Пример практической реализации компенсатора помех, страница 4

На входе компенсатора спектр помеховой составляющей огранивается полосой приемного тракта,  которая расположена по частотной оси достаточно далеко от центральной частоты спектра радиоимпульсов. Это искажает форму огибающей радиоимпульсов. Форма огибающей оказывается трудно предсказуемой, зависящей от формы реальной АЧХ и огибающей импульсов, излучаемых конкретным источником помехи. В частности, если прямоугольные импульсы длительностью  и несущей  проходят через тракт с прямоугольной АЧХ и частотами среза  и , то огибающая каждого радиоимпульса будет иметь вид

где S{x}- функция интегрального синуса.

Эти сигналы поступают на входы компенсатора. В См1 и См2 они перемножаются с сигналами опорного генератора и выделяется их разностная составляющая. В первом случае сигнал ОГ  равен , и на выходе См1 образуется напряжение

где  и y₁- модуль и фаза комплексного коэффициента передачи

На См2 подается опорный сигнал, предварительно прошедший регулируемые усилители и сумматор, и имеющий вид

где - коэффициент пропорциональности между амплитудами выходного напряжения блоков РУс1 и РУс2 и подаваемыми на них управляющими напряжениями  и .

На выходе См2   

После сложения в сумматоре Σ2 образуется сигнал

Этот сигнал используется в блоке измерения для выработки управляющих напряжений, сводящих остаточный уровень помехи к минимуму.

Рассмотрим узел I блока измерения. На выходе См4 вырабатывается сигнал

U_См4=K_СмU_Гh₂А_ОПА_ТРcos[(w_П-w_Г)t+y₂+y_ПО].

На выходе перемножителя после усилителя ПУс4, выделяющего разностную частоту, сигнал равен

U_ПЕР1=K_См²K_УсU_Г²A_ОП²A_ТР²[h₁h₂cos(y₁-y₂)+h₂²K_РУсU_упр1],

где - учитывает суммарный коэффициент усиления Ус3 и ПУс4.

Аналогично в узле II:

U_ПЕР2=К_См²К_усU_Г²А_ОП²А_ТР²[h₁h₂sin(y₁-y₂)+h₂²К_РУсU_упр2].

В случае, если  близка к прямоугольной, напряжение на выходе ДПД1 равно . Но поскольку форма  достаточно произвольная, ДПД1 зафиксирует, а Стр1 пропустит сигнал некоторого уровня, который пропорционален максимальному значению  за время импульса , и, с учетом коэффициента передачи Стр1 (равного ), на его выходе будет напряжение

где n - номер импульса.

Далее эти импульсы в блоке ДПД2 увеличиваются по длительности и через Стр2 (когда импульсы присутствуют, он всегда открыт) поступают на вход интегратора. Поскольку выходное напряжение ДПД2 имеет достаточно сложную форму, имеет смысл говорить о величине шага изменения выходного напряжения интегратора при появлении каждого импульса номера n.

Пусть коэффициент  учитывает одновременно степень растягивания импульса и, с использованием постоянной времени интегратора, величину его перестройки  DU_n за время действия на его входе этого импульса. Напряжения интеграторов обратной полярности подаются на соответствующие РУс и являются для них управляющими.

Таким образом

-DU_упр1,n=K_см²K_UK_Стр1K_усU_Г²A_ОП²max{A_ТР²}[h₁h₂cos(y₁-y₂)+h₂²K_РУс U_упр1,n],

Объединяя часть коэффициентов в один коэффициент К₀ ,

-DU_упр1,n=К₀[h₁h₂cos(y₁-y₂)h₂²К_русU_упр1,n],

где DU_упр1,n- значение управляющего напряжения на n-ом шаге с начала уравновешивания.

Аналогично для узла II

-DU_упр2,n=К₀[h₁h₂sin(y₁-y₂)+h₂²К_РУсU_упр2,n].

Отсюда можно получить величину управляющих напряжений при произвольном шаге n. 

В установившимся режиме

При этом остаточная мощность помехи на выходе сумматора Σ2 и устройства в целом минимальна (близка к нулю).

После обработки импульса номера n с начала процесса уравновешивания остаточное напряжение помехи равно

U_ост=K_СмU_ГA_ОПA_ТРh₁(1-K₀h₂²K_РУс)ⁿcos(w_П-w_Г)t+y₁+y_ПО].

Длительность перехода из начального состояния в состояние, когда помеха скомпенсирована, определяется величиной произведения коэффициентов . Условие  определяющее устойчивый режим работы прибора, как астатической дискретной системы автоматического регулирования первого порядка, накладывает ограничения на коэффициенты усиления в  цепи обратной связи.

Поскольку возможны колебания уровня внешней помехи (), то  коэффициенты К₀ и K_РУс выбираются из условия, где  определяет максимальный ожидаемый уровень помехи.