,
где , длительности фронта и спада радиоимпульса соответственно; длительность импульса.
Рис. 4. Зависимость времени включения и выключения ИМС К22.24КН1 от сопротивления нагрузки
Рис. 5. Зависимость времени включения и выключения ИМС К22.24КН1 от емкости нагрузки
Рис. 6. Зависимость времени включения и выключения ИМС К22.24КН1 от напряжения источника питания
Таким образом, практически можно считать, что на выходе импульсных модуляторов U1, U2 формируются радиоимпульсы с прямоугольной огибающей.
Генератор сигналов низкой частоты G5 (G6) типа РГ3-124 используется в качестве источника калиброванного шумового напряжения. Он представляет собой промышленный образец генератора, состоящего из целого набора прецизионных источников шумовых колебаний. На его основе возможно физическое моделирование следующих типов шумовых колебаний: узкополосный шум, колебание типа “розовый” шум и колебание типа “белый” шум. Контроль выходного среднеквадратического значения шумового напряжения генератора осуществляется по встроенному стрелочному прибору с четырьмя градациями интервала усреднения по времени.
В качестве суммирующего устройства в экспериментальной установке использовался быстродействующий малошумящий ОУ К544УД2А. Его основные частотные, динамические и шумовые характеристики обеспечивали прохождение сформированной на выходе модуляторов сигнальной смеси, без каких-либо искажений. Ряд основных характеристик ОУ, подтверждающих эти выводы, представлены на рис. 79. В частности, на рис. 7 приведена частотная характеристика усилителя при включенных элементах коррекции. Из анализа графика видно, что частотная характеристика ОУ позволяет считать его широкополосным устройством по отношению к входным колебаниям, ширина спектра которых составляет единицы кГц. Кроме того, полоса пропускания ОУ К544УД2А по мощности составляет 150 кГц, а частота единичного усиления 15 МГц. Следовательно, при том условии, что при проведении эксперимента коэффициент передачи ОУ был равен единице, его можно считать безинерционным элементом схемы для входных колебаний. Если на вход ОУ подан прямоугольный сигнал, то выходное напряжение нарастает не мгновенно, а с конечной скоростью. Эта характеристика, называемая скоростью нарастания выходного напряжения , представлена на рис. 8. Из рисунка видно, что при номинальном напряжении источника питания равного 15В составляет более 30 В/мкс. Такая высокая скорость нарастания позволяла моделировать групповую цель с различными интенсивностями сигналов (20 дБ и более). Однако, стоящая после ОУ плата АЦП, ограничивала диапазон входных сигналов величиной 5В. Этот диапазон напряжений, как видно из графика на рис. 8, укладывается в динамические характеристики усилителя и обеспечивает передачу сигнала без искажения их формы. В операционном усилителе генерируются внутренние электрические шумы, которые не могут быть устранены полностью. Среднее значение мощности шумов и их спектральная плотность обычно являются вполне определенными величинами. На рис. 9 показан график нормированного значения ЭДС шума , в зависимости от напряжения источника питания.
Рис. 7. Частотная характеристика ОУ К544УД2А при включенных элементах коррекции
Рис. 8. Зависимость скорости нарастания выходного напряжения и нормированной ЭДС шума ОУ К544УД2А от напряжения источника питания
Рис. 9. Зависимость нормированной ЭДС шума ОУ К544УД2А от частоты
Из рисунка видно, что шумовые характеристики ОУ практически не зависят от напряжения источника питания. По абсолютному значению приведенная к входу ОУ спектральная плотность мощности в интересующем нас диапазоне частот (до 100 кГц) не превышает величины равной 22,5 мкВт/Гц и ее можно не учитывать при экспериментальных исследованиях. Низкочастотный шум, график которого представлен на рис. 9, имеет такой же порядок и также может не учитываться при выполнении измерений.
Плата АЦП является быстродействующим и надежным устройством для ввода, вывода и обработки аналоговой и цифровой информации в персональных IBM совместимых компьютерах. Плату можно рассматривать как удобное средство для многоканального сбора информации, имеющей собственный сигнальный процессор фирмы Analog Devices. В состав базового программного обеспечения, поставляемого с платой, входит программа Oscilloscope. Эта программа позволяет проводить тестирование платы. Кроме того, она способна осуществлять вывод информации с ее выхода в реальном масштабе времени на экран монитора ПЭВМ и прямую запись данных на жесткий диск компьютера. С ее помощью возможно создание файла регистрации с фиксированием даты и времени его формирования, числа каналов, объема считанной информации, периода дискретизации и значения напряжения в вольтах, соответствующего минимальному значащему разряду кода АЦП. Поддерживаются все возможности платы по синхронизации запуска, установке конфигурации каналов и т. п. Программа Oscilloscope может использоваться как в качестве осциллографа или спектроанализатора, так и в качестве регистратора с возможностью непрерывной работы. Плата АЦП в режиме регистрации в реальном времени производит передачу данных в компьютер по каналу ПДП (Прямого Доступа к Памяти). Все эти возможности платы АЦП широко использовались при проведении физического эксперимента. Основные технические параметры платы АЦП представлены в таблице.
Основные технические параметры платы АЦП
|
ПАРАМЕТР |
ЗНАЧЕНИЕ |
|
|
Количество каналов |
-16 дифференциальных -32 с общей землей |
|
|
Разрядность |
12 бит |
|
|
Время преобразования |
1,7 мкс |
|
|
Входное сопротивление |
более 1 МОм |
|
|
Диапазон входного сигнала |
5,12 В, 2,56 В, 1,024 В |
|
|
Интегральная нелинейность преобразования |
0,2.2 МЗР*, макс. 1,2 МЗР |
|
|
Дифференциальная нелинейность преобразования |
0,5 МЗР, макс. 0,75 МЗР |
|
|
Отсутствие пропуска кодов |
гарантированно 12 бит |
|
|
Время установления аналогового тракта |
3 мкс |
|
|
Межканальное прохождение |
-на полосе 10 кГц меньше 0,5 МЗР -на полосе 100 МГц 1,5 МЗР |
|
|
Смещение нуля |
0,5 МЗР, макс. 1 МЗР |
|
|
Напряжение низкого уровня |
мин. 0 В, макс. 0,4 В |
|
|
Напряжение высокого уровня |
мин. 2,4 В, макс. 5 В |
|
|
Выходной ток низкого уровня (макс.) |
2,2 мА |
|
|
Выходной ток высокого уровня (макс.) |
0,4 мА |
|
|
Входной ток низкого уровня |
0,2 мА |
|
|
Рабочая температура |
от +5 С до +70 С |
|
|
Относительная влажность |
От 5% до 90% |
* МЗР младший значащий разряд.
Литература
1. Абраменков В. В., Савинов Ю. И., Климов С. А. Измерение дальности до М источников вторичного излучения по перекрывающимся во времени сигналам. - Радиотехника, 2002. № 1. С. 32-38.
2. Жибуртович Н. Ю., Абраменков В. В., Чижов А. А., Климов С. А., Савинов Ю. И. Разрешение радиолокационных целей в составе плотной группы. - Информационно-измерительные системы и управляющие системы, 2004. Т. 2. № 6. С. 8-16.
3. Дрогалин В. В., Меркулов В. И., Родзивилов В. А. и др. Алгоритмы оценивания угловых координат источников излучения, основанные на методах спектрального анализа. - Зарубежная радиоэлектроника, 1998. № 2. С. 3-17.
4. О моделировании вторичного излучения воздушных целей и его использовании в технике радиолокационного распознавания: Научно-технические серии/ Я. Д. Ширман, С. П. Лещенко, В. М. Орленко. 2000. № 2. Вып. 3. С. 6574.
5. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования/Под ред. Р. Г. Варламова. М.: Сов. радио, 1980. 480 с.