Автоматическое регулирование усиления в ФПУ

Тема 22. Помехозащищенность оптико-электронных систем. Методы устранения перегрузки приемно-передающего тракта применяемые в оптическом канале, регулировка потоков излучения электромеханическими способами, применение электрооптических методов, методы устранения перегрузки ОЭС применяемые в электронном тракте, особенности регулировки чувствительности фотодетектора, коэффициент передачи тракта.

Расчет ФПУ и уровня шумов

В электронном расчете проводится только расчет каскада согласования усилителя и фотодетектора, определение общего коэффициента усиления и обоснование уровня шумов усилителя.

Необходимо сделать выбор схемы включения ФД, выбрать сопротивление нагрузки, выбрать схему предусилителя, определить шумы.

Чаще всего в качестве согласующего с источником сигнала элемента находят применение биполярные и полевые транзисторы, отбираемые по следующим параметрам: коэффициент шума F, коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h_2э, крутизна характеристики S, предельная частота усиления f_α, обратный ток коллектора I_kо, ток затвора I_з, входная емкость C_k и C_зU.

При выборе типа транзистора необходимо, чтобы его собственные шумы были меньше собственных шумов приемника излучения. В настоящее время в качестве согласующих каскадов широко используются интегральные микросхемы, анализ возможных вариантов применения которых, в качестве согласующих каскадов.

ОЭС часто работают в условиях, при которых входной сигнал изменяется в широких пределах, т.е. широкий диапазон порядка 90дБ.

При малых расстояниях до объекта, т.е. при больших значениях входного сигнала ФПУ перегружается и снижается его помехозащищенность. Обычно электронный тракт ФПУ работает по схеме сравнения. Желательно, чтобы в момент оценки сигнала, на выходе сигнал оставался постоянным при любом уровне входного сигнала. С этой целью в систему вводятся автоматические регулировки усиления. При этом регулировка может осуществляться как в оптическом так и в электронном трактах.

Действие системы заключается в понижении интенсивности сигнала, приходящего на ФД, при возрастании тока на его выходе. Регулирующий элемент меняет свои свойства и изменяется поток на выходе. Эта цепь работает как стабилизирующая.

Рис. 1.

Таким образом, регулирующее действие АРУ осуществляется изменением мощности сигнала.

В качестве регулирующего элемента может быть электрооптическая ячейка с анализатором, электромеханическая система с приводом. Выбор регулирующего элемента и способ регулирования определяется быстродействием.

Коэффициент пропускания ячейки:

.

Если менять , то будет меняться коэффициент пропускания ячейки.

В механической системе используется ирисовая диафрагма либо вращающийся фильтр с переменной плотностью, клинья. Инерционна.

Рис. 2.

Осуществление регулировки только в оптическом тракте не всегда достаточно. Есть способ усиления в приемном тракте за счет усиления коэффициента передачи.

Рис. 3.

Когда динамический диапазон недостаточен, осуществляют регулировку путем управления усилением усилителя.

Рис. 4.

- входные и выходные мощности или напряжения.

ЛР № 020418 от 08 октября 1997 г.

Подписано к печати 2006 г. Формат издания 60 х 84 / 16

Объем п.л. Тираж 100 экз. Заказ

Московский государственный университет

Дата добавления: 2014-01-05