Фазовый блок БФ-02

Фазовый блок предназначен для усиления по промежуточной частоте отраженных сигналов, поступающих с ПУПЧ, и преобразования их в видео­импульсы.

Технические данные блока:

промежуточная частота 30 МГц;

полоса пропускания не менее 4,5 МГц;

коэффициент усиления по амплитудному и фазовому каналам не менее 500;

частота колебаний когерентного гетеродина 30 МГц.

В состав фазового блока входят:

субблок УПЧ-Л;

субблок УПЧ-Ф;

когерентный гетеродин;

блок проверки фазирования (БПФ).

Функциональная схема фазового блока приведена на рисунке 4.9.

УПЧ-Л

Субблок УПЧ-Л предназначен для усиления и амплитудного детекти­рования сигналов промежуточной частоты в режимах ПАСС и АКТ.

Амплитудная характеристика субблока УПЧ-Л является логарифмиче­ской (рисунок 4.10). Динамический диапазон сигналов на входе приемника порядка 50…70 дБ (по мощности). Применяемый в данном случае УПЧ с ло­гарифмической характеристикой ограничивает только достаточно большие сигналы, превышающие уровень собственных шумов на 50…60 дБ. Таким образом, сигнал от самолета, находящегося на фоне местного предмета или гидрометеора, не будет ограничен. в случае применения линейного УПЧ по­лезный сигнал будет ограничен.

УПЧ-Л построен по схеме сложения напряжений видеоимпульсов с выходов усилительных каскадов, имеющих отдельные амплитудные детек­торы. Принципиальная схема УПЧ-Л приведена в альбоме схем.

Усилитель промежуточной частоты состоит из 6 каскадов, выполнен­ных на пентодах с двумя анодами (Л9…Л14). С одного из анодов сигнал по­дается на следующий каскад усиления, со второго анода – на амплитудный детектор. После детектирования видеосигналы поступают на каскады видео­усиления и сложения. (Л1…Л6). В качестве сумматоров используется линия задержки на Др1…ДР14 и междуэлектронные емкости ламп.

Каждый в отдельности каскад УПЧ является линейным усилителем. С ростом напряжения на входе он входит в режим насыщения. Если рассматри­вать УПЧ в целом, то с ростом входного напряжения на управляющей сетке лампы Л9 вначале войдет в режим насыщения последний каскад УПЧ (Л14).

При дальнейшем росте входного напряжения будут поочередно вхо­дить в режим насыщения все предыдущие каскады – Л13, Л12, Л11, Л10 и, наконец, Л9. При этом выходное напряжение в канале видеоусиления и сло­жения будет возрастать до тех пор, пока не войдет в режим насыщения кас­кад на Л9. Дальнейший рост входного напряжения не приведет к увеличению сигнала на выходе.

рисунок 4.10. Временные диаграммы в УПЧ-Л

Процесс формирования логарифмической амплитудной характеристики УПЧ-Л поясняется на рисунке 4.11.

Рисунок 4.11. Принцип получения логарифмической амплитудной

характери­стики

Результирующая амплитудная характеристика усилителя, получаемая в результате сложения напряжений, снимаемых с анодов ламп видеоусилите­лей Л1…Л6, близка к логарифмической. Между каскадами видеоусилителей включены звенья линии задержки. Время задержки каждого звена линии вы­брано равным времени задержки сигнала при прохождении им одного кас­када УПЧ. Это необходимо для совмещения видеоимпульсов при сложении их на общей нагрузке R1, R21.

Полоса пропускания каждого каскада УПЧ равна 4-5 МГц и определя­ется полосой пропускания контуров, образованных индуктивностями L1, L3, L5, L7, L9, L11. Контуры L2, L4, L6, L8, L10 имеют широкую полосу пропус­кания (не менее 7 МГц), что достигается подбором величины связи между обмотками контуров.

Сигнал с анодов ламп канала видеоусиления и сложения проходит че­рез дифференцирующую цепочку R20, С14, постоянная времени которой меньше длительности сигнала, отраженного от самолета. Сигналы, отражен­ные от целей, протяженных местных предметов и гидрометеоров, имеющие большую длительность, дифференцируются. Получаемые в результате диф­ференцирования отрицательные выбросы ограничиваются диодом Д7. Таким образом, от местных предметов и гидрометеоров на экране индикатора оста­ется только лишь передняя кромка, что позволяет выделять метку цели на «шумовом» фоне пассивных отражений (рисунок 4.12).

Рисунок 4.12. Принцип работы дифференцирующей цепочки

и вид ИКГ

После усиления в каскадах видеоусилителя ( два каскада на лампе Л7) сигналы положительной полярности поступают на катодный повторитель (Л8) и с его нагрузки R30 на выход субблока. Резисторы R27, R29 являются антипаразитными и служат для предотвращения возможности самовозбуж­дения катодного повторителя. чтобы амплитуды выходных сигналов не пре­вышали значения 8,5 В (необходимо для работы индикаторных устройств), на выходе катодного повторителя включен ограничитель на кремниевом ста­билитроне Д814А (диод Д10).

УПЧ-Ф

Субблок УПЧ-Ф предназначен для усиления сигналов промежуточной частоты, поступающих с ПУПЧ в режиме СДЦ. На фазовом детекторе суб­блока производится сравнение фаз отраженного и зондирующего сигналов, в результате чего на его выходе формируются видеоимпульсы определенной амплитуды и полярности, зависящие от разности фаз этих сигналов. Видео­импульсы с выхода УПЧ-Ф подаются на компенсирующее устройство.

Принципиальная схема УПЧ-Ф приведена в альбоме схем.

Субблок УПЧ-Ф состоит из 6 каскадов усиления промежуточной час­тоты (лампы Л1…Л6), фазового детектора (лампа Л7), видеоусилителя (лампа Л8) и катодного повторителя (лампа Л9). Смещение на сетках всех ламп усилителя автоматическое. Ручная регулировка усиления производится путем подачи отрицательного напряжения на управляющую сетку лампы Л1.

Два первых каскада усиления являются усилителями с линейной ам­плитудной характеристикой, четыре последующих каскада образуют усили­тель с ограничением. Ограничение необходимо для того, чтобы исключить зависимость напряжения на выходе фазового детектора от величины вход­ного сигнала. Ограничение в усилителе осуществляется за счет подачи по­ниженного до 75 В экранного напряжения на лампы Л3…Л5.

В качестве анодной нагрузки каскадов используются связанные кон­туры. Средние частоты настройки контуров следующие : L1 - 32 МГц,

L2 -28 МГц, L3 - 32 МГц, L4 - 28 МГц, L5, L6 - 30 МГц.

На фазовый детектор (Л7) подаются одновременно два напряжения: напряжение с последнего каскада УПЧ и опорное напряжение с когерентного гетеродина, сфазированное зондирующими импульсами МГ.

Резистор R33 служит для согласования со входом фазового детектора волнового сопротивления коаксиального кабеля, по которому подается опор­ное напряжение от когерентного гетеродина.

При настройке субблока УПЧ-Ф и проверке полосы пропускания необ­ходимо переключать фазовый детектор в режим амплитудного детектирова­ния. Для этого анод правой половины лампы Л7 заземляется с помощью кон­тактов реле Р1 при установке тумблера В2 «ФД-АД» на лицевой панели блока БФ-02 в положение «АД».

Видеоимпульсы обеих полярностей с выхода фазового детектора по­даются на вход видеоусилителя (Л8) с отрицательной обратной связью. Ви­деоусилитель должен усиливать в линейном режиме видеоимпульсы как по­ложительной, так и отрицательной полярности. Коэффициент усиления регу­лируется с помощью переменного резистора R41. Усиленные видеоимпульсы поступают на катодный повторитель (Л9), основное назначение которого со­стоит в согласовании высокоомного выхода видеоусилителя с волновым со­противлением (150 Ом) кабеля, по которому видеосигнал подается на ком­пенсирующее устройство.

Когерентный гетеродин

Когерентный гетеродин предназначен для генерирования непрерывных колебаний промежуточной частоты, фазируемых зондирующими импуль­сами МГ.

Принципиальная схема когерентного гетеродина приведена в альбоме схем.

Когерентный гетеродин состоит из двух каскадов усиления фазирую­щих импульсов (лампы Л1, Л2), транзитронного генератора (лампа Л3) и бу­ферного усилительного каскада (лампа Л4).

Фазирующий импульс с блока приемника поступает по коаксиальному кабелю на управляющую сетку лампы Л1. Смещение 1-го и 4-го каскадов ав­томатическое, 2-го – фиксированное. Напряжение смещения на управляю­щую сетку лампы Л2 подается с делителя напряжения R4, R7 и выбрано та­ким образом, чтобы произвести отсечку паразитных сигналов и шумов в це­лях предотвращения несанкционированного фазирования гетеродина. Уси­ленный двухкаскадным усилителем фазирующий импульс поступает на ко­лебательный контур генератора. Генератор собран на транзитронной схеме. Колебательный контур, состоящий из индуктивности L2 и конденсаторов С11, С12, С14, включен между антидинатронной сеткой и катодом лампы Л3 за счет наличия конденсатора С21.

Генерация в транзитронной схеме возникает за счет того, что при опре­деленных напряжениях на антидинатронной и экранирующей сетках пентода промежуток катод - экранирующая сетка имеет отрицательное сопро­тивление. Это сопротивление компенсирует потери в контуре, в резуль­тате чего обеспечивается возникновение в контуре незатухающих колебаний. Пе­редача изменения напряжения экранирующей сетки на пентодную осуще­ств­ляется через конденсатор С20. Подстройка генератора по частоте осуще­ств­ляется с помощью подстроечного конденсатора С14. Колебания, выраба­ты­ваемые генератором, усиливаются буферным усилителем на лампе Л4 и по­даются на вход фазового детектора субблока УПЧ-Ф.

В субблоке когерентного гетеродина предусмотрена возможность выклю­чения фазирования при помощи реле Р, на которое подается напряже­ние +27 В с блока технического управления при установке тумблера ФАЗИ­РОВАНИЕ-ВЫКЛ. в положение "Выкл". С помощью реле Р делитель на ре­зисторах R4, R7 отключается от корпуса и на сетку лампы Л2 поступает на­пряжение минус 105 В. В этом случае фаза зондирующего импульса коге­рентному гетеродину не навязывается, он генерирует колебания со случай­ной фазой.