3.5.5. Примеры структурных схем электронного тракта оэс

Рас­смотрим структурные схемы электронного тракта ОЭС с ампли­тудно-фазовой и частотно-фазовой модуляцией излучения от то­чечного объекта. Типичными примерами ОЭС с непрерывным управлением являются координаторы пространственного сопровождения точечных объектов [2,32].

Структурная схема обработки сигнала при амплитудно-фазо­вой модуляции с одноплощадочным ПИ приведена на рис. 3.39. В качестве МАИ можно использовать различные растровые модуляторы, например секторный растр, показанный на рис. 3.17. Сигнал, снимаемый с фотоприемного устройства (ФПУ), включаю­щего ПИ, предусилитель и фильтр, можно записать в виде [2,32]

, (3.140)

где – амплитуда немодулированного сигнала; – коэффициент амплитудной модуляции, зависящий от модуля угла рассогласования (угол между оптической осью ОЭС и направлением на объект) и полярного угла ; – частота несущей; – частота огибающей;  – фаза, соответствующая полярному углу изображения точечного объекта в системе координат, связанной с оптической осью ОЭС. Из сигнала, описываемого зависимостью (3.140), необходимо выделить составляющую сигнала на огибаю­щей частоте, которая несет информацию о положении объекта в поле зрения ОЭС. Сигнал, снимаемый с ФПУ, поступает в уси­литель несущей частоты (УНЧ), включающий каскад автомати­ческой регулировки усиления (АРУ) и представляющий собой избирательный усилитель, настроенный на частоту модуляции и имеющий полосу пропускания, равную .

АРУ обеспечивает работу УНЧ в линейном режиме при по­падании в поле зрения ОЭС объектов с большой силой излучения. С УНЧ сигнал поступает в амплитудный детектор (АД), в котором происходит трансформация частотно-временного спектра сигнала, появляется составляющая с частотой . Далее составляющая о частотой усиливается усилителем огибающей частоты (УОЧ), представляющим собой избирательный усилитель, настроенный на частоту и имеющий достаточно узкую полосу пропускания . Разложение сигнала по двум каналам управления осуществляется фазовыми детекторами (ФД₁, ФД₂) при подаче на них напряжений с генератора опорных напряжений (ГОН), сфазированного с МАИ.

Структурная схема обработки сигнала при частотно-фазовой модуляции с одноплощадочным ПИ показана на рис. 3.40. В ка­честве МАИ можно использовать различные растровые модуляторы, один из которых показан на рис. 3.40. Сигнал, снимаемый с ФПУ, имеет вид

, (3.141)

где – постоянная амплитуда сигнала; – коэффициент частотной модуляции, зависящий от модуля угла рассогласова­ния.

Как и в предыдущем случае, из (3.141) необходимо выделить сигнал огибающей частоты, который несет информацию о положе­нии объекта в поле зрения ОЭС. Сигнал с ФПУ поступает в УНЧ, который имеет более широкую полосу пропускания, чем при амп­литудно-фазовой модуляции, определяемую девиацией частота. В УНЧ сигнал усиливается и поступает на ограничитель, а затем с него – на частотный детектор ЧД. Последний обладает резонанс­ным свойством своих контуров, имеет на выходе сигнал, амплитуда которого с точностью до постоянного множителя равна отклоне­нию мгновенной частоты в выражении (3.141), т. е. величине . Этот сигнал далее поступает на вход УОЧ. Разложение сигнала по двум каналам управления осущест­вляется фазовыми детекторами ФД₁, ФД₂ на которые подаются опорные сигналы ГОН, сфазированного с МАИ.

Кроме аналоговой обработки сигналов, в настоящее время широко используют цифровую обработку. Цифровые методы намного превосходят аналоговые по точности и гибкости. Общее представление о принципе цифровой обработки показано на струк­турной схеме (рис. 3.41), на которой даны временные диаграммы сигнала в различных точках схемы. Аналоговый входной сигнал подвергается сначала дискретизации по времени с помощью электронного ключа (ЭК), работающего о шагом Т. Сигнал на выходе ЭК имеет вид последовательности равноотстоящих ко­ротких импульсов, являющихся выборками сигнала . Шаг Т выбирается в соответствии с теоремой выборки. Каждый отсчет запоминается (например, в интегрирующей RC-цепи) на время, необходимое для срабатывания аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Это время должно быть не больше шага Т. На выходе запоминающего устройства получается ступенчатый сигнал . В АЦП каждый отсчет квантуется по уровню и преобразуется в числовую последовательность, эле­менты которой — это числа, представленные в коде цифровой ЭВМ, которая является цифровым фильтром (ЦФ). Сигнал на выходе ЦФ имеет также вид последовательности чисел, представ­ленных в коде цифровой ЭВМ и соответствующих профильтрован­ному сигналу,

Для дальнейшего преобразования цифрового сигнала в анало­говый применяют цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и выходной сглаживающий фильтр (СФ). На выходе ЦАП напряжение сигнала имеет ступенчатую форму, причем высота каждой ступеньки равна отсчету выходного сигнала в соответству­ющий момент времени. СФ осуществляет преобразование дискрет­ной последовательности в выходной аналоговый сигнал . Перечисленные преобразования, производимые над каждым отс­четом выходного сигнала, должны выполняться за время, мень­шее шага Т.