9.4.6. Сопоставление схем дискриминаторов

Как следует из проведенного анализа, первые три из четырех рассмотренных видов дискриминаторов при надлежащем выборе их параметров дают результаты, весьма близкие к оптимальному дискриминатору. Четвертая же схема — с качанием частоты гетеродина — наиболее далека от оптимальной. Она дает существенно меньшую точность измерений, чувствительна к легко создаваемым помехам с периодической модуляцией и,

кроме того, к ней должны предъявляться жесткие требования к идентичности положительных и отрицательных полупериодов опорного напряжения. Невыполнение этих требований, а также нестабильность частоты настройки фильтров приводят к появлению систематических ошибок измерения скорости. В силу указанных обстоятельств вряд ли следует рекомендовать применение этой схемы частотного дискриминатора, если, конечно, достаточно высоки требования, предъявляемые к точности измерения.

Схема с расстроенными контурами обеспечивает точность измерений, близкую к потенциальной близко к даже если выбирать расстройку контуров, исходя из условия максимума крутизны дискриминатора Однако при небольших изменениях параметров схемы ее ошибки могут возрастать довольно значительно, т. е. к недостаткам схемы относится критичность по отношению к параметрам. Особо следует отметить, что при дискриминации на достаточно высоких частотах требуется иметь два фильтра, настроенные на близкие, но в принципе различные частоты. Нестабильность этих частот может привести помимо появления систематической ошибки измерения, что характерно и для других схем, к существенному изменению флюктуационной ошибки измерения и даже к прекращению работы дискриминатора, если частоты настройки станут одинаковыми или, наоборот, разойдутся слишком далеко. Поэтому, хотя в принципе схема с расстроенными контурами и является близкой к оптимальной, не всегда можно рекомендовать ею пользоваться.

Наиболее приемлемыми из рассмотренных для практического применения являются схемы дискриминаторов с настроенным контуром и фазовращателем и со смесителями и дифференцированием. Эти схемы одинаковы по своим характеристикам и при правильном выборе параметров, в частности полосы контуров, дают результаты, достаточно близкие к оптимальному дискриминатору. В частности, эквивалентная спектральная плотность не превышает для них более чем на 20%. Влияние нестабильности параметров у таких схем значительно меньше, чем у обсужденных выше. Выбор между этими двумя схемами должен производиться, исходя из соображений технического удобства, Схема с настроенным

контуром и фазовращателем в принципе менее громоздка, но требует создания узкополосного (в большинстве случаев, кварцевого) фильтра. Схема со смесителями и дифференцированием не обладает этим недостатком, при ее реализации не нужно думать о стабильности настройки контура, но она чувствительна к неточности фазовращателя напряжения гетеродина. Кроме того, эта схема содержит два фильтра вместо одного в схеме с настроенным контуром.

Могут, разумеется, применяться и другие схемы частотных дискриминаторов. Их качества необходимо сравнивать с качествами оптимальной схемы для выявления целесообразности их применения.

Остановимся вкратце на выборе полосы пропускания фильтров в двух наилучших схемах. Обычно измерители, к которым предъявляются требования высокой точности, работают при большом отношении сигнал/шум При этом выбираемая полоса пропускания должна была бы изменяться с изменением зависимости от ширины спектра сигнала. Однако практически ни отношение сигнал/шум, ни ширина спектра сигнала никогда не известны точно. Поэтому приходится выбирать полосу фильтров, исходя из наихудшего случая, имея в виду, что монотонно уменьшается с ростом и с уменьшением ширины спектра сигнала. Учитывая эти обстоятельства, нужно выбирать полосу фильтра, исходя из максимально возможной ширины спектра сигнала и из минимального отношения сигнал/шум, имеющего место на максимальной дальности, определяемой условиями захвата цели и перехода на автоматическое сопровождение. При таком выборе полосы фильтров с уменьшением дальности и при сужении ширины спектра сигнала система измерения скорости будет дальше от оптимальной, чем в предполагаемых условиях, однако ее ошибки будут всегда в пределах допустимых величин.

Часто из технических соображений приходится расширять полосу фильтров по отношению к оптимальному ее значению, ибо спектр сигнала имеет ширину порядка единиц герц или даже долей герца, а достигаемые относительно простыми средствами стабильности частот таковы, что полосы фильтров не удается сделать меньшими, чем десятки герц. Обычно это не приводит к существенному ухудшению качеств дискриминатора.