книги из ГПНТБ / Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник

цепи которых применяются мосты Вина. Выходное сопротивление усилителя непосредственно входит в схему фазирующей цепи и определяет частоту генерируемого сигнала. Вход усилителя вклю­ чен в диагональ моста.

Упрощенная схема звукового генератора (рис. 3.7) собрана на транзисторах с использованием мостового RC-генератора, состоя­ щего из усилителя (77, Т2, ТЗ) и моста Вина. Левая часть моста Вина частотно-избирательная, она осуществляет положительную обратную связь, правая часть представляет цепь отрицательной обратной связи.

а

Рис. 3.7. Упрощенная принципиальная схема звукового генератора

Цепь положительной обратной связи, состоящая из резисто­ ров Rl, R2 и емкостей Cl, С2, служит для управления частотой генератора, так как генератор возбуждается на той частоте, для

а коэффициент передачи, т. е. отношение напряжения между точ,- ками в и б к напряжению между точками а и б, будет равен 7 3 - Это видно из следующей зависимости:

(3.2)

Для обеспечения самовозбуждения генератора требуется, чтобы коэффициент усиления усилителя с учетом отрицательной обратной связи был больше трех.

Цепь отрицательной обратной связи, состоящая из резистора R4

и термистора R3, служит для стабилизации выходного напряжения

«для ограничения напряжения на выходе усилителя в пределах линейного участка характеристики транзистора.

Усилитель состоит из трех транзисторных каскадов, из кото* рых первый и третий выполнены по схеме с общим эмиттером, а

111

второй является эмиттерным повторителем и служит для согласо­ вания каскадов.

Частота колебаний изменяется при изменении R и С. При этом переключением пар резисторов R осуществляется скачкообразное изменение частоты, а с помощью сдвоенных конденсаторов произ­ водится плавное перекрытие частоты.

В зависимости от допустимых погрешностей основных парамет­ ров: установки частоты, установки уровня выходного напряжения (мощности), модуляции — генераторы сигналов делятся на три класса точности: первый, второй и третий. Кратковременный уход частоты (за 15 мин) для генераторов различного класса точности лежит в пределах от ±0,003 до ±0,03% номинальной частоты. Погрешность установки уровня выхода генератора низкой частоты лежит в пределах 8—23%.

§ 18. ГЕНЕРАТОРЫ КОЛЕБАНИЙ ВЫСОКИХ И СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ

Для проверки систем самонаведения ракет, использующих ра­ диолокационный контраст цели, в качестве стимуляторов автома­ тических систем контроля применяются генераторы сигналов сверх-

Индикатор уровня выхода

1 выход

Рис. 3.8. Структурная схема генератора высокочастотных колебаний

высоких частот. Генераторы сигналов — это источники некалиброванных по выходному напряжению (мощности) электрических оигналов. Генераторы должны обладать хорошей стабильностью частоты и иметь точную установку частоты генерируемых колеба­ ний.

Генератор колебаний (рис. 3.8) обеспечивает создание ВЧ коле­ баний достаточной мощности, калиброванных по частоте и форме. Форма колебаний генератора задается модулятором. Делитель вы­ ходного напряжения служит для получения калиброванной выход­ ной мощности. В качестве источников колебаний могут использо­ ваться отражательные клистроны и лампы обратной волны,

112

Высокочастотные колебания, генерируемые клистронным гене­ ратором (рис. 3.9), стабилизируются с помощью схемы автомати­ ческой подстройки частоты (АПЧ). Основным элементом схемы является высокочастотный дискриминатор, вырабатывающий на­ пряжение сигнала ошибки при отклонении частоты генерации от номинального ее значения.

Напряжение сигнала ошибки после усиления воздействует на отражатель клистрона и возвращает частоту генерируемых коле­ баний к исходному значению. Усиление напряжения сигнала ошибки производится по промежуточной частоте. Для этой цели напря­ жение, снимаемое с детектора, преобразуется с помощью баланс­ ной (смесительной) схемы и опорного генератора в сигнал проме­ жуточной частоты. За усилителем промежуточной частоты нахо­ дится фазовый детектор, напряжение выхода которого подается на отражатель клистрона и имеет полярность и величину, при кото­ рых компенсируется уход частоты клистрона. Для обеспечения устойчивости системы на выходе фазового детектора установлен фильтр с большой постоянной времени. Процесс настройки гене­ ратора на определенную частоту состоит в перестройке частоты клистрона до наступления захвата.

Для примера рассмотрим имитатор высокочастотных сигналов, предназначенной для генерирования радиосигналов при контроле радиолокационного координатора цели (рис. 3.10). К его основным элементам относятся генератор литерной частоты (ГЛЧ), форми­ рователи импульсов фиксированной дальности «ФД», фазирующего импульса «ФИ», импульса цели «ИЦ», импульса передатчика «ИП», напряжения дискриминатора (7ДИс, формирователь команд, выда­ ваемых в объект контроля и в аппаратуру контроля, а также ге­ нератор сверхвысоких частот (СВЧ).

Генератор литерной частоты вырабатывает модулированные сигналы, поступающие на формирователь импульса «ФД» и через линии задержки Лз1, Лз2 соответственно на формирователи им­ пульсов «ФИ», «ИП» и «ИЦ». Импульс «ФД» формируется по команде «Накал», подаваемой с пульта контроля, а импульс «ФИ» по команде «Подготовка», следующей через некоторое время после команды «Накал». Импульсы «ИЦ» и «ИП» служат для модуля­ ции сигналов кварцевого генератора СВЧ, причем «ИЦ» задержан относительно «ИП» на 12 мкс.

Генератор управляющего напряжения постепенно изменяет время задержки Лз2 по команде «Проверка ускорения», чтобы «ИЦ» приближался постепенно к «ИП» вначале с ускорением, а затем с постоянной скоростью до прихода с генератора СВЧ им­ пульса «ФД», по которому между импульсами «ИЦ» и «ИП» вклю­ чается постоянная задержка. Дальнейшее сближение импульсов происходит скачкообразно до снятия сигнала «Головка готова»

(«ГГ»),

На вход формирователя команд поступают импульсы «ФД» или «ФИ», сигнал с объекта «МС» и команды «Накал», «Подготовка»,

вынов

Рис. 3.9. Структурная схема ВЧ генератора сантиметрового диапазона

«Подготовка захвата». Команда «Фазировка» поступает в объект при наличии команды «Накал» и снимается при совпадении сиг­ налов «ФД» («ФИ») и «МС» (механизм связи), т. е. когда напря­ жение дискриминатора Umс равно нулю.,

Команда «Проверка захвата» появляется при наличии.команды «Накал» и снимается по приходу команд «Подготовка», «Подго­ товка захвата» через 1,25 с после снятия команды «Фазировка». Команда «Захват» формируется при наличии команд «Накал» и «Подготовка» после снятия команды «Проверка захвата». Одно­ временно формируется команда «ГГ».

Рис. 3.10. Структурная схема имитатора радиосигналов для радиолокационного координатора цели

При поступлении в генератор СВЧ команды «Проверка за­ хвата» включается привод аттенюатора плавной регулировки мощ­ ности выходного сигнала генератора, который выключается по команде «ГГ». С генератора СВЧ снимается напряжение £/ДП)

пропорциональное мощности СВЧ сигнала, которое в блоке инди­ кации измеряется по командам «Захват» и «ГГ». Сигнал СВЧ че­ рез антенну передается на объекгжонтроля, о котором формируются импульсы МС. При наличии импульсов «МС» и «ФД» («ФИ») фор­ мирователь С/дис вырабатывает напряжение, пропорциональное времени совпадения этих Импульсов, которое служит для под­ стройки несущей частоты объекта контроля.

Генератор литерной частоты (рис. 3.11) собран на основе квар­ цевого генератора и служит для создания определенного напряже­ ния с фиксированной частотой модуляции. Сигнал кварцевого ге­ нератора поступает в автогенераторный делитель, усиливается в усилителе-обострителе, с которого в виде коротких импульсов по-

Рис. 3.11. Структурная схема генератора литерной частоты

дается на вход триггерных делителей частоты (Т1—Т6). С выхода триггера Тб сигнал через усилитель У1 идет на формирователи импульсов «ФД», «ИЦ» и т. д. Для автоматической подстройки необходимой частоты сигнал с выхода Тб управляет через У2 и

Рис. 3.12. Функциональная схема формирователя импульсов

схему управления литерной частоты работой триггеров Т1—ТЗ. Схема управления работает при наличии команды, соответствую­ щей положению переключателя литерной частоты, и является де­ шифратором кода литерной частоты.

Формирователи импульсов «ФД», «ФИ», «ИЦ» и «ИП» рабо­ тают следующим образом (рис. 3.12 и 3.13). На вход схемы фор-

116

мирователей поступают импульсы 1 с частотой следования /мод из ГЛЧ. Усилитель этих импульсов, собранный на транзисторе с об­ щим эмиттером, выдает импульсы 2>в схему расширителя, представ­ ляющего собой ждущий мультивибратор. Расширенные по длитель­ ности импульсы 3 в формирователе импульсов «ФД» дифференци­ руются. Из положительных продифференцированных импульсов образуется импульс «ФД» 4. Одновременно импульсы 3 с расшири-

Рис. 3.13. Диаграмма работы формирователя импульсов

теля поступают в схему задержки 30 мкс, собранной по схеме ждущего мультивибратора. Задним фронтом задержанного им­ пульса 5 запускается схема задержки 3,5 мкс и схема плавной задержки 3,5—15,5 мкс. Импульсы 6 со схемы задержки 3,5 мкс служат для формирования импульсов «ИП» 11, а импульсы 7 и 8, соответственно задержанные плавной задержкой и схемой задерж­ ки 0,5 мкс, поступают на формирователи импульсов «ФИ» 9 и «ИЦ» 10. Импульсы 9 vi 10 подаются на оконечный каскад, служа­ щий для согласования схемы с нагрузкой.

Схема плавной задержки управляется генератором управляю­ щего напряжения (ГУН), состоящего из интегрирующего ДС-зве- на, интегрирующего усилителя и эмиттерного повторителя. При изменении напряжения на выходе ГУН изменяется величина вре-

117

Оо

Рис. 3.14. Функциональная схема временного дискриминатора

менй задержки «ЙЦ» относительно «ЙП». Реле Р1—Р4 предназ­ начены для подключения нагрузки к формирователям импульсов при наличии соответствующих команд: «Накал», «Подготовка» и др. Реле Р5 служит для перевода схемы в режим сближения им­ пульсов «ИЦ» и «ИП».

Схема временного дискриминатора включает линию задерж­ ки Лз, ждущий мультивибратор, два каскада совпадения, два пре­ образователя и суммирующий усилитель (рис. 3.14). Импульс «МС» с объекта контроля задерживается Лз на время, равное по­ ловине его длительности, и запускает мультивибратор, который генерирует импульсы длительностью, равной половине периода

вибратора формируется либо по­ ложительный, либо отрицательный импульс, длительность которого

определяется временем совпадения. Полярность импульса зависит от того, в каком каскаде произошло совпадение. Так, при отстава­ нии импульсов «ФД» («ФИ») относительно импульса «МС» рабо­ тает первый каокад совпадения, формирующий отрицательный

ветствии с полученными сигналами вырабатывают напряжения определенной полярности, величины которых пропорциональны длительности импульсов совпадения. При полном совпадении им­ пульса «ФД» («ФИ») с импульсом «МС» на выходе преобразова­ телей получаются напряжения одинаковой амплитуды, но различ­ ной полярности. Суммирующий усилитель производит алгебраиче­ ское суммирование этих сигналов и усиление. Характеристика временного дискриминатора показана на рис. 3.15.

Канал выдачи команд состоит из инвертора, схемы совпадения, каскада выдержки времени команд «Проверка захвата» и «За­ хват» и каскада выдержки времени «ГГ».

В инверторе происходит изменение полярности импульса «МС», после чего он поступает в схему совпадения, куда подается сиг­ нал «ФД» («ФИ»), Схема совпадения выдает сигнал «Фазировка» при наличии команды «Накал», которая снимается при совпаде­ нии импульсов «ФД» («ФИ») и «Строб МС». Команда «Захват 1»

119

выдается при подаче команд «Накал» и «Подготовка» через время, определяемое каскадом выдержки времени команд «Проверка за­ хвата» и «Захват 1» после снятия команды «Фазировка».

Команда «Проверка захвата» выдается при подаче команды «Накал» и снимается при последующем поступлении команд «Под­ готовка» и «Подготовка захвата» после снятия команды «Фазировка». Команда «ГГ» выдается при подаче команд «Накал» и «Подготовка» через время, определяемое каскадом выдержки вре­ мени «ГГ» после снятия сигнала «Проверка захвата».

Генератор сверхвысоких частот предназначен для генерирова­ ния высокочастотных сигналов на литерной частоте радиолокаци­ онной станции.

§ 19. ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Для калибровки инфракрасной аппаратуры широко использу­ ются источники типа «черное тело». Они поглощают падающее на них излучение любых длин волн. Спектральное распределение из­ лучения абсолютно черного тела описывается законом Планка:

Т — абсолютная температура, К.

Графики зависимости спектральной плотности излучения абсо­ лютно черного тела от длины волны в диапазоне температур от 500 до 900 К (рис. 3.16) показывают, что полный лучистый поток, излучаемый абсолютно черным телом и пропорциональный пло­ щади под соответствующей кривой, быстро возрастает с ростом температуры. Это возрастание характеризуется законом СтефанаБольцмана:

При изменении температуры абсолютно черного тела значение длины волны, соответствующее максимальной спектральной плот­ ности лучистого потока, смещается, подчиняясь закону смещения

где С= 2897,8 К-мкм.

Плотность излучения R' реальных тел всегда меньше плотности излучения R абсолютно черного тела при той же температуре. От­

ношение е = -^г называется к о э ф ф и ц и е н т о м и з л у ч е н и я

120