Функциональная схемасистемы АПЧ

1. Система АПЧ выполнена по принципу двухканальной подстройки частоты генератора СВЧ (стр.27, рис.28).

В зависимости от величины управляющего напряжения в блоке 85 производится коммутация каналов АПЧ. При малой величине расстройки по частоте включается канал точной АПЧ, исполнительным органом которого является пластина в анодно-сеточном контуре передатчика, поворачиваемая с помощью автомата АП-4. При большой величине управляющего напряжения, когда крайнее положение пластины в анодно-сеточном контуре не устраняет взаимную расстройку по частоте генератора и гетеродина приемника, автоматически подключается канал грубой АПЧ. Исполнительным органом грубого канала является плунжер анодно-сеточного контура передатчика, перемещаемого в сторону уменьшения расстройки с помощью автомата АП-1 системы перестройки.

2.Включение АПЧ производится с аппаратного или выносного пультов управления (АПУ или ВПУ).

При включении АПЧ с АПУ команда управления с блока 12М через тумблер В5, через нормально замкнутые контакты реле Р18 подается на дешифратор У2 (ДШЗ), который обеспечивает цепь включения реле Р13. При срабатывании реле Р13 напряжение минус 26В с блока 11М (при включенной 100% мощности передатчика) через нормально разомкнутые контакты реле Р13 блока 12М, через нормально разомкнутые контакты реле Р1 блока 35, включаемого при наличии тока нагрузки высоковольтного выпрямителя, через диод Д2 блока 85 поступает на реле включения РЗ.

При управлении с выносного пульта управления (ВПУ) команда управления на вход дешифратора У2 (ДШЗ) блока 12М поступает через тумблер В5 блока 23М, через нормально разомкнутые контакты реле Р18, включаемого при переводе управления станцией, с аппаратного пульта на выносной по команде ВПУ.

Реле РЗ, срабатывая, включает усилитель АПЧ в работу. Таким образом, система АПЧ работает при включенном передатчике в режиме 100% мощности. Когда включен режим мерцания излучением, система АПЧ выключается на время снятия импульсов запуска ПДУ за счет выключения реле Р1 блока 35.

Часть энергии высокочастотного импульса генератора с направленного ответвителя блока 42 поступает в канал АПЧ приемника, который вырабатывает управляющее напряжение постоянного тока, соответствующее величине и знаку взаимной расстройки частоты передатчика и гетеродина приемника относительно номинального значения промежуточной частоты.

С канала АПЧ приемника управляющее напряжение поступает на усилитель АПЧ(блок 85).

Когда управляющее напряжение уменьшится до определенной величины, канал грубой АПЧ автоматически выключается и включается канал точной АПЧ.

3. Управляющее напряжение с выхода канала АПЧ приемника через нормально замкнутые контакты реле рода работы (Р4) блока 85 поступает на вход усилителя преобразователя канала точной АПЧ, с помощью которого постоянное управляющее напряжение преобразуется в переменное частотой 50 Гц, так как в качестве исполнительного двигателя канала используется электродвигатель переменного тока. Величина переменного напряжения на выходе усилителя-преобразователя (в конечном итоге - скорость вращения исполнительного двигателя) пропорциональна величине входного управляющего напряжения, а фаза (т. е. направление вращения двигателя) зависит от полярности управляющего напряжения.

Устойчивость работы канала обеспечивается применением стабилизирующего четырехполюсника, с помощью которого устанавливаются определенные фазовые соотношения между напряжениями управления и возбуждения исполнительного двигателя с целью предотвращения паразитных колебаний в системе.

Выходное напряжение четырехполюсника, усиленное усилителем напряжения, работающим в линейном режиме, поступает на фазоинверсный каскад, осуществляющий переход с однотактного усилителя напряжения на двухтактный усилитель мощности.

Выходной трансформатор усилителя мощности Тр 1 нагружен на управляющую обмотку электродвигателя автомата АП-4, который под действием управляющего напряжения поворачивает через редуктор пластину в анодно-сеточном контуре генератора в сторону уменьшения расстройки, т. е. в сторону уменьшения управляющего напряжения на выходе канала АПЧ приемника.

Коэффициент усиления канала точной АПЧ (точность отработки) устанавливается путем изменения напряжения отрицательной обратной связи с выхода усилителя мощности (резисторы R6, R7, R8) в катод усилителя напряжения.

При значительном увеличении управляющего напряжения электродвигатель автоматаАП-4 поворачивает пластину в анодно-сеточном контуре в одно из крайних положений и с помощью специального механизма замыкает контактную группу КП-1, обеспечивая тем самым подключение реле Р4 к выходу усилителя мощности. Реле Р4 срабатывает и нормально замкнутыми контактами отключает питание электромагнитной муфты Э1 автомата АП-4, а нормально разомкнутыми - подключает анодное напряжение на тиратронные реле Л7 и Л8. Одновременно своими контактами реле Р4 переключает управляющее напряжение канала АПЧ блока 5 с канала точной АПЧ на вход усилителя напряжения канала грубой АПЧ. Электродвигатель автомата АП-4 останавливается, а специальное (сбрасывающее) устройство устанавливает пластину анодно-сеточного контура блока 50 в исходное положение, соответствующее минимальному (нулевому) управляющему напряжению, чем обеспечивается подготовка канала точной АПЧ к последующему включению.

4.Усиленное постоянное управляющее напряжение с выхода усилителя напряжения (Л4а) поступает одновременно на управляющую сетку и катод ламп Л7 и Л8 (соответственно).

В зависимости от полярности напряжения на выходе усилителя Л4а происходит поджиг или тиратрона Л7 (положительное напряжение), или тиратрона Л8 (отрицательное напряжение), в результате чего реле Р1 (или Р2) срабатывает, обеспечивая замыканием своих контактов цепи включения пусковых реле Р1 (или Р2) автомата перестройки АП-1;а также цепь питания обмотки реле Р4, которое подключается к выходу усилителя мощности.

Пусковые реле автомата перестройки Р1 и Р2 своими контактами подключают питание электродвигателя, который через редуктор перемещает плунжер анодно-сеточного контура генератора в положение, при котором разностная частота гетеродина приемника и передатчика будет близка к номинальному значению промежуточной частоты.

Уменьшение управляющего напряжения приводит к запиранию тиратронов Л7 и Л8 вследствие чего электродвигатель автоматаАП-1 останавливается, контактами реле Р1 или Р2 размыкается цепь питания реле Р4, обеспечивая включение канала точной АПЧ.

Усилитель АПЧ (блок 85)

1.Усилитель АПЧ служит для усиления управляющего напряжения, поступающего с канала АПЧ приемника, до величины, необходимой для работы исполнительных устройств каналов точной и грубой АПЧ.

Усилитель-преобразователь канала точной АПЧ собран на лампах Л5 и Л6 по двухтактной двух полупериодной схеме с автоматическим смещением, создаваемым на резисторах R37 и R38 за счет анодного тока.

На аноды ламп со вторичных обмоток трансформатора Тр4 подается переменное напряжение частоты 50 Гц. При этом напряжения на аноды левой половины лампы Л5 (с обмотки 4 - 5) и правой половины лампы Л6 (с обмотки 7 - 8) поступает в фазе по отношению друг к другу и в противофазе — по отношению к напряжениям па анодах правой половины лампы Л5 (с обмотки 3—4) и левой половины лампы Л6 (с обмотки 6—7).

Управляющее напряжение постоянного тока с приемника поступает одновременно на сетки правых половин ламп Л5 и Л6. В результате напряжение на сетках обеих ламп образуется как алгебраическая сумма управляющего напряжения и автосмещения за счет анодных токов, протекающих через катодные резисторы. На сетках левых половин ламп действуют только напряжения автосмещения.

Анодный ток обоих триодов лампы Л5 протекает через половину 3—4 первичной обмотки трансформатора ТрЗ, а анодный ток лампы Л6 протекает через половину 4—5 первичной обмотки того же трансформатора.

В каждом полупериоде работают только два триода — по одному от каждой лампы; при этом анодные токи каждого триода протекают через соответствующие половины первичной обмотки 3—4, 4—5 трансформатора ТрЗ в противоположных направлениях. Если управляющее напряжение на входе усилителя-преобразователя равно нулю, то анодные токи обоих триодов равны. При этом магнитные потоки, создаваемые токами, компенсируют друг друга, а на вторичной обмотке 1—2 трансформатора ТрЗ выходное напряжение будет также равно нулю.

Если же управляющее напряжение на входе усилителя не равно нулю, то на выходе выделяется некоторое результирующее напряжение переменного тока, амплитуда которого пропорциональна величине управляющего напряжения, а фаза определяется знаком управляющего напряжения.

2.Стабилизирующий четырехполюсник применяется для предотвращения паразитных автоколебаний в системе АПЧ, которая, как и всякая другая замкнутая система регулирования, является колебательной, т. е. при отработке рассогласования имеют место собственные затухающие колебания. Частота колебания определяется коэффициентом усиления канала точной АПЧ, моментом инерции исполнительного двигателя и другими параметрами системы.

При отработке рассогласования управляющее напряжение модулируется частотой собственных затухающих колебаний.

Из-за люфтов в редукторе автомата АП-4 и отставания по фазе модулирующих колебаний управляющего напряжения (за счет прохождения по цепям усилителя АПЧ), момент вращения на валу электродвигателя автомата АП-4 запаздывает по фазе по отношению к управляющему напряжению на входе усилителя АПЧ.

Коэффициент усиления системы АПЧдля обеспечения необходимой точности отработки рассогласования достаточно большой, поэтому за счет запаздывания затухающие собственные колебания в системе АПЧ могут превратиться в автоколебания.

Автоколебания проявляются в виде качания выходного вала исполнительного двигателя автомата АП-4, в результате чего частота генератора передающего устройства будет непрерывно изменяться.

С другой стороны, собственные колебания в системе АПЧ быстро затухают, если в систему ввести звено, создающее опережающий сдвиг для частоты собственных колебаний системы АПЧ.

Этим звеном в системе АПЧ и является стабилизирующий четырехполюсник.

Четырехполюсник собран по схеме Т-образного фильтра, состоящего из конденсаторов С12, С11 и резисторов R32, RЗЗ, RЗ6.

Действие стабилизирующего четырехполюсника сводится к тому, что при возникновении колебаний он сообщает сигналу рассогласования опережающий сдвиг по фазе, который компенсирует запаздывание, происходящее в других элементах системы АПЧ.

3.Усилитель напряжения собран на левой половине лампы Л4.

Усилитель охватывается последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, поданной с выходного каскада (Л1, Л2) на катод

4 Правая половина лампы Л4 используется для усиления постоянного управляющего напряжения канала грубой АПЧ. С резистора анодной нагрузки R43 усиленное управляющее напряжение подается на тиратронные реле (Л7 и Л8).

5. Фазоинверсный каскад канала точной АПЧ, собранный по самобалансирующейся схеме на лампе ЛЗ, вырабатывает два напряжения, примерно равные по амплитуде и сдвинутые между собой по фазе на 180°. Правая половина лампы ЛЗ используется для усиления управляющего напряжения, левая — для опрокидывания фазы на 180°.

6.Усилитель мощности представляет собой двухтактный усилитель, собранный на лампах Л1 и Л2.

Питающее напряжение +300 В подается на среднюю точку первичной обмотки выходного трансформатора Тр 1 и далее через первичную обмотку поступает на аноды ламп, а через гасящие резисторы R11и R12—на экранные сетки ламп.

Усиленное по мощности управляющее напряжение снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора Тр1 и подается на обмотку управления (В1—В2) исполнительного двигателя автомата АП-4.

Автомат АП-4

Автомат АП-4 предназначен для изменения параметров анодно-сеточного контура передатчика путем поворота пластины в контуре.

Автомат АП-4 включает в себя электродвигатель М1, электромагнитную муфту Э1, микровыключатель КП1 и червячно-шестеренчатый редуктор.

Работа системы АПЧ

Включение и выключение системы АПЧ при настройке производится переключателем В1 (АПЧ), установленным, на передней панели блока 85, при этом тумблер В5 (АПЧ) блока 12М или В5 (АПЧ) блока 23М выключается. Переключателем В1 блока 85 в положении АПЧ—ВКЛ. замыкается цепь питания +26 В электромагнитной муфты Э1 автомата АП-4, подается напряжение возбуждения двигателя М1 автомата АП-4 и подготавливается цепь питания обмоток пусковых реле Р1 и Р2 автомата АП-1.

В положении НАСТР. УСТОЙЧ. переключателя В1 производится регулировка устойчивости канала точной АПЧ, для чего переключателем В1 размыкается цепь питания +26 В электромагнитной муфты Э1 автомата АП-4 ^: и закорачивается вход усилителя АПЧ. В положении НАСТРОЙКА осуществляется регулировка, чувствительности каналов АПЧ, при этом замыкается цепь питания +26 В электромагнитной муфты Э1 автомата АП-4, подается напряжение возбуждения двигателя М1 автомата АП-4, размыкается цепь питания обмоток пусковых реле Р1 и Р2 автомата АП-1.

В положении ПРОВЕРКА, осуществляется проверка совместной работы обоих каналов без включения передающего устройства, путем подачи постоянного уровня напряжения на вход усилителя с выходного каскада канала
АПЧ приемника.

Во время перестройки станции автомат АП-4 автоматически отключается (снимается питание+26В с электромагнитной муфты Э1), а автомат АП-1 работает в системе перестройки. После окончания перестройки одновременно с включением генератора сигнальное реле Р12 блока 12М своими контактами 1, 2 размыкает цепь питания реле рода работы РЗ автомата АП-1, реле отпускается и своими контактами 4, 5 включает цепь питания электромагнитной муфты Э1 автомата АП-4.

Под воздействием напряжения канала точной АПЧ электродвигатель автомата АП-4 с помощью редуктора поворачивает пластину, установленную в анодно-сеточном контуре генератора в сторону уменьшения расстройки.

Если по какой-либо причине расстройка станет настолько большой, что диапазона подстройки частоты по каналу точной АПЧ недостаточно для ее компенсации, то при повороте исполнительного органа АПЧ на угол ±40° от нулевого положения микровыключатель КП1 автомата АП-4 замыкается.

При этом подается питание на реле рода работы Р4 блока 85, которое срабатывает и своими контактами 2, 3 переключает управляющее напряжение с канала точной АПЧ на канал грубой АПЧ.

Электродвигатель соединяется муфтой Э2 с анодным плунжером генератора через редуктор с повышенным передаточным числом, обеспечивающим замедленное перемещение плунжера, что необходимо для повышения устойчивости работы канала грубой АПЧ.

Перемещение плунжера происходит в сторону уменьшения расстройки. При некоторой (достаточно малой) расстройке выключается тиратронное реле, размыкается цепь питания реле Р4 контактами 9, 8 реле Р1 или Р2. Контакты 1, 2, 3 реле Р4 переключают канал грубой АПЧ на канал точной АПЧ и контактами 7, 8 реле Р4 подается питание на электромагнитную муфту автомата АП-4. Одновременно с размыканием контактов 5, 6 -.реле Р2 усилителя АПЧ выключается питание пускового реле Р2 автомата АП-1, которое в свою очередь отключает электродвигатель М1 и электромагнитную муфту Э2 автомата АП-1, после чего вал электродвигателя отключается от редуктора, анодный плунжер генератора останавливается. При этом автомат АП-4 подготовлен к работе в режиме точной АПЧ.