Схемы вычитания (сложения) электрических сигналов

Операции вычитания (сложения) величин представляют собой ли­нейные действия. Поэтому вычитание (сложение) электрических сигналов должно осуществляться с помощью электрических цепей. В принципе с помощью любой линейной электрической цепи можно осу­ществить операции вычитания и сложения сигналов. Если на входе некоторой линейной цепи (рис. 8.8, слайд 28)

действуют сиг­налы U₁¹,U₁²,…,U ₁ⁿ то вследствие линейности этой цепи направление на выходе будет представлять собой линейную комбина­цию от входных сигналов.

Коэффициент а₁, а₂ … а_n зависит только от параметров и схемы цепи. Они показывают, в каких пропорциях суммируются си­гналы и называются весовыми коэффициентами. Знак перед членами в уравнении зависит от полярности сигнала на входе. Значит, операции сложения и вычитания могут производиться с помощью одной и той же цепи. Для вычитания (суммирования) сигналов используются параллельные, последовательные и мостовые схемы.

На рис. 8.8.(слайд 28) приведена простейшая параллельная схема суммирования сигналов. Если R₁ и R₂ >> R и внутренних сопротивлений источников напряжения U₁¹ и U₁² , то

Весовые коэффициенты a₁ = R/R₁ и a₂ = R/R₂ в этой цепи можно изменять независимо с помощью R₁ и R₂

В РЛС такого вида схема нашла применение в системах защиты от помех. На один вход системы вычитания подают смесь полезного сигнала и помехи U¹_c1 + U¹_п1, на второй вход - только сигнал помехи U²_п1. За счет изменения весовых коэффициентов добиваются равенства сигналов помех на первом и втором входе U¹_c1 = U¹_п1. В результате вычитания остается лишь полезный сигнал.

Третий учебный вопрос.

Электронный коммутатор

В ряде случаев на выходное устройство РЛС необходимо подать один сигнал из заданной совокупности сигналов. Например, если принятый отраженный сигнал содержит помехи, то его необходимо пропустить через аппаратуру защиты от помех, если принятый сигнал не содержит помехи, то его целесообразно подавать сразу на индикатор, так как аппаратура защиты от помех ухудшает соотношение сигнал/шум для полезного сигнала.

Так как переключение приходится производить несколько раз в пределах одного периода развертки (рис. 8.9, слайд 29),

которое для РЛС обнаружения составляет 2-3 мс, а время переключения должно быть гораздо меньше длительности сигнала, отраженного от цели (2-10 мкс), то отсюда вытекает, что время переключения должно составлять десятые-сотые доли мкс и может производиться электронной схемой.

Переключение схемы происходит с помощью специальных управляющих импульсов-стробов.

Структурная схема электронного коммутатора приведена на рис. 8.10, слайды 144, 30.

Одним из вариантов выполнения схемы электронного коммута­тора является схема на диодах (рис8.11, слайды 145, 31).

Работа схемы происходит следующим образом. Сигналы U_{ВХ I} и U_{ВХ 2} подаются на соответствующие входы постоянно, однако на нагрузку R₂ (выход схемы) пройдет лишь тот сигнал, который в данный момент не окажется зашунтированным открытым диодом Д1 или Д4 соответственно. В свою очередь состояние диодов Д1 и Д4 (ка­кой из них открыт) определяет кипп-реле, управляемое стробом. Так, например, если строба нет, левая половина кипп-реле закрыта, ток через диод Д1 не протекает и входное напряжение U_{ВХ 1} выделяется на резисторе R₂, правая половина кипп-реле открыта, че­рез диод Д4 протекает ток и он шунтирует U_{ВХ 2}.

При подаче строба на кипп-реле левая половина открывается, а правая закрывается. В результате на выходе схемы появится сигнал U_{ВХ 2}.

Длительность строба и его местоположение могут вырабатываться либо автоматически, либо устанавливаться вручную.

Четвертый учебный вопрос

Катодный повторитель

Катодные повторители предназначены для согласования электрических цепей, в частности, для согласования усилителей с большим выходным сопротивлением с потребителем, имеющим малое входное сопротивление. Прямое подсоединение такого потребителя к усили­телю приводит к шунтированию выхода усилителя и к снижению его коэффициента усиления.

Катодный повторитель - это усилитель с нагрузкой в цепи катода (рис. 8.12, слайды 32). Как видно из схемы, весь выходной сигнал подается обратно на вход усилителя в противофазе, т.е. коэффициент обратной связи b равен I. Коэффициент усиления катодного повторителя равен:

где К - коэффициент усиления этого каскада в случае, если бы не было обратной связи.

В РЛС характерное применение нашел катодный повторитель для согласования двух разнесенных устройств, связь между которыми осуществляет­ся с помощью радиочастотного кабе­ля, имеющего малое волновое сопротивление РК-50, РК-75. Например, приемник и индикатор (рис. 8.13, слайды 33)

ВЫВОД

Имея большое входное сопротивление и малое выходное, катодный повторитель, включенный между усилителем и потребителем, передает в нагрузку практически весь полезный сигнал без нарушения режима работы усилителя.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

- Вопросы для контроля усвоения материала

1. Какие типы линий задержки применяются в схемах РЛВ?

2. На какое время задерживают сигнал ультразвуковые линии задержки?

3. Где применяются схемы накопления?

4. Назначение электронного коммутатора.

5. Область применения катодного повторителя.

6. Нарисовать схему катодного повторителя.

Задание на самоподготовку:

1. Справочник по основам радиолокационной техники. Воениздат. С. 267-270, 518-519.

Знать принцип работы изученных схем, уметь различать их в общей принципиальной схеме.

Окончание занятия;

Руководитель занятия: