6.2.3.Некоторые варианты пгф на линиях задержки.
Для сужения полос пропускания ПГФ или что то же самое, для оптимального накопления большего числа импульсов требуется
Рис. 6.3. Двукратный (в) и двухступенчатый (б) накопители
приближения коэффициента обратной связи к единице, что уменьшает запас устойчивости системы.
Лучшие результаты дает двухступенчатый накопитель. При этом используется двухзвенное устройство (рис. 6.3. б). Одно из звеньев - накопитель с задержкой mТn, где m=2, 3, .... Полоса зубьев частотной характеристики такого накопителя сужается, а зубья будут расположены с интервалом не Fп а mFп.
Рис. 6.4. Когерентный накопитель со сдвигом частоты в цепи обратной связи
Чтобы избежать этого, включают обычный накопитель с линией задержки, обеспечивающей задержку на время Тп.
Двухступенчатый накопитель позволяет обеспечить оптимальное накопление пачки, имеющей в m раз больше импульсов, чем простой накопитель с коэффициентом обратной связи .
Наконец, если на вход описанного устройства подается не непрерывное гармоническое колебание, а когерентные радиоимпульсы длительностью и с периодом повторения Тп и с неизвестной доплеровской частотой Fд, то для их когерентного накопления необходимо изменять фазу в цепи обратной связи рециркулятора по закону (t) = 2t/u, что эквивалентно
Рис. 6.5. Временные диаграммы процессов в рециркуляторе со сдвигом частоты
смещению частоты циркулирующих импульсов на = 2/u. В этом случае фаза накапливаемого радиоимпульса изменяется на 2; в течение его длительности. Это приводит к возникновению точки синфазного сложения в пределах длительности импульса. Положение этой точки к не- . сет информацию о доплеровской частоте.
6.2.4. Некоторые особенности построения рециркуляторов.
Рециркуляторы на ультразвуковых линиях задержки (УЛЗ), в которых для выполнения операций задержки и суммирования применяется амплитудная (АМ) модуляция, имеют низкую стабильность коэффициента передачи. Чтобы повысить стабильность коэффициента передачи к получить коэффициент обратной связи, близкий к единице (например, = 0,98), можно использовать частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляции. Максимальный стабильный коэффициент , как. и ширина полосы пропускания УЛЗ, ограничивают число накапливаемых импульсов.
Главными недостатками УЛЗ являются фиксированное значение задержки, определяющее частоту повторения импульсов РЛС, и наличие, кроме основного канала задержки, побочных каналов (например, «трехкруговое эхо» соответствует прохождению пути по УЛЗ трижды). При этом динамический диапазон, т. е. отношение максимально н минимально допустимых амплитуд сигналов, определяемых в данном случае сигналами, задержанными по основному, и побочному каналам, значительно снижается в результате накопления (тем больше, чем ближе коэффициент к единице). Следует также отметить, что для устранения искажений импульсов при многократных циркуляциях требуется, чтобы ширина полосы частот УЛЗ была заметно шире (примерно с 1,2 N1/2 раз) полосы сигнала.
Значительно лучшими характеристиками, чем УЛЗ, обладают ЛЗ на поверхностных акустических волнах (ПАВ), которые могут быть многоотводными и с регулируемой задержкой (за счет изменения модуля упругости звукопровода при подаче электрического смещения), полосы пропускания частот ЛЗ на ПАВ достигают 1 ГГц. Однако при более узких полосах частот сигнала (например, менее 10 МГц) целесообразней использовать цифровые системы, обладающие высокой стабильностью и надежностью.
Наряду с цифровыми системами, требующими применения преобразователей аналог-цифра на входе и цифра-аналог на выходе, находят применение дискретно-аналоговые устройства, в которых информация об амплитуде представляется в аналоговом виде. Эти устройства сочетают преимущества цифровых и аналоговых систем. В аналоговых устройствах используются (изобретенные в 1969 г.) приборы с зарядовой связью (ПЗС), являющиеся интегральными полупроводниковыми приборами с МДП-структурой (металл-диэлектрик- полупроводник),
На рис. 6.6, а изображен отрезок трехтактного ПЗС, соответствующего линии (регистру) из n каскадов (разрядов), включающих 3n электродов. При этом, например, кремниевая подложка p-типа покрывается тонким (около 0,1 мкм) Слоем двуокиси кремния, над которыми очень близко друг к другу располагаются металлические электроды. Ввод и вывод информационного сигнала осуществляется при помощи р-n переходов, расположенных вблизи крайних электродов линии.
Положительный тактовый импульс u1 (рис. 6.6, б), подаваемый на первый из трех электродов; образует область, обедненную основными носителями - дырками, что соответствует «потенциальной яме», куда могут быть введены электроны, общий заряд которых пропорционален входному (информационному) сигналу. Этот заряд хранится до момента спада- напряжения первого тактового импульса и появления на соседнем электроде
Рис. 6.6. Отрезок трехтактного ПЗС (а), временные диаграммы тактовых импульсов (б)
второго тактового импульса, когда u2 > u1 так что под вторым электродом образуется более глубокая потенциальная яма (штриховая линия на рис. 5,9, а), в которую под действием электрического поля и диффузии начинают переходить электроны из первой ямы. Таким образом, при указанной форме тактовых импульсов передача информации происходит на спаде импульса.
В двухтактном ПЗС заряды могут перетекать в обе стороны, так как потенциальные ямы расположены симметрично относительно каждого электрода. Третий электрод нарушает симметрию и обеспечивает однонаправленность передачи. Если под первый электрод введен заряд, то каскад будет подготовлен к приему следующей информации, когда первоначальный заряд достигнет третьего электрода, а потенциал под вторым электродом понизится. Общая задержка Т3 = nT3 =- n/F3, где Тз и Fз - период и частота повторения тактовых импульсов.
Максимальное число каскадов ПЗС, через которые информация передается с допустимым искажением, ограничивается потерями при переносе информационного заряда. Потери на один каскад, в m = 3 раза превышающие потерь на один элемент, составляют = 10-3.. 10-4 от входного заряда. При воздействии на входе ПЗС импульса единичной амплитуды на выходе через время nТт образуется импульс с амплитудой (1- )n ne, после чего в последующих интервалах Тт происходит «размазывание» импульса в виде ступенек. Это приводит к накоплению паразитного сигнала в рециркуляторе и ограничивает максимально допустимую величину коэффициента обратной связи.
Достоинствами ПЗС являются достаточно высокая стабильность задержки и возможность ее плавной регулировки путем изменения тактовой частоты, малая потребляемая мощность, технологическая простота, высокая степень интеграции (более 1О5элементов на одном кристалле), малые габариты, масса и стоимость.