Точность и помехоустойчивость систем радиоавтоматики. Устройства радиоавтоматики, страница 10

          Операция суммирования выполняется командой (язык С)

                                                         (4.11)

          Команда (4.11) должна находиться в программе обработки сигнала, которая выполняется с частотой дискретизации (рис. 4.2, б). Переменная  обновляется при вводе в память новых данных из АЦП.

          Современные сигнальные процессоры имеют высокую производительность и позволяют реализовать в одной микросхеме десятки следящих систем. Необходимость в разработке таких устройств возникает при построении аппаратуры потребителей спутниковых радионавигационных систем, способной одновременно отслеживать сигналы спутников нескольких систем – например, 12 спутников GPS и 12 спутников ГЛОНАСС.

          4.3. Измерители дальности

          Измерение дальности в радиолокации и радионавигации основано на измерении задержки радиосигнала, и в качестве оцениваемого параметра используется задержка распространения  между излучением и приемом. Выходным  параметром измерителя является оценка задержки  в единицах времени или соответствующая этой задержке дальность.

          Использование следящего измерителя для измерения дальности позволяет решить дополнительно следующие задачи:

– выделение полезного сигнала на фоне импульсов помех и других отраженных сигналов;

–  фильтрацию шумовых помех;

– формирование непрерывного отсчета при кратковременных замираниях сигнала.

При использовании аналоговой элементной базы следящий дальномер содержит временной дискриминатор, генератор селекторных импульсов, управляемый генератор задержки, усилитель, двигатель и потенциометр дальности (рис. 4.5).

Временной дискриминатор сравнивает задержку во времени принятого сигнала  и селекторных импульсов, задержанных на интервал . На выходе временного дискриминатора формируется сигнал ошибки, пропорциональный величине . Сигнал ошибки поступает в сглаживающий фильтр, содержащий усилитель, двигатель и потенциометр дальности.

          На выходе сглаживающего фильтра формируется параметр , который пропорционален измеряемой дальности и преобразуется в задержку  в управляемом генераторе задержки. Таким образом, при слежении селекторные импульсы совмещаются с принятым импульсом сигнала.

          В радиотехнических системах широко используются временные дискриминаторы с двумя селекторными импульсами (рис. 4.6, а).

          На вход временного дискриминатора поступает сигнал  1  с выхода приемного устройства (рис. 4.6, б). Генератор селекторных импульсов вырабатывает два импульса – опережающий 2 с задержкой  и запаздывающий 3 с задержкой . После умножения сигнала на селекторные импульсы формируются импульсы 4 и 5, длительность которых зависит от смещения селекторных импульсов относительно центра сигнала. Если оценка задержки  равна задержке сигнала , импульсы 4 и 5 имеют одинаковую длительность, и сигнал ошибки .         При смещении селекторных импульсов относительно импульса сигнала импульсы 4 и 5 имеют различную длительность, и формируется сигнал ошибки, поступающий на усилитель и далее на двигатель, вращающий потенциометр дальности. С движка потенциометра дальности снимается напряжение , пропорциональное измеряемой дальности. Это напряжение подается на вход управляемого генератора задержки, выполняющего функцию модулятора.

 Зависимость сигнала ошибки  от рассогласования  называется дискриминационной характеристикой (рис. 4.6, в).

 В схемах, используемых на практике, операция интегрирования приближенно реализуется с помощью апериодического звена с постоянной времени . Поэтому функция передачи дискриминатора имеет вид , где  – крутизна дискриминационной характеристики. Для определения крутизны необходимо дифференцировать сигнал ошибки по задержке .

 Произведем расчет зависимости сигнала ошибки  от рассогласования  полагая, что сигнал и стробы имеют  прямоугольную форму. При малых рассогласованиях разность площадей сигналов 4 и 5 равна

,

где u – величина напряжений сигналов  4  и  5.