Система слежения за временным положением импульса сигнал

Министерство образования РФ

Владимирский Государственный Университет

Кафедра РТ и РС

Лабораторная работа №4

«Система слежения за временным положением импульса сигнала»

Выполнил: студент группы РФ-100 

Принял:     

Владимир 2003

Цель работы: экспериментальное исследование системы  как представителя импульсных систем авторегулирования, ознакомление с методами анализа системы в целом и составляющих ее структурных звеньев.

Теоретическая часть.

Применение ССВПИ для слежения за временным положением t_D радиоимпульсов, поступающих на вход приемника (РПРМ) U_вх(t, t_D), и принцип ее работы иллюстрируются Рис. 1. и Рис. 2., где 1 – смеситель (СМ), 2 – усилитель промежуточной частоты (УПЧ); 3 – амплитудный детектор (АД); 4, 5 – схемы совпадения (логические схема И); 6, 7 – сглаживающие цепи (СЦ); 8 – вычитающее устройство (ВУ); 9 – сглаживающий фильтр (СФ); 10 – временной модулятор (ВМ); 11 – генератор стробирующих и селекторного импульсов (ГСИ); 12 – временной дискриминатор (ВД); 13 – гетеродин (Г). Импульсы последовательности а задают опорные отсчеты времени, относительно которых определяется временное положение t_D сигналов на входе U_вх(t, t_D) и соответственно на выходе приемника σ(t, t_D). Селекторный импульс g отпирает приемник. Выходной сигнал σ возникает только лишь при совпадении селекторного и входного импульсов (t_D = t_С). В течении остального времени на каждом периоде Т приемник закрыт, что характеризует его работу с избирательностью по времени. Назначение ССВПИ – поддерживать временное рассогласование между принятым и селекторным импульсами на нулевом уровне (Δt = t_D – t_С = 0) при возможных изменениях t_D от периода к периоду. Такая задача решается, например, автоматической системой сопровождения цели по дальности (АСД) в импульсных РЛС.

УКВ, на которых работают РЛС, распространяются прямолинейно. Импульсы а, наловившись в передатчике РЛС на несущее колебание, излучаются антенной станции в направлении цели, находящейся на расстоянии D от РЛС. Распространясь в пространстве со скоростью света с в направлении цели и после отражения возвратившись в антенну, радиосигналы преодолевают расстояние 2D за время t_D. Величина t_Dизмеряется по задержке импульсов на входе РПРМ U_вх(t, t_D) по отношению к опорным импульсам а. Из уравнения прямолинейного равномерного движения  следует формула времяимпульсного метода измерения дальности:

При высокой степени постоянства с время t_D служит мерой дальности. Открывание системой ССВПИ приемника только на время, необходимое для приема сигнала от избранной цели при всех ее перемещениях по дальности, составляет режим сопровождения цели по дальности. Точность сопровождения характеризуется величиной ошибки Δt.

Функциональная и структурная схемы ССВПИ изображены на Рис. 3. (соответственно):

Задание на лабораторную работу.

1. В разомкнутой системе снять регулировочную характеристику временного модулятора t_C = f(U_У). Напряжение на модулятор подавать от регулируемого источника постоянного напряжения. Временное положение селекторного импульса измерять по осциллографу. По результатам эксперимента измерить коэффициент передачи временного модулятора k_ВМ.
2. Задать некоторое неподвижное положение входного импульса t_Dн. Изменением напряжения на входе временного модулятора  U_У осуществлять перемещение стробирующих импульсов. За их временным положением относительно входного импульса наблюдать по осциллографу. Обеспечить режим «захват». Снять статическую характеристику дискриминатора. Измерения осуществлять по осциллографу. Оценить количественно коэффициент передачи k_ВД и ширину рабочего участка характеристики временного дискриминатора.
3. Перевести систему в режим «слежение» замыканием обратной связи. Плавно изменяя положение входного сигнала, наблюдать эффект слежения по перемещению селекторных импульсов. Измерить статическую ошибку системы при конкретном типе сглаживающей цепи дискриминатора.
4. Подать на вход замкнутой системы ступенчатое воздействие, скачком изменив временное положение входного импульса. Снять с осциллографа переходные характеристики системы.

Практическая часть.

Осциллограмма сигнала с ГЛИН:

Выходной сигнал с компаратора и 1-ый стробирующий импульс:

Как видно задний фронт выходного импульса компаратора запускает 1-ый стробирующий импульс, а задний фронт 1-ого стробирующего импульса запускает 2-ой стробирующий импульс.

Регулировочная характеристика временного модулятора:

Переведем систему в режим слежения замыканием обратной связи.

Δt_вх – изменение временного положения входного сигнала, Δt_с – изменение положения селекторных импульсов.

·  Без интегратора

·  С интегратором

Переходная характеристика: