Назначение и структурная схема

Блок БИАД-М обрабатывает радионавигационные сигналы по низкой частоте и осуществляет измерение азимута и дальности. Он обеспечивает аналоговый выход по азимуту на стрелочные индикаторы приборов ПНП-72, цифровой выход по азимуту (на самолете Як-42 не задействован) и дальности на индикаторы ИДР-1А, цифровой выход по азимуту и дальности в бортовую ЦВМ. Кроме того, по каналам азимута и дальности блок выдает сигналы готовности, свидетельст­вующие об исправности блока. Азимут измеряется с дискретностью 0,1° и точностью по аналоговому выходу 0,7°, дальность измеряется с дискретностью 0,1 км и точностью ±0,1 км ± 0,03 % Д.

Блок БИАД-М состоит из следующих функциональных узлов (рис. 5.13): блоков измерения А, измерения Ли преобразования.

Рис. 5.13. Структурная схема блока БИАД-М

Блок измерения А измеряет временной интервал между импульсами "Север" и азимутальными, содержащими информацию об азиму­те. Эта информация поступает в блок преобразования.

В блоке измерения Л измеряется временной интервал между запросными и ответными импульсами, содержащий информацию о дальности, которая поступает в блок преобразования.

Блок преобразования обеспечивает преобразование информации об азимуте и дальности в виде параллельного двоично-десятичного кода в вид, требуемый для сопряжения с индикаторами и другими бортовыми устройствами и системами.

Информация об азимуте с блока преобразования в аналоговом виде поступает на приборы ПНП-72 и в цифровом виде - в бортовую ЦВМ. Информация о дальности в цифровом виде поступает на индикаторы ИДР-1А и в бортовую ЦВМ.

 

Блок измерения дальности

Блок измерения обеспечивает автоматическое измерение наклонной дальности Д путем измерения временного интервала между запросными и ответными импульсами с применением цифрового метода. Кроме того, в нем формируются импульсы "Предзапуск" и "Запуск" (запрос) передатчика СЗД-Р с частотой следования (30±6) Гц.

Основными узлами блока являются (рис. 5.14): генератор Г тактовых сигналов частотой 250 Гц, устройство управления, счетчики управляющий Сч1 и измерительный Сч2, формирователь стробов, запоминающее устройство ЗУ, схема логики, формирователи импульсов "Предзапуск" и "Запуск", формирователь импульсов остановки и сброса счетчиков Сч1, Сч2 и устройство коррекции по дальности и скорости.

Рис. 5.14. Функциональная схема канала дальности блока БИАД-М

Принцип измерения дальности основан на определении числа счетных импульсов за интервал времени между запросными и ответными сигналами. Счетные импульсы формируются специальным кварцевым генератором счетных импульсов, который конструктивно находится в схеме блока измерения азимута. Он формирует высокостабильные импульсы с частотой следования 1,5 МГц, в которых интервал между ними соответствует значению дальности 100 м, поэто­му их называют 100-метровыми метками.

Алгоритм работы блока определяет устройство управления, которое формирует последовательность из пяти импульсов. Этими импульсами осуществляется пуск и сброс счетчиков Сч1, Сч2_; перепись кода дальности из счетчика Сч2 в запоминающее устройство и т. д. На эту схему поступают тактовые импульсы с частотой 250 Гц от специального генератора и сигналы частотой 1,5 МГц кварцевого генератора блока измерения азимута. На выходе схемы формируется последовательность импульсов с частотой следования (30±6) Гц. Последовательность импульсов управления НУ выполняет следующие функции: 1ИУ используется для сброса формирователя остановки и сброса счетчиков, 2ИУ - для управления схемой логики, ЗИУ— для формирования импульса "Предзапуск", 4ИУ - только при работе с маяками в направленном режиме для сброса счетчика Сч1, 5ИУ - для формирования импульса "Запуск" передатчика, пуска счетчика Сч1, переписи кода дальности из счетчика Сч2 в ЗУ.

Счетчик Сч1 формирует импульсы пуска и остановки счетчика Сч2. Он представляет собой двоичный 13-разрядный счетчик, работой которого управляет селектор 1. Счетчики Сч1 и Сч2 подсчитывают 5000 импульсов, что при градации 100 м соответствует максимально возможной дальности 500 км. Селектор 1 управляется импульсом 5ИУ устройства управления и разрешает прохождение 100-метровых кварцевых меток с частотой 1,5 МГц на вход счетчика Сч1.

Кроме того, счетчик Сч1 отрабатывает нулевую задержку, которая составляет 186 мкс. Это необходимо для задержки начала счета в счетчике Сч2 на указанное время, что компенсирует начальную задерж­ку ответного сигнала по линии "ВС - земля - ВС", которая составляет 186 мкс. Это соответствует дальности примерно 28 км. Одновременно с началом счета запускается формирователь "Запуск" передатчика СЗД-Р. Таким образом, запуск передатчика и начало счета проис­ходят синхронно. Импульс "Предзапуск" формируется формировате­лем этого импульса, для чего на него поступает импульс ЗИУ устройст­ва управления. Импульс "Предзапуск" опережает импульс "Запуск" за 5,6 мкс.

Измерительный счетчик Сч2 осуществляет измерение временного интервала между запросным и ответным импульсами, который в виде кода дальности поступает в запоминающее устройство. Он представляет собой 4-декадный вычитающий счетчик, содержащий три полных декады, - "Сотни метров", "Единицы км", "Десятки км" и неполную декаду "Сотни км". Каждая из полных декад - это 4-разрядный счетчик. Счетчик Сч2 запускается импульсами счетчика Сч1 после отработки им нулевой задержки, просчитав 280 импульсов.

Счетчик Сч2, кроме того, выдает импульсы в формирователь стробов, который формирует поисковый и контрольный стробы.

Стробирование - это метод выделения из последовательности импульсов лишь тех, которые отличаются количественными признаками (амплитудой, длительностью, положением на временной оси).

Поисковый строб разрешает прохождение на остановку счетчиков импульсов ответа или помехи, которые находятся на дальности большей, чем измеренная в предыдущем цикле. Это позволяет осуществить последовательный "просмотр" временного положения импульсов "Ответ" с приемника в интервале дальности до 500 км.

Контрольный строб разрешаем прохождение импульсов ответа или помехи на остановку счетчиков в небольшом интервале дальности.

Его длительность составляет около 5 мкс, что соответствует дальности примерно 800 м.

Блок измерения работает в режимах "Поиск" и "Слежение". В режиме "Поиск" производится поиск "своего" ответного сигнала, "Слежение" - отслеживание временного положения ответного сигна­ла относительно середины контрольного строба.

Поиск "своего" ответного сигнала осуществляют счетчики Сч1, Сч2 циклически с частотой циклов (30±6) Гц. Для этого используются импульсы устройства управления.

Импульсом управления ЗИУ U_y (рис. 5.15) устанавливается в нулевое состояние N1 счетчик Сч1. Одновременно формируется импульс U₂ "Предзапуск" передатчика. Импульс 5ИУ формирует импульс U₃ "Запуск", поступающий на запуск передатчика СЗД-Р, и одновременно этот импульс открывает селектор 1. Он разрешает прохождение на счетчик Сч1 кварцевых 100-метровых меток. Счетчик просчитывает число импульсов, соответствующих начальной задержке - 280 импульсов, и 281-й импульс поступает на селектор 2, который через схему И разрешает прохождение кварцевых меток на измерительный счетчик Сч2, и они начинают работать синхронно. Но счетчик Сч2 вычитающий. В этом счетчике перед первым циклом записано число 5000 импульсов, т. е. N₂ = 5000. Поисковый строб U₄ формируется 4999 м импульсом счетчика Сч2 и прекращается его формирование импульсом управления 5ИУ. Контрольный строб U₅ формируется импульсами счетчика Сч2 с 4997-го до 4989-го. Первый по времени импульс ответа U₆, совпадающий с поисковым стробом (в данном случае помеха с задержкой Г[), кратковременно останавливает счетчик Сч1 и сбрасывает в нулевое состояние счетчик Сч2, в результа­те чего формируется второй контрольный строб. После этого оба счетчика продолжают счет. Остальные импульсы U₆ ответа дальности, пришедшие во время первого рассматриваемого такта, влияния не оказывают, что обеспечивается формирователем импульсов остановки счетчиков. После просчета счетчиком Сч1 начальной задержки t _зад и 5000 импульсом (5000 импульсов после пуска счетчика Сч2) переполне­ния счетчика Сч1 оба счетчика останавливаются и счет прекращается. Так как счетчик Сч2 после сброса в состояние 0 насчитал N _max – N₁ импульсов, а он вычитающий, то в конце первого цикла в нем будет записан код N ₁, соответствующий задержке t₁:

Рис. 5.15. Графики принципа измерения дальности

В следующем цикле счетчик Сч2 начинает счет с числа N1, соответствующего дальности Д, оставшегося в нем в предыдущем цикле. Переполнение и установка в нулевое состояние счетчика Сч2 происхо­дят в момент ожидаемого появления ответного импульса дальности. В это же время формируются и стробы. Поисковый строб разрешает прохождение на остановку счетчиков только импульсов ответа или помехи, которые находятся на дальности большей, чем измеренная в предыдущем цикле. Во втором цикле, для рассматриваемого случая, это истинный ответный импульс с задержкой t_Д. Этот импульс сбрасы­вает счетчик Сч2 в нулевое состояние, и оба счетчика снова продол­жают счет. Поэтому в этом цикле контрольный строб вырабатывается дважды - первый раз на временной позиции t₁ и второй раз после появления импульса на позиции t_Д. В конце второго цикла в счетчике Сч2 будет зафиксирован код N = N_R соответствующей временной задержки t_Д. В третьем цикле стробы выставляются на момент t₃ = t_Д, соответствующий коду N_Д. Так как в этом случае импульс ответа дальности совпадает с контрольным стробом, то формирователь импульсов остановки счетчиков и сброса формирует импульс совпаде­ния, называемый "ответ в стробе". Он поступает в схему логики, которая начинает осуществлять анализ выполнения критерия обнару­жения ответного сигнала в контрольном стробе КС. Если в течение 16 циклов ответный импульс попадает в контрольный строб восемь раз (критерий 8 из 16), схема логики переводит блок в режим "Предслежение" и счетчики Сч1 и Сч2 будут останавливаться на одной и той же дальности. Если за время "Предслежения" (6...8 с) критерий "8 из 16" не выполняется, то блок переводится в режим "Поиска", а если выпол­няется - в режим "Слежение". В режиме "Слежение" схема логики формирует сигнал готовности по дальномерному каналу "Гот.Д", который поступает в пульт управления, на бленкер индикатора ИДР-1А, на запоминающее устройство и в бортовую ЦВМ. Импульс управления 5ИУ и сигнал "Гот.Д" осуществляют перепись кода даль­ности из счетчика Сч2 в запоминающее устройство, являющееся 15-разрядным регистром. С него код дальности в виде двоичного параллельного кода поступает в преобразователь кодов.

При срыве обнаружения в период слежения схема логики переводит блок в режим "Поиск" спустя 10... 15 с.

В режиме "Слежение" середина контрольного строба удерживается точно в месте прихода ответного импульса. Для этого используют схему коррекции по дальности (положению) и скорости ответного сигнала. В случае смещения середины строба КС относительно ответно­го импульса влево или вправо схема коррекции вырабатывает импуль­сы коррекции, под действием которых добавляется или пропускается счетный импульс в счетчике Сч2, что приводит к перемещению конт­рольного строба. Это происходит до точного совпадения контрольного строба и ответного импульса.

В режиме "Контроль" по сигналу "Контроль" в формирователе импульсов остановки и сброса счетчиков вместо ответного формируется импульс, задержанный от запросного на время, соответствующее дальности (496+0,2) км. При этом при исправности блока дальности выдается сигнал "Гот.Д" и обеспечивается индикация контрольного значения дальности.

Блок измерения азимута

Блок измерения азимута обеспечивает измерение временного интервала между импульсами "Север" и азимутальными, содержащего информацию об азимуте. Этот временной интервал заполняется кратковременными импульсами (метками) с дискретностью 0,1°. Код азимута поступает на блок преобразования (преобразователь кодов) и затем на индикаторные приборы и бортовую ЦВМ (для самолета Як-42).

Для измерения азимута при работе с радиомаяками системы РСБН (ненаправленными) в схеме блока используют следующие основные функциональные узлы (рис. 5.16): формирователь стробов "36" и "35", обнаружители опорных сигналов "35" и "36", формирователь сигнала слежения опорных сигналов И1, формирователь импульсов "Север", фиксатор азимута, обнаружитель азимутального импульса, формирователь азимутального строба, счетчик Сч1, запоминающее устройство ЗУ, формирователь "азимут восстановленный" и плату генераторов.

Рис. 5.16. Функциональная схема канала азимута блока БИАД-М

На вход канала азимута с приемника АДП-Р поступают азимутальные импульсы с частотой следования 1,67 Гц, опорные "35" с частотой следования 58,33 Гц и опорные "36" с частотой следования 60 Гц.

Опорные ''35" и "36" поступают на обнаружители этих сигналов. Они формируют сигналы "Слежение "35" и "Слежение "36", которые выдаются только тогда, когда на обнаружители приходит три импульса подряд за три периода вращения азимутальной антенны. Сигналы "Слежение "35" и "Слежение "36" поступают в схему И1, которая формирует сигнал "Слежение опорных". Он поступает на формирова­тель импульса "Север" и обнаружитель азимутального сигнала.

Формирователь стробов "35" и "36" формирует прямоугольные импульсы с частотами следования 58,33 и 60 Гц соответственно. Период следования стробов "35" составляет 17 мс (10 ), стробов "36" - 16,6 мс (10°). На формирователь стробов поступает напряжение частотой 840 кГц, с которого посредством делителей формируются импульсы стробов указанных частот. Синхронизация формирователя стробов осуществляется опорными "35" и "36" в стробе, которые поступают с обнаружителей этих сигналов. Применение формирователей обуслов­лено тем, что опорные "35" и "36", поступающие из приемника, могут быть искажены за счет шумов (появление ложных импульсов или пропадание истинных). Стробы "35" и "36" поступают на обнаружители и в формирователь импульса "Север".

Формирователь импульсов "Север" выдает импульс "Север" с частотой следования 1,67 Гц при совпадении опорных стробов и сигнала "Слежение опорных", который поступает на цифровой счетчик.

Азимутальный кратковременный импульс с приемника АДП-Р поступает на фиксатор азимута. Он сдвигает азимутальный импульс на 1° для компенсации сдвига временного положения азимутального импульса в приемнике. С фиксатора азимутальный импульс поступает на обнаружитель азимута. На него, кроме этого, поступает сигнал "Слежение опорных" и строб азимута. Строб азимута формируется формирователем строба, на который поступает напряжение частотой 60 кГц. Он поелставляет собой делитель частоты с коэффициентом деле­ния 36*10³, который синхронизируется (сбрасывается) азимутальным импульсом. На выходе формирователя образуются прямоугольные импульсы с частотой следования 1,67 Гц, длительностью 5,12° (8,49 мс), которые поступают на обнаружитель азимута. При приходе двух подряд азимутальных импульсов и наличии сигнала "Слежение опорных" обнаружитель азимута переходит в режим "Слежение". При этом вырабатывается сигнал готовности "Гот.А", который поступает на схему И2, пульт управления (см. рис. 5.7), бортовую ЦВМ, бленкеры приборов ИДР-1А (при их использовании), и сигнал "Аз. в стробе". Он поступает через схему ИЛИ на И2, которая формирует импульс "Пере­пись", поступающий на запоминающее устройство.

При пропадании азимутальных сигналов обнаружитель азимута в течение 15 с работает в режиме "Память". При этом в течение времени памяти формирователь "Аз. восстановл.", используя сигнал "Аз. строб", вырабатывает сигнал "Аз. восстановленный", который через схему ИЛИ поступает на схему И2, с которой импульс "Перепись" поступает в ЗУ.

Измерение временного интервала между импульсами "Север" и азимутальным осуществляется цифровым счетчиком частоты. Он представляет собой 4-декадный двоично-десятичный счетчик, который содержит 3 полные декады и четвертую неполную.

На счетчик поступают импульсы кварцевого генератора частотой 60 кГц через делитель на 10, поэтому на выходе делителя формируются кратковременные импульсы частотой 6 кГц. Период следования составляет 0,167 мс, что соответствует дискретности 0,1°. Сброс тригге­ров третьей и четвертой декад осуществляется импульсами "Север", а первых двух - "36" в стробе" через каждые 10°. Перепись кода счетчи­ка в запоминающее устройство осуществляется сигналом "Перепись" (азимутальным импульсом). Счет импульсов начинается после сброса счетчика в нулевое состояние импульсами "Север" и "36" в стробе", а перепись разрешает импульс "Перепись". Поэтому код счетчика содержит информацию об азимуте, которая в виде параллельного кода с запоминающего устройства поступает в блок преобразования. Запо­минающее устройство представляет собой 14-разрядный регистр памяти на триггерах.

В режиме "Контроль" (при нажатии кнопки "Контроль" на пульте управления) вместо входных сигналов на обнаружители опорных сигналов поступают стробы опорных "35" и "36". Вместо азимутального сигнала на фиксатор азимута поступает импульс, который форми­руется схемой ИЗ. На нее поступают импульсы во время просчета счетчиком значения азимута 350°. Этот импульс с частотой следования 1,67 Гц и длительностью, соответствующей 10° поворота антенны передатчика Ш, поступает на фиксатор азимутального сигнала. Он сдвигает центр этого импульса (355°) на 12°. Поэтому в режиме "Конт­роль" отрабатывается значение азимута 6,9...7,0° и при исправном блоке выдается сигнал "Гот.А".

 

Блок преобразования

Блок преобразования осуществляет преобразование двоично-десятичных кодов дальности и азимута в вид, необходимый для индика­ции и связи с другими устройствами и системами.

В состав схемы блока входят следующие основные узлы (рис. 5.17): преобразователи кодов дальности ПКД и азимута ПКА и преобразова­тель кода азимута в напряжение (аналог) ПКНА.

Рис. 5.17. Структурная схема блока преобра зования

Преобразователь ПКД преобразует параллельный двоичнодесятич­ный 15-разрядный код дальности в двоичный 19-разрядный параллельный код для индикатора ИДР-1А и в 32-разрядный последовательный код для бортовой ЦВМ.

Преобразователь ПКА преобразует параллельный 14-разрядный двоично-десятичный код азимута в 18-разрядный параллельный код для индикатора типа ИДР-1А и 32-разрядный последовательный код для бортовой ЦВМ.

Функции преобразователя кодов для индикаторов типа ИДР-1А реализуются с помощью схем И и инверторов, являющихся дешифрато­рами. Соответствие кодов для одной декады приведено в табл. 5.1.

Число	Двоично-десятичный код декады	Двоично-пятеричмый код декады (код ИДР-1А)
разряды	разряды
I	II	III	IV	I	II	III	IV	V
б

Таблица 5.1. Преобразование кодов

Преобразование параллельного кода в последовательный 32-разрядный производится с помощью сдвигового регистра.

Преобразователь кода азимута в напряжение ПКНА преобразует двоично-десятичный код азимута в синусно-косинусное напряжение частотой 400 Гц, которое содержит информацию об азимуте. Оно используется для стрелочного индикатора азимута прибора ПНП-72 или ему аналогично. Преобразование основано на сложении напряже­ния на весовых (точных) резисторах, подключенных к источнику напряжением 3,2 В, 400 Гц, которые коммутируются цифрами кода азимута. Они подключаются к операционным усилителям. Преобразо­ватель является аналогом датчика типа БСКТ и обеспечивает выход на стрелочные индикаторы.

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ