11.4.3. Исследование схем с вычитанием сигналов

В схемах с вычитанием сигналов уже имеется некоторая разница между методом сканирования с компенсацией и АМС.

Сигнал ошибки на выходе схемы рис. 11.5 имеет вид (10.7.6.) в случае сканирования с компенсацией (где ввиду широкополосности фильтров) или же вид (10.7.12) в случае АМС. Принимаемые сигналы по-прежнему выражаются формулой (11.4.1). Для этих схем наиболее существенным типом неидеитичности является неидентичность коэффициентов усиления каналов.

Рассмотрим случай достаточно узкополосного фильтра. Исходя из выражения для выходного сигнала, после несложных преобразований получим для метода сканирования с компенсацией следующие результаты.

Крутизна дискриминационной характеристики

где коэффициенты усиления каналов.

Эквивалентная спектральная плотность (в случае равномерного конического сканирования)

где отношение квадратов коэффициентов усиления каналов; остальные обозначения прежние.

Систематическая ошибка в рассматриваемом случае отсутствует.

Из формулы (11.4.7) видно, что в случае неидентичности каналов существует составляющая ошибки, обусловленная нелинейным преобразованием сигнала и не уничтожающаяся даже при полном исключении шумов. Аналогичную составляющую ошибки мы имели в случае метода сканирования диаграммы (11.3.5). С ростом частоты сканирования эта составляющая ошибки исчезает. При идентичных каналах, когда эта составляющая ошибки отсутствует.

Для метода АМС расчеты ничем не отличаются от расчетов для метода сканирования с компенсацией. Результаты получаются несколько отличными. Крутизна выражается той же формулой (11.4.6). Однако теперь будет существовать систематическая ошибка, равная

Систематическая ошибка монотонно растет с ростом неидентичности усилений каналов. Отношение сигнал/шум также влияет на систематическую ошибку.

Для эквивалентной спектральной плотности в случае АМС получаем следующее выражение:

Таким образом, здесь также существует остаточное значение ошибки, обусловленное амплитудными флюктуациями сигнала. В случае идентичных каналов, как и следовало ожидать, формулы (11.4.9) и (11.4.7) совпадают, т. е. метод сканирования с компенсацией и АМС дают одинаковую точность, независимо от схемы радиотракта, если каналы последнего полностью идентичны. Это имеет место, естественно, и при произвольных частотных характеристиках фильтров; тогда для схем с вычитанием точность будет характеризоваться уже известной формулой (11.4.4).

Сравнивая схемы метода сканирования с компенсацией и АМС заметим, что любая из схем с компенсацией при наличии двух каналов может обеспечивать измерение угловых координат в двух плоскостях. Схемы АМС для измерения двух угловых координат с

переключением будут содержать три канала (один с суммарным сигналом и два с разностными). Схема АМС с вычитанием должна содержать уже 4 канала (два канала для измерения угла в одной плоскости и два — в другой). Таким образом, наиболее простыми являются схемы метода сканирования с компенсацией, затем следует схема АМС с перемножением сигналов и, наконец, схема АМС с вычитанием сигналов.

С точки зрения критичности схем к различным неидентичностям можно отметить следующее. Схемы с перемножением критичны в основном к неидентичности фазо-частотных характеристик, причем схемы метода сканирования с компенсацией и АМС равноценны. Схемы с вычитанием критичны в основном к неидентичности усилений каналов. Здесь схема метода сканирования с компенсацией имеет очевидное преимущество перед схемой АМС, особенно в случае высоких частот сканирования: при высоких частотах сканирования неидентичность усилений в схеме метода сканирования с компенсацией не влияет на точность, в схеме же АМС она всегда приводит к появлению составляющей эквивалентной спектральной плотности, не зависящей от отношения сигнал/шум, а также систематической ошибки.