Устройство и работа составных частей Фазовый детектор (ячейка д2дф1)

Назначение.

Ячейка Д2ДФ1 предназначена для усиления сигналов промежуточной частоты, фазового детектирования и усиления видеосигналов.

Технические данные:

частота входного и опорного напряжений ;

коэффициент усиления по каналам ЭХО 1К и ЭХО 2К не менее 10;

фазовый сдвиг между напряжениями на выходах ЭХО 1K и ЭХО 2К 90⁰±10⁰;

максимальная амплитуда видеосигналов на выходах ЭХО 1K и ЭХО 2К (при ), 4,5±0,5 В;

рабочий уровень опорного напряжения на розетке XS2 400...600 мВ.

В состав ячейки входят два канала фазового детектирования. (Далее при описании состава всех ячеек в скобках приводятся электрорадиоэлементы, на которых собраны устройства, в соответствии со схемами функциональной и электрической принципиальной).

Каждый канал фазового детектирования содержит:

усилитель-ограничитель сигнала (A1, A3);

усилитель опорного напряжения (А2, A5);

собственно фазовый детектор (А4, А6);

видеоусилителя (А7, A8, VT1, VТ2, А9, А10, VT3, VТ4).

В ячейку входит также фазовращателя (TI).

Устройство и работа.

Описание приведено по схеме функциональной (рис. 4) и по схеме электрической принципиальной ЯБ2.035.226 Э3.

Сигнал промежуточной частоты через розетку XS1 и резистор регулирования амплитуды сигнала УСИЛ (R3) поступает одновременно на входы усилителей-ограничителей каналов ЭХО 1К и ЭХО 2К, собранных на микросхемах A1, A3. Каналы ЭХО 1К и ЭXО 2К одинаковы по структуре и принципиальной схеме, поэтому ниже приводится описание одного канала с выходом ЭХО 1К.

Усилитель-ограничитель и усилитель опорного напряжения представляют собой двухкаскадный усилители. Установка заданного уровня ограничения, определяющего максимальную амплитуду выходных сигналов канала, осуществляется резистором R18. Резистор R19 служит для выравнивания усиления каналов. Опорное напряжение подается через розетку ХS2 и резистор регулирования опорного напряжения УРОВ ОН (R2) на вход фазовращателя T1.

Фазовращатель необходим для обеспечения сдвига фаз 90° между опорными напряжениями двух каналов. Он состоит из высокочастотного трансформатора Т1, резисторов R5, R6, R7, R8 и конденсатора С3. С выхода фазовращателя опорные напряжения поступают на входа усилителей опорного напряжения каналов ЭХО 1К и ЭХО 2К (микросхемы А2 и А5).

Сдвиг фаз между напряжениями на выходах фазовращателя, примерно равный 90°, устанавливается переменным резисторам R7.

Фазовый детектор 1 собран по схеме балансного фазового детектора с встречным включением диодов. Схема фазового детектора содержит фазосдвигающий контур L6, C12, C13, C15, C16 и два амплитудных детектора с дифференциальной нагрузкой А4, R36, C2, R37, С25.

Выходное напряжение фазового детектора снимается со средней точки нагрузки, состоящее из резисторов R36, R37.

С нагрузки фазового детектора видеосигналы поступают на вход видеоусилителя 1, состоящего из усилителя напряжения (операционный усилитель А7) и двухтактного эмиттерного повторителя (микросхема А8 и транзисторы VT1, VT2).

Оба каскада видеоусилителя через резистор R41 охвачены глубокой отрицательной обратной связью. Благодаря использованию транзисторов одного типа в цепях смещения и в самом эмиттерном повторителе изменения окружающей температуры практически не влияют, на амплитудную характеристику эмиттерного повторителя.

Фазовый детектор 2 выполнен по аналогичной схеме и содержит фазосдвигающий контур L8, C20, C21, С22, С23 и два амплитудных детектора А6, R44, R45, С27, С28. Видеоусилитель 2 выполнен на элементах А9, А10, VT3, VТ4, R51. Для контроля выходные сигналы и питающие напряжения выведены на панель XS9. Конденсаторы С2, С4, С6, С10, С11, С26 являются блокировочными. Элементы L1, C31, С32, С35, L4, C17, С37, С38 служат в цепях питания.

Конструктивно ячейка Д2ДФ1 выполнена на печатной плате размером 200x170 мм. К плате с обеих сторон припаяны электрические замкнутые экраны с крышками, внутри объема которых размещены элементы схемы.

Электрические соединения ячейки Д2ДФ1 с аппаратурой блока 39KM01 осуществляются посредством вилки XP1.

Устройство стробирования и фиксации (ячейка Д2ПН1).

Ячейка Д2ПН1 предназначена для «привязки» эхо-сигналов к дискретам дальности и фиксации (запоминания) амплитуды сигнала, существующей в конце дискрета дальности.

Технические данные:

число каналов два;

коэффициент передачи сигнала по каждому каналу минус 0,6;

максимальный входной сигнал ±5 В;

максимальный выходной сигнал ±3;

спад вершины зафиксированной амплитуды импульса не более 20 %.

Ячейка Д2ПН1 состоит из формирователя импульсов коммутации и двух одинаковых каналов стробирования и фиксации. В формирователь импульсов коммутации входят:

схема управления ключами (VT1, VT2);

делитель частоты на 2 (Д2-1);

инвертор (Д3-1);

усилитель импульсов 1-го канала (Д4-1, Д4-2, Д9-2, Д11-1, Д11-2);

усилитель импульсов 2-го канала (Д5-1, Д5-2, Д9-3, Д11-3, Д11-4).

В устройство стробирования и фиксации сигналов 1-го канала входят:

клочит контроль-работа (Д1-1, Д1-2);

суммирующий усилитель (Д6, Д8,VT4);

ключи (Д12, Д14);

накопительные конденсаторы (С25, С26);

эмиттерный повторитель (Д16, Д18).

В устройство стробирования и фиксации сигналов 2-го канала входят:

ключи контроль-работа (Д1-3, Д1-4);

суммирующий усилитель (Д7, Д10, VT5);

ключи (Д13, Д15);

накопительные конденсаторы (С27, С28);

эмиттерный повторитель (Д17, Д19).

Устройство и работа

Описание приведено по схеме функциональной (рис. 5) и по схеме электрической принципиальной ЯБ3.051.102 Э3. Основу устройства (по каждому из двух каналов) составляет накопительный конденсатор и два ключа: через первый ключ на конденсатор поступает эхо-сигнал, через второй - имеющаяся на конденсаторе амплитуда эхо-сигнала поступал на выход. Ключи работают строго поочередно. При замкнутом первом ключе происходит стробирование, т.е. привязка амплитуды эхо-сигнала к определенному дискрету дальности, при замкнутом второй ключе и разомкнутом первом - фиксация (запоминание) этой амплитуды. Для снижения требований к быстродействии первого ключа вводится еще один набор - конденсатор и два клоча. Оба набора работаю поочередно: первый набор осуществляет стробирование в нечетных дискретах дальности и фиксацию в четных дискретах, а второй набор, наоборот, стробирование в четных дискретах, фиксацию в нечетных. Далее описание работы ведется по схеме электрической принципиальной ЯБ3.031.102 Э3.

Канал стробирования и фиксации состоит из входного фильтра R14, С9, R19, суммирующего операционного усилителя Д6, Д8, VT4, двух накопительных конденсаторов С25, С26, ключей на входах конденсаторов Д12-1, Д12-2, Д12-3, Д12-4, ключей на выходах конденсаторов Д14-1, Д14-2, выходного эмиттерного повторителя Д16, Д18, VT6.

Входной фильтр R14, С9, R19 осуществляет согласование формы к длительности эхо-сигналов с выбранной длительностью дискрета дальности (выбрана длительность дискрета порядка 1 мкс).

Суммирующий усилитель Д6, Д8, VТ4 производит усиление эхо-сигналов и контрольных импульсов. С помощью потенциометров R18 (R28) осуществляется симметрирование двухполярных эхо-сигналов относительно нулевого уровня. Сигналы с выхода суммирующего усилителя через ключи Д12 поступают поочередно на два накопительных конденсатора С25, С26. С целью уменьшения сопротивления ключей подача сигнала на каждый накопительный конденсатор производится через два ключа, включенных параллельно. Такие же ключи Д14-1, Д14-2 передают накопленные на конденсаторах напряжения через эмиттерный повторитель на выход канала стробирования и фиксации. Ключи Д12-1, Д14-1, Д1-1 представляют собой полевой транзистор и работают следующим образом: при наличии на контакте 2 напряжения, близкого к нулю, контакты 3 и 1 оказываются изолированными друг от друга (сопротивление между этими контактами десятки MOM); при подаче на контакт 2 напряжения порядка - 9В сопротивление между контактами 3 и 1 падает до десятков Ом. В одном корпусе микросхемы размещается четыре таких клоча.

Имеющиеся на входе канала ключи Д1-1 и Д1-2 осуществляют подачу на канал стробирования и фиксации либо эxo-сигналов, либо контрольных импульсов (при наличии команды +5В КОНТР, проходят контрольные импульсы). Выдача необходимых напряжений для управления ключами Д1-1 и Д1-2 осуществляется с помощью транзисторов VТ1 и VТ2. Ключ Д14-3 служит для привязки к нулю выходного напряжения устройства вне рабочего участка дальности.

Формирователь импульсов коммутации вырабатывает импульсы управления ключами. Формирователь выдает две последовательности импульсов типа МЕАНДР, сдвинутых относительно друг друга на половину периода повторения. Длительность импульсов равна периоду повторения синхронизирующих импульсов 7 ИМП.

Формирователь работает следующим образом. Д-триггер (микросхема на Д2-1) делит частоту следования импульсов 7 ИМП в два раза и формирует последовательность импульсов типа МЕАНДР требуемой длительности. С помощью микросхемы Д3-1 осуществляется инверсия МЕАНДРА. Микросхемы Д4 и Д5, усиливают эти импульсы. Микросхемы Д9 к Д11 (матрицы транзисторные) образуют двухтактные видеоусилители, с помощью дросселей L1 и L2 достигается получение импульсов управления с очень крутыми фронтами.