Устройство тест-сигналов ТАЛМ.468171.001

Устройство тест-сигналов предназначено для формирования тест-сигналов имитирующих выходы моноимпульсного приемного устройства, в режиме самоконтроля моноимпульсного радиолокатора.

ВЧ тест-схема должна обеспечивать мощность (57±3) дБ/Вт на выходах XW1, XW3, XW5 (управление 0), на выходах XW7, XW9, XW11 (управление 27 В) при подаче управляющего напряжения +2,5 В на вход RBS/УВД и подаче на входы:

S (+1±0,01) В

W (+1±0,01) В

D (+0,707±0,01) В

jD (+0,707±0,01) В

при подаче по входу “Чувств.” (0±0,01) В.

ВЧ тест-схема должна обеспечивать мощность (77±3) дБ/Вт на выходах XW1, XW3, XW5 (управление 0), на выходах XW7, XW9, XW11 (управление 27 В) при подаче управляющего напряжения +2,5 В на вход RBS/УВД и подаче на входы:

S (+1±0,01) В

W (+1±0,01) В

D (+0,707±0,01) В

jD (+0,707±0,01) В

при подаче по входу “Чувств.” (2,5±0,01) В на частоте 1090 МГц.

ВЧ тест-схема должна обеспечивать мощность (57±3) дБ/Вт на выходах XW2, XW4, XW6 (управление 0), на выходах XW8, XW10, XW12 (управление 27 В) при подаче управляющего напряжения (0±0,01 В на вход RBS/УВД и подаче на входы:

S (+1±0,01) В

W (+1±0,01) В

D (+0,707±0,01) В

jD (+0,707±0,01) В

при подаче по входу “Чувств.” (0±0,01) В.

ВЧ тест-схема должна обеспечивать мощность (77±3) дБ/Вт на выходах XW2, XW4, XW6 (управление 0), на выходах XW8, XW10, XW12 (управление 27 В) при подаче управляющего напряжения (0±0,01) В на вход RBS/УВД и подаче на входы:

S (+1±0,01) В

W (+1±0,01) В

D (+0,707±0,01) В

jD (+0,707±0,01) В

при подаче по входу “Чувств.” (2,5±0,01) В на частоте 740 МГц.

Устройство тест-сигналов состоит из двух следующих устройств:

а) устройство НЧ ТАЛМ.463369.001;

б) устройство ВЧ ТАЛМ.468151.001.

3.17.1 Устройство НЧ предназначено для управления работой устройства ВЧ в соответствии с командами поступающими от СКУ по каналу MIL-STD-1553/B.

Основные технические характеристики устройства НЧ приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Наименование сигнала	№ контакта	Параметры	Примечание
+27 В УПР	Х1(2)	+27 В ± 10%	Вход
+27 В ЦИП	Х1(4)	+27 В ± 10%	Вход
+5 В УПР	Х4(1)	+5 В ± 1%	Выход
-5 В УПР	Х4(2)	-5 В ± 1%	Выход
-15 В УПР	Х5(1)	+5 В ± 1%	Выход
Модул.	Х4(3)	ТТЛ (+)	Выход
Чувств.	Х4(4)	ТТЛ(+)	Выход
ВХ.	Х4(5)	от 0 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход
ВХ.	Х4(5)	от 0 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход
ВХ.	Х4(5)	от 0 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход
ВХ.	Х4(5)	от -7,5 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход

Структурная схема устройства НЧ изображена на рисунке 3.13.

Устройство НЧ работает следующем образом:

первоначально осуществляется загрузка ОЗУ тестовыми последовательностями, а за тем по командам с СКУ устройство НЧ выбирает из ОЗУ соответствующую данной команде область памяти и формирует необходимый тестовый сигнал.

Устройство ввода-вывода включает в себя два импульсных трансформатора, процессор 87С51FA и приемо-передатчик MIL-STD-1553/B.

Устройство ввода-вывода работает следующим образом:

входной сигнал поступает через импульсный трансформатор на приемопередатчик. Приемопередатчик при совпадении адреса, входящего в состав пришедшей информационной посылки, с адресом, установленным на адресных входах приемопередатчика, выдает процессору сигнал прерывание. Процессор, получив сигнал прерывание, считывает из памяти приемопередатчика пришедшую информацию. Приняв всю информацию процессор переупаковывает и выдает ее по байтно в формирователь тест-сигналов и сигналов управления. Если по каналу MIL-STD-1553/B приходит запрос на считывание информации, находящейся в ОЗУ и регистрах управления, процессор считывает ее по байтно и переупаковывает для передачи по каналу MIL-STD-1553/B.

Основные технические характеристики устройства НЧ приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Наименование сигнала	№ контакта	Параметры	Примечание
+27 В УПР	Х1(2)	+27 В ± 10%	Вход
+27 В ЦИП	Х1(4)	+27 В ± 10%	Вход
+5 В УПР	Х4(1)	+5 В ± 1%	Выход
-5 В УПР	Х4(2)	-5 В ± 1%	Выход
-15 В УПР	Х5(1)	+5 В ± 1%	Выход
Модул.	Х4(3)	ТТЛ (+)	Выход
Чувств.	Х4(4)	ТТЛ(+)	Выход
ВХ.	Х4(5)	от 0 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход
ВХ.	Х4(5)	от 0 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход
ВХ.	Х4(5)	от 0 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход
ВХ.	Х4(5)	от -7,5 В до +7,5 В 256 дискретов	Выход

Структурная схема устройства НЧ изображена на рисунке 3.13.

Устройство НЧ работает следующем образом:

Устройство ввода-вывода работает следующим образом:

Адрес

устройства

ОЗУ

Устройство ввода-вывода

(15-0)р.А.

(7-0)р.А-Д (7-0)р.Д.

М1-1 М1-2

М2-1 М2-2

Формирователь тест-сигналов и сигналов управления

Старт СКУ А Модул.

Старт СКУ В Чувств.

Ст.А/ст.В Вкл.

RBS/УВД

Вх.

Фазовра-щатель

Вх.

+5 В +7,5 В

Блок питания НЧ

+27 В ЦИП +12 В

-12 В

Блок питания ВЧ

+5 В

+27 В УПР -5 В

+15 В

Рисунок 3.13 - Схема электрическая структурная устройства НЧ

Формирователь тест-сигналов и сигналов управления представляет из себя многофункциональную микросхему. Он обеспечивает прием информации от устройства ввода-вывода, выделение из ее состава команд управления, формирование из заранее записанной в ОЗУ информации тестовых последовательностей соответствующих полученным командам управления и формирование сигналов, обеспечивающих запись или чтение ОЗУ. Структуры сигналов, поступающих от устройства ввода-вывода в формирователь тест-сигналов и сигналов управления, изображена на рисунке 3.14.

А.Д. (7-0)р Х А Х D Х А Х D

Ale

Рисунок 3.14 - Структура сигналов, поступающих от устройства

ввода-вывода в формирователь тест-сигналов и сигналов управления

Считывание адреса осуществляется сигналом Ale в момент его перехода из высокого уровня в низкий. Запись данных в регистры осуществляется сигналом CS*Wr в момент его перехода из высокого уровня в низкий. Чтение данных из регистров осуществляется сигналом CS*Rd в момент его перехода из высокого уровня в низкий.

Фазовращатель предназначен для преобразования сигнала с выхода ЦАП 4, имеющего вид потенциала изменяющегося от 0 до плюс 7,5 В с дискретом 30 мВ в сигнал способный принимать значения от минус 7,5 до плюс 7,5 В с дискретом 60 мВ. Фазовращатель выполнен на одном операционном усилителе.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для хранения тестовых последовательностей загружаемых в него с СКУ после включения питания или при необходимости проведения более точных проверок, тогда когда это необходимо. ОЗУ представляет из себя память объемом 128 К.слов. Шина данных и адресная шина соединены с формирователем тест-сигналов.

Блок питания НЧ обеспечивает устройство НЧ всеми необходимыми напряжениями: плюс 5 В, плюс 7,5 В, плюс 12 В и минус 12 В. Блок питания НЧ представляет собой одну микросхему TRACO с подключенными к ней индуктивноемкостными фильтрами.

Блок питания ВЧ обеспечивает устройство ВЧ всеми необходимыми напряжениями: плюс 5 В, минус 5 В и плюс 15 В. Блок питания ВЧ представляет собой три микросхемы типа TRACO с подключенными к ним индуктивноемкостными фильтрами.

Устройство НЧ представляет собой плату с элементами, размеры которой не превышают 280´145 мм. С передней стороны платы установлена пластина с двумя разъемами типа РС и двумя ВЧ разъемами. На противоположной стороне платы размещены две контактные группы Х4 и Х5, предназначенные для подсоединения к устройству ВЧ. На плате размещены микросхемы сверх высокой степени интеграции, конденсаторы, индуктивности и резисторы.

3.17.2Устройство ВЧ тест-сигналов предназначено для формирования тест-сигналов на частотах RBS и УВД.

Функциональная схема устройства ВЧ приведена на рисунке 3.15.

Высокочастотные сигналы комплекта А снимаются с ВЧ разъемов XW1¸XW6, а комплекта В - с разъемов XW7¸XW12.

Формирование ВЧ сигналов RBS и УВД осуществляется путем гетеродинирования частот 872 МГц (RBS) и 986 МГц (УВД), получаемых в синтезаторе частот и частот ПЧ 218 МГц (RBS) и 246 МГц (УВД), получаемых в формирователе ПЧ. Гетеродинирование осуществляется в смесителях 1, 2, 3 ( смесители “D“, “S“ и “W“). На выходах смесителей получаются сигналы RBS (1090 МГц) и УВД (740 МГц), которые поступают на коммутаторы ВЧ 1¸3 для подачи на ВЧ разъемы комплекта А или В. На выходах коммутаторов ВЧ включены делители мощности, через которые ВЧ сигналы распределяются в тракты УВД и RBS.

Коммутация режимов RBS/УВД осуществляется подачей на синтезатор частот управляющего напряжения.

В формирователе ПЧ осуществляется прецизионное формирование сигналов S, W и D±jD на частотах 218 МГц (RBS) или 246 МГц (УВД).

Частоты 218 или 246 МГц формируются путем деления на четыре частот 872 или 986 МГц, получаемых в синтезаторе.

Сигнал ПЧ, снимаемый с выхода делителя частоты поступает на амплитудный ограничитель, который определяет уровень выходной мощности устройства ВЧ. По сигналу “Чувствительность” на ограничитель через коммутатор 2 подается постоянное напряжение, определяющее уровень ограничения, а следовательно, и мощность ВЧ сигнала.

Напряжение ПЧ, снимаемое с выхода ограничителя, поступает на модулятор. Модуляция осуществляется подачей прецизионного опорного напряжения через коммутатор 1.

Промодулированное напряжение поступает на фазовращатель и буферы 1 и 2. На выходах буферов сигналы ПЧ сдвинуты на 90°.

С выходов буферов сигналы ПЧ поступают на регулируемые усилители 1¸4, где осуществляется прецизионное формирование сигналов ПЧ S, W, D±jD.

На выходах регулируемых усилителей установлены буферные усилители, с выходов которых сигналы ПЧ поступают на смесители.

Схема электрическая принципиальная устройства ВЧ приведена в альбоме схем ТАЛМ.469141.001.

Смесители ТАЛМ.468125.001 А4, А5, А6 выполнены по микрополосковой технологии на диодах VD1 и VD2 по балансной схеме, конденсаторы С1 и С2 - разделительные.

Коммутаторы ВЧ ТАЛМ.434832.008 А7, А8, А9 выполнены на базе реле KV1 фирмы “ОMRON”, переключение осуществляется подачей управляющего напряжения +27 В.

Делители мощности ТАЛМ.468513.002 А10-А15 выполнены по микрополосковой технологии и состоят из четвертьволновых отрезков линии и резисторов R1¸R7.

Схема электрическая принципиальная формирователя ПЧ ТАЛМ.468171.002 приведена в описи альбома 3 ТАЛМ.469141.001-01 ОП.

Сигнал ПЧ поступает на вход амплитудного ограничителя, выполненного на микросхеме D1 типа АD831 А1, через разделительную цепочку С1R4. Напряжение, определяющее уровень ограничения, поступает на вход 6 ограничителя через делитель напряжения R5, R7 с выхода коммутатора D2, выполненного на микросхеме МАХ 442. На коммутатор поступает опорное напряжение от микросхемы D4 и управляющий сигнал “Чувствительность”.

Модуляция сигнала ПЧ осуществляется в двухкаскадном модуляторе, выполненном на двух последовательно включенных перемножителях AD834 D5, D6. Модулирующий сигнал поступает на входы 1 перемножителей от источника опорного напряжения D4 через коммутатор D3 МАХ442. С выхода D6 сигнал ПЧ подается на фазовращатель С11, R13, C13.

Буферные усилители выполнены на операционных усилителях D7, D8 типа AD9624 по классической схеме.

Регулируемые усилители выполнены на микросхемах D9¸D12 типа AD834. На микросхеме D12 выполнен усилитель сигналов ±jD, на микросхеме D11 - усилитель D, на микросхеме D10 - усилитель S, на микросхеме D9 - усилитель W. Управляющие сигналы, пропорциональные уровням ПЧ, подаются через делители напряжения на входы 7 микросхем, а сигналы ПЧ - на входы 1.

Выходные сигналы ПЧ снимаются с выходов 5 и поступают на входы буферных усилителей, выполненных на микросхемах D13¸D15 типа AD9624 по классической схеме.

Синтезатор частот (СЧ) предназначен для генерации дискретных высокостабильных частот, используемых в качестве контрольных сигналов приемного устройства.

Синтезатор частот построен с использованием кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), в цепь обратной связи которого включен делитель частоты с программируемым коэффициентом деления (ДП). Выходной генератор, управляемый напряжением (ГУН), подстраивается по частоте с точностью до фазы по сигналу опорного генератора (ОГ). Переключая коэффициенты деления ДП, на выходе системы получают сетку дискретных частот со стабильностью частоты, равной стабильности частоты ОГ.

Упрощенная функциональная схема кольца ФАПЧ синтезатора частот приведена на рисунке 3.16.

Кольцо ФАПЧ работает следующим образом:

Часть выходного сигнала ГУН подается на вход ДП, где делится по частоте в К раз. Выходной сигнал ДП поступает на один из входов частотно-фазового детектора (ЧФД), на другой вход которого подается опорный сигнал, формируемый в делителе опорной частоты (ДОЧ) путем деления по частоте в R раз сигнала опорного генератора (ОГ). Коэффициент деления R задает значение частоты сравнения Fср, т.е. частоты, на которой работает фазовый детектор.

При равенстве частот на входах ЧФД, т.е. в режиме синхронизации кольца ФАПЧ, на выходе цифровой части ЧФД присутствуют две последовательности узких импульсов, частоты которых равны, а длительности пропорциональны разности фаз входных сигналов. В аналоговой части ЧФД эти сигналы преобразуются в постоянное напряжение, которое фильтруется в ФНЧ и подается на управляющий вход ГУН, поддерживая режим синхронизации в кольце ФАПЧ. При этом значение частоты выходного сигнала определяется как:

ЧФД, кроме функций фазового детектора, выполняет еще и роль устройства поиска по частоте. В момент нарушения синхронизма в кольце ФАПЧ (или в момент включения питающего напряжения) на выходе ЧФД формируется пилообразное напряжение, которое перестраивает ГУН во всем диапазоне выходных частот до наступления режима синхронизма.

Узлы кольца ФАПЧ, объединенные пунктирной линией, выполняются, как правило, в виде одной микросхемы.

Выход

ИМС ФАПЧ

ДП :К

ФНЧ

:К Д

ЧФД Fср

ДОЧ :R

ОГ Fог

Рисунок 3.16 - Схема электрическая функциональная кольца ФАПЧ

Реализация функциональной схемы синтезатора частот для тест-схемы приемного устройства приведена на рисунке 3.17.

Синтезатор частот обеспечивает для приемного устройства генерацию двух дискретных частот: 872 МГц - для режима RBS и 986,675 МГц - для режима УВД.

ГУН выполнен на ИМС типа POS-1025 фирмы “Mini Circuit”, сигнал с которого с уровнем не менее 10 мВт через делитель мощности (ДМ) подается на выход синтезатора. С другого выхода ДМ сигнал поступает в цепь обратной связи кольца ФАПЧ на вход делителя частоты (ДЧ), имеющего два коэффициента деления 64 или 65 и выполненного на ИМС типа МС12032AD фирмы “Motorola”. Этот делитель вместе с делителем частоты в ИМС ФАПЧ составляет делитель частоты с программируемым коэффициентом деления (ДП).

3.17.3 Работа

Устройство тест-сигналов работает следующим образом. По каналу MIL-STD-1553/В от СКУ в устройство НЧ осуществляется запись тестовых последовательностей. После чего устройство тест-сигналов считается готовым к работе. По команде от СКУ в устройстве НЧ устанавливается режим работы, выбирается необходимая тестовая последовательность и осуществляется запуск тест-схемы с помощью сигналов Старт СКУ А или Старт СКУ В. При этом устройство НЧ устанавливает для устройства ВЧ уровни регулировочных сигналов, соответствующие данному тесту и выдает модулирующий сигнал в виде последовательности импульсов. Устройство ВЧ получив эти сигналы от устройства НЧ формирует высокочастотные сигналы для передачи их в моноимпульсное приемное устройство.

3.17.4 Конструкция

Устройство тест-сигналов представляет собой конструктив включающий в себя герметичный корпус устройства ВЧ с установленной сверху на шести колонках платой устройства НЧ, закрытого металлической крышкой.