Поскольку входное напряжение i-го каскада является напряжением на выходе i—1 каскада, то в силу линейного режима его работы справедливо равенство Uвx к=Uвх-Кх. Следовательно, каждое из включенных в п каскадах сопротивлений должно меняться по закону (4.7), где параметр х изменяется от 1 до Ki При этом коэффициент усиления каскадов, работающих в квазилинейном режиме (рис. 4.10), должен быть близок к 1. Как правило, каскады ЛАХ делаются широкополосными, а требуемая избирательность достигается применением ФСИ на входе и выходе усилителя.
Усилители с ЛАХ этого типа применяются для получения высокой точности логарифмирования, но весьма сложны в настройке и эксплуатации. Поэтому более технологичны и находят широкое применение усилители на каскадах с двойным усилением (рис. 4.11) на основе применения полосовых ограничителей.
4.2.3. Логарифмические усилители на каскадах с двойным усилением
Схема каскада УПЧ с двойным усилением изображена на рис. 4.13. На входе каскада с усилением включен аттенюатор R0, R, зашунтированный диодами УД1, УД2.
Режим ослабления наступает, когда амплитуда напряжения сигнала превышает порог. Коэффициент деления напряжения в аттенюаторе равен коэффициенту усиления каскада К1 и, следовательно, реализуется характеристика (рис. 4.11)
В многокаскадном усилителе в i каскаде для дискретных значений UBX „i
Из (4 9) видно, что в точках дискретных значении V вх, равных | Uax H,UBX H •/<,,..., 6'вх и-К""1 усилитель на каскадах с двойным усилением осуществляет логарифмирование по основанию логарифма, равному^Ль Логарифмическая кривая аппроксимируется линейно-j ломанной (рис. 4.14) и в промежутках между этими значениями
ошибка логарифмирования А зависит от основания логарифмирования—коэффициента усиления каскада А', (рис. 4.15). Коэффициенты наклона линейных отрезков
Из характеристики и соотношений (4.8,4.9) можно сделать вывод, что динамический диапазон D„x =*= Kf-'i DBblx=n . Коэффициент сжатия динамического диапазона d=Kn~\ln.
Разновидностью рассмотренного способа формирования Л АХ является параллельное включение усилителя ограничителя и повторителя напряжения (ПН) (рис. 4.16). При малых уровнях сигналов УО работают в линейном режиме, обеспечивая результирующий коэффициент усиления УПЧ, равный Кn , где К1 — коэффициент усиления одного каскада УО. С ростом Uвх наступает поочередный переход УО в режим ограничения, начиная с
последнего. Однако это ограничение не приводит к перегрузке
усилителя в целом, так как обеспечивается
приращение UBX ввиду
прохождения усиливаемого сигнала через ПН.
Амплитудная характеристика такого УПЧ строится аналогично амплитудной характеристике логарифмического УПЧ с двумя уровнями усиления (рис. 4.14), т. с. описывается линейно-ломанной зависимостью (рис. 4.11).
Повторители напряжения строятся на основе эмиттерных повторителей. Если ПН построены на пассивных элементах, то динамический диапазон данного УПЧ практически неограничен. Основной трудностью технической реализации такого усилителя является выравнивание задержек сигналов, проходящих через УО и ПН во всей заданной полосе частот.
Рассмотренные типы усилителей с ЛАХ имеют выход на промежуточной частоте и допускают последующую когерентную обработку сигналов. При использовании усилителей в некогерентных каналах схема его может быть существенно упрощена за счет многокаскадного включения, только усилителей-ограничителей (рис. 4.16), детектирования сигнала на выходе каждого каскада и суммирования выходных сигналов каждого детектора и общей нагрузке с учетом их запаздывания в тракте. Схема усилителя этого типа изображена на рис. 4.17.
Параметры усилителя оцениваются соотношениями (4.9), однако усиление уменьшается на величину коэффициента передачи детектора и потерь в длинной линии или сумматоре.
При цифровой обработке сигналов в приемном тракте АЦП можно рассматривать как усилитель с коэффициентом передачи на один разряд, равным 2 и, следовательно, осуществлять цифровое логарифмирование по модулю 2. При этом достигается точность логарифмирования ±0,25 дБ [1].
4.3. Методы стабилизации уровня ложных тревог в приемных трактах обнаружения целей
Стабилизация уровня ложных тревог в приемных трактах обнаружения целей является сложной технической задачей, которая особенно актуальна при автоматическом обнаружении и сопровождении целей. Проблема состоит в том, что характеристики помех при приеме эхо-сигналов неизвестны и их воздействие по разному сказывается на обнаружитель, синтезированный по конкретной модели сигнала и помехи.
В зависимости от характеристик помехи в приемных трактах применяют различные методы стабилизации уровня помехи на входе порогового устройства, а при невозможности стабилизации производят нормировку сигнала и помехи и регулировку порога. Как правило, применяемые методы комплексируются, сочетая в зависимости от стационарности помехи и различия параметров сигнала и помехи, инерционные регулировки усиления по шуму (ШАРУ), временные (программные) регулировки усиления (ВАРУ), усилители-ограничители и усилители с ЛАХ, а также системы когерентной компенсации помех или их режекции на основе временных и спектральных различий помехи и сигнала. К таким устройствам относятся автокомпенсаторы коррелированных помех, цепи с малой постоянной времени (МПВ), режекторпые фильтры узкополосных помех (РФ).
Применяемые устройства режекции помех должны быть рассчитаны на достаточно широкий диапазон изменения параметров помех и при их воздействии соответствующим образом изменить свои характеристики, т. е. быть адаптивными.
4.3.1. Применение ШАРУ для стабилизации уровня вероятности ложных тревог
Прием импульсных сигналов с постоянным уровнем ложных тревог на фоне собственных шумов и стационарных шумовых помех может быть осуществлен при помощи цифровой ШАРУ (рис. 4.18). Точность установки уровня ложной тревоги определяется длительностью выборки шума при помощи селектора и соответствующим количеством временных выборок Nмакс, определи-
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.