Радиотехнические навигационные средства самолетовождения и посадки (стр. 11 )

3.3.3. Принцип действия А-037 по функциональной схеме

Функциональная схема А-037 (рис. 3.9, вкладка 1).

Приемопередатчик ПП-5М является основным прибором РВ и выполняет следующие функции:

- формирование ЧМ колебаний;

- преобразование прямого и отраженного сигналов в сигнал биений FБ;

- поиск и обнаружение сигнала биений;

- стабилизация частоты сигнала биений;

- формирование импульса «измерительный интервал» и преобразование его в напряжение, пропорциональное высоте;

- контроль работоспособности всех узлов и блоков РВ.

В состав приемопередатчика входят следующие узлы и блоки:

-  модуль М 45203 (генератор ЧМ колебаний);

-  модуль М 45110-1 (смеситель и делитель напряжения);

-  блок усилителя низкой частоты (УНЧ-037 М);

-  блок резонаторов (БР-037);

-  блок измерения (БИ-037 В);

-  блок связи (БС-037);

-  блок питания (БП-037).

Модуль М 45203 предназначен для формирования СВЧ колебаний, модулированных по частоте.

Модуль М 45110-1 предназначен для преобразования прямого и отраженного сигналов в сигнал частоты биений.

Блок УНЧ предназначен для усиления сигнала FБ до значения, необходимого для нормальной работы измерителя.

Сигнал биений с выхода Х1 модуля М 45110-1 поступает на согласующий усилитель, с выхода которого сигнал поступает на предварительный усилитель, где усиливается и подается на фильтр низких частот (ФНЧ), обеспечивающий ослабление сигнала на частотах больше 37 кГц. Выходной сигнал ФНЧ поступает на фильтр высоких частот (ФВЧ), обеспечивающий ослабление сигнала с частотами меньше 24 кГц. С выхода ФВЧ сигнал передается на дифференциальный усилитель, который обеспечивает получение на выходе двух противофазных сигналов, которые поступают на электронный аттенюатор, служащий для регулирования коэффициента усиления. Далее сигнал поступает на выходной усилитель-ограничитель, где усиливается и ограничивается до нужного уровня.

Блок резонаторов БР – 037 предназначен для получения эталонной полосы частотной модуляции СВЧ сигнала и является формирователем опорных частот f1 и f2. Высокочастотный сигнал поступает на резонаторы Э1 и Э2 с выхода Х3 модуля М45110-1. На выходах резонаторов формируются ВЧ импульсы, которые детектируются детектором и поступают в схему модулятора блока измерений БИ-037.

Блок измерений БИ-037 предназначен для осуществления следующих функций:

- формирования модулирующего напряжения для модуля М 45203 и управляющего напряжения для блока УНЧ-037 М;

- поиска и обнаружения сигнала биений и стабилизации частоты биений;

- формирования импульса «Измерительный интервал» и преобразования его в напряжение постоянного тока, пропорциональное высоте (сигнал Выход Н1+);

- контроля работоспособности РВ и формирования сигнала «Исправность»;

- осуществления режимов «Контроль» и «Уст. Н».

В состав блока входят схемы поиска, захвата, дискриминатора, экспоненциального преобразователя, модулятора, формирования сигналов, измерителя и подавления флуктуаций. Блок работает в режимах: поиска и захвата; слежения; «Контроль».

Схема поиска выполняет функции формирования поискового напряжения в режиме поиска и сглаживания сигнала ошибки в режиме слежения. В состав схемы входят: интегратор 3; схема сравнения 6; схема формирования уровней; логические схемы ИЛИ1 и ИЛИ2; ключи 9 и 10; дифференцирующая цепь.

Режим поиска начинается при включении РВ или при потере сигнала. В этом случае с выхода схемы сравнения 5 схемы захвата на схемы ИЛИ1 и ИЛИ2 поступает отрицательный уровень напряжения. Через схему ИЛИ 2 это напряжение поступает на ключ 10, который отключает выход дискриминатора от входа интегратора 3. При этом размыкается контур стабилизации частоты биений. Схема ИЛИ 1 открывает ключ 9, который совместно со схемой сравнения 6 и интегратором 3 образуют генератор пилообразного напряжения.

Схема формирования уровней служит для формирования нижнего и верхнего уровней поискового напряжения.

В режиме слежения с выхода схемы сравнения 5 схемы захвата формируется положительный уровень напряжения.

Логическая схема ИЛИ 1 и закрытый ключ 9 размыкают цепь генератора поискового напряжения;

Логическая схема ИЛИ 2 и открытый ключ 10 подключают выход схемы разности к входу интегратора 3. Интегратор начинает сглаживать сигнал ошибки с выхода дискриминатора (схемы разности).

Дифференцирующая цепь предназначена для быстрого восстановления генератора поиска в случае потери сигнала. Поиск начинается с минимальной высоты.

Схема захвата выполняет следующие функции:

- автоматический контроль амплитуды сигнала биений с выхода УНЧ-037М;

- формирование сигналов «Захват», «Разрешение», «Исправность».

В её состав входят: полосовой фильтр 3; детектор 3; схема сравнения 5; схемы задержки 2 и 3; выходной каскад и ключи 4 и 7.

Сигнал биений с выхода УНЧ-037М через ключ 1 поступает на полосовой фильтр 3. После фильтрации сигнал поступает на детектор 3 и далее на неинвертирующий вход схемы сравнения 5. На инвертирующий вход этой схемы подается опорное напряжение Uоп. Если напряжение на выходе детектора 3 меньше опорного, на выходе схемы сравнения 5 формируется отрицательный уровень напряжения, соответствующий режиму поиска сигнала. Как только напряжение превысит опорное, формируется положительное напряжение, соответствующее моменту захвата сигнала. На выходе схемы сравнения 5 установится положительное напряжение (сигнал «Захват»), соответствующее режиму слежения. Далее сигнал подается на схему задержки 3 и в схему поиска. Схема задержки 3 служит для формирования сигнала «Разрешение» с задержкой относительно моментов формирования сигнала «Захват».

С выхода схемы задержки 3 сигнал подается на схему задержки 2, которая формирует сигнал «Исправность» с задержкой относительно сигнала «Разрешение». Сигнал «Исправность» в виде напряжения 27В формируется в выходном каскаде.

Ключ 4 переводит схему сравнения 5 в состояние, соответствующее режиму поиска.

Ключ 7 служит для блокировки схемы захвата на время обратного хода поискового напряжения.

Схема дискриминатора предназначена для преобразования рассогласования между частотой биений и переходной частотой дискриминатора в сигнал ошибки. Сигналы с полосовых фильтров 1и 2 поступают на детекторы 1 и 2 соответственно, а с них на схему разности, где преобразуется в сигнал ошибки, который через ключ 10 поступает на интегратор 3 схемы поиска.

Схема экспоненциального преобразователя служит для поддержания постоянства коэффициента усиления контура стабилизации частоты биений в диапазоне измеряемых высот.

Схема модулятора выполняет следующие функции:

-  формирование модулирующего напряжения несимметричной пилообразной формы;

-  формирование импульса Ти «Измерительный интервал»;

-  формирование импульса «Разрядный»;

-  контроль наличия импульса «Измерительный интервал».

В состав схемы модулятора входят: интегратор 1; схемы сравнения 1,2 и 3; ждущий мультивибратор; триггер; инвертор; схема задержки 1; ключи 2 и 3; схема контроля Ти.

Рассмотрим шесть этапов формирования модулирующего напряжения с помощью графиков рис.3.10.

В некоторый момент времени t1 ключ 2 замкнут положительным напряжением с выхода инвертора. При этом на выходе интегратора 1 появляется линейно нарастающее напряжение (рис.3.10, а).

В момент времени t2 на выходе 1 блока БР-037 формируется импульс, поступающий на неинвертирующий вход схемы сравнения 1 (рис.3.10, б). На инвертирующий вход этой схемы подается опорное напряжение.

С выхода этой схемы импульс поступает на вход триггера и запускает его (рис.3.10, г), кроме того, он подается на инвертирующий вход схемы сравнения 3, не изменяя ее состояние.

В момент времени t3 на выходе 2 блока БР-037 формируется импульс, поступающий на вход схемы сравнения 2 (рис.3.10, в). С выхода этой схемы импульс подается на другой вход триггера, возвращая его в исходное состояние. В результате на выходе триггера формируется импульс длительностью, равной измерительному интервалу ТИ (Рис.3.10, г), который поступает на вход схемы совпадения И1. Кроме того, импульс с выхода схемы сравнения 2 поступает на вход схемы сравнения 3, при этом на ее выходе появляется положительный перепад напряжения (Рис.3.10, д).

В момент времени t4 на выходе нижнего резонатора блока БР-037 появляется второй импульс, который после схемы сравнения 1 подается:

- на вход схемы сравнения 3 и возвращает ее в исходное состояние. В результате на выходе ее заканчивается формирование импульса положительной полярности (Рис.3.10, д);

- на вход интегратора 1, при этом на его выходе продолжает формироваться линейно падающее напряжение (Рис.3.10, а).

Схема задержки 1 затягивает задний фронт этого импульса (Рис.3.10, е), обеспечивая формирование модулирующего напряжения.

В момент времени t5 заканчивается импульс с выхода схемы задержки 1, а ключ 2 еще разомкнут импульсом с выхода инвертора, поэтому напряжение на выходе интегратора 1 остается постоянным.

В момент времени t6 заканчивается процесс формирования импульса «Разрядный» (Рис.3.10, ж) на выходе ждущего мультивибратора, ключ 2 замыкается, начинается рабочий ход модулирующего напряжения и весь процесс повторяется.

Импульс «Разрядный» длительностью 300…400 мкс поступает на вход схемы совпадения И2 схемы измерителя и на вход инвертора, на выходе которого формируется импульс отрицательной полярности. Так работает схема модулятора для одного периода модуляции. Модулирующее напряжение с выхода модулятора поступает в модуль М 45203 для осуществления частотной модуляции его колебаний.

Схема контроля Ти служит для контроля наличия импульса «Измерительный интервал с выхода триггера.

Схема измерителя служит для преобразования длительности

Рис. 3.10.Графики модулирующего напряжения

импульса «Измерительный интервал» в напряжение «выход Н3+», пропорциональное текущей высоте, и формирования напряжения «Выход Н1+».

В её состав входят: интегратор 2; источник опорного тока; схемы совпадения И1, И2; ключи 5 и 8.