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

(П) изменяется напряжение на отражателе так, что все время обеспечивается максимум мощности в выбранной зоне генерации клистрона. Устройство остановки поиска (УОП) (выключения двигателя) срабатывает в тот момент, когда разностная частота / входит в раствор характеристики частотного дискриминатора, если только есть разрешение с логической схемы ликвидации ложной настройки (ЛЛН). Выбег двигателя и застой должны быть такими, чтобы после выключения разностная частота находилась в пределах полосы схватывания электронной петли системы АСЧ. Эта петля замыкается через фильтр (Ф), усилитель постоянного тока (УПТ) и отражатель клистрона. Обычно упомянутые условия выполнить нетрудно. Для повышения надежности ввода системы в режим слежения в петлю электронного регулирования (или параллельно ей) может включаться дополнительное устройство поиска (УП) в узком диапазоне с последующим переводом в режим слежения.

После остановки двигателя расстройка ликвидируется за счет действия электронной петли, в этом режиме двигатель из системы слежения исключается, а устройство поиска действует как усилитель. Двигатель вновь включается только в случае длительных и значительных уходов частоты /. Сточки зрения простоты выполнения систему АСЧ обычно выбирают статической (без интегратора).

Схема ликвидации ложной настройки (ЛЛН) действует так, что захват исключается, если разностная частота / образовалась за счет ошибки настройки клистрона на частоту /«л, отличную от необходимой на величину ж 2/н, где /н - номинальное значение разностной частоты, равное частоте настройки ЧД. Пусть в момент включения системы оказалось, что частота клистрона изменяется в сторону увеличения, начиная с /кл (рис. 6.24). Как только разность /кл - /с увеличится до значения, при котором частота / = = /кл - /с попадет в полосу усилителя РЧ, без схемы ЛЛН произошел бы захват на частоте /кл, сильно отличающейся от частоты/кл. Чтобы это исключить, следует сделать схему захвата чувствительной к полярности сигнала, возникающего на выходе ЧД при прохождении разностной частотой раствора характеристики ЧД, определяющей зависимость его выходного напряжения ичд от /. Для рассматриваемого направления поиска и при характеристике ЧД, представленной на рис. 6.25, частота / по мере роста /кл увеличивается, а следовательно, в начале напряжение на выходе ЧД будет


Рис. 6.24. Кис. 6.25.

иметь отрицательную, а затем (после прохождения переходной частоты /„ ) - положительную полярность. Такая смена полярностей соответствует ложной настройке, и сигнал, поступающий с ЧД на схему ЛЛН, предотвращает захват. Напротив, если бы поиск происходил начиная с низких частот клистрона, например со значения fK„ (рис. 6.24), то частота / в процессе поиска убывала (напомним, что / = /с - /кл) и вхождение в пределы раствора характеристики ЧД происходило бы со стороны высоких частот /> /н так, что вначале на выходе ЧД появилось напряжение положительной полярности и схема ЛЛН остановила поиск. При смене направления поиска меняется на обратный порядок чередования полярности и логика работы схемы ЛЛН меняется на противоположную. Необходимый сигнал о перемене направления поиска на схему ЛЛН подается с двигателя. При захвате сигнала на частоте /*л, соответствующей ложной настройке, разностная частота будет сильно отличаться от /н.

В связи с тем, что в системе АСЧ имеется опорный сигнал, представляются широкие возможности обеспечения достаточно высокой точности стабилизации / относительно номинального значения частоты /н, совпадающей с переходной частотой дискриминатора. Отметим, однако, что ограничения, накладываемые на рост коэффициента усиления (передачи) к системы АСЧ, обусловлены наличием инерци-онностей элементов системы. Если не говорить об очень высоких коэффициентах передачи, то в электронной петле регулирования можно ограничиться учетом сравнительно малой постоянной времени Т,№ фильтра ЧД и постоян-



ной времени Гф фильтра. Передаточная функция замкнутой системы в этом случае имеет вид [861

<D(D) = -

TbD2-{-2£ xbD + 1

<с+1

чд 1 ф

2V/C+I

(6.5.4)

(6.5.5)

На рис. 6.26 изображено семейство кривых зависимости коэффициента передачи к от отношения постоянных времени а = Тф/Тчд, при котором обеспечивается заданная величина коэффициента колебательности £. Последний определяет вид переходной характеристики системы. Из соотношений (6.5.5) следует, что

(6.5.6)

Получение больших значений к (порядка 30-50) требует (для £ = 0,5-1,5), чтобы а = 50 - 100. Время установления находится из соотношения

уст

2/п Гчд Гф Тчд+Тф

(6.5.7)

где m - 3 - 6. При Гф > Гчл время fycT практически не зависит от Гф, а определяется при заданном значении

£ меньшей постоянной време-


ни ГаТ1 и составляет

(6.5.8)

<?/ 4? ф< / 2 3 4 10 2030 100

Рис. 316

6.26.

Следовательно, увеличение к при фиксированных значениях I и Гчд может быть достигнуто за счет возрастания постоянной времени фильтра и для значительных к время установления практически не зависит ни от Гф, ни от к. Все рассуждения ста-. новятся, однако,несправедливыми при очень больших зна-

Рис. 6.27.

чениях к, когда приходится учитывать весьма малые инерционности и запаздывание в фильтрах УРЧ. Конечно, динамические характеристики могут быть в некоторой степени улучшены введением корректирующих цепей.

Системы АСЧ с подстройкой по принимаемому радиосигналу. Функциональная схема системы (рис. 6.27), кроме основной петли регулирования, состоящей из смесителя (См), усилителя разной частоты (УРЧ), ограничителя (Огр), частотного детектора (ЧД), фильтра (Ф), управителя (У) и гетеродина (Г), содержит дополнительные элементы: генератор поиска (ГП), логическую схему захвата (ЛСЗ) и реле захвата (РЗ), которое в отличие от ранее рассмотренного случая является обязательным элементом системы, переключающим систему из режима поиска (П) в режим захвата (3). Благодаря такому устройству частота генератора в режиме поиска не зависит от напряжения на выходе частотного дискриминатора ЧД. Следовательно, помехи, проникающие на выход ЧД в этом режиме, не оказывают влияния на работу генератора поиска и не меняют принятой заранее логики перевода системы в режим слежения.

Процесс захвата можно разбить на две операции. Первая операция состоит в накоплении напряжения на выходе линейных каскадов приемника или частотного дискриминатора для принятия решения о наличии в выходном напряжении сигнала разностной частоты. Это - типовая задача обнаружения. Организация поиска и принятие решения могут осуществляться разными способами. С этой целью, например, может производиться принудительная модуляция частоты гетеродина (Г) колебаниями дополнительного опорного генератора с последующим фазовым детектированием напряжения, снимаемого с выхода ЧД; причем, можно произвести двухэтапный захват. На первом этапе после появления напряжения на выходе ЧД происходит остановка поиска, но система остается разомкнутой. На вто-




f(d)

Рис. 6.28.

ром этапе после накопления напряжения на выходе фазового детектора (ФД) принимается окончательное решение о захвате. Если напряжение на выходе ФД в течение заранее установленного промежутка времени не достигает определенного уровня, в системе продолжается поиск.

Вторая операция процесса захвата состоит в устранении начальных рассогласований, возникающих в системе в момент замыкания реле захвата. В системах с одним интегратором имеет место рассогласование по положению, в системах с двумя интеграторами это рассогласования по положению и скорости, обусловленные начальными условиями на двух интеграторах. Вторая операция - наиболее трудная с точки зрения обеспечения уверенного захвата, поскольку в момент переключения рассогласование велико, а по каналу обратной связи действует помеха. Чтобы уменьшить время устранения начальных рассогласований, часто на время переходного процесса увеличивают коэффициент передачи, который доводится до требуемого уровня после того, как начальные рассогласования будут отработаны системой. Изменение коэффициента передачи должно осуществляться так, чтобы не вызвать дополнительных переходных процессов!

Конкретное выполнение логического устройства захвата зависит от назначения системы АСЧ, требований к скорости поиска, допустимого времени накопления, допустимого уровня ложных тревог и т. д.

После замыкания реле захвата и отработки начальных рассогласований для сравнительно малого уровня помех (когда систему можно считать линейной), справедлива структурная динамическая схема рис. 6.28, где возмущающее напряжение «п на выходе ЧД есть результат пересчета шума, действующего вместе с радиосигналом на выходе приемника. Если уровень шума мал и порог ограничения в ЧД превышен, то односторонняя спектральная плотность этого напряжения [77]

GOo ЧД о п= ТГ-**1 • (6.5.9)

где G0 - односторонняя спектральная плотность шума на входе ЧД, a Uогр - порог ограничения на входе ЧД. При этом G0 = ulyG, где G-спектральная плотность белого шума или широкополосной помехи на входе селективного усилителя разностной частоты, имеющего коэффициент передачи ксу и эквивалентную (энергетическую) полосу 2Д/акв.

Исходя из структурной динамической схемы, для дисперсии частотного рассогласования в системе АСЧ с одно-звенным фильтром можно найти [155, т. III]

а, G±* 2Af / j arctg £1Л

USrp Т2 ЭКВ V яД/экв Ь Дэнв )

« 8 AFLb А/экв- (6.5.10)

Здесь к и Т - коэффициент передачи системы и постоянная времени фильтра; АРЭКВ = (к + 1)/4Т - эквивалентная полоса замкнутой системы АСЧ. Приближенное равенство (6.5.10) справедливо для (AF3KB/2A/3KB) 1.

С точки зрения уменьшения влияния помех целесообразно полосу AFaKB системы сужать, увеличив постоянную времени.Т фильтра.

Организованные помехи большого уровня могут приводить к срыву слежения, когда расстройка Af = f -/н начинает значительно превышать раствор характеристики ЧД и система теряет способность следить за частотой сигнала. Существуют эффективные способы определения условий срыва слежения в системах радиоавтоматики [118]. Однако применение результатов, полученных в [118] к частотной системе АСЧ, наталкивается на трудности. Последние обусловлены сложностью динамического эквивалента частотного дискриминатора. Основные закономерности срыва изложены в работе [13] для простейшей статической системы АСЧ с однозвенным фильтром. Передаточная функция разомкнутой системы в этом случае

W (D) = k!(TD + 1),

где к = /счд ку; Т = RC - постоянная времени фильтра. Отклонение частоты гетеродина Д/г при изменении частоты сигнала на Afc (случай работы на линейном участке характеристики ЧД) равно

Д/г = Ф (D) Д/с,



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