5.10. Системы сдц на базе автокомпенсаторов

5.10.1. Структурная схема

Системы СДЦ на базе автокомпенсаторов (АК), известные также под названием череспериодные автокомпенсаторы (ЧПАК), являются разновидностью систем СДЦ с внешней когерентнос­тью. Режекция спектральных составляющих сигналов ПП в таких системах может осуществляться как на видеочастоте, так и на радиочастоте. Причем переход на радиочастоту, в отличие от систем СДЦ на базе устройств ЧПК, не сопровождается резким повышением требований к стабильности УЛЗ. Кроме того, подоб­ные системы СДЦ могут не иметь устройства формирования опор­ного напряжения.

Следует также подчеркнуть, что понятие кратности вычитания в ЧПК для ЧПАК трансформируется в понятие канальности. Канальность ЧПАК определяется числом дополнительных каналов автокомпенсатора (числом линий задержки на ).

Рис. 5.29. Структурные схемы ЧПАК: а — одноканального; б — двухканального

На рис. 5.29а,б представлены структурные схемы одноканаль­ного и двухканального ЧПАК на радиочастоте. Рабочая частота УЛЗ в данном случае равна промежуточной, поэтому отпадает не­обходимость применения модулирующего гетеродина и модулято­ра для обеспечения нормальной работы УЛЗ. Одним из основных элементов ЧПАК является автокомпенсатор. Он представляет со­бой самонастраивающееся устройство с корреляционными обрат­ными связями, обеспечивающее исключение из сигналов помех в основном канале компенсатора составляющих, коррелированных с сигналами в дополнительных каналах АК.

Основным каналом АК принято называть канал, в котором отсутствует усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, а дополнительными — каналы с регулируемыми коэффициентами передачи. В простейшем АК с одним дополнительным каналом, коэффициент передачи регулируемого усилителя в установившем­ся режиме

(5.40)

где —эквивалентная крутизна регулировочной характеристики усилителя;

— корреляционная функция сигналов на основном и дополнительном входах АК;

— мощность сигнала на входе дополнительного ка­нала.

При таком коэффициенте передачи мощность помехового сиг­нала на выходе АК определяется соотношением

(5.41)

Рис. 5.30. Структурные схемы одноканального АК: а — квадратурного; б — гетеродинного

— модуль коэффициента корреляции

где

входных сигналов;

Из (5.41) видно, что мощность сигнала на выходе АК будет иметь наименьшее значение, если . При выполнении этого условия

Усилитель с регулируемым коэффициентом передачи может быть реализован с помощью:

двух квадратурных каналов с регулируемыми коэффициентами усиления и фазовым сдвигом, принимающим значения 0 или ;

управляемого смесителя частоты.

В первом случае АК называют квадратурным, а во втором — гетеродинным (рис. 5.30).

Роль корреляторов в квадратурном АК выполняют фазовые детекторы и интеграторы (чаще всего на базе операционных уси­лителей), а в гетеродинном — смеситель 2 и узкополосный фильтр.

Рис. 5.31. Одноканальный ЧПАК: а — эквивалентная схема; б—ампли­тудно-частотная характеристика

Балансные усилители в квадратурном АК помимо изменения амплитуды входных сигналов дополнительных каналов обеспечи­вают их прохождение к сумматору либо без изменения фазы, ли­бо с изменением ее на . Значение фазового сдвига (0 или ) определяется полярностью напряжения на выходе фазового детек­тора. Потенциальные возможности обоих типов АК одинаковые и целесообразность использования того или иного типа определя­ется лишь требованием упрощения аппаратурной реализации. При использовании (интегральных микросхем преимущество в этом от­ношении имеет квадратурный АК.

Череспериодный автокомпенсатор представляет собой систему СДЦ с адаптивным режекторным фильтром. Положение прова-

лов в амплитудно-частотной характеристике ЧПАК автоматичес­ки изменяется таким образом, чтобы обеспечить режекцию спект­ральных составляющих сигналов ПП. Покажем это на примере одноканального ЧПАК, эквивалентная схема которого для уста­новившегося режима представлена на рис. 5.31а.

В соответствии с определением частотная характеристика оп­ределяется соотношением

(5.42)

Напряжение на выходе рассматриваемой схемы при подаче на вход гармонического колебания будет равно

(5.43)

Используя соотношения (5.42) и (5.43), получаем:

Амплитудно-частотная характеристика представляет собой мо­дульное значение частотной характеристики

Коэффициент междупериодной корреляции сигналов ПП пред­ставим в виде

(5.44)

где — модуль коэффициента корреляции.

С учетом (5.44)

(5.45)

Зависимость (5.45) графически представлена на рис. 5.31б. Из рисунка видно, что глубина провалов в АЧХ ЧПАК и положение их на частотной оси определяются модульным значением междупериодного коэффициента корреляции и доплеровской поправкой частоты сигналов ПП. При изменении изменяется и положение провалов на частотной оси, т. е. производится автоматичес­кая адаптация режекторного фильтра.