Руководитель занятия:

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

1.

Структурная схема, взаимодействие с другими

устройствами бл.49, 148

25 мин.

2.

Функционально-принципиальная схема УПЧ блоков 49 и 148

25 мин

3.

Работа схемы БАРУ по функционально-принципиальной схеме

20 мин

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

10 мин.

№ п\п

Изучаемый вопрос

метод

время

1

2.1

2.2

2.3

3

Вступительная часть:

• Прием доклада дежурного по взводу;

• Проверка личного состава и готовности к занятию;

• Целесообразно провести контрольный опрос по предыдущей теме.

1. Назначение, состав приемного устройства

Приёмное устройство предназначено для преобразования, детектирования и усиления сигналов, отраженных от целей (эхо-сигналов).

2. Назначение, состав блока 115.

Блок УВЧ предназначен для усиления по в/ч сигнала и преобразования эхо-сигналов в ƒ_пр, поступающих с АФУ, и для получения управляющих сигналов разностной частоты / ƒ_пер – ƒ_г / системы АПЧ бл.47.

В состав бока УВЧ входят: (слайд № 10 )

Канал сигнала

1-входная цепь;

2-УВЧ-лампы Л1, Л2, Л3;

3-преобразователь – гетеродин – Л4, смеситель Л5;

4-предварительный УПЧ – Л6;

5-субблок БСД-115;

3. Назначение, состав канала АПЧ.

Канал АПЧ

• смеситель АПЧ-Л7;

• предварительный УПЧ-Л8.

Входная цепь передаёт эхо-сигналы, поступающие из антенны на вход первого каскада УВЧ.

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

• Доведения темы, целей занятия и учебных вопросов;

__________________________________________

Основная часть.

Первый учебный вопрос.

Структурная схема, взаимодействие с другими

устройствами бл.49, 148

БЛОК УПЧ (бл.49)

Предна Предназначен для усиления эхо-сигналов промежуточной частоты, их детектирования и усиления видеосигналов, защиту амплитудного тракта от перегрузки шумовыми и импульсными помехами и выдача видеосигналов положительной и отрицательной полярности на индикаторные устройства, НРЗ и аппаратуру ЧПК (слайд №19).

С о с т а в бл.49

• семь каскадов УПЧ (Л1, Л3, Л4, Л5, Л6, Л7);

• два амплитудных детектора (Д-2, Д-5);

• два видеоусилителя (Л10, Л11а);

• интегрирующий фильтр ИФ;

• катодный повторитель Л11б;

• усилитель постоянного тока Л8.

Для преподавателя !

Усилители промежуточной частоты УПЧ

УПЧ нах УПЧ находится после преобразователя частоты и осуществляет основное усиление приёмника и его избирательность. Число каскадов усиления бывает от 2 до 12, каждый из них представляет резонансный усилитель с фиксированной настройкой частоты. В качестве нагрузки используются одиночные колебательные контуры или система контуров.

УПЧ характеризуются следующими параметрами:

1. Промежуточная частота выбирается в зависимости от диапазона приёмника и его назначения. Практически в радиолокационных приёмниках ƒ_пр в пределах 5-90 МГц.

2. Коэффициент усиления напряжения равен отношению комплексной амплитуды напряжени на выходе И_вых к комплексной амплитуде напряжения на входе И_вх и определяется выражением

К' = = = К;

где К= - величина (модуль) коэффициента усиления;

φ = φ_вых - φ_вх - угод сдвига фаз между выходными и входными напряжениями.

В децибеллах определяется как К_дб = 20 lqК

3. Полоса пропускания УПЧ определяет полосу пропускания всего приёмника и выбирается в зависимости от назначения его и диапазона принимаемых частот. Полоса пропускания приёмников импульсных сигналов, а следовательно, и УПЧ выбирается оптимальной или близкой к ней. При этом обеспечивается наилучшая чувствительность. Она выбирается из соотношения

2Δƒ=2Δƒ_опт

и может быть в пределах от сотен килогерц до десятков мегагерц.

1. Избирательность УПЧ определяет избирательность всего приемника и оценивается коэффициентом прямоугольности. Коэффициент прямоугольности показывает, насколько реальная резонансная кривая отличается от идеальной, имеющей форму прямоугольника, определяется по резонансной кривой (слайд № 17) при ослаблении в 10 и 100 раз.

2. Эффективность схемы УПЧ – это произведение резонансного коэффициента усиления одного каскада К₀₁ на полосу пропускания 2Δƒ всего многокаскадного усилителя Э = К₀₁ 2Δƒ.

Этот показатель используется для сравнения различных схем УПЧ. Чем больше эффективность схемы, тем больше получается усиление каждого каскада при заданной полосе пропускания. Этот показатель можно распространить на один каскад или группу.

3. Устойчивость работы. УПЧ не должен самовозбудиться. Одной из причин самовозбуждения является положительная обратная связь через ёмкость Сag. Для устойчивой работы коэффициент усиления каждого каскада не должен превышать значения коэффициента устойчивого усиления (К_у)

К₀₁ ≤ К_у = 0,42

где S – крутизна характеристики лампы;

С_ад – междуэлектродная ёмкость между анодном и сеткой лампы.

Отсюда следует, что в УПЧ целесообразно использовать пентоды, так как они имеют большее значение S/С_аg .

Для ус Для устранения других причин, вызывающих самовозбуждение, применяются фильтры и развязки в цепи питания электродов ламп и конструктивные меры при монтаже схемы.

Наиболее широкое распространение получили следующие схемы УПЧ:

• одноконтурные с настроенными контурами (I тип УПЧ) (слайд № 17) ;

• одноконтурные с расстроенными контурами (II тип УПЧ) (слайд № 17);

• двухконтурные (III тип УПЧ) (слайд № 17).

В радиолокационных приёмниках широкое распространение получили УПЧ I типа, так как обладают следующими достоинствами:

• простота схемы (слайд № 18) и удобство настройки;

- малые искажения усиливаемых радиоимпульсов.

Д е т е к т о р ы

В радиолокационном приёмнике детектор предназначен для образования радиоимпульсов промежуточной частоты в видеоимпульсы. Наиболее распространенная схема такого детектора представлена на слайде № 19. Физические процессы, происходящие в детекторе, эллюстрируются эпюрами, представленными на слайде № 19.

В первый положительный полупериод входного напряжения начинается заряд конденсатора С_н и через диод проходит импульс анодного тока. Вследствие этого порисходит накопление энергии в электрическом поле конденсатора. Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на аноде диода положительное, т.е. от t₀ до t_1. В момент t₁ напряжение на заряжающемся конденсаторе становится равным напряжению на входе детектора и напряжение на аноде диода равно нулю. Анодный ток прекращается и начинается разряд конденсатора через сопротивление нагрузки R_{н .} Разряд продолжается до момента t_2. В промежутке от t₁ до t₂ на аноде диода действует отрицательное напряжение и диод закрыт. С момента t₂ напряжение на аноде диода опять становится положительным и конденсатор С_н снова подзаряжается до момента t_3.

С этого момента наряжение на аноде отрицательное, анодного тока нет и происходит очередной разряд конденсатора через сопротивление R_н . Далее указанные процессы повторяются. С момента начала работы детектора импульсы анодного тока диода постепенно уменьшаются, а с момента t₃ - остаются установившимися.

С этого момента режим работы диода считается установившимся (выходное напряжение остается постоянным). С момента окончания радиоимпульса конденсатор С_н разряжается через резистор нагрузки R_н .

Форма видеоимпульсов на выходе детектора зависит от С_н и R_н , их величину приходится выбирать из ряда противоречивых требований, обычно

С_н = (10 ÷20) С_ак

R_н =

где С_ак – ёмкость между анодом и катодом диода;

τ_и - длительность радиоимпульсов.

Эхо-си Эхо - сигналы, усиленные первым каскадом УПЧ, подаются на фильтр сосредоточенной селекции ФСС, формирующий требуемую полосу пропускания амплитудного канала приёмного устройства, и усиливаются четырьмя каскадами: УПЧ-2, УПЧ-3, УПЧ-4, УПЧ-5.

Далее сигналы детектируются амплитудным детектором Д2, усиливаются видеоусилителем ВУ-1 и подаются на фазоинверсный каскад усилителя ВУ-2, с катода которого видеосигналы положительной полярности поступают на индикатор контроля бл.21 и аппаратуру НРЗ.

С катодного повторителя Л11б снимаются видеоимпульсы отрицательной полярности, которые поступают на входной блок ЧПК бл.31.

Первые четыре каскада УПЧ охвачены цепью быстродействующей автоматической регулировки усиления (БАРУ).

Схема обратной связи БАРУ включает детектор Д-5, интегрирующий фильтр ИФ и усилитель постоянного тока УПТ.

На пятый каскад УПЧ подаются бланкирующие импульсы, запирающие приёмник.

С каскада УПЧ-6, входящего в состав когерентного канала, напряжение сигналов промежуточной частоты подаётся в блок УПЧ 148.

Регулировки, применяемые в блоке, изменяют:

• УСИЛЕНИЕ ПЧ – коэффициент усиления первого каскада УПЧ путём изменения напряжения на экранной сетке лампы R6 (Л3).

• ВЫХОД – амплитуду выходных импульсов отрицательной полярности R62 (Л11).

• ОГРАНИЧЕНИЕ – соотношение сигнал/шум за счет отсечки анодного тока. R68 (Л11).

• РРУ и БАРУ – начальное напряжение смещения на управляющих сетках регилируемых каскадов УПЧ. (слайд № 20).

БЛОК УПЧ (блок 148) слайд № 21

Пре Предназначен для усиления и детектирования сигналов промежуточной частоты, поступающих с блока 49, выдачи радиосигналов на фазовый детектор бл.37 (кварцевых гетеродинов).

В состав блока входят (рис.12, слайд № 057):

• семь каскадов УПЧ – Л1-Л6, Л8;

• детектор- Л7;

• видеоусилитель – Л9, Л10;

• ручная регулировка усиления РРУ – потенциометр 54;

• схема шумовой автоматической регулировки усиления – Л11 – Л14.

УПЧ УПЧ Л1-Л6 предназначен для усиления сигналов до величины, необходимой для нормальной работы индикатора.

УПЧ Л8 используется для усиления и передачи сигналов промежуточной частоты в блок когерентного гетеродина бл.37.

Детектор Л7 преобразует сигналы промежуточной частоты в блок когерентного гетеродина бл.37.

Детектор Л7 преобразует сигналы промежуточной частоты в видеосигналы отрицательной полярности. Видеоусилитель Л9, Л10 предназначен для усиления видеосигналов.

РРУ R-54 УСИЛЕНИЕ позволяет регулировать усиление УПЧ путём изменения напряжения на экранных сетках Л2, Л3, Л4.

Схема ШАРУ Л11-Л14 служит для поддержания постоянного напряжения шумов на выходе приёмника при изменении коэффициента усиления приёмника, а также при воздействии внешней шумовой помехи.

Под воздействием помехи схема вырабатывает регулирующее напряжение в пределах от –10 В до + 100 В, которое подаётся на экранные сетки ламп Л2, Л3, Л4 УПЧ и изменяет коэффициент усиления их, обеспечивая постоянство уровня шумов на выходе приёмника, т.е. расширяется его динамический диапазон.

Контрольные вопросы

1. Назначение блока 49

2. Какие функции выполняет детектор?

3.Какими параметрами характеризуется УПЧ?

Второй учебный вопрос.

Функционально-принципиальная схема УПЧ блоков 49 и 148

Сигна Сигналы промежуточной частоты с бл.115 поступают на вход пятикаскадного усилителя промежуточной частоты (Л3-Л7), четыре первых каскада которого охвачены цепью БАРУ.

Каскад УПЧ на лампе Л3 выполнен по схеме резонансного усилителя с параллельным питанием, нагрузкой которого служит фильтр сосредоточенной селекции. У1 – резонансный контур.

В каскаде предусмотрена регулировка усиления путём изменения напряжения на экранной сетке переменным резистором R6. Резистор R10 служит для ограничения тока экранной сетки. Конденсатор С14 является фильтром., шунтирующим экранную сетку по переменной составляющей тока.

Резистор R-12 служит для обеспечения требуемой полосы пропускания ФСС (У1).

С фильтра У1 сигнал поступает на управляющую сетку лампы Л4 и далее на лампы Л5-Л7; каждый каскад выполнен по схеме усилителя с последовательным питанием. Отличительной особенностью каскада на лампе Л7 является наличие элементов автосмещения R33, С41 в цепи катода, поскольку он не охвачен цепью обратной связи БАРУ.

Требуемая полоса пропускания УПЧ определяется в основном избирательными свойствами ФСС, а также зависит от полосы пропускания последующих каскадов.

С нагрузки каскада УПЧ 5 (L-5, С-39), выполненного на лампе Л7, через конденсатор С40 сигналы поступают на амплитудный детектор.

Амплитудный детектор выполнен по схеме последовательного детектирования на диоде Д2. Продектированный сигнал через развязывающий дроссель Др16 поступает на видеоусилитель. Видеоусилитель выполнен на лампе Л10. Автоматическое смещение создается за счёт элементов R56, С60 в цепи катода.

С нагрузки видеоусилителя R57 сигнал подается на управляющую сетку фазоинверсного каскада.

Фазоинверсный каскад выполнен на левой половине лампы Л11, с катодной нагрузки которого (R-60) видеосигнал положительной полярности поступает на индикатор контроля (бл.21) и НРЗ. С анодной нагрузки фазоинверсного каскада (R-61) сигнал через разделительный конденсатор С62 подаётся на вход котодного повторителя. катодный повторитель выполнен на правой полове лампы Л11. С переменного резистора R-62 видеосигналы отрицательной полярности подаются на входной блок ЧПК (блок 31).

При вращении движка потенциометра R-62 изменяется амплитуда выходного видеосигнала. Движок потенциометра выведен под шлиц ВЫХОД на переднюю панель блока. Резисторный делитель R-67, R-68 необходим для выбора порога ограничения видеосигналов отрицательной полярности. Изменение уровня ограничения отрицательного видеосигнала снизу производится вращением движка потенциометра R-68, установленного на задней панели блока и выведенного под шлиц ОГРАНИЧ.

Каскад УПЧ когерентного канала выполнен на лампе Л1 по схеме резонансного усилителя с последовательным питанием. С части анодной нагрузки L-1, С4 через разделительный конденсатор С2 сигнал подаётся на вход блока 148. автоматическое смещение образуется за счёт элементов R-4, С7 в катодной цепи каскада.

Сигналы, поступающие с имитатора эффекта Допплера, наводятся в сеточной цепи Л3 с помощью витка связи L-1.

Функционально-принципиальная схема блока 148

На вхо На вход первого каскада УПЧ поступают сигналы промежуточной частоты с 6 каскада УПЧ бл.49.

Усилитель промежуточной частоты состоит из шести каскадов, собранных на лампах Л1-Л6 по схемам одноконтурных полосовых усилителей с параллельным питанием анодов ламп.

Все контуры настроены в резонанс на промежуточную частоту. Настройка производится перемещением латунных сердечников контурных катушек L-2 - L-7.

Для получения необходимой полосы пропускания контуры шунтируются резисторами R-4, R-7, R-10, R-13, R-16 и R-21, включенными в анодные цепи ламп.

Напряжение питания экранных сеток подаётся через гасящие резисторы R-5, R-8, R-11, R-14, R-17 и R-22; конденсаторы С2, С29, С34 являются блокировочными.

Во всех каскадах применено автоматическое смещение за счет включения резисторов R-3, R-6, R-9, R-12, R-15, R-20 в катодные цепи ламп; конденсаторы С1, С7, С13, С15, С21, С27, С33.

Усиленные сигналы промежуточной частоты с контура L-7, С37 поступают на детектор. с этим же контуром индуктивно связана катушка L-8, с которой сигналы промежуточной частоты подаются на седьмой дополнительный каскад УПЧ, собранный на лампе Л8.

Резистор R-24, шунтирующий катушку L-8, служит для подбора нужной амплитуды сигнала, подаваемого на дополнительный каскад.

Сигналы промежуточной частоты с дросселя Др17, являющегося анодной нагрузкой каскада, через переходной конденсатор С40 подаются в блок когерентного гетеродина (блок 37). В остальном схема каскада аналогична основным каскадам УПЧ.

Общая регулировка усиления на всех каналах производится изменением напряжения на экранах сетках ламп Л2-Л4 с помощью переменного резистора R-54.

Детектор собран по схеме последовательного детектирования. Нагрузкой каскада является резистор R-23, шунтированный конденсатором С39. В результате детектирования сигналов промежуточной частоты на нагрузке детектора выделяются видеосигналы отрицательной полярности, которые подаются на вход видеоусилителя через высокочастотный дроссель Др15, препятствующий прохождению сигналов промежуточной частоты на вход видеоусилителя.

Видеоусилитель собран на лампах Л9, Л10.

Первый каскад видеоусилителя собран по реостатной схеме на лампе Л9 в триодном включении.

Усиленные видеосигналы положительной полярности через ограничивающий резистор R-31 подаются на сетку левой половины лампы Л10, на которой собран второй каскад видеоусилителя по схеме с разделенной нагрузкой.

С катодной нагрузки R-30 положительные видеосигналы подаются на высокочастотный разъём. с анодной нагрузки R-33 отрицательные видеосигналы через переходной конденсатор С52 и ограничивающий резистор R-34 подаются на сетку правой половины лампы Л10, на которой собран третий каскад по схеме усиления с катодной нагрузкой.

В качестве нагрузки используется переменный резистор R-64 (ВЫХОД), с движка которого отрицательные видеосигналы подаются в в/ч разъём.

Изменением положения движка амплитуда этих видеосигналов может регулироваться от нуля до максимума.

для изменения отношения сигнал/шум отрицательных видеосигналов в сеточной цепи каскада применена схема ограничесния с отсечкой анодного тока. делитель, образованный резисторами R-61, R-65, R-66 позволяет изменять положение рабочей точки третьего каскада. Резистор R-35 является утечкой сетки лампы этого каскада.

При изменении положения движка резистора R-65 изменяется уровень ограничения отрицательных видеосигналов и, следовательно, изменяется отношение сигнал/шум на выходе. Уровень ограничения подбирается при регулировке блока УПЧ совместно с блоками аппаратуры защиты.

Схема ШАРУ служит для поддержания постоянного уровня напряжения шумов на выходе приёмника при изменении коэффициента усиления приёмника, а также при воздействии внешней шумовой помехи.

С целью ослабления влияния сигналов и импульсных помех на работу схемы ШАРУ применено двойное дифференцирование. Так как коэффициент передачи каждой дифференцирующей цепочки 1/10, то для получения требуемой эффективности схемы ШАРУ необходимо дополнительное усиление напряжения шумов.

Напряжение сигнала и шумовой помехи положительной полярности с катодной нагрузки R-32 левой половины лампы Л10 поступает на схему ШАРУ.

Тумблер В1 служит для коммутации режимов ШАРУ – БЕЗ ШАРУ, СДУ. В положение БЕЗ ШАРУ, СДУ схема ШАРУ отключается от УПЧ и питающее напряжение экранных сеток с потенциометра R-54 (усиление) через контакты 5,3 тумблера В1 и контакты 5,3 реле Р1 подается на экранные сетки каскадов Л2-Л4.

При включении режима СДУ питающие напряжения + 26 В через контакты 6,4 тумблера В1 поступают на контакт 2 обмотки питания реле Р1.

Напряжение со средней точки потенциометра блока 187 через нормально разогнутые контакты 4, 3 Р1 поступают на экранные сетки каскадов Л2-Л4.

Контрольные вопросы

1. Куда подаются сигналы, вырабатываемые в блоке 49?

2. Куда подаются сигналы, вырабатываемые в блоке 148?

3. Назначение схемы ШАРУ.

Третий учебный вопрос

Работа схемы БАРУ по функционально-принципиальной схеме

БАРУ предназначена для защиты приёмного устройства от воздействия импульсных помех большой амплитуды и длительности.

При поступлении помехи большой амплитуды на УПЧ происходит перегрузка его последних каскадов и резко уменьшается коэффициент усиления (ухудшается чувствительность) приёмника, который в дальнейшем восстанавливается медленно.

Основной особенностью БАРУ является малая инерционность, что позволяет уменьшить коэффициент усиления нескольких каскадов УПЧ на время действия помехи. После окончания помехи коэффициент усиления сразу восстанавливается (слайд № 22).

Принцип работы схемы БАРУ

Упрощенн Упрощенная принципиальная схема БАРУ показана на слайде № 23).

С нагру С нагрузки L-6, С52 четвертого каскада УПЧ сигнал помехи на промежуточной частоте поступает через переходной конденсатор С51 на детектор Д5. Детектор собран по схеме с последовательно включенной нагрузкойR-45,R-46, С47. Для уменьшения времени разряда конденсатора С47 параллельно резистору включается диод Д4.

Проин Проинтегрированный видеосигнал помехи поступает на вход УПТ. При поступлении помехи в режиме работы УПТ с БАРУ начальное смещение на сетке ламп УПЧ Л3-Л6 подается с анодной нагрузки R-43 лампы Л8 и может регулироваться потенциометромR-49 БАРУ, изменяющим напряжение на управляющей сетке. В режиме работы с РРУ начальное смещение на управляющих сетках УПЧ Л3-Л6 устанавливается потенциометромR-38 РРУ.

При во При воздействии помехи на управляющую сетку Л8 УПТ с интегрирующего фильтра поступает напряжение положительной полярности, величина которого пропорциональна амплитуде помехи.

Оно в Оно вызывает увеличение анодного тока, уменьшение напряжения на аноде и соответственно увеличение отрицательного напряжения смещения на сетках ламп, регулируемых каскадов УПЧ. Коэффициент усиления этих каскадов падает, что исключает перегрузку последних каскадов УПЧ.

По око По окончании помехи происходит быстрый разряд конденсатора С47 интегрирующего фильтра через диод Д4, что приводит в свою очередь к быстрому восстановлению коэффициента усиления каскадов УПЧ.

Для пр Для предотвращения выхода из строя регулируемых ламп УПЧ при отказе элементов схемы БАРУ предусмотрена автоматическая подача фиксированного отрицательного напряжения смещения через диод Д3 с делителя R-38,R-41.

Основн Основным режимом работы приёмного устройства является режим с БАРУ.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

1. Назначение схемы БАРУ.

2. Указать в схеме БАРУ какой элемент преобразует р/сигнал в в/сигнал.

3. Когда обязательно должна работать схема БАРУ?

4.Когда обязательна должна работать схема ШАРУ?

Задание на самоподготовку:

1. Техническое описание 5Н84. Ч.1, с.

2. Альбом схем. Ч.1, схемы 20, 21.

3. Изучить работу блоков 49.148 по функц.-принц. схемам.

4. Уметь показать по функц.-принц. схемам путь прохождения эхо-сигнала, объяснить процессы преобразования р/сигнала в в/сигнал и куда эти сигналы поступают.

Окончание занятия;

устно

под запись

под запись

под запись

под запись

устно

под запись

2 мин

2 мин

4 мин

2 мин

25 мин

25 мин

20 мин

2 мин

5 мин

3 мин