Контрольные вопросы

1. Поясните принцип действия системы ФАП.

2. Изобразите структурную схему линейной системы ФАП. При каких условиях она применима?

3. Какой вид имеет дискриминационная характеристика? Как влияет её форма на показатели качества системы (устойчивость, быстродействие, точность, полосу захвата)?

4. Что называется регулировочной характеристикой подстраиваемого генератора? Как влияет её форма на показатели качества системы?

5. Какие требования предъявляются к ФНЧ системы?

6. Как определяется запас устойчивости системы ФАП по логарифмическим частотным характеристикам?

7. Каким требованиям должна удовлетворять ЛАХ разомкнутой системы и почему?

8. Чему равна установившаяся фазовая ошибка при типовых воздействиях (ступенчатое, линейное, квадратичное) для систем с астатизмом первого и второго порядка?

Тема 5: «системы слежения за задержкой сигнала»

Системы этого класса предназначены для слежения за задержкой (временем запаздывания) принятого сигнала. Они широко используются в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении в качестве следящих измерителей дальности (СИД), а также в радиосвязи и телевидении – в качестве систем временной синхронизации.

Принцип действия таких систем рассмотрим на примере некогерентной импульсной РЛС следящего типа. Излучаемый (зондирующий) сигнал представляет собой периодическую последовательность радиоимпульсов заданной формы (например, прямоугольной) с постоянной или меняющейся по известному закону частотой заполнения и случайной от импульса к импульсу начальной фазой. Отражённый от цели сигнал поступает в приёмник РЛС, где усиливается, фильтруется от помех и мешающих сигналов и детектируется. В результате на выходе приёмника формируется последовательность видеоимпульсов, задержанных относительно зондирующих импульсов на время

,

определяемое дальностью D до цели (с – скорость распространения радиоволн, равная скорости света). Поскольку цель движется, то задержка  изменяется от импульса к импульсу. Для измерения  (а следовательно, и дальности) используется следящий измеритель (ССЗ), который отслеживает изменяющуюся задержку (осуществляет автоматическое сопровождение по дальности).

Функциональная схема ССЗ представлена на рис. 5.1.

Сигнал с выхода приёмника (последовательность видеоимпульсов) U_с(t – ) поступает на временной дискрими­натор (ВД), где сравнивается по задержке с двумя селекторными им­пульсами: ранним и поздним. Селектор­ные импульсы представляют пару тесно примыкающих друг к другу прямоуголь­ных импульсов той же длительности_и, что и сигнал. Формируются эти импульсы генератором (ГСИ), запускаемым выходным импульсом схемы управляемой задержки (СУЗ). В зависимости от величины и знака временного рассогласования (–соответственно задержка сигнального и селек­торных импульсов) на выходе дискриминатора формируется постоянное (точнее мед­ленно меняющееся напряжение)U(t), которое используется для управления положе­нием селекторных импульсов. Достигается это путём изменения задержки опорного импульса U_оп(t), подаваемого на схему управляемой задержки от устройства поиска сигнала (на схеме не показано).

Рис. 5.1

Зависимость U() (дискриминационная характеристика) представлена на рис. 5.2 (соответствует прямоугольному сигнальному импульсу).

Если начальное рассогласование не превышает половины раскрыва дискриминационной характеристики, то есть величины 3_и/2 (в любую сторону от нуля), то на выходе дискриминатора имеется напряжение, которое, воздействуя на СУЗ, смещает селекторные импульсы, совмещая их с сигнальным импульсом (устанавливается =0). Знак напряжения определяет направление перемещения селекторных импульсов (в сторону опережения или запаздывания). Измерение дальности осуществляется путём измерения времени запаздывания селекторных импульсов относительно синхроимпульса, определяющего момент излучения сигнала. Фильтр нижних частот ослабляет мешающее действие помех и формирует управляющее напряжение, компенсирующее начальное временное рассогласование, а также ошибку, обусловленную движением цели. Поскольку в режиме слежения (0) напряжение на выходе дискриминатора отсутствует (это равносильно разомкнутой цепи «дискриминатор – ФНЧ»), фильтр обязательно содержит интегрирующие звенья (обычно одно или два), то есть обладает «памятью». В противном случае управляющее напряжение было бы равно нулю и автосопровождение цели было бы невозможно.

Рис. 5.2

Рис. 5.3

Один из возможных вариантов построения временного дискриминатора представлен схемой, изображенной на рис. 5.3. Дискриминатор состоит из двух идентичных каналов, в каждом из которых содержатся временной селектор (ключ) и интегратор со сбросом. Выходное напряжение дискриминатора формируется путём вычитания напряжений на выходах интеграторов.

Временные диаграммы (рис. 5.4) поясняют работу дискриминатора. Сигнал на выходе ВС каждого канала представляет последовательность импульсов, длительность которых определяется знаком и величиной расстройки . Интеграторы формируют постоянное напряжение, пропорциональные длительности импульсов ВС (сброс интеграторов производится по переднему фронту селекторных импульсов). «Память» интеграторов равна периоду повторения импульсов. Поэтому изменение задержки сигнала из-за движения цели будет отслеживаться системой безошибочно (при условии, что характеристики ФНЧ согласованы с характером движения).

Рис. 5.4