Интегратор промежуточной частоты

О П И С А Н И Е 359668ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических РесптсликЗависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. б 06 о 716260861 аявлено 19.1.197 присоединением заявкиКомитет оо делам иаобротеиий и открытий ори Совете Министров СССРПриорите УДК 681,335.7(088.8) Опубликовано 21,Х 1,1972, Бюллетень3 Дата опубликования описания 27.Х 11,1972 Авторыизобретения авьялов и Ю, А. Сафонов ерсенев,аявитель ЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТ НТЕГРАТОР Изобретение предназначено для когерентного интегрирования (накопления) импульсных сигналов на промежуточных частотах, сохранения накопленной величины в виде гармонических колебаний и быстрого их затухания (для восстановления работоспособности интегратора), и может быть использовано для аналоговой обработки сигналов при корреляционном и спектральном анализе и в измерительной технике. 10Известны интегрирующие устройства, выполненные в виде узкополосных резонансных усилителей на электромеханических или кварцевых фильтрах, применяемых при обработке сигналов на промежуточных частотах, 15Недостатками узкополосных фильтров являются большая длительность переходных процессов, практически исключающая возможность их использования в импульсном режиме при малой скважности импульсов, 20 отсутствие достаточной памяти и потери в отношении сигнал/шум при квазисогласованности полосы фильтра с длительностью накапливаемого сигнала, а также высокая стоимость кварцевых фильтров. 25Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при накоплении, наличия памяти накопленного значения и быстрого сброса данных, увеличение динамического диапазона амплитудной характеристики, ста бильности частоты настроики и эксплуатационной надежности.Для этого в предлагаемом интеграторе имеется специальная частотно-избирательная цепь, выполненная в виде емкостного моста, в одно плечо которого включен кварцевый резонатор, а в выходную диагональ - индуктивность, выход эмиттерного повторителя через последовательно соединенные усилитель, фазовращатель и второй ключ подключен ко входу фазорасщепителя, управляющий вход второго ключа соединен с одним из выходов формирователя, второй выход которого подключен к управляющему входу первого ключа,На фиг, 1 представлена блок-схема интегратора; на фиг. 2 - временные диаграммы.Интегратор состоит из цепи передачи сигнала, содержащей ключ 1 балансного электронного коммутатора фазорасщепитель 2, частотно-избирательную цепь - мост 8 с кварцевым резонатором КР, эмиттерный повторитель 4, потенциометр 5 регулировки усиления и выходной буферный каскад б, и из цепи отрицательной обратной связи, содержащей усилитель 7 обратной связи, фазовращатель 8 и ключ 9, Кроме того, интегратор промежуточной частоты (ИПЧ) содержит формирователь 1 О в цепи подачи коммутирующего импульса работы интегратора ИРИ, по 359668ступающего далее на ключи 1 и 9. В плечи моста 3 включены конденсаторы С, С и С, и кварцевый резонатор КР, а в выходную диагональ моста включена индуктивность Ь.В свою очередь эквивалентная схема кварцевого резонатора КР содержит две параллельные ветви, одна из которых состоит из статической емкости Со электродов кварца, а другая - из последовательного соединения динамической емкости Сд, динамической индуктивности 1.д и динамического сопротивления Яд кварца.ИПЧ работает следующим образом, На вход ИПЧ поступает сигнал в виде одиночного радиоимпульса (см, фиг. 2, а) или пачки когерентных радиоимпульсов промежуточной частоты , длительностью Т, Одновременно с этим на оба ключа балансного электронного коммутатора подается импульс ИРИ (см, фиг, 2, б) длительностью Т+Тп (где Т - длительность памяти ИПЧ), при этом ключ 1 коммутатора открывается, а ключ 9 закрывается. Поэтому цепь прямой передачи сигнала оказывается замкнутой, а цепь обратной связи - разомкнутой. С помощью фазорасщепителя 2 входной сигнал ИПЧ расщепливается на две фазы О и 180 и подается на входную диагональ моста 3. Мост 3 обеспечивает компенсацию прямого прохождения сигнала (за счет балансировки емкостей моста таким образом, что С, С=С Со), минимум влияния на добротность кварцевого резонатора выходного сопротивления буферного каскада 2 и входного сопротивления эмиттерного повторителя 4 (за счет неполного включения кварцевого резонатор а соответственно с коэффициентами включения Р,= =Сд/С 1 и Р=1./1.д 1) и минимум влияния на частоту настройки резонатора1(за счет настройки элементов 1. ифс ЛС на частоту Го). На частоте входного сигнала ,=, в контуре СЬдЯ СдЬ возникают линейно-нарастающие колебания за счет высокой добротности кварца, мост разбалансируется, и накапливаемый сигнал на частоте 1 о, снимаемый с диагонали Ь, через элементы 4 - б проходит на выход ИПЧ (см. фиг. 2,а). Роль потенциометра 5 заключается в выравнивании коэффициентов передачи цепей сигнала при большом количестве каналов ИПЧ, По окончании времени Т входной сигнал прекращается, колебания в контуре достигают максимального значения и за счет высокой добротности кварца сохраняются почти постоянными на протяжении времени памяти Тнеобходимого для дальнейшего использования накопленного сигнала (например, для осуществления последовательного опроса накопительных фильтров в многоканальных системах), В частности, буферный каскад б может быть использован в качестве опросного ключа, если сделать его коммутируемым с помощью импульса опроса, действующего в определенном месте интервала Т,. Затем пре 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 кращается импульс ИРИ, ключ 1 электронного коммутатора запирается, а ключ 9 отпирается, поэтому цепь передачи сигнала размыкается, а цепь обратной связи замыкается. При этом сохранившиеся колебания с выхода моста 3 через элементы 4, 7, 8, 9, 2 в противофазе поступают на вход моста, что приводит к резкому уменьшению добротности кварца и тем самым к быстрому затуханию колебаний (см, фиг, 2, в), Длительность сброса Т,бр тем меньше, чем больше коэффициент усиления в цепи обратной связи, огределяемый в основном усилителем 7, лучше фазировка в этой цепи, подбираемая с помощью фазовращателя 8 (например, колебательного контура), и оольше динамический диапазон амплитудной характеристики цепи обратной связи, Ограничивающим фактором здесь является условие устойчивости замкнутой петли в отношении самовозбуждения. Гак как цепь обратной связи замкнута, а цепь сигнала разомкнута на все время до начала следующего цикла накопления, то это способствует повышению помехозащищенности интегратора, как за счет увеличения затухания помехи в ключе 1, так и за счет увеличения затухания в контуре резонатора моста 3. Г 1 омимо полезных колебаний кварца за счет входного сигнала в мосте 3 возникают небольшие паразитные колебания за счет ударного возбуждения резонатора видеоимпульсами, образующимися на фронтах ИРИ в электронном коммутаторе, что уменьшает динамический диапазон амплитудной характеристики ИПЧ. Для уменьшения паразитных колебаний кварца и увеличения динамического диапазона ИПЧ в предлагаемом устройстве применен балансный коммутатор, состоящий из ключей 1 и 9, в котором за счет балансировки плеч-ключей 1 и 9 происходит компенсация плоской части импульса ИРИ, а с помощью формирователя 10, расщепляющегО импульс ИРИ на два импульса, сдвинутые друг относительно друга на период колебаний в кварцевом резонаторе, и сглаживающего их фронты с помощью ЯС-цепей, происходит формирование коротких сглаженных импульсов на фронтах ИРИ, согласованных по длительности с периодом колебаний в резонаторе, что минимизирует амплитуду паразитных колебаний.Преимуществами предлагаемого устройства являются возможность высококачественного интегрирования радиоимпульсов любой формы при малой скважности, широкий предел изменения длительности накопления Т, памяти Тсброса Тбр и частоты настройки резонатора Г, при точности и стабильности настройки, простота управления параметрами схемы по сравнению с кварцевыми фильтрами, большой динамический диапазон амплитудной характеристики по сравнению с ИПС, эксплуатационная надежность и помехоустойчивость, сокращение до минимума числа дефицитных кварцевых резонаторов,дактор оляд1762 Тираж 406изобретений и открытий при СовеЭкспериментальная проверка схем ИПЧ, построенных как на транзисторах, так и на микросхемах серии 228, подтверждает преимущества предлагаемого устройства. При этом были получены следующие значения параметров: Т=0,5 - :5 лсек, Т=0,5 мсек (при уменьшении накопленного сигнала к концу памяти на 5 - :20%) Теор=0,5 - :1 мсек до уровня 80 дб при коэффициенте усиления в цепи обратной связи 300 - :500, динамический диапазон амплитудной характеристики 60 - :80 дб. Эти данные получены при применении кварцевых резонаторов с добротностью 50.10 - :500.10 и частотами настройки 0,3 - :3 мгц. Предмет изобретенияИнтегратор промежуточной частоты, содержащий частотно-избирательную цепь, соедиЗаказ 4227/2 Изд. ЦНИИПИ Комитета по деламМосква пенную через фазорасщепитель и ключ со входом устройства и через эмиттерный повторитель и буферный каскад с выходом устройства, усилитель, фазовращатель, формирова тель и второй ключ, отличающийся тем, что,с целью повышения точности, стабильности и помехоустойчивости устройства, частотно-избирательная цепь выполнена в виде емкостного моста, в одно плечо которого включен 10 кварцевый резонатор, а в выходную диагональ - индуктивность, выход эмиттерного повторителя через последовательно соединенные усилитель, фазовращатель и второй ключ подключен ко входу фазорасщепителя, управ ляющий вход второго ключа соединен с одним из выходов формирователя, второй выход которого подключен к управляющему входу первого ключа,