Описание систем радиоавтоматики

Рис.5. Структурная схема системы ЧАП

Схему можно упростить, если вместо ωгс и ωг использовать отклонения от номинального значения:

;

.

При условии, что = 0, схема может быть представлена в следующем виде (рис. 6):

Рис. 6. Упрощенная структурная схема

При работе системы на линейном участке (ошибка слежения мала) дискриминационную характеристику можно описать линейной зависимостью

,

где (при Ω = 0) – крутизна дискриминационной характеристики

Рассмотренная схема обеспечивает слежение в установившимся режиме с точностью до частоты. При этом информация о фазе теряется.

2. Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)

2.1. Функциональная схема

Система ФАПЧ используется для восстановления колебаний с несущей частотой в системах передачи информации с одной боковой полосой, с подавленной несущей, в системах, использующих фазомодулированные колебания, в качестве узкополосного перестраиваемого по частоте фильтра, в синтезаторах частот для создания высокостабильных колебаний и т.д. – в тех случаях, когда необходимо восстановить принимаемое колебание с точностью до фазы.

Функциональная схема приведена на рис. 7.

Рис. 7. Система ФАПЧ. Функциональная схема

На вход фазового дискриминатора (ФД) подется входное напряжение и напряжение, поступающее с опорного генератора. Фазовый дискриминатор определяет рассогласование по фазе, и пропорционально его величине и знаку вырабатывает напряжение, которое поступает на ФНЧ. Фильтр сглаживает этот процесс, и напряжение с выхода фильтра воздействует на контур ПГ. В результате этого происходит изменение частоты генератора. Но так как ,то изменяется и фаза. Это изменение приводит к уменьшению фазового рассогласования.

2.2. Математическое описание работы системы. Структурная схема

На вход системы ФАПЧ поступает напряжение

Пусть

, (10)

где

; (11)

– фаза сигнала; – начальная фаза сигнала.

Напряжение на выходе подстраиваемого генератора:

(12)

Фазовый дискриминатор определяет разность фаз

(13)

Если качестве фазового дискриминатора использован перемножитель сигналов, напряжение на выходе фазового дискриминатора равно:

(14)

В общем случае напряжение на выходе ФД можно представить выражением:

(15)

- дискриминационная характеристика (рис. 8); ξ (t)- флюктуационная составляющая.

Если в системе нет ограничения, то ξ не зависит от φ.

При нулевой расстройке разность фаз φ между входным и опорным сигналами составляет и автоматически устанавливается в системе.

Рис. 8. Дискриминационная характеристика

Если бы входной и опорный сигналы описывались одинаковыми функциями – и или и, то в результатом перемножения была бы четная функция cosφ, и при нулевой расстройке присутствовало бы управляющее напряжение, изменяющее фазу опорного сигнала на .

(16)

Сигнал с ФД поступает на ФНЧ с операторным коэффициентом передачи W(p), затем воздействует на контур генератора и изменяет его частоту. Работа генератора описывается тем же уравнением, что и для системы ЧАП.

На основании уравнений (10 ─ 16) может быть составлена структурная схема (рис. 9).

Рис. 9. Структурная схема ФАПЧ

С помощью интегратора обеспечивается операция перехода от частоты к фазе.

Эта схема обеспечивает, в отличие от системы ЧАП, слежение с точностью до фазы, т.е. частотная ошибка в стационарном режиме в среднем равна нулю.

В качестве примера применения системы ФАПЧ рассмотрим схему, осуществляющую амплитудное синхронное детектирование ( рис. 9).

Рис. 9. Схема ФАПЧ в составе амплитудного синхронного детектора

3. Система слежения за временным положением импульсного сигнала

3.1. Функциональная схема

Система слежения за временным положением импульсного сигнала используется в импульсных радиолокационных системах и системах передачи информации, использующих импульсные сигналы.

Работу системы рассмотрим на примере ее применения в качестве следящего автодальномера импульсной РЛС. Функциональная схема части приемника РЛС представлена на рис. 10.

Рис. 10. Схема следящего автодальномера:

АСД – система автоматического слежения по дальности (следящий автодальномер); ВД – временной дискриминатор;УРЗ – устройство регулируемой задержки; ГСИ – генератор следящих импульсов; Г – гетеродин; АД – амплитудный детектор; ВУ – видеоусилитель.

Рис. 11. Временные диаграммы

Смеситель, гетеродин, УПЧ, АД, ВУ составляют часть схемы супергетеродинного приемника радиолокационной станции. В этих цепях осуществляется преобразование, усиление и детектирование сигнала. В результате на выходе ВУ формируется огибающая отраженного от цели импульсного радиосигнала (рис. 11- 1). ГСИ вырабатывает стробирующий импульс (рис.11-4) и два опорных импульса (рис. 11-2,3), совмещенные фронтом и срезом; таким образом, эти импульсы образуют общий фронт.

 Скачать реферат