ЛЧМ-импульсный аналоговый фильтр

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 11Следующая ⇒

ЛЧМ – сигнал – это сигнал с линейной частотной модуляцией; амплитуда его постоянна, а мгновенная частота линейно изменяется во времени от времени.

Рисунок 45 – Фильтр сжатия ЛЧМ-импульсов: а – изменение мгновенной частоты импульса во времени; б – схема фильтра ПАВ.

В показанный на рисунке момент времени распространяющийся вправо ЛЧМ-импульс точно совпадает с решеткой преобразователя. При этом на выходных клеммах преобразователя формируется мощный выходной импульс. Это дисперсионный фильтр, в котором низкочастотная часть сигнала задерживается на большее время, чем высокочастотная, в результате чего «хвост» длинного входного импульса догоняет его начало, — таким образом, происходит сжатие импульса.

Такой метод сжатия импульсов имеет огромное значение для различных систем. Наверное, наиболее известным примером являются радиолокационные системы, использующие сжатие импульса, в которых радиолокационной станцией излучается ЛЧМ-импульс; после отражения от цели он проходит через фильтр сжатия импульса, сжимающий его в короткий импульс. Таким образом, для дальней радиолокации можно использовать длинный импульс, имеющий большую энергию, и сжимать его в приемнике в короткий мощный импульс для повышения разрешающей способности по времени расстоянию.

В скрытных радиолокационных системах и секретных системах связи внутриимпульсная линейная частотная модуляция представляет собой один из методов кодирования сигнала. Наблюдателю необходимо для приема информации знать код (т. е. скорость модуляции) и иметь фильтр сжатия ЛЧМ-сигнала, настроенных на такую же скорость.

ЛЧМ – фильтры используются в скрытых системах радиолокации, секретных системах связи.

ЛЧМ-сигнал может быть даже ниже уровня теплового или фонового шума, но при приеме компрессионным приемником, содержащим ЛЧМ фильтр, согласованный со скоростью модуляции, сигнал будет выделяться на фоне этих шумов из-за увеличения отношения сигнал/шум, обусловленного сжатием импульса.

Стабилизированные ПАВ генераторы

ПАВ генератор представляет собой усилитель, в цепи обратной связи которого, включена линия задержки.

Рисунок 46 – ПАВ генератор с внешней цепью обратной связи.

ПАВ генераторы могут работать в СВЧ диапазоне (от 100 МГц до 4 ГГц). Частота генерации и ее стабильность определяются свойствами кристалла, на котором построена линия задержки на ПАВ. Генератор на ПАВ проще и дешевле в изготовлении, чем альтернативные вариант получения высокостабильных сигналов в этом частотном диапазоне (например, многократное умножение сигнала сравнительно низкочастотного генератора с кварцевой стабилизацией частоты). Частота ПАВ генератора равна частоте ВШП ЛЗ. Сдвиг фазы, который обеспечивается ЛЗ ПАВ должен быть равен 2pN. (N – количество длин волн уложенных в ЛЗ – целое число). Чем больше N тем выше стабильность частоты генерации.

(Конструктивно ПАВ генераторы выполнены на одном кристалле вместе с ЛЗ ПАВ и усилителем)

Пьезоэлектрические двигатели (ПЭД)

По принципу действия ПЭД можно подразделить на две основные группы:

- ударного действия с дискретным перемещением подвижной части;

- ПЭД волнового типа с непрерывным перемещением подвижной части.

В ПЭД ударного типа осуществляется ударное взаимодействие «статора» и «ротора» в зоне их сосредоточенного контакта, и подвижная часть приводится в движение под действием ударных импульсов, следующих с частотой колебаний ПЭ. Частота колебаний может доходить до МГц; следовательно, эти ПЭД при больших значениях f_р характеризуются высокой равномерностью движения, хотя в каждый период колебаний Т существует неравномерность. Эта группа ПЭД в определенном смысле аналогична электрическим двигателям постоянного тока, так как якорь последних получает высокочастотные периодические толчки от взаимодействия магнитных полей.

Рисунок 47 – Упрощенные конструкции ПЭД ударного типа

Рисунок 48 – Упрощенные конструкции ПЭД волнового типа: вращательного движения с аксиальной (а) и радиальной (б) поляризацией, их разрез (в), линейный ПЭД (г).

В ПЭД волнового типа с «распределенным» контактом осуществляется «непрерывное» фрикционное взаимодействие волнового движения упругого преобразователя (ПЭ) и подвижной части. (Бегущая волна). Эта группа ПЭД имеет некоторую аналогию с волновыми фрикционными передачами, а так же с электрическими двигателями переменного тока, у которых в этом случае происходит постоянное взаимодействие электромагнитных полей статора и ротора.

При работе ПЭД происходит «проскальзывание» подвижной части и ПЭ относительно друг друга, что приводит к их изнашиванию, снижению КПД, и точности отработки перемещений, нестабильности характеристик и параметров ПЭД при действии дестабилизирующих факторов (среды, нагрузки).

В диапазоне мощностей (1-10 Вт) ПЭД имеет ряд преимуществ:

- более высокие динамические свойства;

- высокую разрешающую способность по перемещению;

- в 1.5-2 лучшие массогабаритные показатели;

- повышенную технологичность изготовления (на 20-30%);

- отсутствие влияния на работу ПЭД электромагнитных полей.

Момент развиваемый низкоскоростными ПЭД достигает 10 Н*М.

КПД ПЭД может достигать 85%.

Частота вращения достигает 10⁵ мин^-1.

Мощность ПЭД лежит в пределах 3-50 Вт.

ПЭД ударного типа имеют большие момент вращения и КПД, чем ПЭД волнового типа.

Двигатели обоих типов могут быть как реверсивными так и не реверсивными.

На рисунке представлена конструкция пьезоэлектрического двухкоординатного привода для перемещения предметного столика оптического микроскопа.

1- предметная плита; 2- шариковые опоры; 3- основание; 4, 5 – пьезокерамические кольца, оси которых находятся под углом 90⁰; кольца 4 и 5 контактируют с плитой 1 посредством башмаков 6.

Кольца работают поочередно: интервал времени перемещения по одной оси соответствует интервалу холостого хода по другой координате.

Амплитуда импульсов питания привода определяет величину шага перемещения столика, частота следования импульсов определяет скорость перемещения столика.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8910 11 Следующая ⇒