PPC устройство на субтрактивни потенциалоскопи
Ролята на канала за забавяне за периода на повторениеTp и схемата за изваждане в оборудването за пасивна защита от смущения, например в радарите P-14F, 5N84A, P-19 и P-18, се изпълнява от потенциалоскопична тръба. За по-ефективно потискане на смущенията радарът 5N84A използва двойно междупериодно изваждане (последователно свързване на два потенциалоскопа).
Субтрактивният потенциалоскоп (VP) е електронно-лъчева тръба с електростатично фокусиране и управление на електромагнитния лъч (фиг. 4.58).
Фиг.4.58. Устройство за изваждане на потенциалоскоп
Входните сигнали се подават към сигналната плоча и се записват върху диелектричната мишена под формата на потенциален релеф. Мишената е изработена от материал с високо повърхностно съпротивление, което изключва разпространението на заряди върху мишената и с коефициент на вторична емисияkem по-голям от единица. Колекторът е с положителен потенциал по отношение на целта и създава ускоряващо поле за вторичните електрони, преминали през бариерната решетка.
Нека разгледаме процесите в потенциалоскопа при липса на входни сигнали.
Първичният електронен поток, създаден от електронната пушка, удряйки целевата област, избива от нея вторични електрони, чийто брой винаги е по-голям от първичните (kem > 1). Тъй като в началния момент в пространството на решетката на целта-бариера няма поле, почти всички електрони ще ударят колектора и вторичният ток ще бъде по-голям от първичния. Това ще доведе до положително зареждане на целевата област.
С увеличаването на целевия потенциал забавящото поле за вторичните електрони се увеличава и броят на тези, които могат да отидат до колектора, намалява.
Процесът ще продължи, докато се установи равновесие върху целта.потенциалUр, при който броят на електроните, пристигащи в мишената, е равен на броя на електроните, напускащи мишената към колектора.
Когато към сигналната плоча се приложи входен сигнал с положителна полярност, забавящото поле в пространството на решетката на целевата бариера се увеличава и броят на вторичните електрони, които могат да отидат към колектора, намалява. Целевият потенциал също започва да намалява, което води до намаляване на забавящото поле и увеличаване на вторичния ток, докато отново се установи режимът на динамично равновесие. След това целевият потенциалUm ще бъде равен на
къдетоUвход е амплитудата на входния сигнал;ko. Честотата на тези трептения се избира от условието за получаване на даден диапазон на разделителна способност на потенциалоскопа:
къдетоdl е диаметърът на електронния лъч в целевата равнина;cе скоростта на светлината;lsp − средна дължина на един оборот; δRp - разделителна способност на диапазона с отчитане на потенциалоскопа; δR=c. τi(c)/2, където τi(c) е продължителността на импулса, отразен от целта на входа на потенциалоскопа.
Промяната на тока в товара е пропорционална на промяната в потенциала на целта ΔUm. Следователно изходното напрежение е пропорционално на разликата между входните сигнали в съседни периоди на повторение, т.е.
Трябва да се отбележи, че при промяна на целевия потенциал се променя не само токът на колектора, но и токовете на зареждане (презареждане) се появяват в капацитета на секциите на сигналната плоча-мишена и мишената-бариера. Следователно товарът може да бъде включен както в колекторната верига, така и във веригата на сигналната плоча и преградната решетка.
При избора на място за включване на товара те се ръководят от изискването за максимално намаляване на коефициента на промяна на загубитеkL, което зависи от нивото на собствения шумпотенциалоскоп. Източници на шум от потенциалоскоп са: неравномерни диелектрични свойства на целта; неравномерна прозрачност на преградната мрежа; топлинен шум на колектора поради нагряването му поради наличието на постоянен компонент на тока на колектора; влиянието на полето на отклоняващата система; бягство на част от вторичните електрони в шийката на тръбата.
Потенциалоскопът има най-високо ниво на собствен шум в колекторната верига, тъй като се влияе от изброените фактори, а най-ниско е във веригите на сигналната плоча и бариерната решетка. Следователно, за да се намалиkL, товарът трябва да бъде включен или във веригата на сигналната плоча, или във веригата на бариерната мрежа. Това от своя страна изисква разделяне на входните и изходните сигнали, тъй като те работят в едни и същи вериги. Без такова разделяне е невъзможно да се получи ефектът на междупериодно изваждане, тъй като малък изходен сигнал (резултат от изваждането) от няколко миливолта ще бъде претоварен от голям входен сигнал със стойност от десетки волта.
Най-приемливият начин за разделяне на входните и изходните сигнали е честотният метод. Същността му се състои в това, че изходният сигнал се преобразува в радиоимпулс с носеща честотаfm, чиято стойност се избира от условието за разнообразие на спектрите на входния и изходния сигнал, което осигурява надеждното им разделяне. Обикновеноfm = (20-50)/τi. Трансформацията се извършва чрез модулиране на първичния лъч на потенциалоскопа сUmod(t) трептения, като режимът на потенциалоскопа е избран така, че да се отваря само с положителни полупериоди на трептения на модулиращата честотаfm. В този случай както първичният, така и вторичният ток ще имат пулсиращ характер (фиг. 4.59).
Фиг.4.59. Илюстрация на принципа на разделяне на честотитеканали
Ако като товар се използва осцилаторна верига, настроена на честотаfm, тя ще избере първия хармоник от поредица от пулсиращи импулси и изходният сигнал ще бъде под формата на радиоимпулс. За да се изключи ударно възбуждане на тази верига от входния сигнал, в захранващата верига на последната е поставен щепселен филтър, който е паралелна верига, настроена на честотаfm.
Амплитудата на изходния радиоимпулс зависи от модула на разликата между амплитудите на входните сигнали в съседни периоди на повторение, а фазата 0 или π зависи от знака на тази разлика.
За да се изключи потискането на сигнали от цели, летящи с оптимални скорости, с многократно изваждане е необходимо да се извърши синхронно откриване на изходните сигнали на потенциалоскопа.
По този начин, в допълнение към субтрактивния потенциалоскоп, съставът на FPC устройството трябва да включва (фиг. 4.60):
устройство за разделяне на входни и изходни сигнали, включително щепсел филтър и верига за натоварване;
усилватели на входни и изходни сигнали;
генератор на спирала.
Фиг.4.60. Структурна схема на FPC на субтрактивен потенциалоскоп
Веригата за изместване на фазата осигурява синфазни (или противофазни за сигнали с фаза π) сигнали и референтното напрежение на входа на синхронния детектор.