Расчет вспомогательных параметров

В данном разделе рассчитываются параметры, необходимые при разработке требований к элементам угломерного канала. При проектировании фазового РЛ к таким параметрам относятся параметры выдаваемого угломерным каналом двоичного кода сигнала рассогласования по углу места и параметры устройства коррекции неидентичностей приемных трактов.

Параметры кода угла рассогласования. Для управления ФАР целесообразно применять цифровой сигнал, т.е. сигнал рассогласования по углу , записанный в виде кода. При использовании двоичного кода определению подлежат следующие параметры: цена младшего разряда и число разрядов . Значение находят в предположении, что погрешность дискретизации

, (1.40)

т.е. не превышает 0, 1 от рассчитанной ранее минимальной угломерной погрешности. Так как

, (1.41)

то

. (1.42)

Полученное значение следует округлить до ближайшего меньшего значения, которое можно записать целым числом десятых, сотых или тысячных долей градуса. Так, если расчетное значение градуса, то следует принять градуса, а если , то принять .

Число разрядов кода определяется динамическим диапазоном возможных углов

рассогласования :

, (1.43)

где в соответствии с § 1.3 принято, что . Число разрядов с учетом знакового разряда

(1.44)

Удобно выразить в децибелах:

. (1.45)

Тогда

. (1.46)

В предшествующих соотношениях знак означает округление до ближайшего большего целого числа.

Таким образом один разряд кода соответствует шести децибелам динамического диапазона (6 дБ на разряд). Соотношение (1.46) легко получить, используя формулу перехода от логарифма с основанием 2 к десятичному логарифму.

Заметим, что в АЦП квантуется напряжение с выхода фазового детектора, которое согласно (1.5) пропорционально . Поэтому при постоянном дискрете по напряжению дискрет по углу линейно связан с только на начальном участке дискриминационной характеристики следящего измерителя угла , когда 30°. При больших значениях дискрет будет увеличиваться с ростом , т.е. шкала по углу становится существенно нелинейной. Однако эта нелинейность не имеет принципиального значения, так как замкнутая система слежения за углом всегда стремится уменьшить и работа ведется при малых углах или .

Устройство коррекции. Допустим, что коррекция базовых неидентичностей ПУТ осуществляется введением компенсирующего фазового сдвига в один из трактов. Если используется цифровая схема коррекции (см. рис. 1.5), то коррекция неидентичностей возможна в общем случае с точностью до дискрета изменения , т.е. остается нескомпенсированным фазовый сдвиг

.

Определяющими структуру канала коррекции параметрами являются:

- цена младшего разряда корректирующего кода (дискрет по фазе) ;

- максимальное значение корректирующего фазового сдвига ;

- число разрядов кода, управляющего фазой .

Расчет выполняется для наиболее целесообразного варианта построения устройства коррекции, когда общий АЦП используется как в угломерном канале, так и в канале коррекции.

Цена младшего разряда корректирующего кода выбирается из условия:

, (1.47)

где - минимальный дискрет по фазе , который можно реализовать при использовании преобразователя цифра-фаза (ПЦФ), а - определенное из (1.36) допустимое при заданной аппаратурной погрешности (максимальное значение фазового сдвига в УПЧ, характеризующее допустимую остаточную (после коррекции) фазовую неидентичность приемных трактов.

Максимальное значение корректирующего фазового сдвига , вводимого устройством коррекции, определяется с использованием соотношения (1.34). Считая, что при угломерный канал теряет работоспособность, имеем

, (1.48)

где учтено, что обычно .

Число разрядов корректирующего кода находится из (1.45) и (1.46) при замене и на и соответственно.

Таким образом при общем АЦП все разряды кода служат для управления ДНА, а младшие разряды - для коррекции фазовых неидентичностей приемных трактов.

Максимальное значение остаточной аппаратурной погрешности, как следует из (1.34), можно найти по формуле

. (1.49)

Это значение следует учитывать при расчете полной погрешности с помощью соотношения (1.22).

Пример. Пусть заданы или получены при предыдущих расчетах следующие значения.параметров:

; =11 угл.с = град;

M = 0, 01 град /град .

Тогда

; =54 дБ; =10.

Для корректирующего кода получаем

. Выбирая , имеем при

=30, 5 дБ. Откуда =7.

При выбранном значении остаточная аппаратурная погрешность будет .

Таким образом АЦП должен иметь 10 разрядов (с учетом знакового разряда ЗР). Шесть младших разрядов кода служат также для коррекции неидентичностей приемных трактов.

Расчету соответствует показанная ниже структура кода, где: а - разряды кода; б - значения разрядов; в- цена n-го разряда кода угла рассогласования , которую следует домножитъ на град; г - цена n-го разряда корректирующего кода.

а)

б)

в)

г)

ЗР