Файл: Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник..pdf

В генераторах сигналов специальной формы (рис. 3.4) генера­ тором запускающих импульсов служит источник импульсных сиг­ налов, работающий в автоколебательном режиме или в режиме внешнего запуска. Этот генератор может быть выполнен по схеме блокинг-генератора, мультивибратора или как источник синусои­ дальныхколебаний с последующим формированием из этих коле-

Рис. 3.3. Структурная схема радиочастотного ГСС

баний коротких импульсов. Формирующее устройство работает в ждущем режиме и формирует сигналы определенного вида и оп­ ределенной длительности при воздействии импульсов ЗГ. Выход­ ное устройство обычно содержит каскады и аттенюаторы, обеспе-

Рис. 3.4. Структурная схема ГСС специальной формы

чивающие низкое выходное сопротивление и плавное или скачко­ образное изменение амплитуды выходного сигнала в необходимых пределах.

§ 16. источники НАПРЯЖЕНИЯ

При использовании электроэнергии промышленной сети напря­ жением 220 В частотой 50 Гц, энергоблоков позиции предвари­ тельной подготовки ([/=220 В; f = 50 Гц) или источников постоян­ ного тока необходимо формирование напряжений постоянного и переменного тока различных амплитуд и частот. Эти напряжения используются в аппаратуре контроля в виде стимулов для про­ верки многих параметров объектов контроля.

Формирователь стабилизированных напряжений постоянного тока (рис. 3.5) включает преобразователь напряжений, выпрями­ тель, стабилизатор с источником питания усилителя постоянного тока. Преобразователь напряжений в зависимости от поступаю­ щего на него напряжения выполнен на трансформаторе (перемен­ ный ток) или представляет собой двухтактную схему генератора на двух транзисторах с трансформаторной связью. Выпрямитель собран на диодах, включенных по мостовой схеме, с последова­ тельно включенным емкостным фильтром.

108

Стабилизатор напряжения состоит из регулирующего органа (РО), усилителя постоянного тока (УПТ) и схемы сравнения (СС). Регулирующий орган собран на трех или более транзисторах, один или два из которых являются регулирующими, а остальные служат для согласования входного сопротивления РО с выходным сопро­ тивлением УПТ. Усилитель УПТ выполняется на транзисторах, транзисторных матрицах или интегральных схемах. Схема сравне­ ния обычно включает стабилитрон в качестве источника эталонного напряжения и резисторы. Блок питания УПТ собирается на пони­ жающем трансформаторе и параметрическом стабилизаторе с фильтром RC. При изменении выходного напряжения стабилиза­ тора относительно номинального значения схема сравнения выдает разностное напряжение на УПТ, которое после усиления воздейст­ вует на регулирующий орган так, что выходное напряжение ста­ билизатора останется постоянным.

Конструктивно источники стабилизированных напряжений по­ стоянного тока в автоматических системах контроля ракет выпол­ няются в виде кассет.

§ 17. ГЕНЕРАТОРЫ НИЗКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

Многие виды контроля, связанные с измерением индуктивности, емкости, частоты, фазы и других параметров используют генера­ торы низкой частоты. В настоящее время генераторы низкой ча-

Рис. 3.6. Структурная схема генератора низкой частоты

стоты чаще всего разрабатывают на полупроводниковых приборах, твердых и пленочных микросхемах и реже на электронных лам­ пах и других активных элементах.

Структурная схема генератора низкой частоты (рис. 3.6) содер­ жит задающий генератор с повышенной стабильностью частоты и усилитель низкой частоты с автоматической регулировкой усиле­ ния, делителем напряжения и измерителем выходного напряжения. Диапазон частот современных генераторов низкой частоты прости­ рается до 2 0 0 кГц. К генераторам низких частот относятся звуко­ вые генераторы, использующие RC-схемы, в качестве фазирующей

110

цепи которых применяются мосты Вина. Выходное сопротивление усилителя непосредственно входит в схему фазирующей цепи и определяет частоту генерируемого сигнала. Вход усилителя вклю­ чен в диагональ моста.

Упрощенная схема звукового генератора (рис. 3.7) собрана на транзисторах с использованием мостового RC-генератора, состоя­ щего из усилителя (77, Т2, ТЗ) и моста Вина. Левая часть моста Вина частотно-избирательная, она осуществляет положительную обратную связь, правая часть представляет цепь отрицательной обратной связи.

а

Рис. 3.7. Упрощенная принципиальная схема звукового генератора

Цепь положительной обратной связи, состоящая из резисто­ ров Rl, R2 и емкостей Cl, С2, служит для управления частотой генератора, так как генератор возбуждается на той частоте, для

а коэффициент передачи, т. е. отношение напряжения между точ,- ками в и б к напряжению между точками а и б, будет равен 7 3 - Это видно из следующей зависимости:

(3.2)

Для обеспечения самовозбуждения генератора требуется, чтобы коэффициент усиления усилителя с учетом отрицательной обратной связи был больше трех.

Цепь отрицательной обратной связи, состоящая из резистора R4

и термистора R3, служит для стабилизации выходного напряжения

«для ограничения напряжения на выходе усилителя в пределах линейного участка характеристики транзистора.

Усилитель состоит из трех транзисторных каскадов, из кото* рых первый и третий выполнены по схеме с общим эмиттером, а

111

второй является эмиттерным повторителем и служит для согласо­ вания каскадов.

Частота колебаний изменяется при изменении R и С. При этом переключением пар резисторов R осуществляется скачкообразное изменение частоты, а с помощью сдвоенных конденсаторов произ­ водится плавное перекрытие частоты.

В зависимости от допустимых погрешностей основных парамет­ ров: установки частоты, установки уровня выходного напряжения (мощности), модуляции — генераторы сигналов делятся на три класса точности: первый, второй и третий. Кратковременный уход частоты (за 15 мин) для генераторов различного класса точности лежит в пределах от ±0,003 до ±0,03% номинальной частоты. Погрешность установки уровня выхода генератора низкой частоты лежит в пределах 8—23%.

§ 18. ГЕНЕРАТОРЫ КОЛЕБАНИЙ ВЫСОКИХ И СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ

Для проверки систем самонаведения ракет, использующих ра­ диолокационный контраст цели, в качестве стимуляторов автома­ тических систем контроля применяются генераторы сигналов сверх-

Индикатор уровня выхода

1 выход

Рис. 3.8. Структурная схема генератора высокочастотных колебаний

высоких частот. Генераторы сигналов — это источники некалиброванных по выходному напряжению (мощности) электрических оигналов. Генераторы должны обладать хорошей стабильностью частоты и иметь точную установку частоты генерируемых колеба­ ний.

Генератор колебаний (рис. 3.8) обеспечивает создание ВЧ коле­ баний достаточной мощности, калиброванных по частоте и форме. Форма колебаний генератора задается модулятором. Делитель вы­ ходного напряжения служит для получения калиброванной выход­ ной мощности. В качестве источников колебаний могут использо­ ваться отражательные клистроны и лампы обратной волны,

112

Высокочастотные колебания, генерируемые клистронным гене­ ратором (рис. 3.9), стабилизируются с помощью схемы автомати­ ческой подстройки частоты (АПЧ). Основным элементом схемы является высокочастотный дискриминатор, вырабатывающий на­ пряжение сигнала ошибки при отклонении частоты генерации от номинального ее значения.

Напряжение сигнала ошибки после усиления воздействует на отражатель клистрона и возвращает частоту генерируемых коле­ баний к исходному значению. Усиление напряжения сигнала ошибки производится по промежуточной частоте. Для этой цели напря­ жение, снимаемое с детектора, преобразуется с помощью баланс­ ной (смесительной) схемы и опорного генератора в сигнал проме­ жуточной частоты. За усилителем промежуточной частоты нахо­ дится фазовый детектор, напряжение выхода которого подается на отражатель клистрона и имеет полярность и величину, при кото­ рых компенсируется уход частоты клистрона. Для обеспечения устойчивости системы на выходе фазового детектора установлен фильтр с большой постоянной времени. Процесс настройки гене­ ратора на определенную частоту состоит в перестройке частоты клистрона до наступления захвата.

Для примера рассмотрим имитатор высокочастотных сигналов, предназначенной для генерирования радиосигналов при контроле радиолокационного координатора цели (рис. 3.10). К его основным элементам относятся генератор литерной частоты (ГЛЧ), форми­ рователи импульсов фиксированной дальности «ФД», фазирующего импульса «ФИ», импульса цели «ИЦ», импульса передатчика «ИП», напряжения дискриминатора (7ДИс, формирователь команд, выда­ ваемых в объект контроля и в аппаратуру контроля, а также ге­ нератор сверхвысоких частот (СВЧ).

Генератор литерной частоты вырабатывает модулированные сигналы, поступающие на формирователь импульса «ФД» и через линии задержки Лз1, Лз2 соответственно на формирователи им­ пульсов «ФИ», «ИП» и «ИЦ». Импульс «ФД» формируется по команде «Накал», подаваемой с пульта контроля, а импульс «ФИ» по команде «Подготовка», следующей через некоторое время после команды «Накал». Импульсы «ИЦ» и «ИП» служат для модуля­ ции сигналов кварцевого генератора СВЧ, причем «ИЦ» задержан относительно «ИП» на 12 мкс.

Генератор управляющего напряжения постепенно изменяет время задержки Лз2 по команде «Проверка ускорения», чтобы «ИЦ» приближался постепенно к «ИП» вначале с ускорением, а затем с постоянной скоростью до прихода с генератора СВЧ им­ пульса «ФД», по которому между импульсами «ИЦ» и «ИП» вклю­ чается постоянная задержка. Дальнейшее сближение импульсов происходит скачкообразно до снятия сигнала «Головка готова»

(«ГГ»),

На вход формирователя команд поступают импульсы «ФД» или «ФИ», сигнал с объекта «МС» и команды «Накал», «Подготовка»,

вынов

Рис. 3.9. Структурная схема ВЧ генератора сантиметрового диапазона

«Подготовка захвата». Команда «Фазировка» поступает в объект при наличии команды «Накал» и снимается при совпадении сиг­ налов «ФД» («ФИ») и «МС» (механизм связи), т. е. когда напря­ жение дискриминатора Umс равно нулю.,

Команда «Проверка захвата» появляется при наличии.команды «Накал» и снимается по приходу команд «Подготовка», «Подго­ товка захвата» через 1,25 с после снятия команды «Фазировка». Команда «Захват» формируется при наличии команд «Накал» и «Подготовка» после снятия команды «Проверка захвата». Одно­ временно формируется команда «ГГ».

Рис. 3.10. Структурная схема имитатора радиосигналов для радиолокационного координатора цели

При поступлении в генератор СВЧ команды «Проверка за­ хвата» включается привод аттенюатора плавной регулировки мощ­ ности выходного сигнала генератора, который выключается по команде «ГГ». С генератора СВЧ снимается напряжение £/ДП)

пропорциональное мощности СВЧ сигнала, которое в блоке инди­ кации измеряется по командам «Захват» и «ГГ». Сигнал СВЧ че­ рез антенну передается на объекгжонтроля, о котором формируются импульсы МС. При наличии импульсов «МС» и «ФД» («ФИ») фор­ мирователь С/дис вырабатывает напряжение, пропорциональное времени совпадения этих Импульсов, которое служит для под­ стройки несущей частоты объекта контроля.

Генератор литерной частоты (рис. 3.11) собран на основе квар­ цевого генератора и служит для создания определенного напряже­ ния с фиксированной частотой модуляции. Сигнал кварцевого ге­ нератора поступает в автогенераторный делитель, усиливается в усилителе-обострителе, с которого в виде коротких импульсов по-

Рис. 3.11. Структурная схема генератора литерной частоты

дается на вход триггерных делителей частоты (Т1—Т6). С выхода триггера Тб сигнал через усилитель У1 идет на формирователи импульсов «ФД», «ИЦ» и т. д. Для автоматической подстройки необходимой частоты сигнал с выхода Тб управляет через У2 и

Рис. 3.12. Функциональная схема формирователя импульсов

схему управления литерной частоты работой триггеров Т1—ТЗ. Схема управления работает при наличии команды, соответствую­ щей положению переключателя литерной частоты, и является де­ шифратором кода литерной частоты.

Формирователи импульсов «ФД», «ФИ», «ИЦ» и «ИП» рабо­ тают следующим образом (рис. 3.12 и 3.13). На вход схемы фор-

116