Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [33] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Следовательно, приемник с системой АРУ в отношении математического ожидания напряжения на входе действует как усилитель с коэффициентом передачи /сср, зависящем от вхи. Возвращаясь к равенству (5.1.20), получим

Двых = kcv AUBX + AkUbxQ =

= /сср AU

(5.1.26)

Так как Дк/Дмр = - а, а Дыр = кАРУ F (D) А1!ВЪ1Х,

для AUB х находим

1 +акару ивио F (D)

AU.

(5.1.27)

Отсюда следует, что для приращений огибающей на входе приемник эквивалентен фильтру с передаточной функцией

tfaKB(D) =

(5.1.28)

l+(iF(Z>) •

Полученные соотношения полностью соответствуют нулевому и первому приближениям решения интегрального уравнения из [8]. Поделим обе части равенства (5.1.27) на Увыхо и учтем, что U

выхо - «срвхО Тогда

"ср твх (D)

(5 1.29)

где твх = AUBX/UBX0, твых = AUBblx/UBUX - мгновенные коэффициенты модуляции на входе и выходе приемника.

Соотношение (5,1.29) позволяет построить динамическую структурную схему системы АРУ для коэффициентов модуляции (рис. 5.9), справедливую при любом типе фильтра (если только F (0) = 1) и указанных выше ограничениях.

т6ых

ГТ7дх

твых

-*

Рис. 5.9.

Ясно, что структурная схема несправедлива для больших коэффициентов модуляции.

Отметим, что быстродействие системы АРУ не постоянно, а зависит от среднего значения напряжения на входе приемника, и изменения входного сигнала отрабатываются тем быстрее, чем это среднее значение больше. Будем считать, что на вход приемника поступает сигнал с постоянной амплитудой UBX0 и широкополосный шум со спектральной плотностью Ga,o. постоянной в пределах полосы пропускания УПЧ. С помощью полученных соотношений можно найти все интересующие зависимости между сигналом и помехой на выходе приемника, поскольку для спектральной плотности и дисперсии помехи, а также математического ожидания напряжения на выходе приемника можно написать следующие выражения:

СвыхЫ = Овх0Яэкв(/со)2, (5.1.30)

яД/упч

oLx = GBX0± j ЯЭКВ (/со) 2ш; (5-1.31)

-я Д/уПЧ

выхосрхо- (5-1.32)

Интегрирование в выражении (5.1.31) ведется в пределах полосы 2 Д/упч УПЧ приемника, которая значительно превосходит удвоенную полосу фильтра системы АРУ.

При модуляции несущей синусоидальным сигналсм частоты сос с коэффициентом модуляции твх амплитуда напряжения на выходе детектора приемника будет твых х X ивыХкя, где Кд - коэффициент передачи детектора приемника.

Инерционность системы АРУ приемника AM сигналов выбирается из расчета допустимой демодуляции сигналов во всем диапазоне модулирующих частот и динамическом диапазоне входных сигналов. Так как быстродействие системы АРУ возрастает с увеличением амплитуды сигнала на входе, инерционность фильтра F (D) должна быть настолько большой, чтобы отношение

д I твах (/(Ос) I твх (/сос)

мало отличалось от единицы для наибольшей частоты сос модуляции и наибольшего, уровня амплитуды высокочастотного сигнала на входе.



Если в системе АРУ используется однозвенный RC-фильтр с передаточной функцией F (D) = (TD + I)"1, то в соответствии с (5.1.29) получаем

- - 1 ГО+1 « , (5.1.33)

где т = Т/(р. + 1) - постоянная времени системы АРУ. Следовательно,

А= 1

/шст + 1

а -i/ +(сосЛ- , (5Л34)

Из (5.1.34) следует, что при А = 0,9 для р. = 100 произведение сосТ следует выбирать порядка 210, в то время как для р. = 50 эта величина уменьшается до значений порядка 100.

3. Воздействие импульсных помех на приемник с АРУ

Весьма распространенным типом помехи, предназначенным для подавления приемника, снабженного системой АРУ, является мощная прерывистая помеха, представляющая собой продолжительные периодически следующие импульсы. За время существования фронта импульса напряжение регулирования не успевает достигнуть величины, обеспечивающей нормальный (линейный) режим усиления приемника и приемник временно перегружается. В паузах между импульсами помехи чувствительность приемника может не успеть восстановиться до необходимого значения, при котором обеспечивается прием слабого (по сравнению с помехой) сигнала.

Если такой приемник работает в системе автоматического сопровождения цели по направлению с коническим сканированием, то во время перегрузки и в паузах между импульсами помехи модуляция, обусловленная отклонением цели от равносигнального направления, будет отсутствовать, и помеха при специальном подборе параметров окажется эффективной.

При перегрузке приемника амплитуда напряжения на его выходе остается неизменной, равной некоторому пороговому значению £УП0р независимо от того, как в дальнейшем меняется сигнал на входе. Выход из режима насыщения наступает после того, как амплитуда напряжения на выходе

вследствие нарастания напряжения регулирования и снижения коэффициента усиления упадет до значения, меньшего Е3. Обычно можно считать, что выход из режима насыщения перегруженного каскада происходит без существенного запаздывания. Это, конечно, известная идеализация реальных процессов, поскольку для разряда емкостей перегруженных каскадов требуется некоторое время /р. Однако гр на порядок меньше времени протекания процессов, обусловленных перезарядом емкостей фильтра системы АРУ.

В стадии перегрузки система АРУ оказывается разомкнутой и изменение регулирующего напряжения происходит под действием постоянного напряжения Unop - Ея.

После среза импульса помехи может оказаться, что напряжение на выходе приемника (за счет напряжения, накопленного за время действия импульса помехи) окажется столь малым, что оно будет ниже напряжения задержки и цепь АРУ вновь окажется разомкнутой: коэффициент усиления в течение некоторого времени будет недостаточным для приема слабого сигнала. Такое состояние можно условно назвать временной потерей чувствительности. Восстановление чувствительности происходит в результате «естественного» разряда конденсаторов фильтра системы АРУ. Коэффициент усиления в этом процессе нарастает и в некоторый момент достигает значения, при котором амплитуда выходного напряжения начинает превосходить Еа. Если до этого момента вновь не поступит импульс помехи, цепь АРУ замкнется и начнется процесс регулирования.

Сказанное иллюстрируется рис 5.10 Здесь представлен общий случай, когда во время 7\ действия помехи иа с амплитудой Uвх1 приемник, перегруженный в течение времени /пер, успевает выйти из перегруженного состояния до окончания импульса помехи. Во время Т2 действия сигнала с амплитудой (7ВХ2 система АРУ сначала разомкнута («мертвое» время tM), затем вплоть до момента прихода очередного импульса помехи система АРУ замкнута.

Зависимость напряжения «р от времени представлена на рис. 5.10, б. Поскольку в дальнейшем рассматривается установившийся режим, независимо от номера периода будут одинаковыми:

- напряжения ип = UV] в моменты поступления очередного помехового импульса;




Рис. 5.10.

- напряжения up = Um в моменты окончания помехового импульса;

- напряжения ир = Uр а в точках выхода из режима перегрузки;

- напряжения ир = Up м в точках окончания «мертвого» времени, где восстанавливается чувствительность.

Предположим, что в системе АРУ используется однозвен-ный /?С-фильтр нижних частот с постоянной времени Т. Тогда напряжение ир на участке 0 - /п можно записать следующим образом:

"р V) = (c7nop- Еа) кару (1 -е-/*) + Upl г-н*. (5.1.35)

Система АРУ при этом разомкнута и напряжение на выходе приемника остается равным (7пор.

К моменту ta замыкания системы АРУ напряжение Up достигает величины

Uv и = (UD0P - Е3) кару (1 -е" Wr) + Upl е-°/т. (5.1.36) 2С4

В дальнейшем процесс описывается равенством

ир (/) = А, (1 - е-/*) + Upa е-/т.. (5.1.37)

Оно получено как решение уравнения (5.1.35) для ир (t) при начальных условиях: ир (0) = Up п. Здесь

«о «ЛРу *АРУ <

1 +Щ

р, = а кару £/вх1,

т, = 77(1+14) (5.1.39)

- эквивалентная постоянная времени системы АРУ. .Это равенство справедливо до появления среза импульса иа, когда напряжение и0 достигнет величины

ирП = Л,(1 е-(Г-(°)/т*) + (7р „ е-(Г-п)/-. (5.1.40)

В течение времени *м после среза импульса система АРУ будет вновь разомкнута и ир меняется по закону

ир = ирПе-«т. (5.1-41)

При этом считается, что постоянная времени разряда конденсатора равна постоянной времени фильтра.

К моменту 7\ + tu напряжение ыр на выходе фильтра достигает величины Up м = Upu ехр (-tJT) (в то время, как на входе действует сигнал с амплитудой UBX2), система вновь замыкается и ир (/) меняется по закону, аналогичному (5.1.37):

ыр (0 = 4.0- е-"*) + Up м е-/Ч (5.1.42)

Здесь

Лд= к»и»-£« кДРУ, ц2 = акАРус/вх2; (5.1.43)

1+1*2

т2 = 77 (1 + р2). (5.1.44)

К моменту поступления очередного импульса помехи напряжение ыр достигнет величины UP]:

(7р1= Л3(1-е-(Г-м>) +с7рме-(Г-,м>. (5.1.45)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [33] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82



0.0013