Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
Ввод заслонки или изменение отверстия диафрагмы, через которую поток излучения поступает на приемник, осуществляются по сигналу, снимаемому с выхода усилителя после достижения некоторого уровня и управляющему приводом заслонки или диафрагмы. Этот способ используется для устранения влияния мощных внешних излучающих помех в тех случаях, когда нарастание сигнала от них происходит сравнительно медленно (чтобы успел сработать привод) или когда в процессе сканирования поля обзора используется дополнительный датчик помехи, угловое поле которого «опережает» при сканировании поле основного ОЭП. Сигнал с этого датчика управляет приводом заслонки или диафрагмы.
347 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Большим быстродействием обладают системы, отключающие электронный канал или, например, цепь питания фотоприемника при достижении сигналом некоторого критического уровня либо по сигналу от дополнительного датчика помехи. Возвращение схемы в исходное состояние происходит либо по заранее выбранной программе в заданное время, либо после снижения сигнала до уровня меньшего критического.
Значительное распространение получили системы АРЧ или АРУ. Функциональная схема типовой системы представлена на рис. 11.17.
Напряжение с выхода линейной системы «приемник излучения — предусилитель (ПИ+ПУ)» поступает одновременно на усилитель сигнала УС и на детектор АРУ — Дару- Сюда же подается выбранное напряжение задержки E3. После усилителя У и фильтра Ф сигнал АРУ поступает в регулируемые звенья (при АРЧ обычно для изменения напряжения питания приемника, при АРУ — для изменения. коэффициента усиления ПУ).
Сигнал АРУ при ивых > E3
ир=КфКдКу(ивых-Е3),
где Кф, Кд, Ky — передаточные коэффициенты фильтра, детектора и усилителя АРУ соответственно. Инерционность системы АРЧ или АРУ для заданного диапазона изменения ивх выбирают из расчета допустимой демодуляции сигналов в частотном диапазоне работы ОЭП.
В некоторых ОЭП, например радиометрах, для устранения перегрузки выходных электронных звеньев используют логарифмические усилители, амплитуда выходного напряжения которых, начиная с некоторого значения входного сигнала, приблизительно пропорциональна логарифму относительного изменения этого сигнала.
Компенсация помех. В некоторых случаях в ОЭП наряду с основным каналом предусматривают дополнительный канал, принимающий только сигнал от помехи. При линейных преобразованиях в основном и дополнительном каналах, когда обеспечивается равенство уровня помех в них, можно значительно снизить влияние помех путем вычитания из сигнала основного канала, являющегося суммой сигнала и помехи, сигнала дополнительного канала, обусловленного помехой.
Ut Hwr— cJ
г--, Дп
* ¦ у
Рис. 11.17. Функциональная схема системы АРУ
348 Глава 11. Фильтрация сигналов в оптико-электронных приборах
Такой способ был описан в § 11.5, где говорилось о схеме вычита-ния низкочастотного (в области пространственных частот) фона из сложного сигнала с наиболее информативной высокочастотной областью. Достаточно успешно этот способ используется и применительно к электрическим сигналам, когда помимо компенсации с помощью дополнительного канала используется также черезпериодная компенсация помех или их декорреляция.
Частотная селекция. Этот распространенный вид селекции основан из различии спектров полезного сигнала и помех (шумов). Выше, в гл. 9, при описании процессов модуляции и демодуляции сигналов об этом уже говорилось. Частотная селекция обеспечивается подбором надлежащего спектра сигнала и максимально возможным сужением полосы пропускания электронного тракта.
Очень часто этот вид селекции сочетается с пространственной селекцией и сканированием (см. § 11.5). Наиболее распространенное средство частотной фильтрации - это полосовые (узкополосные) фильтры, пропускающие основные гармоники полезного сигнала и по возможности подавляющие наиболее мощные составляющие спектра помех (шумов).
Эффективным методом частотной селекции является синхронное детектирование (см. § 9.2), при котором уничтожаются несинфазные относительно полезного сигнала составляющие помехи.
Амплитудная селекция. Простейший вид селекции сигнала в электронном тракте — амплитудная селекция, основанная на различии амплитуд полезного сигнала и помехи в рабочем диапазоне частот. Для отделения помех, которые имеют меньшую амплитуду, чем сигнал, достаточно использовать в электронном тракте ограничитель снизу ОСН. Используя раздельные ограничители сверху OCB и снизу OCH, а затем суммируя выходные сигналы ограничителей в сумматоре Z (рис. 11.18, в), можно отфильтровать все составляющие входных сигналов помех, отвечающие условиям \и | < и .
'jDlp "ІХ
чг
"ь
Рис.11.18. Функциональная схема двустороннего амплитудного селектора: а — характеристика ограничителя снизу; б — характеристика ограничителя сверху; в — функциональная схема
349 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Иногда, особенно в импульсных системах, когда амплитуда импульсов помехи превышает уровень полезного сигнала, применяют селекторы импульсов по уровню, исключающие прохождение импульсов помехи, которые превышают заданный уровень полезного сигнала. При этом используется ограничитель снизу ОСН, выделяющий лишь помехи, и схема НЕ (рис. 11.19). На схему НЕ подаются выходные сигналы и
