Устройство для моделирования импульсного радиодальномера с автоматическим сопровождением по дальности

 

Изобретение предназначено для моделирования и исследования изменения крутизны дискриминационной характеристики и ее раскрыва на переходные процессы автозахвата отраженных импульсов, а также может быть использовано при исследовании блоков реальных радиодальномеров. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет изменения крутизны дискриминационной характеристики при измененном ее раскрыве и демонстрации связанных с этим изменений переходных процессов автозахвата. Устройство содержит блок 1 моделирования отраженных импульсов, временной различитель 2, состоящий из двух элементов И 3 = 1 и 3 = 2, выходами подсоединенных к входам дифференциального детектора 4, инерционное звено 5, блок 6 временной задержки, формирователь 7 селекторных импульсов, трехвходовый операционный усилитель 8, два формирователя 9 = 1 и 9 = 2 импульсов, два канала 10 = 1 и 10 = 2 регулирования крутизны дискриминационной характеристики радиодальномера, каждый из которых содержит последовательно соединенные элемент И 11, триггер 12, управляемое инерционное звено 13 и усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления. 4 ил.

Изобретение может быть использовано как техническое средство обучения при изучении работы радиолокационных импульсных дальномеров, а также при исследовании реальных блоков радиолокационных систем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет изменения крутизны дискриминационной характеристики при измененном ее раскрыве и демонстрации связанных с этим изменений переходных процессов автозахвата.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2, 3 и 4 представлены временные диаграммы на выходах его блоков.

Устройство содержит блок 1 моделирования отраженных импульсов, временной различитель 2, состоящий из двух элементов И 3-1, 3-2, выходами подсоединенных к входам дифференциального детектора 4, инерционное звено 5, блок 6 временной задержки, формирователь 7 селекторных импульсов, трехвходовый операционный усилитель 8, два формирователя 9-1, 9-2 импульсов, два канала 10-1 и 10-2 регулирования крутизны дискриминационной характеристики радиодальномера, каждый из которых содержит последовательно соединенные элемент И 11, триггер 12, управляемое инерционное звено 13 и усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления.

Устройство работает следующим образом.

Тактовые импульсы с периодом Т с выхода тактовых импульсов блока 1 моделирования отраженных импульсов, поступая на вход запуска блока 6 временной задержки, запускают схему временной задержки (фиг. 2 а). Длительность импульсов на выходе блока 6 временной задержки пропорциональна напряжению, поступающему с выхода трехвходового операционного усилителя 8 (фиг. 2 б). Рассмотрим вначале случай, когда выходное напряжение усилителя 8 определяется только напряжением на первом его входе, при этом напряжения на втором и третьем входах усилителя 8 равны нулю.

Формирователь 7 селекторных импульсов вырабатывает по заднему фронту импульса с выхода блока 6 временной задержки два селекторных импульса С1 и С2 (фиг. 2 в, г). Интервал времени между тактовыми импульсами и серединой двух селекторных импульсов равен Т_с.

С выхода отраженных импульсов блока 1 моделирования отраженных импульсов на временной различитель 2 поступает в каждом такте отраженный импульс (фиг. 2 д). Интервал времени Т_о между тактовым импульсом и серединой отраженного импульса моделирует расстояние до цели в дальномере.

На выходе каждого элемента И 3-1 и 3-2 временного различителя 2 формируются два импульса совпадения ИС 1 и ИС 2 соответственно при совпадении во времени соответствующего селекторного и отраженного импульсов (фиг. 2 е, ж). В режиме слежения середины отраженного и селекторных импульсов совпадают, если дальность до цели неизменна. В нашем случае это означает неизменность интервала Т_о.

На фиг. 2 д показан случай, когда Т_о>Т_с, что соответствует перемещению отраженного импульса вправо по оси времени (дальность увеличивается). В системе возникает сигнал ошибки - временное рассогласование Δ Т = Т_о - Т_с. При этом длительность импульса ИС 2 становится больше длительности ИС 1, Т₂ > Т_1. Выходное напряжение дифференциального детектора 4 вызывает разряд интегрирующего конденсатора инерционного звена 5 в течение времени Т₁ и заряд его в течение времени Т₂. Таким образом, временной различитель 2 в каждом периоде преобразует сигнал временного рассогласования Δ Т в пропорциональное значение напряжения ΔU_c= I dt, где С - емкость интегрирующего конденсатора; I - амплитуда тока заряда-разряда конденсатора.

Напряжение интегрирующего конденсатора инерционного звена 5 показано на фиг. 2 з. Это напряжение поступает на первый вход трехвходового операционного усилителя 8, а с его выхода на вход, управляющий длительностью импульса блока 6 временной задержки. В результате происходит перемещение селекторных импульсов С1 и С2 так, что временное рассогласование Δ Т уменьшается до нуля.

Рассмотрим теперь случай, когда отраженный импульс, поступающий с выхода блока 1 моделирования отраженных импульсов, появляется в момент времени, не попадающий в интервал времени от Т_с - τ до Т_с + τ . Пусть в этом случае Т_о < Т_с - τ , как это показано на фиг. 3, а, в, г, д. На выходе элемента И 11-1 сформирован импульс совпадения ИС 3 (фиг. 3 е), который переводит триггер 12-1 во второе устойчивое состояние (фиг. 3 ж). На выходе триггера 12-1 формируется импульс, длительность которого равна разности Т_с - Т_о, поскольку сброс триггера 12-1 производится выходным импульсом формирователя 9-1, на вход которого поступает импульс С2 с выхода формирователя 7 селекторных импульсов. При этом следует отметить, что на выходе элемента И 11-2 в момент появления импульса С1 не появляется импульс, поскольку на второй вход элемента И 11-2 с инверсного выхода триггера 12-1 поступает запрещающее напряжение. Следовательно, триггер 12-2 в этом случае не срабатывает.

Выходной импульс триггера 12-1 поступает на вход управляемого инерционного звена 13-1 первого канала 10-1 регулирования крутизны дискриминационной характеристики. На выходе звена 13-1 получают приращение напряжения Δ U₁, поступающее на вход усилителя 14-1 с регулируемым коэффициентом усиления (фиг. 3 з).

Оператор, устанавливая заданные постоянную времени в инерционном звене 13-1 и коэффициент усиления в усилителе 14-1 первого канала 10-1 регулирования дискриминационной характеристики радиодальномера, получает заданные значения крутизны дискриминационной характеристики при измененном ее раскрыве. При этом демонстрируется связанное с этим изменение переходных процессов автозахвата отраженного импульса при скачкообразном уменьшении дальности до цели: от апериодического процесса автозахвата до возникновения незатухающих автоколебаний.

Приращение напряжения Δ U₁ с выхода усилителя 14-1 первого канала 10-1 регулирования дискриминационной характеристики радиодальномера поступает на второй вычитающий вход трехвходового операционного усилителя 8, вызывая уменьшение длительности импульсов В (фиг. 3 б) блока 6 временной задержки, а следовательно, уменьшение интервала Т_с, т.е. положение селекторных импульсов С1 и С2 (фиг. 3 в, г).

Рассмотрим теперь случай, когда отраженный импульс, поступающий с выхода отраженных импульсов блока 1 моделирования отраженных импульсов, появляется в момент Т_о > Т_с + τ , как это показано на фиг. 4 а, б, в, д. В этом случае на выходе элемента И 11-2 второго канала 10-2 регулирования крутизны дискриминационной характеристики сформирован импульс совпадения ИС 4 (фиг. 4 е), поскольку на первый вход элемента И 11-2 поступает импульс с выхода формирователя 9-2, а на второй вход элемента И 11-2 поступает разрешающее напряжение с инверсного выхода триггера 12-1. Импульс ИС 4 переводит триггер 12-2 во второе устойчивое состояние (фиг. 4 ж). При этом сброс триггера 12-2 производится отраженным импульсом 0, поступающим на вход сброса триггера 12-2.

Таким образом, на выходе триггера 12-2 формируется импульс, длительность которого равна разности Т_о - Т_с. Импульсные сигналы с выхода триггера 12-2 поступают на вход управляемого инерционного звена 13-2, на выходе которого получают приращение напряжения Δ U₂, поступающее на вход усилителя 14-2 с регулируемым коэффициентом усиления (фиг. 4 з).

Оператор, устанавливая заданные постоянную времени в управляемом инерционном звене 13-2 и коэффициент усиления в усилителе 14-2 с регулируемым коэффициентом усиления во втором канале 10-2 регулирования крутизны дискриминационной характеристики, получает заданное значение крутизны дискриминационной характеристики при превышении Т_о интервала Т_спри измененном ее раскрыве в радиодальномере. При этом демонстрируется связанное с вышеупомянутыми операциями изменение переходных процессов автозахвата отраженного импульса при скачкообразном увеличении дальности до цели.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО РАДИОДАЛЬНОМЕРА С АВТОМАТИЧЕСКИМ СОПРОВОЖДЕНИЕМ ПО ДАЛЬНОСТИ, содержащее блок моделирования отраженного импульса, выход отраженных импульсов которого соединен с входом временного различителя импульсов, состоящего из двух элементов И, объединенные входы которых являются входом временного различителя импульсов и дифференциального детектора, входы которого соединены с выходами элементов И, выход является выходом временного различителя импульсов, соединенного с входом инерционного звена, а также блок временной задержки, вход запуска которого соединен с выходом тактовых импульсов блока моделирования отраженных импульсов, выход подключен к входу формирователя селекторных импульсов, первый и второй выходы соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, отличающееся тем, что в него введены трехвходовый операционный усилитель, два формирователя импульсов и два канала регулирования крутизны дискриминационной характеристики радиодальномера, каждый из которых содержит последовательно соединенные элемент И, триггер, управляемое инерционное звено и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, при этом первый вход элемента И первого канала и вход сброса триггера второго канала соединены с выходом отраженных импульсов блока моделирования отраженного импульса, второй вход элемента И первого канала соединен с выходом блока временной задержки, вход сброса триггера первого канала соединен с выходом первого формирователя импульсов, вход которого подсоединен к второму выходу формирователя селекторных импульсов, первый выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И второго канала, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера первого канала, управляющие входы управляемых инерционных звеньев первого и второго каналов являются первым и вторым входами управления постоянной времени устройства, а управляющие входы усилителей с регулируемым коэффициентом усиления первого и второго каналов являются третьим и четвертым входами управления коэффициентом усиления устройства, выходы соединены соответственно с вычитающим и первым суммирующим входами трехвходового операционного усилителя, второй суммирующий вход которого соединен с выходом инерционного звена, а выход - с входом блока временной задержки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4