Файл: Калинчук, Б. А. Анализаторы инфразвуковых случайных процессов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
|
= |
|
/ = |
|
° е/ = |
|
|
Таблица 1-9 |
S |
2 |
1 ,2 |
|
j 1,5708г|? - 2 1г|у 1+ 1,5708} |
||||
S |
= |
4 |
/ '= 1 .4 |
D tj = |
- j - |
{1,0472іі/ — 1,7320 | іуу | + |
1,4802} |
|
|
|
/ = |
2,3 |
D Ëj = |
- j - |
10,523611? — 0,2680 1iiy 1+ |
0,09061 |
|
|
= |
|
/ = |
1.6 |
ö e/= |
{0,841011?— 1,4906 111у 1+ |
1,3379} |
|
S |
6 |
у = |
2,5 |
D e j = ~ |
{0,3901ii? — 0,3950 1iiy 1-b 0,2074} |
|||
|
|
|
У = |
3,4 |
0 E/ = |
|
{0,339711? — 0,1144 1iiy 1-1- 0,02551 |
|
|
|
|
/ '= 1 .8 |
D ej = |
|
{0,252811? — 0,0634 | rjy | + |
0,0107} |
|
S |
= |
8 |
у = |
3,6 |
D Ej = |
|
{0,324611? — 0,4090 | >iy | - f 0,2615} |
|
|
|
у = |
2,7 |
ß Ey = |
|
j 0,270811? — 0,2046 | iiy | + |
0,0799} |
|
|
|
|
-jj- |
|||||
|
|
|
у = |
4,5 |
ö e/ = |
[0,722611?— 1,3230 1Чу 1+ |
1,2187} |
|
Таблица 1-10
S = 2
— 0,5 < е < 0,5 |
б = 1 |
К1= И - 1= 0,5
e |
—O O0,5 |
— 0,25 |
0 |
+ 0,25 |
+ O O0,5 |
w (e) |
|
0,8212 |
0,7356 |
0,8212 |
|
60
Продолжение табл. 1-10
|
|
— 0,25 < |
е < 0,25 |
|
1= |
|
S = |
4 |
|
6 = |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
I lit I = h l4 |
|
0,75; |
|
I |
I = I Пз I = 0,25 |
|
|
+0,25 |
|||
е |
|
СО |
—0 ,15 |
|
—0,05 |
|
|
0 |
+0,05 |
+0,15 |
|
|||
|
—0,25 |
|
|
|
|
|
||||||||
W (S) |
|
1,7964 |
|
1,6358 |
|
1,6208 |
1,6358 |
1,7964 |
ОЭ |
|||||
|
— 0,1667 < e < +0,1667 |
|
S = |
6 |
|
6 = 0,3333 |
|
|
||||||
|
Hi I |
= I |
0,8333; |
I |
ik |
I |
= hü |
I |
= |
0,5000; |
| tk | = |
ІЩ | = |
0,1667; |
|
I |
Е |
По I = |
|
|
|
|||||||||
W (е) |
—0,1667 |
—0,0833 |
|
|
0 |
+0,0833 |
|
+0,1667 |
||||||
СО |
|
2,6693 |
|
2,5340 |
2,6693 |
|
СО |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
методов состоит в замене общего эмиттерного сопротивления тран
зисторов триггера третьим транзистором |
обратной проводимости |
с положительным базовым смещением (рис. |
1-30). Гистерезис схемы |
не превышает 20 мв, регулирование уровня срабатывания схемы производится с помощью делителя на сопротивлениях в базовой цепи первого транзистора схемы.
В последнее время в узлах амплитудных квантизаторов инфразвуковых коррелометров стали широко использоваться схемы на туннельных диодах.
Один из вариантов такого устройства показан на рис. 1-31. Уст ройство состоит из трех каналов (каналов дискриминации положи тельных и отрицательных входных сигналов и канала дискрими нации знака) и двух выходных инверторов.
Канал дискриминации по уровню отрицательных входных сиг налов включает в себя мультивибратор на туннельном диоде типа АИ301А (Д1), однокаскадные усилители на транзисторах типа П416Б (Т1) и типа ГТ311И (Т2), детектор на диоде Д219 (Д2). При превышении входным сигналом (по абсолютной величине) уровня, на который настроено пороговое устройство, мультивибратор, пе реходящий в колебательный режим, генерирует прямоугольные импульсы с частотой 1 мгц. Детектор на диоде Д2 выделяет огибаю щую импульсной последовательности. При уменьшении входного сигнала (по абсолютной величине) ниже уровня дискриминации (в приведенном на рис. 1-31 устройстве порог составляет — 1,57 в) колебания прекращаются, и на коллекторе Т2 устанавливается ну левой уровень. Порог срабатывания устройства регулируется в пре-
61
62
Таблица 1-11
0,2195 |
− 0,1730 |
− 0,1684 |
− 0,1649 |
− 0,1604 |
− 0,1138 |
0 |
+ 0,1138 |
+ 0,1604 |
+ 0,1649 |
+ 0,1684 |
+ 0,1730 |
+ 0,2195 |
делах 0,5 ч- 2 в с помощью переменного сопротивления 150 ом, включенного последовательно с дросселем 50 мкгн.
Канал дискриминации положительных сигналов выполнен ана логично на туннельном диоде Д4, транзисторах Т4, Т5 и детекторе на диоде Д5. Питание мультивибратора и первого усилителя этого канала осуществляется от источника положительного напряжения. Выходные напряжения каналов снимаются с коллектора Т2 и эмит тера Т5 и через схему сборки на диодах ДЗ, Д6 подаются в базовую цепь выходного инвертора на транзисторах ТЗ (П416Б). Снимае-
R R R R
мый непосредственно с выхода схемы сборки сигнал (Вых. 2) несет
информацию |
о времени пребывания дискриминируемой функции |
в интервалах |
0Х—Ѳ2 и Ѳ4— Ѳ5; сигнал на коллекторе ТЗ характе |
ризует время пребывания дискриминируемой функции в интервале Ѳ2 Ѳ4.
Канал дискриминации знаков входного сигнала выполнен на туннельном диоде АИ301А (Д7), транзисторах Тб, Т7 и детекторе на диоде Д8. Уровень срабатывания схемы составляет — 5 мв (т. е. около 0,15% от максимального значения £/вх. шах = 3,15 в). Им пульсные последовательности, характеризующие длительность по ложительной и отрицательной полярности входного сигнала, сни маются с выходного инвертора канала (транзистор Т8).
63
Рнс. 1-29. Принципиальные |
схемы |
узлов П А К : |
а |
— схема разряда |
|
ключа, |
б |
— схема |
нуль-органа |
|
|
|
|
|
|||
Рис. 1-30. Схема триггера Шмитта с малым гистерезисом
64
- Е
Рис. 1-31. Схема трехканалыюго дискриминатора
65
1-4. Устройство ввода и задержки сигналов ИНЧ-диапазона
Под устройствами ввода принято понимать узлы статистических анализаторов, предназначенные для преобразования формы пред ставления измерительной информации к виду, согласованному со структурой анализирующего устройства (обычно — с вариантом выполнения его входных цепей). В качестве устройств ввода ис пользуются блоки считывания информации с перфолент и перфо карт, кино- и фото-пленки, с графиков и т. д. В настоящее время в качестве устройств ввода информации в анализаторы достаточно часто используются специализированные магнитофонные устрой ства (СМУ), выполняющие одновременно функции узлов создания относительных временных сдвигов анализируемых сигналов. Форма представления информации на выходе СМУ определяется структурой входных цепей анализаторов, а диапазон ттіІ1 — тшах и шаг изменения задержки (запаздывания) Ат — конкретным ис полнением аппаратуры магнитной записи (конструкцией лентопро тяжного механизма; видом магнитного носителя — лента, барабан; количеством степеней свободы и размерами линейных перемещений головок СМУ и т. п.).
Идеальный блок запаздывания характеризуется следующей
связью между входной |
UBX (t) |
и выходной UBb]X (t) величинами: |
^ |
в ь = |
(1-115) |
где т — текущий аргумент запаздывания. Как следует из (1-115), выходной эффект блока запаздывания является (в идеальном слу чае) точным повторением входного воздействия, но отстает от него во времени на величину т. Применив операторный метод, запишем элементы уравнения (1-115) в следующем виде:
^вь,х(0 и тЛР), |
|
^вх it— т) UBX (р) exp (—рт). |
(1-116) |
Найдем передаточную функцию W (р) блока запаздывания в виде отношения входной и выходной величины:
Ц7(р) = ехр(—рт). |
(1-117) |
Как следует из (1-117), модуль амплитудно-частотной характе ристики идеального блока запаздывания постоянен во всем диапа зоне частот и равен | W (/со) | = 1. Фазовая характеристика такого блока есть линейная функция частоты.
Естественно, что практически реализуемые устройства запазды вания имеют неравномерную амплитудную и нелинейную фазовую характеристики. Амплитудные и фазовыеискажения сигналов в трактах СМУ в значительной степени определяются выбранным методом записи сигналов на магнитный носитель. Поэтому кратко рассмотрим основные методы магнитной записи.
66
Нелинейность кривой намагничивания магнитной ленты при малых значениях напряженности поля Н приводит к значительным искажениям сигнала за счет нарушения пропорциональности ме жду величиной тока записи и намагничиванием ленты. Наиболее распространенным способом линеаризации зависимости между оста точной индукцией ленты и током записи является использование высокочастотного подмагничивания [93]. Высокочастотное подмагничнвание ленты осуществляется путем пропускания через обмотку головки записи одновременно с током записи дополнительного пе ременного тока (тока подмагничивания), частота которого в не сколько раз превышает верхнюю спектральную составляющую информативного сигнала. При нулевом значении тока записи лента остается полностью размагниченной.
Электродвижущая сила, наводимая в головках воспроизведе ния, определяется скоростью изменения магнитного потока (т. е. скоростью движения носителя и спектром записанного сигнала), а также уровнем намагниченности ленты. Величина э. д. с., наво димой сигналами с частотами даже в 300—600 гц, не превышает долей милливольта [93]. Поэтому при использовании в СМУ пря мой записи — особенно в области низких частот — для достиже ния максимально возможного намагничивания ленты и э. д. с. вос произведения следует работать с максимально допустимым током записи.
Основными недостатками метода прямой записи являются боль шие искажения воспроизводимого сигнала за счет паразитной ам плитудной модуляции ПАМ (обусловленной нестабильностью кон такта между головкой и лентой) и паразитной временной модуляции (обусловленной колебанием скорости сигналограммы). Различные методы предварительной (до записи на ленту) модуляции сигнала позволяют значительно улучшить точностные показатели СМУ.
В настоящее время широко используются методы временной
модуляции сигналов — частотная (4M), |
частотно-импульсная |
(ЧИМ), фазовая (ФМ), широтно- и время-импульсная (ШИМ и |
|
ВИМ) и др. Под модуляцией понимается вариация выбранного ин |
|
формативного параметра несущей по закону изменения амплитуды |
|
входного сигнала. При частотной модуляции |
информативным па |
раметром является частота синусоидальной несущей. Ширина спектра ЧМ-сигнала определяется спектром входного сигнала, выбранным значением частоты несущей /0 и девиацией Аf. При этом мгновенные значения частоты ЧМ-колебания при модуляции гар моническим сигналом частоты /у определяются в виде
f = fo + m А/cos 2я/у t,
где m < 1 — коэффициент модуляции.
Однако при использовании 4M проблема борьбы с колебаниями скорости лентопротяжного механизма (ЛПМ) при проектировании СМУ остается одной из основных, так как связанное с этим явле
67