Радиотехнические системы обнаружения и измерения

Радиотехнические системы обнаружения и измерения (системы извлечения информации) выделяют полезную информацию из принятых сигналов. Это имеет место в системах радиолокации, радионавигации и радиотелеметрии. К радиотехническим системам обнаружения и измерения относятся также так называемые пассивные радиосистемы, когда радиопередатчик вообще отсутствует, а информация извлекается радиоприемным устройством от каких-либо естественных источников электромагнитных колебаний. Приемники сигналов радиотепловых источников, радиометрами, используют в пассивной локации, астрономии, технике измерений и т. д.

Радиолокационные системы. Подобные системы позволяют обнаруживать, распознавать объекты, определять пространственные координаты, направление и скорость движения самолетов, кораблей, ракет и прочее. На рис. 1.26, а показана структурная схема простейшей импульсной радиолокационной станции (РЛС), способной обнаруживать объекты и измерять дальность их расположения от пункта обнаружения.

Основными устройствами импульсной РЛС являются: генератор импульсов, передатчик, состоящий из генератора несущей частоты и модулятора, антенный переключатель (АП), остронаправленная антенна, приемник и измеритель. Принцип действия такой РЛС поясняется с помощью упрощенных временных диаграмм, показанных на рис.1.26,б.

Генератор импульсов вырабатывает достаточно короткие (доли мкс) импульсы (обозначены цифрой 1 на рис.1.26,б), которые определяют частоту посылок радиосигналов РЛС. В передатчике с помощью модулятора из несущего колебания формируются высокочастотные импульсы 2 (осуществляется импульсная модуляция), называемые радиоимпульсами, которые излучаются в окружающее пространство. Антенный переключатель подключает антенну к передатчику во время излучения радиоимпульсов и к приемнику – в интервалах между ними. Уловленные антенной, отраженные от объекта, радиоимпульсы 3 попадают в приемник. Отраженные радиоимпульсы располагаются в интервалах между излученными импульсами (на рис.1.26,б обозначены соответственно как «О» и «И»,

Перемножители и делители функций

Как уже указывалось выше, ЦА-преобразователи на МОП-ключах, допускают изменение опорного напряжения в широких пределах, в том числе и смену полярности. Из формул (8) и (17) следует, что выходное напряжение ЦАП пропорционально произведению опорного напряжения на входной цифровой код. Это обстоятельство позволяет непосредственно использовать такие ЦАП для перемножения аналогового сигнала на цифровой код.

При униполярном включении ЦАП выходной сигнал пропорционален произведению двухполярного аналогового сигнала на однополярный цифровой код. Такой перемножитель называют двухквадрантным. При биполярном включении ЦАП (рис. 18б и 18в) выходной сигнал пропорционален произведению двухполярного аналогового сигнала на двухполярный цифровой код. Эта схема может работать как четырехквадрантный перемножитель.

Деление входного напряжения на цифровой масштаб M_D=D/2^N выполняется с помощью схемы двухквадрантного делителя (рис. 19).

В схеме на рис. 19а преобразователь на МОП-ключах с токовым выходом работает как преобразователь "напряжение-ток", управляемый кодом D и включенный в цепь обратной связи ОУ. Входное напряжение подается на свободный вывод резистора обратной связи ЦАП, размещенного на кристалле ИМС. В этой схеме выходной ток ЦАП

что при выполнении условия R_ос=R дает

Следует отметить, что при коде "все нули" обратная связь размыкается. Предотвратить этот режим можно, либо запретив такой код программно, либо включив между выходом и инвертирующим входом ОУ резистор с сопротивлением, равным R·2^N+1.

Схема делителя на основе ЦАП с выходом в виде напряжения, построенном на инверсной резистивной матрице и включающем буферный ОУ, приведена на рис. 8.19б. Выходное и входное напряжения этой схемы связаны уравнением:

U_вых= , отсюда следует:

В данной схеме усилитель охвачен как положительной, так и отрицательной обратными связями. Для преобладания отрицательной обратной связи (иначе ОУ превратится в компаратор) необходимо выполнение условия D<2^N-1 или M_D<1/2. Это ограничивает значение входного кода нижней половиной шкалы.

Лекция №5.