6.3. Фазочуствительные усилители

При рассмотрении сельсинов уже отмечались некоторые задачи, возлагаемые на ФЧУ. В общем случае ФЧУ обеспечивает: преобразование сигналов управления, снимаемых с индикаторов рассогласования; усиление сигналов управления по мощности; переключение каналов управления с точного на грубый и наоборот; блокировку стрельбы из ААО при переходе с точного канала управления на грубый.

Преобразование сигнала управления обусловлено следующим. Сельсинные пары (см. п. 6.2) формируют сигнал управления на несущей частоте питающего напряжения

.

Здесь в круглых скобках выделены амплитуда и фаза («знак» амплитуды) сигнала, снимаемого с сельсина-приемника.

В качестве же ИД в ЭСлПр используются электродвигатели постоянного тока. Это обстоятельство требует преобразования сигналов управления, снимаемых с сельсинов, к форме, удобной для управления электродвигателями постоянного тока.

Такое преобразование легко осуществить с помощью ключевых схем, источника опорного напряжения и выпрямителя. Эпюры напряжений на рисунке 6.7 поясняют производимые преобразования.

Н а ключевые схемы подаются: на первый вход сигнал ; на второй вход опорное напряжение на той же несущей частоте, что и сигнал . На выходах ключевых схем появляются «импульсы» только в том случае, если есть «импульсы» (полуволны синусоид) на обоих входах. Причем, если фазы полуволн синусоид совпадают, импульсы имеют одну полярность, если фазы полуволн синусоид не совпадают, то импульсы имеют противоположную полярность.

С выходов ключевых схем «импульсы» поступают на выпрямитель, где преобразуются в «постоянное» сигнальное напряжение .

Если рассогласование между ВУ и ААО равно нулю ( ), то сигнал на выходе СП равен нулю ( ). Соответственно и на выходе выпрямителя сигнальное напряжение будет равно нулю ( ).

Если имеется некоторое рассогласование между ВУ и ААО и его условно принимать положительным ( ), то на выходе выпрямителя будет положительное постоянное сигнальное напряжение, пропорциональное : . При рассогласовании ВУ и ААО в другую сторону, которое условно принимаем отрицательным ( ), на выходе выпрямителя будет отрицательное «постоянное» сигнальное напряжение, пропорциональное : .

При большем рассогласовании между ВУ и ААО будет большее по амплитуде сигнальное напряжение.

Усиление сигнала по мощности является основной функцией ФЧУ. Особенностью здесь является то, что необходимо обеспечить стабильную работу усилителя в широком температурном диапазоне ( ). Полупроводниковые же устройства, с использованием которых изготовляются современные ФЧУ, обладают большой температурной нестабильностью. Это обстоятельство требует применение специальных решений для обеспечения заданной стабильности (постоянства коэффициента усиления) работы ФЧУ.

Работа СУНО на точном канале управления обеспечивает точную наводку ААО на цель и его эффективное применение. Однако максимальные скорости движения ААО при работе СУНО на точном канале ограничены необходимостью обеспечения заданной точности работы СлПр. Это приводит к таким нежелательным явлением, как принципиальной невозможности слежения за интенсивно перемещающейся целью и затягиванию времени переброса ААО для обстрела другой цели. По этим причинам, даже если бы не требовалось введения грубого канала по причине особенностей работы сельсинов, второй канал (названный, например, ускоренным, быстрым, грубым) в СУНО необходим для решения всей совокупности тактических задач, возлагаемых на ААУ. В силу же особенностей работы сельсинов в следящих приводах ААУ в них есть точный и грубый каналы. В этом случае на грубый канал возлагается, как уже отмечалось, и функция обеспечения движения ААО с максимально возможной скоростью.

Блокировка стрельбы при переходе работы СУНО с точного канала на грубый канал вполне очевидна. При больших рассогласованиях между положением ААО и положением ВУ (естественно предполагается, что ВУ направлено на обстреливаемую цель) стрельба будет неэффективной и с целью сохранения боекомплекта патронов ее необходимо прекратить. Задача решается автоматически за счет прерывания цепи стрельбы при переходе работы СУНО на грубый канал. Для этой цели в составе ФЧУ имеется специальное устройство, часто называемое автоматом защиты.

Отметим, что при наводке ААО на цель в двух плоскостях (наличии СУНО с двумя каналами управления), цепь стрельбы прерывается при переходе на грубый канал работы хотя бы одного канала СлПр.

При рассмотрении математической модели точного канала СлПр передаточная функция ФЧУ представляется идеальным усилительным звеном с коэффициентом усиления

,

где – изображение Лапласа выходного сигнала ФЧУ.

Коэффициент усиления есть коэффициент усиления точного канала ФЧУ по напряжению. Числовые значения коэффициента усиления ФЧУ в типовом ЭСлПр лежат в диапазоне 25…105.

При этом коэффициент усиления типового ФЧУ по мощности составляет порядка пяти. При максимальной мощности в 5 Вт, снимаемой с сельсинов, выходная мощность типового ФЧУ по точному каналу составляет порядка 25 Вт.