двойной триод с общей анодной нагрузкой. Входные сигналы подаются на левую сетку триода. Параллельно анодной нагрузке Rb включена искусственная линия зaдepжкJй[, с выхода которой сигналы поступают на правую сетку суммирующего каскада. Если пренебречь анодной реакцией в лампе, то можно считать падение напряжения на нагрузке пропорциональным сумме токов правой

П П П П П t,

и.

Рис. 3-18. Форма напряжения на выходе накопительного устройства.

и левой половин, а сами токи пропорциональными управляющим сеточным напряжениям.

Приняв коэффициенты передачи по напряжению каждой половины равными единице, получим, что напряжение на нагрузке равно сумме напряжений, подведенных к управляющим сеткам лампы.

Линия задержки характеризуется некоторым затуханием сигнала, и ее коэффициент передачи пусть будет р<1. Задержка в линии должна быть точно равна интервалу между сигналами. При этих условиях при воздействии на вход накопительного устройства импульсных сигналов с постоянной амплитудой (рис. 3-18, а) на выходе накопителя мы получим импульсы с нарастающей амплитудой (рис. 3-18,6). Нетрудно видеть, что максимальное значение амплитуды на выходе равно:

(t/Bb,x)MaKC = t/o + Pt/o + Р t/o+ - +P-t/o. Так как

Р < I, то ([/вых)макс < Шо,

т. е. в реальном накопительном устройстве накопление осуществляется хуже, чем в теоретически мыслимом. Реальное накопление осуществляется по экспоненциальному закону.

По окончании пачки входных импульсов на выходе накопителя импульсы будут еще некоторое время существовать, так как осуществляется обратная связь с выхода на вход через линию задержки. Но амплитуда импульсов вследствие затухания в линии задержки будет уменьшаться и в какой-то момент станет равной нулю.

Казалось бы, что можно добиться линейности нарастания выходного напряжения как функции входного напряжения t/вх, ес-

ли общий коэффициент передачи правой половины лампы вместе с линией задержки сделать равным единице. Технически такая задача решается просто, но так делать нельзя, потому что это привело бы к самовозбуждению системы: достаточно было бы подать на вход накопителя один сигнал и на выходе образовалась бы бесконечная последовательность таких сигналов с интервалами, равными времени задержки в линии. Следовательно, в цепи обратной связи коэффициент передачи обязательно должен быть меньше единицы. Чем этот коэффициент меньше, тем быстрее уменьшается выходной сигнал после окончания входного, но в то же время хуже идет накопление. Анализ показывает, что для каждого числа входных сигналов можно найти такое Р(А)<1, при котором наилучшим образом разрешается противоречие между уменьшением эффективности накопления и затягиванием выходного процесса. Можно считать, таким образом, что накопительное устройство является своеобразным фильтром, параметры которого (Р) должны выбираться с учетом вида сигнала (Л).

Распространенным накопительным устройством является электроннолучевая трубка с послесвечением экрана. Если через определенные интервалы времени в одну и ту же точку на экране трубки падает электронный поток, управляемый входными сигналами, то яркость свечения этой точки будет постепенно нарастать. Таким образом, накопление сигналов будет выражаться в увеличении яркости свечения отдельных точек на экране индикатора. Закономерности нарастания и спадания яркости отметки полностью соответствуют рассмотренным выше процессам в накопителе с линией задержки.

Пороговое устройство

Пороговое устройство должно вырабатывать какой-то- сигнал или выполнять какую-то операцию, если выходное напряжение фильтра или накопителя превысит установленный порог.

Простым пороговым устройством является блокинг-генератор в заторможенном режиме. Схема такого устройства приведена на рис. 3-19. Лампа блокинг-генератора заперта отрицательным напряжением Us, поступающим на сетку с сопротивления Rz-Положение рабочей точки лампы на ее сеточной характеристике иллюстрирует график на рис. 3-20. Блокинг-генератор остается запертым до тех пор, пока внешнее переменное напряжение не отопрет лампу. В соответствии со схемой на рис. 3-19 внешнее напряжение подводится к анодной обмотке трансформатора, следовательно, если поступил отрицательный выброс, то на сетке лампы образуется положительный скачок напряжения и лампа может быть отперта. Тогда блокннг-генератор формирует стандартный импульс напряжения. Для то-

го чтобы схема сработала, должно быть выполнено условие

где Kip - коэффициент передачи трансформатора. Разность напряжений Us - Uco служит порогом, который можно изменять, перемещая ползун потенциометра R.

Рис. 3-19. Пороговое устройство по схеме блокииг-геиератора в заторможенном режиме.

Рис. 3-20. Сеточная характеристика порогового устройства.

На рис. 3-21 изображен другой вариант порогового устройства - запертая отрицательным смещением лампа, в анодную цепь которой включена обмотка реле. Пусть для срабатывания реле необходим ток /о, которому соответствует напряжение между сеткой и катодом лампы Оо. Если входное напряжение будет достаточно большим и медленно меняющимся, то прн

ток в обмотке реле достигнет (или превысит) значение /о, реле сработает и замкнет контакты К, управляющие работой какой-то схемы. Разность напряжений Ua - Uo служит порогом, изменяемым с помощью ползуна потенциометра R.

В качестве порогового устройства может быть использована электроннолучевая трубка. Если отметка амплитудная, то пороговый уровень определяется выбранной оператором величиной отклонения пятна от

среднего положения. Если реальное отклонение больше порогового, считают, что сигнал есть; в противном случае считается, что сигнал отсутствует. При использовании мо-

Рис. 3-21. Пороговое устройство иа запертом триоде.

дуляции отметки по яркости порогом является некоторый уровень яркости изображения.

3-4. РАЗРЕШЕНИЕ СИГНАЛОВ

При одновременном приеме нескольких сигналов на фоне помех возникает необходимость разделения (разрешения) этих сигналов. Разрешение может осуществляться по одному какому-либо параметру сигнала или одновременно по нескольким. Наиболее актуальными случаями являются разрешение по времени прихода сигнала, по его частоте и одновременное разрешение по этим двум параметрам. Процесс разрешения неотделим от процесса обнаружения.

Разрешение - это обнаружение двух (в простейшем случае) подобных сигналов; надо дать ответ, что обнаружено: шум (сигнала нет), два сигнала или один сигнал (и какой именно из двух).

Надежность обнаружения одного сигнала, как это следует из предыдущего, зависит только от отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума (помехи). При разрешении двух сигналов надежность правильного ответа будет зависеть не только от относительной энергии сигналов и шума, но и от степени перекрытия этих сигналов, а также от их протяженности по разрешаемому параметру. Чем меньше протяженность выходного сигнала по этому параметру, тем ближе может находнт1>ся другой сигнал при условии надежного разрешения и тем лучше будет разрешающая способность.

При оценке разрешающей способности обычно считают отношение сигнал/шум настолько большим, что шумовой функцией в формуле (3-8) можно пренебречь. Такое допущение является практически оправданным. При этом условии выходное напряжение будет представлять собой только сигнальную функцию. Следовательно, разрешающая способность по какому-либо пара-

метру будет определяться шириной сигнальной функции по оси этого параметра.

Условно принимают за величину разрешающей способности такой сдвиг по параметру разрешения между двумя одинаковыми выходными сигналами, при котором они перекрываются на уровне 0,5 от максимума. Тогда величина разрешающей способности определяется как ширина сигнальной функции, отсчитанная на уровне 0,5 от максимального значения. Определенная таким образом разрешающая способность называется потенциальной (предельно достижимой), так как способ оценки не учитывает расширения выходного сигнала в цепях приемника по сравнению с идеальным случаем оптимальной фильтрации.

Для вычисления разрешающей способности по времени необходимо вычислить для заданного вида входного сигнала его автокорреляционную функцию и определить ее ширину на уровне 0,5. В комплексной записи автокорреляционная функция имеет вид:

F(t) =

= Re р.

(i) ul(t-x)dt, (3-13)

где знак * обозначает комплексно-сопряженную величину. Записывая сигналы в виде

uc(t) = f (Oexp(/toO; u* (t-t) = F* (t - t) exp [- /to {t - t)],

где F{t) и F*{t - T) есть комплексные амплитуды входного и сопряженного опорного сигналов, получим:

T(T)=Re [exp (/to т) f F {t) F* (t~t) dt

При T=0 значение (0) оказывается равным удвоенной энергии сигнала. Вводя нормирующий множитель Vsc, получим нормированную автокорреляционную функцию

Ув (T) = -Re[exp(/toT)X

X f F(t)F*(i - x)dt].

Экспоненциальный множитель перед интегралом характеризует высокочастотное заполнение. Обычно информация, связанная о высоквчастотным заполнением, практически не может быть использована и интерес представляет лишь нормированная автокорреляционная функция огибающей входного сигнала

m{t)\

1 2£с

Re \F(t) F*{t-x)dt. (3-14)

Используя выражение (3-14) н задаваясь входным сигналом в виде импульса длительностью Ти с прямоугольной формой огибающей, получим:

f (<) = F(<-t) = A;

Так как АЧт=2Ес, где £с - энергия сигнала, то

lPo(t)I

(3-15)

а ширина 140()1 на уровне 0,5 (потенциальная разрешающая способность по времени)

в(Т)пот = 2То 5 = Т . (3-16)

Для входного сигнала с гауссовой формо* огибающей будем иметь:

f ) = Лexp(-

/*):

F (< - т) = ехр [- у (t - х)Ц.

где Y - коэффициент, характеризующий скорость изменения огибающей импульса. Если принять нормировку

Y = -

(3-17)

то значение у совпадает со значением эффективной ширины спектра сигнала Д/сп. определяемой из соотношения

(3-18)-

lP\G{f)\*dl

МАП = -. (3-19)

j \G(f)?df

а G (/) - спектральная плотность комплексной амплитуды. При такой нормировке Ти является длительностью импульса, отсчитанной на уровне ~0,46.

Выражение для модуля нормированной автокорреляционной функции импульса гауссовой формы имеет вид:

То(т)1==ехр(-(3-Ширина !Уо(т) на уровне 0,5

Из полученных результатов (3-16) и (3-21) следует вывод, что повышение разрешаю-