Заметим, что конденсатор С2 разряжается не полностью до исходных потенциалов, а до напряжения, которое имеет место на конденсаторе С; мы не учли это при написании выражения для i2 по тем же причинам, по каким пренебрегли членом с Uc в выражении ip.

Щи о

Лив.р

Рис. 22-90. Характеристики временных различителен для различных соотношений между длительностями следящих и отраженных импульсов (импульсы прямоугольные)

а - <с=н; 6 - <с=<и/2; пунктиром показаны реальные характеристики.

Учитывая, что СгС, получаем: А в.р = *п Д С = *п [A4+) - Н ] =

V K

С (Яв + Яд)

(tu - h)-

Формула справедлива для импульсов идеальной прямоугольной формы и конденсатора С без утечки. Для построения характеристики BP достаточно выразить разность tn-tv через Рассмотрим два частных случая.

Первый случай гс.р=Гс.п=Гс = *и, т. е. длительность следящих и отраженного импульсов одинакова и временной интервал между импульсами Дгс=0 (рис. 22-90, а).

Примем (здесь и в дальнейшем), что положительным значениям отвечает случай, когда отраженный импульс О запаздывает (прнходнт позже) относительно середины селекторных. Для

где А в.р=

2£/и/Сп С(#в.+ #д)

2t/H/Cn

Д в.р =

h~ 2

C(RB + Ra) чи временного различителя,

коэффициент переда-

Линейная зависимость Д в.Р от существует только до значения £<гв/2. При >ги/2 ранний импульс исчезает, а поздний - с ростом убывает, достигая значе-3

ния, равного 0 при -ги, когда импульс

О выходит из зацепления с селекторными. . Аналогично меняется Д в.Р при <-0,5 fH.

Так как каскады совпадения не пропускают очень коротких импульсов, идеальная остроконечная характеристика превращается в сглаженную дискриминационную кривую (пунктирная кривая рис. 22-90, а).

Второй случай

t -t

е.р- сп- g ;

Д/с = 0 (рис. 22-90,6).

В этом случае при Е>0 есть только импульс гп, а при £<0 - только импульс tp, причем пока рассогласование не превышает величины ги/2

С (Яд + Дв)

и коэффициент передачи BP здесь в 2 раза меньше, чем в предыдущем случае.

Необходимо отметить, что при наличии временного промежутка Дгс между следящими импульсами (рис. 22-88, б) (для импульсов прямоугольной формы) сокращается протяженность линейного участка характеристики.

Рис. 22-91. Схема интегрирующего временного различителя с триодным дифференциальным детек-тором.

В другой разновидности временного различителя (рис. 22-91) интегрирующий конденсатор заряжается через лампу (триод) Л\, а разряжается - через триод Л2

При отсутствии импульсов обе лампы заперты. Смещение на сетку лампы Лг подается от постоянного источника - Ес2, а на сетку лампы Л± - с нагрузки RK ка тодного повторителя Лкп, вход которого соединяется с интегрирующим конденсатором С. Такое соединение позволяет сохра-

нить неизменным запирающее напряжение- Ес на сетке лампы Jli при изменении напряжения иа на конденсаторе С, поскольку коэффициент передачи катодного повторителя /(п~1 и изменение потенциала катода лампы Jli ведет к почти такому же изменению потенциала ее сетки. Использование катодного повторителя удобно также с точки зрения согласования начальных потенциалов последующих элементов схемы. Приращение выходного напряжения

- J ipdt - - J iadt.

Д- в.р =

Токи tp и i3 обеих ламп можно считать одинаковыми, близкими к величине

tp === is == / *S L.I ]i,

S-крутизна статической характеристики лампы; - действующее значение импульса на сетке.

Следовательно, для такого временного различителя приходим к аналогичной формуле приращения выходного напряжения за период Тп:

А в.р =-£-(*п - *р)-

Формулы для временных различителей обоих типов совпадут, если принять:

?в ~Ь

В случае непрямоугольных импульсов приращение выходного напряжения пропорционально изменению площади взаимного перекрытия следящих и отраженного импульсов. Считая (без ограничения общио-

Рис. 22-92. Иллюстрация зависимости изменения площади импульсов от рассогласования I.

сти), что следящие импульсы имеют единичную амплитуду, приходим к заключению (рис. 22-92), что смещение середины следящих импульсов влево (или отраженного импульса вправо) на малую величину £ приведет к уменьшению площади у вершины импульса под импульсом ср и увеличе-

нию площади под импульсом сп на величину so t/HE. т. е. всего на 2s0=2I/z. Кроме того, площадь под импульсом ср слева увеличится, а сп справа уменьшится соответственно на величины si £/i£ и s2 t/2g, так что общее изменение площади составит:

As = 2so - Si - s2

и изменение выходного напряжения будет равно:

А в.Р = К(2(7И- Ut-U 2)1,

где К - коэффициент пропорциональности.

Коэффициент передачи временного различителя

Кв.р = К(2<7Н -£/, - С/2)

достигает максимальной величины в случае, если Vi = V2=0, т. е. когда длительность следящих импульсов равна или превышает длительность отраженного импульса (гс 3*Ги). Однако увеличение tc сверх tH невыгодно из-за падения разрешающей способности н помехоустойчивости дальномера. Поэтому равенство гс=ги следует считать близким к оптимуму.

Коэффициент передачи Кв.Р временного различителя зависит от амплитуды импульса, и для того, чтобы общий коэффициент передачи системы оставался неизменным, необходимо осуществить стабилизацию величины Это достигается не пользованием ограничителей или систем АРУ.

Реальные конденсаторы BP имеют утечку. При учете шунтирующего сопротивления утечки Rm BP из идеального интегратора преобразуется в инерционное звено. Можно показать, что постоянная времени TB.p~RmC, а коэффициент передачи Кв.Р.ш (е/сек)

к - ш

Кв.р.щ- .

Здесь R=l/S для схемы на рис. 22-91 с триодным дифференциальным детектором; R=Rii+Rb для схемы на рис. 22 89 с диодным дифференциальным детектором.

При больших RmC по сравнению с Тп интегрирование во BP можно считать идеальным.

Пропорциональный временной различи-тель. В этом различителе дифференциальный детектор (рис. 22-93, а) состоит из устройства преобразования широтно-модули-рованных импульсов tp, tu в амплитудно-мо-дулироваиные (ШИМ-АИМ), пиковых амплитудных детекторов Ди Д2, где выделяются напряжения щ и 2, пропорциональные tp и гп, а также устройства сравнения (амплитудного различителя - АР). Выходное напряжение BP

UB.p - Ка.Р( 2 - i) = = Ка.рКдКпри (tn - tp),

где Ка.р, Кд, Кпр - коэффициенты передачи амплитудного различителя, амплитудного детектора и преобразователя ШИМ-

ШИР1-АИМ

Рис. 22-93. Пропорциональный временнбй разлнчитель.

а - функциональная схема; б-временные диаграммы; /-входные (широтно-модулированные) нмпульсы; 2-амплитудно-модулированные; 3-напряжения на выходе амплитудных детекторов до сглаживания, щ, и2 - сглаженные напряжения амплитудных детекторов.

АИМ. Действие пропорционального BP можно проследить по рис. 22-93. Для наглядности ранние импульсы гр взяты отрицательными. Часто операции преобразования ШИМ-АИМ и амплитудного детектирования могут быть совмещены в одном устройстве.

Для увеличения коэффициента передачи дифференциального детектора вместо пикового детектора можно использовать детектор со сбросом, который запоминает амплитуду импульсов на время, несколько меньшее периода повторения i ц. Такие схемы были рассмотрены при описании демодуляторов АИМ (см. т. 1, § 11-12).

Сравнивая выражения для ив.р и Див.р, приходим к заключению, что они совпадают с точностью до множителя, стоящего перед разностью гп-гР. Отсюда следует, что характеристика в.Р=ф(1) совпадает по форме с ДиЕ.р=ср(), причем для линейного участка ab (рис. 22-86, б)

Ив.р = КР £, Кр = 2Ka..pKnKnpUm.

При учете инерционности сглаживающего фильтра пропорциональный BP можно приближенно считать инерционным звеном с коэффициентом передачи Кр и постоянной времени, равной постоянной времени фильтра пиковых детекторов.

Если на вход радиоприемника вместе с радиоимпульсом воздействует широкополосный (белый) шум, напряжение на выходе видеоусилителя (на входе временного различителя) будет состоять из видеоимпульса с амплитудой £/и и шумовых импульсов. Можно показать [Л. 13], что корреляционная функция шумовых импульсов

где. ош -дисперсия шума, пропорциональная спектральной плотности шума Л/0 на входе приёмника, полосе пропускания В и квадрату коэффициента передачи Ко:

ol = K20N0B;

у = 7,2 В2.

При вычислении £7И необходимо иметь в виду, что в амплитудном детекторе радиоприемника происходит подавление сигнала шумом, так что

иж = tW(n,

где коэффициент подавления /Сп зависит от отношения эффективного значения напряжения Uто/ V 2 сигнала иа входе детектора к среднеквадратичному значению помехи с0:

7 =

Для q=l Л п=0,4, для q = 4 Л п=0,8. С увеличением q Кп растет, стремясь при <?-* со к единице.

Приближенно для помех малого уровня можно считать, что в результате прохождения импульсов сигнала и помехи через временной разлнчитель к сигналу, обусловленному рассогласованием £, добавляется шумовое напряжение со спектральной плотностью:

для интегрирующего BP

5в.р)==(0.20,12)<р---cl;

для пропорционального BP (с использованием дифференциального детектора со сбросом):

4д 2 г2

Sb.p(cu) = (°2*012)

U2 Т и 1 п

соТп

С помощью приведенных выражений можно вычислить ошибки измерения дальности, обусловленные указанным шумом.