисунке 6.29 рассчитаны для случая действия ю В случае абсолютной симметрии хзрзктеристики ЧД. Прзитически, однако, срыв наблюдается даже при Ь!з — — О, что вызвзно асимметрией кзрзктеристини ЧД. 32О бЕЛОГО ШуМа На ВХадЕ рядна- л» Фб ля 3улл„ приемника; причем отдельные кривые соответствуют раз- гуу ~ е=зХл; личным значениям а и г). -з ьрд Здесь а = 2Л)з„!2пЛР„„— о =йг; отношение полосы УПЧз! к в-гр умноженной на 2я паласе ггз™ замкнутой системы, а з) — отношение эффективного напря. жения шума на входе ЧД (в пределах шумовой полосы в лз д=г/з, УПЧ или контуров ЧД) к эф- м-кзо фективному напряжению сигнала на входе ЧД.
Отсюда следует, что для обеспечения р . 8.29. более благоприятных условий по отношению к срыву слежения желательно паласу Лр,е„ замкнутой системы выбирать значительно меньшей полосы УПЧ при малой величине установившейся расстройки (большом значении к), что требует выбора фильтра с боль- шой инерционностью. Заметим, что при Лг„близких к нулю, и высоком уровне помех описанные результаты следует считать приближенными. йу 'л ~/УКЛБм 88 2. Применение фазовых систем слежения за частотой и фазой ю Н работе !!3! кривые соответствуют различным отношениям полосы контуров ЧД и постоянных тз, однако при УПЧ с высоной избирвтельностью полосу контуров можно заменить полосой УПЧ.
!! Ззк. 588 32! В качестве устройств фазовой селекции могут применяться фазовые системы автоматического слежения за частотой и фазой (системы фазавой автоподстройки частоты — ФАПЧ). Действие таких сисгем основано на использовании фазовых детекторов (ФД) для различения фаз или частот входных колебаний. Исследования показывают, что ФД можно рассматривать как устройство умножения сигналов, подаваемых на его входы с последующим сглаживанием; причем если частоты колебаний сигналов различаются ие очень существенно, то в выходном напряжении следует учитывать лишь низкочастотные составляющие разностных частот; высскоча- стотные составляющие (суммарные частоты) подавляются фильтром низких частот ФД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
