Основная аппаратура

Устройство и работа изделия 1Б44-1

Работу по сопровождению радиозонда, обработке информации и формированию выходных (конечных) документов обеспечивает основная аппаратура, состоящая из ряда систем, описанных ниже.

Обработка информации в основной аппаратуре и формирование выходных документов осуществляется под управлением программного обеспечения, размещенного в ЭВМ изделия.

Передача информации потребителям обеспечивается аппаратурой передачи данных. Создание необходимых условий для работы операторов и аппаратуры выполняет вспомогательная аппаратура.

Основная аппаратура

Основная аппаратура включает в себя:

– передающую систему Щ1;

– антенно-фидерную систему (АФС) Щ2;

– приемную систему Щ3;

– систему отображения информации (СОИ) Щ4;

– систему определения координат (СОК) Щ5;

– систему обработки и управления (СОУ) Щ6;

– систему управления антенной (СУА) Щ7;

– систему электропитания (СЭП) Щ8;

– систему автоматического контроля (САК) Щ9.

Описание работы основной аппаратуры изделия производится с использованием структурной схемы изделия 1Б44-1 УВДК.462419.001-01 Э1, входящей в комплект эксплуатационной документации.

Передающая система Щ1 предназначена для выработки в радиолокационном режиме импульсов запроса в виде кратковременных импульсов электромагнитной энергии сверхвысокой частоты (СВЧ).

Импульсы запроса, используемые для облучения радиозонда, формируются передатчиком.

Передатчик имеет переключаемую длительность излучаемого СВЧ импульса. На начальном участке зондирования при дальностях от изделия до радиозонда до 3000 м длительность импульса равна 0.5 мкс, на дальностях более 3000 м - 1.0 мкс. Переключение длительности осуществляется в зависимости от дальности автоматически системой обработки и управления или вручную с пульта оператора.

Для получения максимальной дальности автосопровождения радиозонда при изменении его несущей частоты в полете в передающей системе предусмотрена автоматическая подстройка частоты передатчика (АПЧП) на несущую частоту радиозонда.

Синхронизация работы передатчика производится запускающими импульсами, вырабатываемыми в системе Щ5.

Импульс запуска передатчика с системы определения координат через формирователь поступает на модулятор. Сформированный модулятором импульс поступает на СВЧ-генератор передатчика. Генератором передатчика служит магнетрон.

Система АПЧП обеспечивает подстройку частоты передатчика под частоту радиозонда. При этом уходы частоты радиозонда сначала отслеживаются системой АПЧГ приемной системы, а затем система АПЧП отслеживает изменения несущей частоты радиозонда посредством слежения за частотой гетеродина.

Система АПЧП работает следующим образом:

На смеситель АПЧП поступает сигнал с гетеродина СВЧ приемной системы и СВЧ-сигнал передающего устройства. Сигнал промежуточной частоты 100 МГц, несущий информацию о расстройке частоты передатчика относительно частоты гетеродина СВЧ, выделяется, усиливается и подается на частотный дискриминатор.

Дискриминатор вырабатывает импульсы, несущие информацию о величине и знаке расстройки частоты передатчика - сигнале ошибки.

При большой расстройке частоты передатчика по отношению к частоте гетеродина СВЧ (за пределом частоты пропускания дискриминатора) система АПЧП работает в режиме " Поиск". В режим " Поиск" АПЧП устанавливается после включения высокого напряжения передатчика.

При снижении расстройки частоты до значения полосы пропускания дискриминатора система АПЧП переходит в режим " Слежение". Переключение режимов осуществляется автоматически по сигналу ошибки.

При отсутствии расстройки в системе обеспечивается блокировка режима " Поиск".

Сигнал ошибки с дискриминатора поступает на схему управления приводом, где преобразуется в напряжения управления двигателем механизма перестройки. При наличии расстройки в системе, механизм перестройки обеспечивает вращение вала перестройки частоты генератора в сторону уменьшения расстройки до полной отработки сигнала ошибки.

Несущая частота передатчика изделия, при которой радиозонд наилучшим образом реагирует на запросный сигнал по дальности, для некоторых радиозондов отличается от значения несущей частоты излучения радиозонда. Поэтому центральная частота дискриминатора регулируется с помощью напряжения сдвига, поступающего с переключателя СДВИГ f MHz пульта оператора, тем самым обеспечивается подстройка на частоту максимальной чувствительности радиозонда к сигналу запроса.

Контроль настройки производится визуально по уровню ответного сигнала на экране блока БЩ5.2.

При неисправностях в системе АПЧП в изделии предусмотрен режим ручной дистанционной перестройки частоты передатчика. Выбор режима настройки осуществляется переключателем АПЧП - РПЧП на пульте оператора. Перестройка частоты передатчика в режиме РПЧП осуществляется с помощью кнопок " > " (больше), " < " (меньше) пульта оператора. Индикация упоров механизмов перестройки обеспечивается с помощью ламп " УПОРЫ" на пульте оператора.

Антенно-фидерная система Щ2 в радиолокационном режиме работы изделия передает электромагнитную энергию импульсов запроса, генерируемую передатчиком, к антенне и излучает эту энергию в пространство, и в обоих режимах работы (радиопеленгационном и радиолокационном) принимает излучаемую радиозондом электромагнитную энергию и передает ее на вход приемной системы.

СВЧ-сигнал от магнетрона через распределитель сигналов, управляемый аттенюатор передатчика, циркулятор (размещенный в усилителе СВЧ - изделии У-2) и направленные ответвители, поступает на вход переключателя антенна - эквивалент (" АНТ - ЭА"). В режиме зондирования атмосферы изделием переключатель " АНТ - ЭА" на пульте оператора установлен в положение " АНТ".

С выхода переключателя сигнал СВЧ через фидер поступает на антенную головку (спиральный излучатель), размещенную в фокальной плоскости параболического отражателя (рефлектора). Антенная головка приводится во вращение и с помощью рефлектора ее электромагнитная энергия формируется в узкий направленный сканирующий луч. Ось луча описывает коническую поверхность.

Сканирование диаграммы направленности антенны используется для автосопровождения радиозонда по угловым координатам.

Контроль функционирования работающего передатчика может производиться при работе на эквивалент антенны (переключатель АНТ - ЭА в положении ЭА).

На начальном участке сопровождения управляемый аттенюатор передатчика имеет большое затухание (порядка 30 дБ), при достижении радиозондом дальности 500 м затухание автоматически уменьшается до величины прядка 1-2 дБ. Затухание можно устанавливать вручную при помощи тумблера " АТТЕН Прд" на пульте оператора.

Часть СВЧ-энергии передатчика в АФС с направленного ответвителя поступает на детектор огибающей СВЧ-импульса, где происходит выделение огибающей СВЧ-сигнала (видеоимпульса). Видеоимпульс поступает на осциллографический индикатор блока БЩ5.2 для контроля мощности импульсов запроса.

Из тракта АФС производится ответвление части СВЧ-энергии на систему АПЧП, а также в волномер для контроля несущей частоты генератора передатчика.

В антенно-фидерный тракт поступает энергия генератора имитатора сигнала радиозонда (ИСРЗ), а также сигнал генератора шума (ГШ), использующийся для контроля системы Ш3.

АФС обеспечивает:

– подключение передатчика к антенне;

– формирование диаграммы направленности антенны;

– переключение затухания в тракте передатчика;

– работу передатчика на эквивалент антенны;

– детектирование огибающей СВЧ-импульса для контроля;

– ответвление части СВЧ-энергии для АПЧП и волномера;

– работу ГШ и СВЧ-генератора ИСРЗ.

Приемная система Щ3 предназначена для усиления сигналов радиозонда, несущих информацию о его координатах и метеопараметрах атмосферы, выделения этой информации и выдачи ее системам: определения координат, управления антенной, обработки и управления. Кроме того, приемная система используется для имитации сигналов радиозонда при функциональном контроле изделия.

Приемная система представляет собой супергетеродинный приемник с тройным преобразованием частот, охваченный автоматической и ручной подстройками частоты гетеродина СВЧ, автоматическими и ручными регулировками усиления каскадов промежуточных частот (АРУ-30, РРУ-30, АРУ-465, РРУ-465). Регулировки усиления обеспечивают стабильность уровня и прохождение без искажений сигналов частот 30 МГц и 465 кГц.

Сигнал, излучаемый радиозондом, принимается антенной изделия и по фидерному тракту поступает на вход усилителя СВЧ (изделие У-2).

Усиленный усилителем СВЧ-сигнал поступает через фильтр и управляемый аттенюатор приемника на вход основного смесителя СВЧ, сюда же через распределитель мощности поступает сигнал гетеродина СВЧ, имеющего собственную частоту на 100 МГц выше, чем частота принимаемого сигнала.

Управляемый аттенюатор приемника на начальном участке сопровождения радиозонда (до дальности 1000 м) имеет большое затухание (порядка 30 дБ), а при дальностях больших 1000 м его затухание автоматически уменьшается до величины 1-2 дБ. Затухание можно устанавливать вручную с помощью тумблера " АТТЕН Прм" на пульте оператора.

В основном смесителе происходит преобразование в первую промежуточную частоту 100 МГц. Усиленный усилителем промежуточный частоты (УПЧ) 100 МГц сигнал разделяется на два канала: основной канал и канал автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ).

Основной канал усиливает сигналы, несущие информацию от радиозонда, преобразует ее и через коммутатор выдает системам СОК, САУ, СОУ и САК.

Канал АПЧГ поддерживает номинальное значение частоты 100 МГц, подстраивая частоту гетеродина СВЧ при уходах несущей частоты радиозонда.

Управление частотой гетеродина осуществляется электронным способом. С выхода УПЧ 100 МГц сигнал разделяется и поступает на смесители основного канала (ОК) и канала автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ) СВЧ. На смеситель ОК также поступает сигнал гетеродина 130 МГц. На смеситель АПЧГ поступает сигнал с частотно-модулированного (ЧМ) гетеродина 130 МГц. С выходов смесителей ОК и АПЧГ сигналы промежуточной частоты 30 МГц подаются в УПЧ 30 МГц. Огибающая сигнала 30 МГц такая же, как и в принятом СВЧ-сигнале. Усиленный сигнал 30 МГц поступает на видеодетекторы ОК и АПЧГ, выделяющие сигналы частоты суперизации радиозонда 800 (600) кГц и на детекторы ИКШ, выделяющие сигнал модуляции генератора шума, используемый для измерения коэффициента шума ОК и канала АПЧГ системы Щ3.

С выхода видеодетекторов сигналы частоты суперизации поступают на смесители схем преобразования 465 кГц и на схемы АРУ-30.

Схемы АРУ-30 управляют коэффициентом усиления схем УПЧ 30 МГц, обеспечивая прохождение сигналов без искажений.

К смесителю, кроме выделенного сигнала частоты суперизации, подводится сигнал с гетеродина, частота которого на 465 кГц выше частоты суперизации. С выходов смесителей сигналы промежуточной частоты 465 кГц подаются в УПЧ 465 кГц.

Для подстройки частоты 465 кГц при изменении частоты суперизации радиозонда в процессе его полета предусмотрена схема автоматической подстройки частоты гетеродина 465 кГц.

Приемный тракт АПЧГ выполнен аналогично приемному тракту основного канала и содержит дополнительно ряд устройств, позволяющих выделять сигнал ошибки " ~ СО 100 Гц", пропорциональный величине и знаку ухода частоты 100 МГц по отношению к номинальному значению, и вырабатывать пропорционально ему напряжение управления гетеродином СВЧ, отрабатывающее этот уход.

Для формирования сигнала " ~ СО 100 Гц" в канале АПЧГ предусмотрена частотная модуляция частоты ЧМ-гетеродина 130 МГц частотой генератора 100 Гц, в результате чего сигнал на выходе УПЧ 30 МГц канала АПЧГ промодулирован по амплитуде сигналом 100 Гц. После выделения и усиления сигнала модуляции 100 Гц (" ~ СО 100 Гц") он поступает на фазовый детектор, который, сравнивая сигнал" ~ СО 100 Гц" с опорным сигналом генератора 100 Гц, формирует сигнал ошибки, пропорциональный величине и знаку ухода частоты радиозонда.

Формирователь управляющего напряжения АПЧГ преобразует сигналы ошибки в управляющее напряжение гетеродина СВЧ. Подстройка частоты гетеродина производится до тех пор, пока значение промежуточной частоты 100 МГц не станет равным номинальному, что приведет к уменьшению до нуля сигнала ошибки.

Предусмотрено три режима управления частотой гетеродина СВЧ: АПЧГ, РПЧГ и ПАПЧ. Выбор режима осуществляется с помощью переключателя АПЧГ-РПЧГ-ПАПЧ пульта оператора.

В режиме РПЧГ подстройка СВЧ-гетеродина производится вручную с пульта оператора; в режиме АПЧГ - автоматически во всем диапазоне рабочих частот; в режиме ПАПЧ предварительная подстройка частоты гетеродина осуществляется вручную потенциометром РПЧГ, а уходы несущей частоты радиозонда отслеживаются автоматически устройством АПЧГ относительно частоты, установленной вручную, только в более узком диапазоне частот, чем в режиме АПЧГ. Так как канал АПЧГ повторяет основной канал до схем выделения сигналов в СОУ, он может быть использован в качестве резервного. Переключение каналов производится с пульта оператора переключателем АПЧГ-РЕЗЕРВ ОК. При этом к входам систем СОК, СОУ, СУА и САК подключаются ячейки канала АПЧГ, а также снимается модуляция ЧМ - гетеродина 130 МГц сигналом 100 Гц. Подстройка гетеродина СВЧ в режиме резервирования может производиться только вручную. Переключатель АПЧГ-РПЧГ-ПАПЧ в этом случае находится в режиме РПЧГ.

Сигнал с УПЧ 465 кГц, несущий информацию о метеопараметрах, заключенную в длительности периодов частотной манипуляции, поступает на демодулятор ЧМ и формирователь метеочастоты. Демодулятор ЧМ построен по принципу сравнения частот суперизации сигнала радиозонда, поступающих в различные моменты времени. Сигнал частоты суперизации, поступающий от радиозонда в данный момент времени, сравнивается с запомненным значением сигнала частоты суперизации, поступившим в предыдущий момент времени. Появление разности определенной величины между этими частотами используется для выделения частоты манипуляции телеметрического сигнала. Запоминание частоты суперизации осуществляется с помощью линии задержки. Далее выделенный метеосигнал поступает на формирователь и далее для обработки в СОУ.

Сигнал радиозонда, принятый антенной 1Б44-1, при отклонении от равносигнального направления диаграммы направленности антенны оказывается промодулированным по амплитуде частотой сканирования антенны 37 Гц. Частота модуляции 37 Гц выделяется полосовым фильтром схемы выделения сигнала модуляции 37 Гц, детектируется, усиливается и поступает в СУА для отработки сигнала ошибки " ~ 37 Гц".

Для выдачи информации о снижении значения уровня сигнала ниже допустимого с целью устойчивого выделения информации в канал метеосигнала приемной системы введена схема перепада, вырабатывающая сигнал " Ї|_ Перепад" при возрастании уровня шумов и снижении уровня сигнала. Сигнал " Ї|_ Перепад" поступает на пульт оператора для индикации и на схему управления частотой гетеродина СВЧ для блокировки перестройки частоты гетеродина по шумам, что обеспечивает более высокую надежность и стабильность работы системы АПЧГ.

Для обеспечения функционального контроля работы приемной системы предусмотрены устройство измерения коэффициента шума и имитатор сигнала радиозонда.

Коэффициент шума приемной системы измеряется при периодическом контроле параметров вручную при помощи тумблера ИКШ ВКЛ на пульте оператора.

Используется модуляционный способ измерения коэффициента шума. В режиме контроля на вход усилителя высокой частоты приемной системы поступает шумовое напряжение генератора шума, промодулированное по амплитуде. В приемной системе оно складывается с ее собственными шумами и, после усиления и детектирования, поступает на схему ИКШ, где синхронным детектором осуществляется выделение напряжения, пропорционального коэффициенту шума приемной системы. Выходной сигнал ИКШ поступает на индикаторный прибор блока БЩ6.4. Обеспечивается измерение коэффициента шума основного канала (ОК) и канала АПЧГ.

Имитатор сигнала радиозонда (ИСРЗ) предназначен для тренировки и обучения обслуживающего персонала, для функционального контроля приемной системы и для выработки стимулирующих сигналов, используемых САК. ИСРЗ вырабатывает сигналы, близкие по параметрам к реальным сигналам радиозонда. ИСРЗ обеспечивает имитацию сигналов применяемых зондов. Тип имитируемого радиозонда выбирается оператором установкой переключателя " ТЕМПЕР ДАВЛ - ВЕТР - ТЕМПЕР - ТЕМПЕР ВЛАЖ" в первое, третье или четвертое положение.

ИСРЗ содержит СВЧ-генератор, работающий на несущей частоте радиозонда, модулятор СВЧ-генератора и схему выработки модулирующих сигналов.

Схема ИСРЗ, размещенная в приемной системе, вырабатывает модулирующие сигналы для генератора СВЧ ИСРЗ, имитирующие параметры сигнала радиозонда и состоит из генератора импульсов суперизации, формирователя метеосигнала, имитатора подвижной цели, формирователя сигналов ошибки СУА. Выходные сигналы схемы выработки модулирующих сигналов ИСРЗ подаются на модулятор ИСРЗ, кроме сигнала ошибки СУА, который подается на СВЧ-генератор ИСРЗ. Модулятор ИСРЗ расположен в неотапливаемом отсеке, СВЧ‑ генератор ИСРЗ - в АФС.

Генератор импульсов суперизации ИСРЗ предназначен для выработки частоты суперизации 800 кГц или 600 кГц (переключение происходит автоматически или вручную тумблером 800-600 БЩ6.01). Для контроля функционирования схемы АПЧ 465 кГц предусмотрены расстройки частоты суперизации на ± 25 кГц по командам АВУ и вручную.

Формирователь метеосигналов имитирует телеметрический сигнал радиозонда, несущий в периоде повторения импульсного сигнала информацию о метеопараметрах. Метеосигналы следуют в течение своих канальных интервалов с определенной очередностью в зависимости от типа имитируемого радиозонда.

Имитатор подвижной цели в радиопеленгационном режиме вырабатывает медленно меняющуюся частоту давления QP, имитирующую изменение высоты. Изменение QP (изменение высоты) происходит при включении тумблера ИМИТАЦИЯ ПОЛЕТА пульта оператора. Имитация полета радиозонда в радиопеленгационном режиме предназначена для обучения и тренировки расчета и проведения настроечных работ.

В радиолокационном режиме имитатор подвижной цели вырабатывает импульс ответа по дальности, перемещающийся во времени, как в реальном сигнале радиозонда. Имитатор подвижной цели в радиолокационном режиме обеспечивает автоматическое изменение дальности на 2 км при включении оператором тумблера ПОЛЕТ с любой начальной дальности в пределах от 0 до 110 км, установленной при помощи потенциометра ДАЛЬН ПЛАВН на БЩ6.4.

Формирователь сигналов ошибки СУА вырабатывает сигналы частотой ~ 37 Гц с различными фазами, изменяющимися автоматически по командам АВУ или вручную при помощи переключателя " е↑ - е↓ - б - б " блока БЩ6.4, что обеспечивает проверку работы СУА при различных рассогласованиях по угловым координатам.

Сигнал ИСРЗ подается в общий антенно-фидерный тракт по команде " +27 В Вкл ИСРЗ", поступающей с переключателя УПРАВЛ ИСРЗ блока БЩ6.4.

Система отображения информации Щ4 предназначена для оперативного представления координатной, метеорологической и контрольной информации в процессе подготовки и проведения зондирования, а также регистрации информации на бумажной ленте.

Система отображения информации (СОИ) включает в себя видеомонитор (монитор) и устройство документирования (принтер).

Кроме алфавитно-цифровой информации на экране монитора отображаются следующие аналоговые данные:

– информация об отклонении радиозонда в пространстве от равносигнального направления диаграммы направленности антенны в виде точки относительно перекрестия. Максимальная величина рассогласования 0-50 делений угломера;

– информация о текущем угле места в виде линейной шкалы и подвижной метки. На шкале риски располагаются соответственно с пределами изменения угла места от минус 2-00 до 15-00 делений угломера и дискретностью 1-00 деление угломера;

– информация о текущем азимуте в виде подвижной метки и круговой шкалы. На шкале риски располагаются соответственно пределам изменения азимута от 0-00 до 60-00 делений угломера и дискретностью 1-00 деление угломера.

Формирование изображений на экране монитора и управление печатью информации на принтере производится ЭВМ в соответствии с программным обеспечением, размещенным в ЭВМ, и информацией, получаемой ЭВМ с аппаратуры через систему СОУ.

Система определения координат Щ5 предназначена для:

– преобразования и выдачи в ЭВМ информации об угловых координатах радиозонда, содержащейся в углах поворота азимутальной и угломестной осей антенной колонки;

– измерения наклонной дальности до радиозонда и слежения по дальности за ответной паузой сигнала радиозонда (только в радиолокационном режиме работы);

– формирования эталонных частот и синхронизирующих сигналов для систем изделия;

– отображения сигналов систем изделия на экране осциллографического индикатора.

Информация об углах поворота выходных осей антенной колонки по азимуту и углу места поступает на преобразователь фаза-код и с его выхода через узел сопряжения с МпК подается в СОУ.

Преобразование углов перемещения в двоичный код обеспечивается с помощью циклического двухотсчетного (грубого отсчета ГрО и точного отсчета ТО) преобразователя, построенного по принципу " угол - фаза - временной интервал - код". Угол поворота выходных осей антенной колонки по б и е с помощью фазовращателей преобразуется в сдвиг фазы выходного напряжения фазовращателя относительно фазы синусоидального напряжения питания.

В каналах азимута и угла места имеются фазовращатели грубого (ГрО) и точного (ТО) отсчетов, передаточное отношение между которыми равно 32.

Питание фазовращателей осуществляется синусоидальным напряжением частотой 3660Гц, сформированным из напряжения типа " меандр", полученного путем деления частоты кварцевого генератора. С выхода фазовращателей б и е сигналы подаются на фазирующие контуры, на выходе которых синусоидальные напряжения сдвинуты по фазе относительно питающего напряжения фазовращателя. Выходные напряжения фазовращателей усиливаются и ограничиваются.

Преобразование начинается в момент перехода через нуль синусоидального напряжения фазовращателя и заканчивается в момент перехода через нуль выходного синусоидального напряжения фазовращетеля. Так как сдвиг по фазе выходного напряжения фазовращателя пропорционален углу поворота оси фазовращателя, то временной интервал между началом и концом преобразования пропорционален углу поворота выходной оси антенной колонки.

Временной интервал заполняется эталонными импульсами с частотой 1873650 Гц. Количество импульсов, поступивших в счетчик преобразователя, пропорционально углам поворота осей антенной колонки.

Коды с выхода счетчиков поступают через узел сопряжения с МПК в УВВ и через него в ЭВМ. В ЭВМ происходит согласование отсчетов.

Формировтель опорных частот предназначен для выработки эталонных сигналов и синхроимпульсов блоков передающей и приемной систем и системы определения координат. Эталонные частоты формируются путем деления частоты задающего кварцевого генератора.

Осциллографический индикатор предназначен для визуального наблюдения за сигналом радиозонда в процессе работы изделия и для контроля сигналов с выхода систем изделия.

Индикатором является электронно-лучевая трубка. При помощи переключателей РЕЖИМ РАБОТЫ и ВИД СИГНАЛА обеспечивается индикация следующих сигналов:

– в режиме " Работа" - сигнала радиозонда частотой 800 или 600 кГц с выхода широкополосного УПЧ приемной системы;

– в режиме " Метео" - сигнала частотой 20 - 700 Гц с выхода телеметрического канала приемной системы;

– в режиме " СО СУА" - огибающей сигнала ошибки с выхода КУА приемной системы;

– в режиме " СО АПЧГ" - сигнала ошибки частотой 100 Гц с выхода системы АПЧГ;

– в режиме " СО АПЧП" - сигнала ошибки с выхода дискриминатора АПЧП;

– в режиме " И СВЧ" - огибающей излучаемого импульса;

– в режиме " Сигн ГШ" - сигнала шумов с выхода широкополосного УПЧ приемника при работе измерителя коэффициента шума;

– в режиме " Выход АМПЛ" - сигнала с выхода амплитудного детектора УПЧ 465 кГц;

– в режиме " Контр f Прд" - сигнала с выхода детектора волномера;

– в режиме " Контроль" - любых сигналов, подаваемых на гнездо КОНТРОЛЬ блока БЩ5.2 (амплитудой не более 3 В).

Для измерения дальности в радиолокационном режиме используется метод, основанный на отсчете временного интервала между импульсами запроса, излучаемыми передатчиком, и ответным сигналом радиозонда, принятым аппаратурой изделия.

Для автоматизации и сглаживания результатов измерения применяется схема, построенная по принципу цифровой следящей системы. В качестве чувствительного элемента используется временной дискриминатор дальности. Управляющим элементом является двоичный реверсивный счетчик дальности, а исполнительным элементом - регулируемая цепь задержки в виде преобразователя " код - временной интервал". Отсчет временного интервала, пропорционального дальности, производится между импульсами запуска передатчика и стыком следящих стробов, положение которых определяется положением центра ответной паузы сигнала радиозонда и отслеживается следящей системой.

Входной переменной величиной для цифровой следящей системы СОК является положение ответной паузы сигнала радиозонда с выхода видеодетектора Щ3, который подается на временной дискриминатор дальности. В дискриминаторе положение центра ответного сигнала сравнивается с положением стыка следящих стробов, являющихся опорным сигналом следящей системы, и вырабатывается сигнал рассогласования (сигнал ошибки). В формирователе сигнала ошибки сигнал сглаживается и в виде медленно меняющегося напряжения через корректирующие звенья поступает на преобразователь " напряжение - частота". С выхода преобразователя " напряжение - частота" через схему коммутации режимов импульсы с соответствующим знаком подаются на счетчик дальности, в котором происходит непрерывное накопление импульсов с выхода преобразователя " напряжение - частота".

Цифровой код на выходе счетчика дальности является управляющим воздействием на регулируемую цепь задержки. Преобразование кода во временной интервал производится с периодом, равным периоду импульсов передатчика. В преобразователе осуществляется задержка синхроимпульса дальности с дискретностью 10 м.

Импульсы дальности с выхода преобразователя поступают на схему формирования следящих стробов. Следящие стробы поступают на дискриминатор дальности и, таким образом, следящая система замыкается. Следящие стробы сдвигаются за счет изменения кода текущей дальности до тех пор, пока рассогласование не уменьшится до нуля. С помощью цифровой следящей системы задержка стробов поддерживается равной задержке ответной паузы в излучении радиозонда и этим обеспечивается непрерывность измерения наклонной дальности.

Следящая цифровая система дальности работает в режиме поиска, ручного сопровождения и автосопровождения радиозонда. Для управления режимами служит схема коммутации режимов.

В режиме поиска следящая система дальности работает только при функциональном контроле изделия. По команде из АВУ в блок на схему управления режимами следящей системы выдается команда " Ї|_ Поиск". По команде " Ї|_ Поиск" в счетчик дальности записывается код начальной дальности, и на вход счетчика дальности подаются импульсы частотой 28, 5 Гц с устройства формирования опорных частот через схему коммутации режимов. Счетчик производит суммирование этих импульсов с записанным значением начальной дальности и таким образом происходит перемещение следящих стробов. При попадании ответной паузы в пределы следящих стробов поступление импульсов частотой 28, 5 Гц в счетчик дальности прекращается, формируется признак автозахвата, и через схему режимов в счетчик дальности начинают поступать импульсы с преобразователя " напряжение - частота". Следящая система переходит в режим автосопровождения.

Сигнал признака автозахвата формируется в схеме выработки ПрАЗД и используется для замыкания следящей системы дальности и переключения полосы пропускания ее с широкой (для поиска) на более узкую. Сигнал " ПрАЗД" выдается в ОЗУ как сигнал информации о дальности в режиме функционального контроля. В режиме ручного сопровождения признак автозахвата блокируется для того, чтобы при переходе в режим автосопровождения следящая система имела широкую полосу пропускания.

Цифровая следящая система дальности может работать в режиме ручного наведения и сопровождения. При этом вход преобразователя " напряжение - частота" отключается от выхода дискриминатора дальности и подключается к выходу устройства ручного наведения по дальности (УРН по D), расположенного на пульте оператора.

Наведение и сопровождение ответного сигнала производится только при нажатии кнопок БЛИЖЕ: " " и " ", ДАЛЬШЕ: " " и " ". Управляющее напряжение, величина и знак которого зависят от того, куда необходимо сдвинуть следящие стробы, подается через формирователь сигнала ошибки на преобразователь " напряжение - частота".

Для визуального наблюдения за положением ответной паузы при поиске и сопровождении на осциллографический индикатор подаются импульсы запуска развертки и электрического визира.

Импульсы запуска развертки формируются совместно с импульсами дальности и упреждают их на 800 м на развертке 2 км и на 14 км - на развертке 30 км.

Электрический визир развертки 30 км служит в процессе поиска для совмещения ответной паузы с двухкилометровой разверткой и равен по длительности двухкилометровой развертке. Электрически визир развертки 2 км является отсчетным элементом и совмещается в процессе наведения, измерения, сопровождения с ответной паузой радиозонда. По протяженности визир 2 км равен 15 - 30 м. Визиры отображаются в виде положительных импульсов расположенных в центре соответствующей развертки.

Система автоматической обработки данных и управления аппаратурой Щ6 предназначена для обработки первичной информации (координатной и телеметрической), а также управления работой аппаратуры изделия.

СОУ решает следующие задачи:

– обрабатывает координатную информацию (вводит поправку на ориентирование, вычисляет высоту до радиозонда, в радиолокационном режиме вычисляет дальность до радиозонда);

– обрабатывает телеметрическую информацию и производит вычисление метеорологических параметров в соответствии со схемой решения;

– рассчитывает метеобюллетени, аэрологические телеграммы и другие конечные документы;

– производит через систему СОИ отображение и регистрацию всей необходимой информации;

– вырабатывает команды управления аппаратурой изделия в процессе подготовки и проведения зондирования атмосферы;

– обеспечивает совместно с аппаратурой САК проведение автоматического функционального контроля;

– обеспечивает совместную работу с АПД по передаче и приему сообщений.

В систему обработки и управления входят:

– универсальная электронно-вычислительная машина (ЭВМ);

– система программного обеспечения, программы которой размещены на НЖМД ЭВМ;

– устройство ввода-вывода (УВВ) - блок БЩ6.1;

– таймер и преобразователь метеочастоты (входят в блок БЩ6.1);

– внешние устройства для ввода и вывода данных (ВнУ), размещенные в других системах изделия;

– панели управления БЩ6.01 и БЩ6.02 и блок БЩ6.4 обеспечивающие ручное управление аппаратурой.

Блок-схема системы обработки и управления приведена на рисунке 5.3.

Устройство ввода-вывода (УВВ) совместно с ЭВМ образует автоматическое вычислительное устройство (АВУ).

В изделии используется ЭВМ, являющаяся универсальной, быстродействующей электронной цифровой вычислительной машиной с программным управлением, параллельного действия, обеспечивающая решение задач с высокой точностью.

Технические данные и состав ЭВМ приведены в ее эксплуатационной документации.

В процессе работы в составе СОУ ЭВМ осуществляет прием информации с аппаратуры изделия через устройства ввода-вывода, ее обработку и выдачу обработанной информации в аппаратуру изделия, т.е. производит обмен информацией.

Из аппаратуры в ЭВМ принимаются следующие данные:

– информация о положении органов управления на пульте оператора;

– информация о координатах (б, е, D);

– информация о величинах рассогласования по угловым координатам (СО б, СО е);

– информация о длительности метеопериодов сигнала радиозонда (телеметрическая информация);

– информация о значениях параметров аппаратуры, контролируемых САК;

– сообщения и ССК из АПД.

Из ЭВМ на аппаратуру выдаются следующие данные:

– информация о необходимости проведения управляющих действий в аппаратуре (переключение режимов, подключение контрольных устройств и т.п.);

– информация об установке контрольной дальности и совершении поиска по дальности (используется для ФК);

– команды управления и сообщения в АПД.

Обмен информацией между ЭВМ и блоком УВВ осуществляется по трем каналам интерфейса RS232 (СОМ1, СОМ2 и СОМ3).

По каналу COM1 в ЭВМ передается телеметрическая информация (2 байта - длительность метеоимпульса, 2 байта - длительность метеопериода) с преобразователя F метео - код блока БЩ6.1 со скоростью 57, 6 кбит/с.

По каналу СОМ2 происходит двухсторонний обмен информацией между ЭВМ и УВВ (ВнУ‑ 02, ВнУ-03, ВнУ-12 и ВнУ-13)со скоростью 38, 4 кбит/с.

По каналу СОМ3 происходит двухсторонний обмен ЭВМ с АПД.

Обмен информацией между ЭВМ и блоком УВВ по каналу СОМ2 осуществляется сообщениями, состоящими из нескольких байтов. Формат сообщений, передаваемый из ЭВМ в УВВ, приведен на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4

Передача сообщения начинается с передачи двух байтов синхронизации (11111111 00000000). В байте " Тип сообщения" указывается какая команда должна быть выполнена. В байте " Количество байтов данных" указывается количество передаваемых байтов данных. Далее следуют байты данных. Коды используемых байтов типа сообщения приведены в таблице 5.1. (В скобках приведен шестнадцатиричный код).

Таблица 5.1

Ниже приведены форматы сообщений, используемые при обмене с различными ВнУ (в шестнадцатиричных кодах):

– ЭВМ → Вну-02 FF 00 08 02 02 01 (Запрос данных)

– ВнУ-02 → ЭВМ FF 00 08 03 02 ХХ ХХ (Данные)

– ЭВМ → Вну-03 FF 00 08 02 03 03 (Запрос данных)

– ВнУ-03 → ЭВМ FF 00 08 09 03 ХХ ХХ ХХ ХХ ХХ ХХ ХХ ХХ (Данные)

– ЭВМ → Вну-12 FF 00 08 02 0А 02 (Запрос данных)

– ВнУ-12 → ЭВМ FF 00 04 01 0А (Запрос)

– ВнУ-12 → ЭВМ FF 00 08 05 0А ХХ ХХ ХХ ХХ (Данные)

– ЭВМ → Вну-13 FF 00 10 04 0В 01 ХХ ХХ (Выдача кода команды или контрольной точки)

При передаче сообщений " Запрос данных" в пятом байте сообщения передается код номера ВнУ (для ВнУ-02 - 02, ВнУ-03 - 03, ВнУ-12 - 0А), а в шестом число запрашиваемых слов.

При передаче сообщений " Данные" в пятом байте сообщения передается код номера ВнУ и далее коды данных.(Для ВнУ-03 шестой и седьмой байт - код дальности, восьмой и девятый - коды угла места, десятый и одиннадцатый - коды азимута, двенадцатый и тринадцатый - коды отклонения от равносигнального направления.)

При выдаче сообщений во ВнУ-13 в пятом байте передается код номера ВнУ (0В), в шестом байте число передаваемых слов и далее коды команды или контрольной точки.

Форматы сообщений, используемых при отклонениях от нормальной работы УВВ:

– УВВ → ЭВМ FF 00 02 02 ХХ ХХ (Неисправность адаптера)

– УВВ → ЭВМ FF 00 01 02 ХХ ХХ (Неисправность ВнУ)

– УВВ → ЭВМ FF 00 40 00 (Сброс УВВ)

– ЭВМ → УВВ FF 00 02 00 (Опрос состояния адаптера)

При выдаче сообщений " Неисправность адаптера" и " Неисправность ВнУ" в пятом и шестом байте сообщения передаются соответственно БСО1 и БСО2 (байты состояния обмена).

Передача данных между блоком УВВ и внешними устройствами осуществляется по мультиплексному каналу (МпК). Перечень внешних устройств, подключенных к мультиплексному каналу, приведен в таблице 5.2.

При передаче координатных данных от ВнУ-03 из УВВ в ЭВМ к сообщению добавляются данные о величинах рассогласования по угловым координатам.

Таблица 5.2

ВнУ-02 - информация с пульта БЩ6.01;

ВнУ-03 - угловые координаты и дальность;

ВнУ-12 - параметры в контрольных точках аппаратуры;

Вну-13 - команды на аппаратуру

Рис. 5.5

В блоке УВВ мультиплексным каналом управляет адаптер мультиплексного канала. Работой всех устройств блока УВВ управляет контроллер, выполненный на микропроцессоре.

В состав устройства сопряжения МпК с внешними устройствами входят девять информационных шин (по восьми передается значащая часть числа, по одной - контрольный разряд) и десять служебных шин.

Информационные и служебные шины МпК являются общими для всех ВнУ, обслуживаемых этим каналом.

По информационным и служебным шинам сигналы передаются низкими уровнями: при наличии сигнала напряжение на шине не более + 0, 7 В, при отсутствии - не менее + 3, 5 В.

Информационные шины разрядов 0 - 7 используются для передачи адреса ВнУ, байта данных и байта состояния. Шина разряда 8 используется для контроля.

Старшие разряды информационного слова располагаются в шинах с меньшим номером. Если передается неполный байт, то он размещается в младших разрядах.

Служебные шины имеют следующее назначение:

– шина " Адрес" - по ней выдается импульс из УВВ во ВнУ длительностью 0, 5 мкс в момент времени, когда по информационным шинам выдается код номера ВнУ из УВВ, и 1 мкс - из ВнУ в УВВ;

– шина " Данные" - по ней выдается импульс из УВВ во ВнУ длительностью 0, 5 мкс в момент времени, когда по информационным шинам передается информация из УВВ во ВнУ, и 1 мкс - из ВнУ в УВВ;

– шина " Опрос состояния" - по ней выдается импульс из УВВ по ВнУ длительностью 1 мкс в момент времени, когда опрашивается состояние ВнУ;

– шина " Вызов ВнУ" - по ней выдается потенциальный сигнал из УВВ во ВнУ для вызова ВнУ;

– шина " Ответ ВнУ" - по ней выдается потенциальный сигнал в УВВ из того ВнУ, номер которого был передан по информационным шинам;

– шина " Запрос" - по ней выдается потенциальный сигнал в УВВ из того ВнУ, которое запрашивает обращение к нему со стороны УВВ;

– шина " ВнУ кончило" - по ней выдается импульс из ВнУ в УВВ длительностью 0, 5 мкс, когда ВнУ приняло или выдало слово информации;

– шина " Канал кончил" - по ней выдается импульс из УВВ во ВнУ длительностью 0, 4 мкс при окончании приема или передачи данных каналом;

– шина " Сброс" - по ней выдается сигнал в УВВ и во все ВнУ при нажатии клавиши СБРОС АВУ на пульте оператора БЩ6.02, который устанавливает их в начальное состояние.

Обмен информацией между УВВ и ВнУ производится байтами. В одном шестнадцатиразрядном слове размещается два байта информации.

Передача информационного слова производится, начиная со старших разрядов. В каждом случае за один сеанс связи по каналу передается два байта.

При обращении УВВ к ВнУ обмен информацией (рисунок 5.5) происходит следующим образом (на временных диаграммах все сигналы условно показаны положительной полярности).

При выполнения команды обращения УВВ к какому-либо внешнему устройству из УВВ по информационным шинам в каждое ВнУ импульсами длительностью 1 мкс поступает адресный код - код номера того ВнУ, которое должно обменяться информацией с ЭВМ.

Одновременно с кодом номера ВнУ по служебной шине " Адрес" поступает импульс длительностью 0, 5 мкс, подтверждающий поступление адреса, и по шине " Вызов ВнУ" поступает потенциальный сигнал, который последовательно проходит по всем ВнУ и доходит до того ВнУ, с которым должна быть установлена связь.

ВнУ, номер которого совпал с кодом адреса в случае, если оно не занято, прекращает распространение сигнала " Вызов ВнУ" и выдает потенциальный сигнал в шину " Ответ ВнУ", информируя тем самым УВВ, что вызов получен и связь установлена.

После того как установлена связь между каналом и ВнУ, по шине " Данные" поступает первый импульс. Одновременно с ним по информационным шинам поступает код первого байта, и информация заносится в регистр информации данного ВнУ при передаче информации из УВВ во ВнУ. Если же информация передается из ВнУ в УВВ, то содержимое информационного регистра ВнУ передается в информационные шины. Примерно через 2 мкс после первого импульса по шине " Данные" поступает второй импульс, по которому принимается или выдается второй байт информации аналогично первому.

После второго импульса " Данные" ВнУ формирует сигнал " Запрос" и выдает сигнал по шине " ВнУ кончило" - импульс длительностью 0, 5 - 1 мкс и заносит единицу в четвертый разряд регистра состояния. По сигналу " ВнУ кончило" канал снимает сигнал " Вызов ВнУ", после снятия которого ВнУ снимает сигнал " Ответ ВнУ". На этом сеанс по передаче одного информационного слова заканчивается.

Если должно передаваться только одно информационное слово, то по шине " Канал кончил" во ВнУ выдается импульс длительностью приблизительно 0, 4 мкс, в результате чего ВнУ снимает сигнал " Запрос".

При необходимости УВВ снова обращается к этому ВнУ и передача (прием) информации происходит аналогично тому, как описано выше.

Если же должно передаваться более чем одно информационное слово, то после передачи первого слова канал по шине " Канал кончил" сигнала не выдает. В этом случае ВнУ, окончив обрабатывать полученное слово, по шине " Запрос" выдает в канал потенциальный сигнал - запрос на выдачу (прием) очередного информационного слова и заносит единицу в 4-й разряд регистра состояния ВнУ (рисунок 5.6). Канал, отвечая на запрос ВнУ, по шине " Вызов ВнУ" выдает потенциальный сигнал. Этот сигнал, проходя последовательно по всем ВнУ, доходит до того ВнУ, которое сделало запрос. Это ВнУ прекращает распространение сигнала " Вызов ВнУ" и выдает потенциальный сигнал " Ответ ВнУ". После этого канал запрашивает номер этого ВнУ, выдавая сигнал по шине " Адрес". Код номера ВнУ по информационным шинам передается в канал.

После того как канал опросил адрес, он опрашивает состояние данного ВнУ, для чего по шине " Опрос состояния" канал выдает импульс длительностью приблизительно 0, 4 мкс, по которому содержимое регистра состояния ВнУ передается по информационным шинам в канал. При этом в четвертом и шестом разрядах должны быть единицы, а во всех остальных - нули. После этого канал выдает сигнал " Канал кончил", по которому ВнУ выдает сигнал " ВнУ кончило".

По сигналу " ВнУ кончило" канал снимает сигнал " Вызов ВнУ", по которому ВнУ снимает сигнал " Ответ ВнУ". Далее канал обращается к данному ВнУ, как при передаче первого слова, и так далее до тех пор, пока не будет передан весь массив данных.

Для передачи нового массива данных УВВ снова обращается к данному ВнУ. Аналогично УВВ обращается ко всем ВнУ.

При передаче информации во ВнУ производится контроль информации на четность.

При ошибке информации в регистр состояния ВнУ заносятся единицы во второй и пятый разряды, и ВнУ выдает сигнал " Запрос", который обрабатывается каналом так же, как описано выше при запросе информации.

УВВ может обращаться к внешним устройствам как для обмена данными, так и для опроса состояния ВнУ. При этом работа происходит так, как описано выше, только вместо сигналов " Данные" во ВнУ поступает сигнал " Опрос состояния". Временная диаграмма работы сопряжения УВВ - ВнУ при опросе состояния ВнУ и управления приведена на рисунок 5.7.

Номер ВнУ

Адрес

Вызов ВнУ

Ответ ВнУ

Данные

ВнУ кончило

Канал Кончил

Рисунок 5.5 - Временная диаграмма работы сопряжения УВВ-ВнУ при приеме и выдаче информации

Запрос

Вызов ВнУ

Ответ ВнУ

Адрес

Номер

Опрос состояния

Канал кончил

ВнУ кончило

Примечания:

1. Сигнал " Канал кончил" выдается в случае, если во втором разряде байта состояния ВнУ будет 1 (признак прерывания).

2. Сигнал " ВнУ кончило" формируется при поступлении во ВнУ сигнал " Канал кончил".

Рисунок 5.6 - Временная диаграмма работы сопряжения УВВ-ВнУ при запросе ВнУ

Номер ВнУ

Адрес

Вызов ВнУ

Ответ ВнУ

Опрос Состояния

ВнУ кончило

Канал Кончил

Рисунок 5.7 - Временная диаграмма работы сопряжения УВВ-ВнУ при опросе состояния ВнУ

Байт состояния ВнУ имеет формат, приведенный на рисунке 5.8.

0 7

Рисунок 5.8 - Байт состояния ВнУ

При этом:

4-й разряд - запрос данных; устанавливается единица, когда ВнУ запрашивает или выдает очередное слово данных;

5-й разряд - ошибка при приеме информации; устанавливается единица, когда неправильно принята информация во ВнУ;

0, 1, 2, 3, 6 и 7-й разряды - не используются;

Линии связи МпК (информационные и служебные шины) выполнены витыми парами из провода МГТФ, согласованными в начале и в конце линий. Схема подключения согласующих сопротивлений, входных и выходных усилителей показана на рисунке 5.9.

Величины согласующих сопротивлений R1 = R3 = 150 Ом и R2 = R4 = 330 Ом выбраны так, что эквивалентная величина их равна волновому сопротивлению витой пары 100 Ом. Через сопротивления R1 и R2 линия запитывается напряжением +5 В, при этом напряжение на линии равно +3, 5 В. Второй провод витой пары соединен с нулевой шиной блока и изолирован от корпуса.

Выходные магистральные усилители (МУ) подсоединены к линии параллельно и образуют схему ИЛИ по низким уровням, так как сигналы по линиям передаются низкими уровнями.

Входные усилители (С) подсоединены к линии тоже параллельно. На входе усилителя стоит эмиттерный повторитель, вследствие чего ток Iвх, потребляемый входной цепью усилителя, меньше 50 мкА.

Схема ввода-вывода в блоки и ячейки приведена на рисунке 5.10. Цепь ведется витой парой до разъема ячейки в блоке, при этом вторые провода витой пары каждой цепи подсоединены к отдельным контактам разъема блока. От разъема ячейки до микросхемы (МС) в ячейке цепь ведется печатным монтажом.

Общее количество информационных и служебных шин равно 19. Эти шины представляют собой магистраль МпК. Магистраль выходит из блока БЩ6.1, где стоят согласующие сопротивления, последовательно обходит все блоки, которые подключены к МпК, и возвращается в блок БЩ6.1, где стоят согласующие сопротивления на другом конце магистрали.

Все ВнУ подключены ко всем шинам МпК параллельно, исключая шину " Вызов ВнУ", которая последовательно обходит все ВнУ в порядке их приоритета. На выходе шины " Вызов ВнУ" из каждого ВнУ стоит согласующее сопротивление.

Ручное управление аппаратурой изделия обеспечивается панелями БЩ6.01 и БЩ6.02, размещенными на пульте оператора, и блоком БЩ6.4, размещенным в шкафу ШЩ03.

Панель управления БЩ6.01 обеспечивает включение всех систем изделия кроме ЭВМ, а также ручное управление всеми системами изделия, кроме ЭВМ.

Дополнительно к панели БЩ6.01 для ручного управления антенной и стробом дальности на пульте оператора размещены устройство ручного наведения по азимуту и углу места (БЩ6.04) и устройство ручного наведения по дальности (БЩ6.05).

Панель управления БЩ6.02 обеспечивает включение ЭВМ и ручное управление УВВ. На ней размещены клавиши включения и управления режимами ЭВМ и УВВ, а также клавиатура ЭВМ.

Блок БЩ6.4 обеспечивает ручное управление имитатором сигнала радиозонда. На БЩ6.4 размещен также прибор для контроля в процессе работы режимов отдельных систем изделия.

Система управления антенной Щ 7 предназначена для управления положением диаграммы направленности антенны при сопровождении радиозонда по угловым координатам, а также при ручном наведении антенны на радиозонд.

Система управления антенной (СУА) позволяет изменять положение антенны относительно вертикальной (вращение по азимуту) и горизонтальной (вращение по углу места) осей.

Предусмотрены следующие режимы управления антенной:

– режим ручного управления, используемый для наведения антенны на радиозонд перед переходом на автоматическое сопровождение;

– режим автоматического сопровождения, используемый для точного определения угловых координат и осуществляющий автоматическое слежение за радиозондом в полете.

Система управления антенной состоит из следящей системы по углу места, следящей системы по азимуту и устройств упраления, индикации и блокировок.

Следящие системы по б и е идентичны и построены по классической схеме.

В СУА используется равносигнальный метод сопровождения радиозонда. При отклонении радиозонда от равносигнального направления диаграммы направленности антенны (электрической оси антенны) вырабатывается сигнал ошибки (СО) по угловым координатам б и е частотой сканирования антенны. Напряжение СО представляет собой сумму двух синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 90°, амплитуда одного из них пропорциональна угловому отклонению радиозонда от равносигнального направления антенны по азимуту, амплитуда другого - по углу места.

ВЫХОД ВЫХОД

Е +5 В Е +5 В

R1 R3

+3.5 В + 3.5 В

R2 R4

ВХОД ВХОД

Рисунок 5.9 - Схема подсоединения выходных (МУ) и входных (С) усилителей

к согласованной линии

Рис. 5.12

Х

ВХОД ВЫХОД

Согласованная витая пара

Рисунок 5.10 - Схема ввода-вывода витой пары в блоки и ячейки

Сигнал ошибки со схемы выделения сигнала ошибки СУА приемной системы поступает на один из входов фазовых детекторов СОб и СОе. На другой вход фазовых детекторов подается опорный сигнал с генератора опорного напряжения (ГОН). Частота опорного сигнала равна и синхронна с частотой сканирования антенны, так как ГОН и вращающийся облучатель антенны кинематически связаны между собой. В фазовых детекторах СОб и СОе сигналы ошибки СУА преобразуются в два постоянных управляющих напряжения, пропорциональных угловым отклонениям по б и е. Далее " СО" подаются на суммирующие усилители.

С выходов фазовых детекторов управляющие напряжения также подаются в УВВ СОУ для передачи в ЭВМ для формирования на экране монитора отметки равносигнальной зоны.

На другой вход суммирующих усилителей поступают напряжения стабилизирующей обратной связи (ОС) с тахогенераторов б, е антенной колонки через фазовые детекторы ОСб и ОСе. Напряжение обратной связи обеспечивает требуемые динамические характеристики следящей системы и производит частотную коррекцию характеристики исполнительного двигателя. Ось привода (исполнительного) двигателя кинематически связана с осью тахогенератора.

С выхода суммирующего усилителя напряжение, пропорциональное разности СО и сигнала " ОС", поступает на тиристорный усилитель мощности.

Суммарный сигнал ошибки преобразуется в импульсы управления, временное положение которых относительно синхроимпульсов СУА пропорционально СО. Синхроимпульсы формируются при переходе через нуль фазы напряжения питающей сети ~ 400 Гц 127 В. Импульсы управления поступают на тиристорные усилители мощности.

Тиристоры по переднему фронту импульсов управления подключают обмотки трехфазного асинхронного двигателя к соответствующим фазам напряжения питания на определенную часть периода напряжения питания сети, пропорциональную сигналу ошибки.

Приводы двигателей б, е поворачивают антенну по азимуту и углу места, обеспечивая автоматическое сопровождение радиозонда по угловым координатам. Вращение антенны происходит до тех пор, пока СОб и СОе не станут минимальными, при этом радиозонд будет находиться в равносигнальном направлении.

С выходными валами приводов по б и е связаны датчики углового положения б, е, напряжения с которых подаются в СОК на преобразователи " угол - код", выдающие в цифровом коде информацию о положении антенны по б и е. Полученная информация через МпК устройства ввода-вывода передается в СОУ.

Следящая система управления антенной по б и е в зависимости от дальности до радиозонда имеет широкую или узкую полосу пропускания. На начальном участке сопровождения, когда скорость и ускорение радиозонда, находящегося в полете, максимальны, следящая система работает с широкой полосой пропускания. С дальности приблизительно 2500 м происходит переключение системы на работу с узкой полосой пропускания. Полоса пропускания системы выбирается автоматически по команде с АВУ или оператором вручную в зависимости от дальности при помощи переключателя ПОЛОСА ШИР-АВТ-УЗК, расположенного на панели управления БЩ6.01.

В режиме ручного наведения система разомкнута, т.е. сигналы ошибки не отрабатываются. В этом случае скорость вращения антенны пропорциональна величине сигнала управления, поступающего с устройства ручного наведения по б и е, расположенного на пульте оператора.

Сигнал ручного наведения поступает непосредственно на вход суммирующего усилителя. Дальнейшее прохождение сигнала аналогично прохождению его в режиме автоматического сопровождения.

Устройства управления и индикации расположены на панели управления БЩ6.01 пульта оператора.

К ним относятся:

– кнопки включения и индикаторы включения исполнительных двигателей б ВКЛ, е ВКЛ;

– кнопки выключения исполнительных двигателей б ОТКЛ, е ОТКЛ;

– кнопки выбора режима работ и индикаторы АВТ, РУЧ;

– переключатель ПОЛОСА ШИР-АВТ-УЗК и индикаторы выбора полосы пропускания ШИР, УЗК;

– тумблер ГОН ВКЛ-ОТКЛ и индикатор ГОН ОТКЛ;

– тумблер МЕСТ УПРАВЛ АНТ ВКЛ-ОТКЛ и индикатор МЕСТ УПРАВЛ АНТ ВКЛ, использующиеся при ориентировании изделия.

Устройства блокировок предназначены для исключения возможности включения исполнительных двигателей при следующих условиях:

– закрепление антенны по азимуту азимутальным тормозом;

– закрепление антенны по углу места угломестным фиксатором;

– установка переключателя БЛОКИР РУЧНАЯ блока БЩ7.4 в положение ВКЛ;

– установка переключателя МЕСТ УПРАВЛ блока БЩ7.4 в положение ВКЛ;

– установка переключателя МЕСТ УПРАВЛ АНТ в положение ВКЛ.

Система автоматического контроля Щ9 предназначена для функционального контроля аппаратуры изделия 1Б44-1 перед работой, а также для выработки логических и аналоговых команд управления аппаратурой в режиме зондирования атмосферы.

САК представляет собой совокупность аппаратных и программных средств. Аппаратура САК является промежуточным звеном между контролируемыми системами (объектами) и СОУ.

Проверка аппаратуры осуществляется по системно по отдельной программе СОУ. Переход к проверке каждой системы производится автоматически. Контролируемая информация отображается на мониторе.

Если контролируемая система исправна, то рядом с индексом системы высвечивается сообщение ИСПР, если система неисправна - НЕИСПР.

При работе в режиме функционального контроля (ФК) аппаратуры изделия САК выполняет следующие операции:

– автоматическую выдачу стимулирующих сигналов, необходимых для имитации рабочих процессов и режимов, влияющих на объект контроля;

– автоматическую передачу ответной реакции контролируемого объекта на стимулирующий сигнал САК;

– преобразование ответной реакции контролируемого объекта в сигнал, удобный для передачи в СОУ, для сравнения с ожидаемой реакцией и вынесения решения о состоянии контролируемого объекта.

Во время ФК проводится допусковый контроль параметров аппаратуры, при котором проверяется, находится ли контролируемый параметр в пределах допуска.

Информация о контролируемых параметрах в цифровой или аналоговой форме поступает на вход САК.

Контролируемые параметры в аналоговой форме (напряжение, частота, длительность импульсов и т.п.) через коммутатор подаются на преобразователь " аналог - код", где происходит их преобразование в цифровой код. Параметры в цифровой форме (контрольные коды) подаются на схему ввода дискретной информации.

По командам из СОУ последовательно с преобразователя " аналог - код" и схемы ввода дискретной информации контролируемые параметры через устройство сопряжения с МпК и МпК УВВ поступают в ЭВМ, где происходит сравнение полученного параметра с ожидаемым и вынесение решения о состоянии контролируемой системы.

Источником стимулирующих сигналов при проверке ряда систем является ИСРЗ.

Формирователь команд выдает команды в виде напряжения " +27 В" или логического уровня " 1" или " 0" на контролируемые системы, подготавливая последние к ФК, а также управляет работой ИСРЗ.

Управление работой формирователя команд и коммутатора производится по программе ЭВМ через МпК УВВ и ВнУ МпК.

Управление работой схемы ввода дискретной информации, а также преобразователем " аналог - код" производится также по программе ЭВМ через формирователь команд.

В режиме управления аппаратурой изделия САК осуществляется управление передатчиками, работой СУА и АФС. Работа САК в режиме управления происходит следующим образом.

Из СОУ в САК выдается команда в виде двоичного кода через устройство сопряжения с МпК. В преобразователе команд происходит формирование аналогового сигнала, необходимого для воздействия на объект управления. Для автоматического управления используются сигналы двух типов: в виде постоянного напряжения +27 В и в виде логических уровней " 1" и " 0".

Перечень команд управления САК приведен в таб. 5.3.

Табл