Пристрій чпк на потенціалоскопах, що віднімають.
Роль каналу затримки на період повторенняТп і схеми віднімання в апаратурі захисту від пасивних перешкод, наприклад, РЛС П-14Ф, 5Н84А, П-19 і П-18 виконує потенціалоскопічна трубка. Для ефективнішого придушення перешкод у РЛС 5Н84А застосовується подвійне череспериодное віднімання (послідовне включення двох потенціалоскопів).
Вичитаючий потенціалоскоп (ВП) є електронно-променевою трубкою з електростатичною фокусуванням і електромагнітним управлінням променем (рис.4.58).
Рис.4.58. Пристрій віднімає потенціалоскопа
Вхідні сигнали подаються на сигнальну пластину та записуються на діелектричній мішені у вигляді потенційного рельєфу. Мета виконана з матеріалу з високим поверхневим опором, що виключає розтікання зарядів по мішені, та з коефіцієнтом вторинної емісіїkем, більшим одиниці. Колектор знаходиться під позитивним потенціалом щодо мішені та створює для вторинних електронів, що пройшли бар'єрну сітку, що прискорює поле.
Розглянемо процеси в потенціалоскопі за відсутності вхідних сигналів.
Первинний потік електронів, створюваний електронною гарматою, потрапляючи на ділянку мішені, вибиває з нього вторинні електрони, кількість яких завжди більша за первинні (kем > 1). Оскільки поле в просторі мета-бар'єрна сітка в початковий момент відсутня, багато електрони потраплять на колектор, і вторинний струм буде більше первинного. Це призведе до того, що ділянка мішені заряджатиметься позитивно.
У міру збільшення потенціалу мішені наростає поле, що гальмує, для вторинних електронів і число тих з них, які можуть піти до колектора, зменшується.
Процес триватиме доти, доки на мішені не встановиться рівноважнийпотенціалUр, при якому кількість електронів, що приходять на ціль, дорівнює кількості електроном пішли з мішені до колектора.
При подачі на сигнальну пластину вхідного сигналу позитивної полярності гальмує поле в просторі мішень-бар'єрна сітка зростає і кількість вторинних електронів, які можуть піти до колектора, зменшується. Потенціал мішені починає також зменшуватися, що призводить до зменшення гальмівного поля і збільшення вторинного струму, поки знову не встановиться режим динамічної рівноваги. Потенціал мішеніUм буде при цьому дорівнює
деUвх - амплітуда вхідного сигналу;kо. Частота цих коливань вибирається з умови отримання заданої роздільної здатності потенціалоскопа за дальністю:
деdл – діаметр електронного променя у площині мішені;c− швидкість світла;lсп – середня довжина одного витка; δRп - роздільна здатність по дальності з урахуванням потенціалоскопа; δR=c. τі(в)/2, де τі(в) – тривалість імпульсу, відбитого від мети на вході потенціалоскопа.
Зміна струму в навантаженні пропорційно до зміни потенціалу мішені ΔUм. Тому вихідне напруга пропорційно різниці вхідних сигналів у суміжних періодах повторення, тобто.
Слід зазначити, що з зміні потенціалу мішені змінюється як струм колектора, а й з'являються струми заряду (перезаряду) ємностей ділянок сигнальна пластина-мишень і мішень-барьерная сітка. Тому навантаження можна включати як ланцюг колектора, так і ланцюг сигнальної пластини і бар'єрної сітки.
При виборі місця включення навантаження керуються вимогою максимального зниження коефіцієнта зміни втратkL, який залежить від рівня власних шумівпотенціалоскоп. Джерелами шумів потенціалоскопа є: нерівномірність діелектричних властивостей мішені; нерівномірна прозорість бар'єрної сітки; теплові шуми колектора, обумовлені його розігрівом через наявність постійної складової струму колектора; вплив поля відхиляючої системи; догляд частини вторинних електронів у горловину трубки.
Найбільший рівень власних шумів потенціалоскоп має у колі колектора, оскільки на нього впливають перелічені фактори, а найменший – у ланцюгах сигнальної пластини та бар'єрної сітки. Тому зниженняkL навантаження необхідно включати або в ланцюг сигнальної пластини, або в ланцюг бар'єрної сітки. Це, у свою чергу, вимагає поділу вхідних і вихідних сигналів, оскільки вони діють в одних і тих же ланцюгах. Без такого поділу неможливо одержати ефект череспериодного віднімання, т.к. Мінімальний вихідний сигнал (результат віднімання), що становить одиниці мілівольт, буде пригнічений великим вхідним сигналом, що має значення десятків вольт.
Найбільш прийнятним способом поділу вхідних та вихідних сигналів є частотний спосіб. Сутність його полягає в тому, що вихідний сигнал перетворюється на радіоімпульс з несучою частотоюfм значення якої вибирається з умови рознесення спектрів вхідного та вихідного сигналів, що забезпечує їх надійний поділ. Зазвичайfм = (20-50)/τі. Перетворення здійснюється шляхом модуляції первинного променя потенціалоскопа коливаннямиUмод(t), причому режим потенціалоскопа вибирається таким, щоб він відкривався тільки позитивними напівперіодами коливань модулюючої частотиfм. У цьому як первинний, і вторинний струми матимуть пульсуючий характер (рис.4.59).
Рис.4.59. Ілюстрація принципу частотного поділуканалів
Якщо як навантаження використовувати коливальний контур, налаштований на частотуfм, він виділить першу гармоніку послідовності пульсуючих імпульсів і вихідний сигнал матиме вигляд радіоімпульсу. Щоб виключити ударне збудження цього контуру вхідним сигналом, в ланцюзі подачі останнього ставиться фільтр-пробка, що є паралельним контуром, налаштованим на частотуfм.
Амплітуда вихідного радіоімпульсу залежить від модуля різниці амплітуд вхідних сигналів у суміжних періодах повторення, а фаза 0 або π від знака цієї різниці.
Щоб унеможливити придушення сигналів від цілей, що летять з оптимальними швидкостями, при багаторазовому відніманні необхідно здійснити синхронне детектування вихідних сигналів потенціалоскопа.
Таким чином, до складу пристрою ЧПК крім віднімає потенціалоскоп повинні входити (рис.4.60):
пристрій поділу вхідних та вихідних сигналів, що включає фільтр-пробку та навантажувальний контур;
підсилювачі вхідних та вихідних сигналів;
генератор спіральної розгортки.
Рис.4.60. Структурна схема ЧПК на вичитаючому потенціалоскопі
Фазозсувний ланцюг забезпечує синфазність (або протифазність для сигналів з фазою π) сигналів і опорної напруги на вході синхронного детектора.