книги из ГПНТБ / Фролкин В.Т. Импульсная техника учебное пособие для радиотехнических факультетов высших учебных заведений

нием линий задержки заключается в том, что один или не­ сколько приходящих импульсов одной серии задерживаются до совпадения по времени с импульсами, приходящими позже, и используются в качестве селекторных. Достаточно надеж­ ный прием серии импульсов может быть осуществлен, если серия состоит из трех или более импульсов, а устройства задержки включены последовательно и совмещают ранее приходящие импульсы с последующими. В результате на выходе устройства получается единичный импульс, сво­ бодный от помех.

Всхеме рис. 10. 2 каждая серия состоит из двух импуль­ сов. Работа схемы иллюстрируется формой колебаний в раз­ личных точках (рис. 10. 2, б). Как видно из этого рисунка, величина смещения — Eg на сетке лампы выбрана таким образом, что лампа может открыться при совпадении по вре­ мени положительного импульса на сетке и отрицательного импульса в катоде. Это достигается следующим образом. Первый из каждой пары импульсов проходит по коротко­ замкнутой линии задержки вначале в прямом, а затем в обрат­ ном направлении и достигает сеточного отвода линии в тот момент, когда в катод поступает второй импульс. Сопроти­ вления Ди и в параллельном соединении должны быть согласованы с волновым сопротивлением линии задержки для поглощения обратной волны.

Описанный процесс может быть последовательно повто­ рен в нескольких каскадах для селекции любого необходи­ мого числа импульсов.

Вкодированной последовательности импульсов второй импульс каждой пары может быть модулирован по времени.

Вэтом случае изменение длительности выходного импульса может быть зарегистрировано с помощью схем временного сравнения, описанных ниже.

Схемы селекторов, действующих аналогично описанному выше дешифратору, применяются для селекции импульсов, длительность которых лежит в заданных пределах. Такие

дешифрирующие схемы широко применяются, например, в радиолокационных маяках.

Квазиселекторы, использующие пилообразное напряже­ ние. Селекцию импульсов по длительности можно осуще­ ствить, если селектируемые импульсы использовать для управления длительностью пилообразного напряжения постоянной крутизны. В этом случае амплитуда пилообраз­ ного напряжения, которая будет изменяться пропорцио­ нально длительности входных импульсов, может быть исполь­ зована для дальнейшей индикации.

340

Ключевые схемы временных селекторов. Временные селекторы с использованием последовательных или парал­ лельных ключей являются более совершенными. Их работа в меньшей степени зависит от амплитуды и формы селектор­ ного импульса, который должен удовлетворять следующим, менее жестким требованиям: амплитуда селекторного импульса должна превышать напряжение сигналов в схемах диодных селекторов, а в случае применения селекторов

б)

Рис. 10. 3. Ключевые диодные схемы временных селекторов.

на многосеточных лампах амплитуда импульса должна быть больше сеточного смещения. Ключевые схемы на диодах

образованным при прохождении селекторных импульсов. Селектируемый импульс сигнала, складываясь с селектор­ ным, открывает пару соответствующих диодов (Д1а и Д2д при отрицательной полярности и Д1б и Д2а при положитель­ ной) и проходит на выход схемы.

Нормальная работа этой схемы во многом зависит от пра­ вильного выбора параметров цепи смещения R^CR.

Емкость С\ должна быть достаточно велика для того, чтобы сигнал проходил без искажения через разделительную цепочку, включающую низкоомные сопротивления двух диодов и сопротивление R3. Величина сопротивления Rlt

341

определяющая постоянную времени разряда емкости С1Т выбирается в зависимости от конкретных условий работы схемы.

Для увеличения полосы пропускаемых частот сопроти­ вления Лз и Rs обычно выбираются низкоомными порядка

единиц или десятых долей килоома. В схеме с параллельными ключами (рис. 10. 3, б) в отсутствие селекторных импульсов диоды открыты и закорачивают выходные клеммы. Как уже указывалось в разделе 8. 3, диоды Дг фиксируют начальное, близкое к нулю значение потенциала выходного напряже­ ния. На выход схемы проходят лишь те импульсы сигнала, которые совпадают по времени с селекторными импульсами, запирающими диоды.

Величины сопротивлений Rx и R2, а также источников напряжения Еа и —Е выбираются так, чтобы обеспечить ток диодов в пределах 5—10 ма. Поскольку в схеме существует фиксация начального уровня сигнала, эти величины некри­ тичны. Эта схема по сравнению с предыдущей более универ­ сальна и надежна в работе.

Недостатком схемы рис. 10. 3, б является прямое про­ хождение неселектируемых сигналов на выход. Это имеет место в случае низкоомных сопротивлений R3, R4 вследствие конечного сопротивления открытых диодов.

В ключевых схемах временных селекторов на триодах, принцип действия которых аналогичен, селекторные импульсы обычно подаются в сеточные цепи, что облегчает требования к источнику селекторных импульсов.

Временные селекторы на многосеточных лампах. В тех случаях, когда селекторные импульсы и сигнал поступают с высокоомных источников, наилучшие результаты полу­ чаются при использовании для временной селекции много­ сеточных ламп.

Селекторный импульс обычно подается на защитную сетку пентода или на вторую управляющую сетку много­ сеточных ламп (пентагридов или гексодов). На рис. 10. 4 приведена схема селектора с использованием пентода 6Ж.2П, специально разработанного для целей временной селекции и временной модуляции; положительный селекторный импульс подается на защитную сетку, а селектируемые сигналы — на управляющую. Характеристика лампы 6Ж2П по защитной сетке такова, что анодный ток почти не зависит от амплитуды селекторного импульса, если потенциал этой сетки превышает потенциал катода. В нормальном рабочем режиме величина селекторного импульса должна составлять 5—10 в. В отсутствие селекторного импульса лампа заперта

342

по анодной цепи отрицательным напряжением на третьей сетке. Таким образом, в анодную цепь проходит лишь сиг­ нал, совпадающий по времени с селекторным импульсом.

Недостатком схемы является нелинейность амплитудной характеристики, так как для предотвращения появления селекторного импульса на выходе схемы смещение на упра­ вляющей сетке должно быть близким к напряжению запи­ рания.

Улучшение линейности характеристики достигается в схеме рис. 10. 5, где применена отрицательная обратная

прохождение сигналов на выход схемы, однако это обычно не вызывает затруднений, так как полярность этих сигна­ лов обратна полярности селектируемых импульсов.

схема селектора, выходной импульс которого появляется только при двойном совпадении сигналов и селекторных импульсов в цепях управляющей и защитной сеток. Как видно из рис. 10. 6, схема является комбинацией двух диод­ ных параллельных ключей с пентодным селектором. Выбор величин сопротивлений Rlt R2, R3 не отличается от рас­ смотренного ранее для предыдущих схем. В частности, для уменьшения интегрирующего действия межэлектродных емкостей диодов, показанных пунктиром на рис. 10. 6,

343

сопротивление Д2 выбирается сравнительно низкоомным — порядка нескольких тысяч ом.

Схему большего числа совпадений можно получить путем

не могли попасть на сетки пентода до тех пор, пока требуемое число положительных импульсов не совпадет с входным сигналом.

Рис. 10. 6. Схема двойного совпадения.

Регулируемые временные селекторы. Часто необходимо не только осуществить совпадение двух импульсов, но и из­ мерить степень этого совпадения. Определение точности совпадения двух импульсов составляет одну из частей про­ цесса временного различения, описанного ниже. Для опреде­ ления точности совпадения импульсов можно применить два каскада, на каждый из которых подаются регулируемые по времени селекторные импульсы.

На рис. 10. 7 представлена схема регулируемого времен­ ного селектора, состоящая из двух параллельных каскадов, аналогичных описанному выше в схеме рис. 10.5. Селекти­ руемый сигнал одновременно поступает на управляющие сетки обоих пентодов. Селекторные импульсы, поступающие на защитные -сетки, сдвинуты по времени на длительность селекторного импульса так, как показано на рис. 10. 7, б. В этом случае на выход каждого из каскадов будет проходить лишь часть импульса сигнала, совпадающая с соответствую­ щим селекторным импульсом. Запаздывание пары селектор­ ных импульсов по отношению к селектируемому импульсу

344

Рис. 10. 7. Регулируемый временной селектор

на пентодах.

345

может изменяться. При этом форма разностного и суммар­ ного сигнала также будет меняться.

Детектирование выходного сигнала U (/) «по площади» с помощью разностных детекторов, описанных ниже, дает чувствительную индикацию относительного положения во времени селектируемого сигна­ ла и стробирующих импуль­

сов.

На рис. 10. 8, а представлена схема регулируемого селектора с последовательно включен­ ными триодами. Селекторный (стробирующий) импульс в этой схеме является одинарным и поступает на аноды двух ламп одновременно. При условии полной идентичности верхнего и нижнего плечей и в отсут­ ствие сигнала выходной потен­ циал (точка Д) не изменится. Также и импульсы сигнала из цепей управляющих сеток, если в это время отсутствует селек­ торный импульс, не могут из­ менить потенциала точки А, так как лампы обесточены.

Импульсы сигнала, как это видно из схемы, и формы коле­ баний (рис. 10. 8, б) при подаче на сетки лампы как бы «рас­ щепляются», а именно: на сетку Л1 сигнал поступает непосред­ ственно, а на сетку Л2 — через линию задержки с запаздыва­

5)нием на время длительности

повышается, а затем понижается вследствие перераспреде­ ления потенциалов делителя, составленного из плечей схемы.

Таким образом, степень симметрии выходного на­ пряжения, как и в рассмотренной выше схеме, будет

S46

определяться степенью рассогласования осей симметрии

ром понимается устройство, выходное напряжение (ток) которого пропорционально длительности входного импульс­ ного сигнала. Важнейшей областью применения временных

демодулирующим устройствам — линейности демодуляционной характеристики, — к таким устройствам предъявляются также требования надежной работы в условиях помех раз­ личных типов.

Получение выходного напряжения (тока), пропорцио­ нального длительности входных импульсов, осуществляется обычно так называемым «детектированием по площади» входных импульсов или же преобразованием входных пря­ моугольных импульсов в треугольные, модулированные по амплитуде с последующей амплитудной демодуляцией. По существу, как в первом, так и во втором случае исполь­ зуется один и тот же принцип — выделение и индикация напряжения на конденсаторе зарядной цепи за время, рав­ ное длительности входного импульса.

Вкомпараторах, использующих «детектирование по пло­ щади», обычно используется нелинеаризованная экспонента,

ав качестве предельного напряжения служит напряжение входного сигнала. Схемы таких компараторов весьма просты, но обладают меньшей точностью, так как выходное напря­ жение зависит, в частности, от амплитуды входных сигналов.

Вкомпараторах второго типа входные импульсы исполь­ зуются для коммутации генератора пилообразного напря­ жения постоянной крутизны, изменение амплитуды кото­ рого, пропорциональное длительности коммутирующих импульсов, регистрируется затем амплитудным детектором. Эти устройства некритичны к амплитуде входных импульсов

иболее точны, однако схемы их более громоздки.

Компараторы с использованием детектирования по пло­

щади. На рис. 10. 9 представлены две схемы с использова­ нием так называемых экспоненциальных детекторов, т. е.

347

схем, в которых выходное напряжение в интервале между импульсами сигнала спадает по экспоненциальному закону.

В обеих схемах для повышения помехоустойчивости при­ менена временная селекция с использованием временных селекторов — диодного и пентодного (рис. 10. 9, а и 10. 9, б).

Демодуляции под­ вергаются лишь те им­ пульсы, которые совпа­ дают по времени со стробирующими им­ пульсами. Постоянные времени зарядных и раз­ рядных цепей детектора выбираются в зависи­ мости от требований, предъявляемых к схеме.

При увеличении по­ стоянной времени цепи

рядную емкость непосредственно перед приходом очеред­

ного импульса сигнала.

Компараторы с использованием генераторов пилообраз­ ного напряжения и пиковых детекторов. В этих схемах импульс сигнала, подлежащий вначале демодуляции по дли­ тельности, используется для коммутации лампы-ключа генератора пилообразного напряжения, в качестве которого обычно применяются компенсационные или интегрирующие схемы, рассмотренные в гл. 3. Наклон пилообразного напря­ жения выбирается таким, чтобы обеспечить пропорциональ­ ность между амплитудой напряжения и длительностью импульса сигнала во всем диапазоне модуляции. Пилообраз­

348

ное выходное напряжение затем детектируется амплитудным детектором. Дополнительным требованием к генератору пилообразного напряжения является соответствие времени восстановления схемы периоду следования импульсов сиг­ нала.

В качестве амплитудного детектора может быть применен обычный экспоненциальный детектор (рис. 10. 10, а), детек-

Рис. 10. 10. Схемы амплитудных детекторов.

тор со сбросом (рис. 10. 10, б) или ключевой детектор

(рис. 10.10, в).

Постоянная времени зарядной цепи в этих детекторах должна быть намного меньше минимальной длительности пилы. Линейное и стабильное детектирование получается при амплитудах пилообразного напряжения, превышаю­ щих 10—20 в.

В простом диодном детекторе (рис. 10. 10, а) для исклю­ чения частотных искажений необходимо, чтобы разряд емкости С через сопротивление 7? происходил со скоростью, превосходящей максимальную скорость изменения ампли­ туды пилы. Значительное уменьшение постоянной времени разряда RC приводит к увеличению пульсаций выходного напряжения. Два указанных выше взаимно противоречивых требования исключаются в схеме детектора со сбросом

349