Руководитель занятия: Преподаватель: подполковник запаса с. Брюханов

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

1.

Принципиальная схема блока дискриминаторов (бл. 47)

25 мин.

2.

Работа системы в режиме грубой АПЧ по функционально-принципиальной схеме

15 мин

3.

Работа системы в режиме переходной АПЧ по функциональной схеме

15 мин

4.

Работа системы в режиме точной АПЧ по функционально-принципиальной схеме

15 мин

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

№ п\п

Изучаемый вопрос

метод

время

1

2.1

2.2

2.3

2.4

3

Вступительная часть:

• Прием доклада дежурного по взводу;

• Проверка личного состава и готовности к занятию;

• Целесообразно провести контрольный опрос по предыдущей теме.

1. Назначение блока 42.

Сервоусилитель АПЧ (бл. 42) предназначен для преобразования и усиления управляющих сигналов АПЧ и перестройки до величины, необходимой для управления серводвигателем БСД-115 в режимах перестройки, грубой и переходной АПЧ или серводвигателем АПЧ бл. 74 в режиме точной АПЧ.

2. Назначение блока 74.

Блок серводвигателя АПЧ предназначен для управления исполнительным органом точной АПЧ генератора СВЧ (бл. 20).

3. Назначение схемы коммутации в бл. 42

Схема коммутации обеспечивает переключение входных сигналов блока 42, цепей нагрузки и напряжения обратной связи при переключении режимов АПЧ и при перестройке РЛС.

Оценить ответы и объявить оценки. Сделать выводы об усвоении материала.

• Доведения темы, целей занятия и учебных

• вопросов;

Основная часть.

Первый учебный вопрос.

Принципиальная схема блока дискриминаторов (бл. 47)

Назначение

Блок дискриминаторов вырабатывает постоянное напряжение, величина и полярность которого зависят от величины и знака расстройки промежуточной частоты от ее номинального значения.

Для преподавателя

В схемах АПЧ приемников РЛС наиболее широкое распространение получили три вида дискриминаторов:

• балансный или фазовый:

• дискриминатор на расстроенных контурах;

• дискриминатор с последовательным резонансом.

Рассмотрим работу дискриминатора с последовательным резонансом, схема которого представлена на слайде № 26а.

Выходное напряжение снимается с двух последовательно соединенных и равных по величине резисторов R_н1 и R_н2, заблокированных емкостями нагрузки С_н1 и С_н2. На входе дискриминатора включены два последовательных контура, состоящие из общей катушки индуктивности L и двух емкостей С1 и С2 различных по величине. С этих контуров снимаются импульсы промежуточной частоты и подаются на анод ламп Л1 и Л2 (диоды). Через лампы протекает импульсный ток в каждый положительный полупериод составляющего напряжения импульсов промежуточной частоты. При этом конденсаторы С_н1 и С_н2 заряжаются. По окончании положительного полупериода конденсаторы разряжаются. Параметры R_н и С_н подбираются из условия получения максимального коэффициента передачи детекторов. Время нарастания и спада импульсов на выходе дискриминатора не имеют большого значения для работы исполнительной системы СПЧ. На резисторах R_н1 и R_н2 выделяются видеоимпульсы противоположной полярности. Результирующее напряжение U_д будет зависеть от величины видеоимпульсов на R_н1 и R_н2. Величина видеоимпульсов на R_н1 и R_н2 зависит от величины и знака ухода промежуточной частоты от номинального значения f_{пр о}. Это происходит потому, что выходные контуры симметрично расстроены относительно f_{пр о} (слайд № 26б).

Если промежуточная частота равна номинальной f_{пр о}, то напряжение на нагрузке детекторов U1 и U2 равны по величине, но так как они противоположны по знаку, то суммарное напряжение U_д = 0. Если промежуточная частота приемника уменьшается, то напряжение на контуре LC1 возрастает, а на контуре LC2 уменьшается. При этом U1 < U2, поэтому напряжение на выходе будет отрицательным. Если промежуточная частота больше f_{пр о}, то U1 > U2 и выходное напряжение будут положительными. На основании этих рассуждений можно построить основную частотную характеристику дискриминатора (слайд № 26в). Она имеет линейный участок в пределах от f ^“_пр до f ^′_пр, так как кривизна частотной характеристики контура LC1 компенсирует кривизну частотной характеристики контура LC2.

Состав блокадискриминаторов (слайд № 27)

• Канал грубого дискриминатора (ГД) с каскадом фазирования когерентного гетеродина;

• канал точного дискриминатора (ТД);

• канал коммутации дискриминаторов;

• стрелочный индикатор.

Функциональная схема (слайд № 28).

Канал грубого дискриминатора

Канал грубого дискриминатора вырабатывает управляющий сигнал постоянного тока (сигнал ГД). Он включает:

• УПЧ – Л1, Л2;

• буферный каскад –Л4;

• каскад фазирования – Л3;

• грубый дискриминатор – Л5, Л6, Л7;

• катодный повторитель – Л8.

УПЧслужит для усиления импульсных сигналов разностной частоты, поступающих с канала АПЧ блока 115.

Буферный каскад обеспечивает развязку каскадов УПЧ и ГД.

Каскад фазирования усиливает зондирующий сигнал на промежуточной частоте для навязывания фазы колебаниям когерентного гетеродина бл. 37.

Грубый дискриминатор преобразует сигналы разностной частоты в видеосигналы, величина и полярность которых зависят от величины и знака расстройки ±∆f.

Катодный повторитель служит для передачи напряжения с выхода канала ГД на сервоусилитель бл. 42.

Канал точного дискриминатора

Канал ТД вырабатывает управляющий сигнал постоянного тока (сигнал ТД). Он включает:

• УПЧ – Л9, Л10;

• точный дискриминатор –Л13, Л14;

• катодный повторитель - Л15а.

Назначение каскадов аналогично каналу ГД. Отличительная особенность - для исключения влияния помех на работу ТД каскады УПЧ отпираются импульсами запуска на время прихода зондирующих сигналов.

Канал коммутации

Канал вырабатывает управляющий сигнал постоянного тока отрицательной полярности (сигнал включения ТД), который используется для переключения режимов бл. 42.

Он включает;

• УПЧ – Л11;

• пиковый детектор – Л12;

• катодный повторитель – Л15 б.

Пиковый детектор вырабатывает напряжение отрицательной полярности, величина которого пропорциональная амплитуде выходного импульса с каскада УПЧ.

Стрелочный индикатор ИП-1 используется для контроля выходных напряжений ГД, ТД и канала коммутации.

Принципиальная схема канала грубого

дискриминатора

УПЧ состоит их трех каскадов, собранных на лампах Л1, Л2, Л4. Каскады Л1, Л2 собраны по схеме одноконтурного полосового усилителя с параллельным анодным питанием. Нагрузка первого каскада – контур L1, C4, настроен на частоту f_пр + (0,8...1,0) МГц.

Нагрузка второго каскада – контур L2, C9, настроен на частоту f_пр - (0,8...1,0) МГц.

Вместе с контуром L4, C62 ПУПЧ L8 блока 115, настроенного на f_пр, эти контуры составляют тройку расстроенных контуров, обеспечивающих широкую полосу пропускания.

Буферный каскад L4 представляет собой УПЧ, собранный по реостатной схеме и применен для ослабления обратной связи между контуром второго каскада L2, C9 и контурами дискриминатора ламп Л5, Л6.

Резистор R13 – анодная нагрузка.

Каскад фазирования Л3 представляет собой УПЧ, собранный по реостатной схеме.

Резистор R10 – анодная нагрузка.

Сигналы промежуточной частоты через конденсатор C13, разъемы Ф2, Ф4 поступают в бл. 37.

Грубый дискриминатор собран на лампах Л5, Л6, Л7 по съеме частотного дискриминатора с расстроенными контурами.

Каскады Л5, Л6 – резонансные усилители, а Л7 – пиковый детектор.

Нагрузка Л5 – контур L3, C20 - настроен на частоту

f_р1 = f_{пр о} – 0,6 МГц.

Нагрузка Л6 – контур L4, C24 – настроен на частоту

f_р2 = f_{пр о} + 0,6 МГц.

Резонансные кривые ГД показаны на слайде № 29.

В цепь питания экранных сеток включен потенциометр R21 ДИН.НУЛЬ ГРУБЫЙ, предназначенный для установки U_вых дискриминатора, равное нулю на f_пр = f_{пр о}, при включенном передатчике, и используется при настройке АПЧ, смене ламп Л5, Л6 и изменении питающих напряжений.

Резистор R22 – гасящий.

Напряжение с контура L3, C20 подается на анод Л7а пикового детектора, собранного по параллельной схеме. На нагрузке детектора R19, R20, R26 выделяется напряжение отрицательной полярности.

Напряжение с контура L4, C24 подается на катод Л7 б пикового детектора, на нагрузке которого R19, R20, C27 выделяется напряжение положительной полярности.

Принцип работы пикового детектора

Под действием импульсных напряжений разностной частоты, поступающих с расстроенных контуров, конденсаторы С26 и С27 заряжаются через диоды Л7а и LЛ7б до пиковых значений напряжений, снимаемых с соответствующих контуров.

После окончания импульса разностной частоты происходит разряд конденсаторов через резисторы R19, R20, лампу Л7 и внутреннее сопротивление источника питания +200 В.

Постоянная времени цепи разряда конденсаторов С26 и С27 большая и за время между соседними импульсами они разряжаются незначительно. Поэтому U_вых дискриминатора практически равно полуразности пиковых напряжений, возникающих при разряде на конденсаторах С26 и С27

.

При расстройке ∆f = 0 напряжение U_вых = 0, при смене знака расстройки изменяется полярность U_вых (слайд № 30а).

Катодный повторитель Л8 а включен между источниками +200 В и –150 В.

Потенциометр R57 СТАТ.НУЛЬ ГРУБ. устанавливает U_вых дискриминатора, равное нулю, при отсутствии сигналов на входе дискриминатора (при выключенном передатчике). С потенциометра R57 выходное управляющее напряжение ГД подается через разъем Ш1 к.6 в блок 42, а также через переключатель В1 на прибор ИП-1 для контроля.

Канал точного дискриминатора

УПЧ собран на лампах Л9, Л10.

Первый каскад Л9 – одноконтурный полосовой усилитель с последовательным анодным питанием. Нагрузка – контур L5, C36, C77, настроенный на частоту f_пр = f_{пр о}.

В исходном состоянии лампа заперта отрицательным напряжением, подаваемым на защитную сетку с делителя R25, R26, включенного в цепь источника –150 В.

В момент прихода зондирующего сигнала лампа отпирается импульсом запуска, поступающим с разъема Ф7.

Второй каскад Л10 является буферным каскадом и ослабляет обратную связь между контурами L5, C36, C77 и L7, C54. Анодной нагрузкой является дроссель Др9, с которого напряжение промежуточной частоты через разделительные конденсаторы С41, С42 поступает на управляющие сетки ламп Л11, Л13.

Резистор R35 и конденсатор С43 – ограничительная цепочка для сигналов частоты f_пр = f_{пр о}.

Точный дискриминатор собран на лампах Л13, Л14 по схеме частотного детектора с настроенными контурами.

Лампа Л13 – каскад УПЧ; Л14 а и Л14 б – амплитудные детекторы. Нагрузка дискриминатора – резисторы R48, R49, заблокированные конденсаторами С60, С61.

Дроссель Др12 служит для замыкания цепи постоянных составляющих выпрямленных токов диодов.

С нагрузки дросселя Др11 каскада УПЧ Л13 сигнал промежуточной частоты выделяется на первичном контуре дискриминатора L7, C54, который настроен на f_{пр о}.С этим контуром осуществляется двойная связь (трансформаторная и емкостная) вторичного контура L8, C55, также настроенного на f_{пр о}.

Конденсатор С55 ДИНАМ. НУЛЬ ТОЧН. устанавливаетU_вых дискриминатора, равным нулю, при включенном передатчике и f_пр = f_{пр о} (смещает кривую дискриминатора по оси частот).

Конденсатор С54 СИММЕТРИЯ ТОЧН. – обеспечивает симметрию плеч кривой дискриминатора (смещает кривую дискриминатора по оси ординат) (слайд № 30б).

Катодный повторитель собран на лампе Л15 а. Напряжение на аноде +200 В, на катод через R50, R51 подано напряжение –150 В.

Потенциометр R50 СТАТ.НУЛЬ ТОЧН. устанавливает нуль на выходе ТД при выключенном передатчике. С потенциометра R50 выходное управляющее напряжение ТД подается через разъем Ш1, к. 3 в блок 42, а также через переключатель В1 на прибор ИП-1 для контроля.

Канал коммутации

УПЧ собран на лампе Л11 по схеме резонансного усилителя.

Нагрузка – контур L6, C47,C48 – настроен на промежуточную частоту. С нагрузки сигналы промежуточной частоты поступают на пиковый детектор через ограничительный резистор R41.

Пиковый детектор собран на лампе Л12 а с последовательно включенной нагрузкой R45, C59, на которой выделяется напряжение отрицательной полярности, пропорциональное амплитуде входного сигнала.

Катодный повторитель собран на лампе Л15 б.

Нагрузка – резисторы R52, R52.

Потенциометр R53 СТАТ. НУЛЬ КОММУТ. обеспечивает установку нуля сигнала включения ТД. С него снимается сигнал включения ТД и через разъем Ш1 к.5 подается в блок 42, а также через переключатель В1 – на прибор ИП-1 для контроля.

Резисторы R4, R7, R16, R18, R29шунтируют контуры для получения необходимой полосы пропускания.

Резисторы R3, R6, R9, R12, R24, R27, R30, R38, R42 и конденсаторы С2, С7, С12, С16, С21, С25, С35, С40, С48, С49 – развязывающие фильтры в цепи питания экранных сеток.

Резисторы R2, R5, R8, R11, R15, R23, R31, R37, R34 и конденсаторы С1, С6, С11, С15, С19, С32, С39, С44 – цепи автосмещения.

Конденсаторы С3, С8, С17, С37, С41, С42 - переходные

Резисторы R1, R14, R30, R33, R36 – сопротивления утечки.

Межкаскадные развязки в анодных, экранных и накальных цепях выполнены в виде фильтров LC – типа.

Стрелочный индикатор ИП-1 – микроамперметр с нулем по середине шкалы. Для измерения напряжений последовательно с ним включен добавочный резистор R54.

Контрольные вопросы

1. Назначение блока 47.

2. Состав блока 47.

Второй учебный вопрос.

Работа системы в режиме грубой АПЧ по функционально-принципиальной схеме

(слайд № 32,33 )

При больших расстройках система работает в режиме грубой АПЧ. В этом режиме задающим устройством является генератор СВЧ, а регулируемым объектом – гетеродин и контуры УВЧ приемника.

Высокочастотные импульсы передатчика через направленный ответвитель Э6 стойки 108 подаются в субблок смесителя АПЧ, где замешиваются с высокочастотным напряжением местного гетеродина.

Сигнал разностной частоты с выхода субблока смесителя АПЧ поступает на вход блока дискриминаторов. В канале ГД блока дискриминаторов сигнал разностной частоты преобразуется в управляющий сигнал постоянного тока (сигнал ГД), величина и полярность которого зависят от величины и знака расстройки.

В сервоусилителе АПЧ управляющий сигнал постоянного тока усиливается и преобразуется совместно с сигналами стабилизации в управляющее напряжение переменного тока (400 Гц). Сигнал стабилизации вырабатывается в сервоусилителе специальными схемами. Управляющее напряжение переменного тока с выхода сервоусилителя АПЧ поступает на серводвигатель субблока БСД-115.

С помощью субблока БСД-115 перестраиваются контуры УВЧ и гетеродина приемника, частота которого изменяется в сторону уменьшения расстройки, при этом благодаря отрицательной обратной связи гетеродина со смесителем АПЧ величины сигнала ГД, а также сигнала ТД и сигнала включения ТД изменяются до тех пор, пока расстройка не уменьшится до величины включения канала ТД.

При этом с помощью схемы коммутации сервоусилителя АПЧ под действием возросшего до U₂ (≈ -2,5 В) сигнала включения ТД система переключается с режима грубой АПЧ на режим переходной АПЧ.

Контрольные вопросы

1. Перечислить блоки, входящие в систему грубой АПЧ.

2. Назначение субблока БСД-115.

Третий учебный вопрос

Работа системы в режиме переходной АПЧ

по функциональной схеме (слайд № 35,36)

В режиме переходной АПЧ управление автоподстройкой приемника происходит с помощью точного дискриминатора (по каналу ТД), в остальном функциональная схема не отличается от предыдущей. Режим переходной АПЧ введен в связи с тем, что автоподстройка приемника по сигналу ГД происходит со значительной ошибкой, которая может на отдельных точках диапазона станции превысить весь рабочий диапазон автоподстройки генератора СВЧ.

Отработка в режиме переходной АПЧ происходит за время отпускания специального реле задержки в сервоусилителе АПЧ (Р4 блока 42). При этом расстройка успевает уменьшиться до сравнительно небольшой величины, много меньшей Δf_г. После отпускания реле задержки система переключается с режима переходной АПЧ на режим точной АПЧ.

Контрольные вопросы

1. Назвать исполнительный элемент в схеме переходной АПЧ.

2. Почему в АПЧ применен режим переходной АПЧ?

Четвертый учебный вопрос

Работа системы в режиме точной АПЧ

по функционально-принципиальной схеме

(слайд № 38-41)

В режиме точной АПЧ задающим устройством является гетеродин приемника, а регулируемым объектом – генератор СВЧ, автоподстройка которого осуществляется с помощью блока серводвигателя АПЧ (блок 74). Серводвигатель БСД блока 115 при этом отключается.

Благодаря отрицательной обратной связи, которая в этом режиме осуществляется с генератора СВЧ(через направленный ответвитель Э6 стойки 108) на смеситель АПЧ, расстройка уменьшается до минимальной величины, определяемой чувствительностью точной АПЧ.

Если при включении генератора СВЧ расстройка не превышает полосы включения ТД, система АПЧ сразу начинает работать в режиме переходной АПЧ, минуя режим грубой АПЧ, а затем работает в режиме точной АПЧ. В этом случае время автоподстройки уменьшается.

Для стабилизации системы в каждом режиме в блоках серводвигателей (блоки 115 и 74) имеются тахогенераторы, выдающие в сервоусилитель АПЧ корректирующие сигналы.

В режиме грубой АПЧ система работает в сравнительно редкие промежутки времени (например, во время перестройки и включения передатчика). Быстродействие АПЧ определяется работой системы в режиме грубой АПЧ и режиме переходной АПЧ.

В режиме точной АПЧ производится компенсация расстроек генератора СВЧ, возникающих от постоянно действующих факторов, таких, например, как реакция генератора СВЧ при работе на вращающуюся антенну.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

1. Назвать исполнительный элемент в схеме точной АПЧ.

2. Какие элементы в системе АПЧ применены в качестве обратной связи ООС?

Задание на самоподготовку:

1. Техническое описание 5Н84. Ч.1, с.

2. Альбом схем. Ч.1,

3. Изучить работу блоков по функц.-принц. схемам.

4. 4. Изучить работу блока дискриминаторов (бл. 47) по принципиальной схеме.

5. 5. Уметь показать по функционально-принципиальной схеме путь прохождения сигнала АПЧ, объяснить процессы перехода системы АПЧ с грубого на переходной и с переходного на точный режим работы.

Окончание занятия;

под запись

_________

под запись

под запись

под запись

под запись

устно

устно

под запись

2 мин

2 мин

4 мин

2 мин

25 мин

15 мин

15 мин

15 мин

2 мин

5 мин

3 мин