应答机系统PPT演示课件.ppt

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1、1,应答机系统,应答机系统包括TBI总线接口、TRC接收机单元、TPR处理器、TMP调制器、TTP发射机、TFS合成器、AKW千瓦功放等单元。 在这套设备中，缩略名称第一个字母为T的，是应答机系统中的部分，第一个字母带M的，是监视器部分，第一个字母带C的，是控制部分。,2,应答机工作过程概述,应答机系统的工作流程是这样的的：飞机发出的射频询问信号被天线拾取，通过三端环流器、多工器送到接收机里。接收机先对信号放大，之后进行变频，产生中频；中频信号处理后，确认是有效的询问就会产生应答触发，应答触发信号的产生是应答处理操作的开始。在TMP单元进行编码，之后进行相应的整形，以利于AKW的工作。AKW将

2、信号放大到峰值1000瓦，再经过三端环流器和继电器送到天线。在天线上有探针，将发射信号耦合回来，以对发射信号进行电平自动控制。控制器单元和应答机间的通信是由TBI完成的,3,TBI单元,主要组成部分： CTR1/CTR2控制逻辑； 控制和地址缓冲器； 数据总线和缓冲器； 方向逻辑； 单元工作状态激活和内部控制解码； 模拟和数字多工器。,4,TBI单元的控制逻辑,控制逻辑的作用是定义两个控制器中哪一个去控制TBI单元 。 控制器来的CI信号是平衡的，之后送到控制逻辑；这些信号为逻辑低信号，也就是说，在一个控制器由他自己的CI控制复位时，另外一个的CI命令将保持为0 。实际上电路认可最后变为0的那

3、个输入。,5,寻址和控制缓冲器,寻址和控制缓冲器的作用是将平衡的信号转化为不平衡的信号，以驱动应答机总线。 何谓平衡信号和不平衡信号？ 如果我们将产生的信号直接传送，那么就一定是不平衡信号；如果将信号做反相后，再一同传送原始信号和反相信号，那么这一对信号就是平衡信号。这对信号传输过程中受到的干扰基本一致，平衡信号在接收端肯定是进入差动放大器，信号经过差动以后，干扰得到一定程度的抑制，就可以得到加强的原始信号。这个也就是所说的共模抑制问题。,6,数据总线和缓冲器,数据总线和缓冲器在TBI和CTR之间，包括线路驱动器和线路接收器 ，数据是双向传输的，当数据从CTR向TBI传送时使用接收器，数据送回

4、CTR时，使用线路驱动器。在缓冲器的左侧，信号是平衡的，右侧是不平衡的，所有的输入和输出是并行的。,7,方向逻辑,方向逻辑是用来激活数据缓冲器，线路接收器或线路驱动器的。一般情况下，工作着的控制器的缓冲器是由写操作（E1或E3=1）激活，线路驱动器有E2或E4=0激活。,8,单元使能和内部控制解码,单元使能和内部控制解码电路对每个应答机单元进行读和写的寻址。应答机控制总线的读和写信号经过一个并行总线送到每个单元，进行解码。内部控制的解码为TBI寄存器产生读和写信号，这些寄存器是： 数字、模拟多路寻址寄存器； 数字、模拟多路寻址重新读出缓冲器； BPCS单元信号的读缓冲器。,9,数字和模拟多工器

5、,是将不同应答机来的模拟的和数字的信号转给监视器，以进行测量和诊断。 IC10、IC11和IC15、IC16组成了双模拟多工器：每个模拟总线（A1和A2）都有一个冷端和一个热端，目的是给监视器提供高水平的噪音抑制。IC9和IC2接收从应答机来的数字信号，送到监视器。在TBI和监视器之间的平衡总线是用来防止对发射信号产生不良影响的。,10,接收机TRC,TRC单元的主要功能是将接收到的（飞机发射的）UHF询问脉冲信号放大并转换，这些脉冲信号由天线接收，送到环流器、多工器，转换为数字信号后给TPR处理器使用。在转换和放大过程中，脉冲的特性是不会改变的，这样可以保证在最低的条件下顺利产生时基的触发。

6、接收机还有其他几项功能： 接收飞机发出的在通带内的没有变形的询问信号； 拒绝镜频； 拒绝宽度低于1微秒的脉冲； 压缩长距和短距回波； 在询问量大，就是飞机很多时，自动降低接收增益，以保证距离近的飞机得到良好服务。,11,TRC,组成： 预选器，射频UHF放大器，混频器1； 63MHz线性放大器； 63MHz对数放大器； 11.5MHz混频器和通道鉴别器； 在半幅度点检测的脉冲宽度的视频检波器电路； 询问触发视频电路； 回波抑制电路； 数字数据总线电路。,12,处理器TPR,TPR所处的位置在TRC和TMP之间吗，主要的组成是： 解码器（译码器）； 寂静时间定时器； 主延迟电路； 反回波定时器；

7、 噪声产生器； AGC产生器； 1350赫兹产生器； 优先电路； 编码键。,13,简单的过程,从TRC来的询问脉冲送到解码器，这个电路是用来对脉冲对中两个脉冲的间隔进行甄别的。如果经过测量间隔是正确的，就会产生一个“一致性”脉冲，这个脉冲表示询问的间隔正确，可以初步认定收到的脉冲对是需要的询问脉冲。接下来这个脉冲送到主延迟电路，将要对从收到询问到发出应答这一处理过程进行适当的延迟，以使这个时间保持在所需要的时段内，对于X模式下的DME，这个时间总体上是50微秒。应答延迟的测量是由监视器连续进行的，而控制器将对出现的任何差异进行修正，延迟计数器的计数步进是50纳秒。,14,过程,由解码器产生的一

8、致性脉冲也要驱动寂静时间定时器和反回波定时器。寂静时间定时器将在脉冲对得到确认以后抑制解码器的输出。这个功能可以将近距离的回波和天线返回的发射信号消隐掉。反回波定时器给TRC反回波电路送一个时基信号，以保护正常的询问信号。 噪声产生电路产生随机的填充脉冲，脉冲的形式与正常的应答信号没有什么两样，只是在一个时段内所处的位置是随机的。并且，在飞机询问脉冲对数量上升的情况下，填充脉冲的数量是会下降的。产生填充脉冲的目的是在没有飞机或者飞机询问数量很小的时候维持应答机的正常运转，保证应答机的工作效率在一定水平上。 AGC电路的使用目的是在询问脉冲对的数量超过设置的值时开始工作，以降低接收机的灵敏度，防

9、止发射机过载。 1350赫兹产生器的输出是音频键控的，编码键是按照MORSE码进行编码的点、划识别信号，自然了，识别信号的优先级是最高的。,15,不同的小框图的编程参数,解码器： 询问脉冲的间隔 寂静时间定时器： 寂静时间的范围在0到150微秒，1微秒步进。 主延迟： 延迟时间范围在20到51微秒，50纳秒的步进。 反回波定时器： 定时时间范围在50到300微秒，1微秒的步进。 噪声产生器： 脉冲的数量是每秒800到2700对。 1350产生器： 1350到2700/秒。 编码键： 依工作模式不同，不一样 主控，DME：DVOR=1：3 主触发，DME一组，3组同步给DVOR 从属，重复VOR

10、来的码。 从触发，从VOR接收到一个同步信号，就重复一次。,16,解码器,解码器电路是一个很挑剔的电路，只确认接收到的脉冲里间隔正确的脉冲，其设定值的范围是正常值加正负1.5微秒。 在输入端IN，脉冲输入，在A点得到3.2微秒的加宽脉冲，而在B点，是经过13.6微秒延迟的，也就是比正常的值增加1.6微秒。加宽的3.2微秒脉冲与延迟13.6微秒的脉冲相“与”，那么在OUT输出端就会得到一致性脉冲。 解码器电路的由20MHz时钟同步，单稳态电路是由计数器和包括RAM在内的延迟线组成的。RAM是作为延迟线来使用的。IC51、IC52序列器用来产生读和写信号，写信号同时也做为地址产生器的时钟。,17,

11、，,18,寂静时间定时器,寂静时间的作用不用再说了，是由IC125定时器产生，而IC125的触发是上一段叙述的3.2微秒窗口产生的一致性脉冲。由于一致性脉冲太窄，不足以驱动定时器，那么就要先驱动主延迟的双稳态触发器，触发器的输出再去驱动定时器。,19,20,主延迟,解码器输出的一致性脉冲加到双稳态触发器IC43的K端，将主延迟计数器复位并激活，这些计数器分成2组，一组细调，一组粗调。细调的部分是IC92、IC93，步进为50纳秒，最多调整的值可达到为6.4微秒；粗调的组成是IC63、IC73、IC83，步进为3.2微秒，最多调整的值为51微秒。粗调的输出信号有一路送到IC43的J端，对触发器复

12、位，进而将计数器关闭。从粗调出来的信号有800纳秒的长度，为适应下级的工作，在IC53展宽器中展宽到1.6微秒。,21,MAIN DEALY,22,反回波定时器,它的设计思想是是为了防止已经触发了解码器后，比较弱的信号再次触发解码器。和寂静时间定时器类似，它的触发也由IC43双稳态触发器送来的信号触发；见图3-17。 提供给TRC的AEC2信号是可以编程的脉冲，在这个时间段中，在TRC上，接收信号的宽度将得到保持，所有低于这个水平的信号，都将被认为是回波不被接受处理。,23,反回波编程,24,噪声产生器（填充脉冲产生器）,这个部分是全数字的，产生随机的填充脉冲，主要的组成包括： 一个产生端，依

13、据编程产生800或者2700对/秒的随机填充； 一个控制端，防止噪声脉冲过多地加入，这是说在预先设定了加入脉冲的数量，即使有空间可以多加，也是不能允许的，到了设定值就不再增加了。需要掌握的重点是控制端的作用，它是实现“随机产生，随机数量，随机控制”思想的关键，每秒扫描15次，就可以比较好地将输入的数量时时掌握，之后决定是哪个输出端输出。,25,AGC产生器,它的使用是在询问脉冲数量超出设定的门限时，降低灵敏度的。这个门限也可以设定为4800对/秒。见图3-19，包括加/减计数器，来驱动数模转换器。计数器IC115是用来对过载频率编程的，正常状态下，计数器的值由IC106、IC116得到，AGC

14、的值为0，如果DPN+P的延迟脉冲超过了过载设定值，那么AGC的值就要上升了。在脉冲数量开始与设定的过载值相同时，AGC的值就不再上升了。,26,它的使用是在询问脉冲数量超出设定的门限时，降低灵敏度的。这个门限也可以设定为4800对/秒。见图3-19，包括加/减计数器，来驱动数模转换器。计数器IC115是用来对过载频率编程的，正常状态下，计数器的值由IC106、IC116得到，AGC的值为0，如果DPN+P的延迟脉冲超过了过载设定值，那么AGC的值就要上升了。在脉冲数量开始与设定的过载值相同时，AGC的值就不再上升了。,27,1350赫兹产生器,主要的部分就是IC145 EPROM，输出的信号

15、是：O4：等间隔的脉冲；O5：1350脉冲。,28,优先电路,接收到优先命令就开始排队,29,编码键,有四个模式可以选择：主控；主触发；从属；从触发。 操作模式的选择由ST1和ST0来设置。IC55是一个64位的双移位寄存器，串行输入输出。这就意味着要在64个时钟循环才能完成加载。 识别码的名字存在IC55/a里，同时IC55/b保持一个同步位。 ASM在收到IC55/b送来的同步脉冲，就开始工作。 在主控模式下，IC54设置到输入2；主触发模式，设置到输入3；从属模式下，设到输入0。 从/到VOR（或者其他的VHF设备）的信号，通常是通过IFV接口单元传送的。,30,调制器TMP,调制器TM

16、P是在处理器TPR和发射机TTP之间的。主要的任务是把TPR送来的延迟后的脉冲进行转换，转换为脉冲对，并进行宽度调制和整形，以驱动TTP中的射频调制级。 第一级是集电极调制，第二级是C类放大，TMP的输出信号包括高斯脉冲和其下的基座，也就是架在一定直流电平上的脉冲。需要注意的是：FSD-40和FSD-45的TMP单元是不能互换的，不仅是因为他们的EPROM是不同的，其他方面也有一定的差别。,31,主要的组成是： 编码器；超细补偿的主延迟电路；缓冲器和峰值检波器；自动调制控制AMC和整形器；保护电路；可编程的外设接口PPI。 TMP的输入信号是： -COD： 由TPR提供的数字信号，低电平激活，

17、可以是识别、应答、填充脉冲中任何一种。 -CAM H/L： 由多工器DPX提供负的模拟信号，从检测回来的发射脉冲得到的。 -WDO ： 由控制器CTR通过TBI提供的数字信号，低电平激活。在CTR工作正常时是低电平，在控制器故障时，这个信号将使编码器停止。 TMP的输出信号是： -MOD： 是由TTP单元提供的负的模拟信号，表征调制组合信号。 -SWF： 由AKW通过TTP提供的数字信号，低电平激活。 -CBPS： 低电平激活的打开采集器的信号，保护电路发现故障送出告警，这个信号由TTP电源将电压输出短路。 -RCINH； 低电平激活，数字信号，在编码器工作期间，抑制TRC单元工作，防止发射脉

18、冲返回到TRC。,32,从TPR送来的-COD信号到达编码器，每次编码器接收一个单脉冲，输出一个脉冲对。脉冲对的间隔是依据所选择的工作模式（X或Y模式）而定的。对于一个单脉冲送来，使解码器工作并输出脉冲对，但解码器的输出不是单一的，这些输出中的2个，用在整形器的（基座和高斯脉冲），2个作为基准（基座和高斯脉冲），另1个激活AKW的放大级。最后还要有1个输出信号在发射期间去抑制TRC的工作。 编码器工作与否取决于-WDO信号的有无，如果当前工作的控制器停止了，这个信号将在一个小的时间段后抑制编码器的工作。,33,编码器的输出中有5个信号输出到超细补偿电路，也就是主延迟调节链路的最后一环。链路的头

19、2环是在TPR中的，在这里主延迟以50纳秒的步进进行调节。而在超细补偿电路里，调整的步进降低为25纳秒，从超细补偿电路输出的信号送到AMC和整形器中。 AMC电路是用来保证发射信号整形的连续性的，要作到这一点，必须将检测到的发射信号CAM H/L和基准信号进行比较。其结果用来修正整形器信号的宽度，以得到正确的波形。 混合信号获得以后通过一个模拟开关送到TTP单元。 控制器给TMP单元提供一个诊断系统来检查它的最重要的电路：在看门狗电路失效时检查编码器的工作情况；对保护电路和AMC也是同样的。 PPI电路允许控制器把命令送达TMP单元并校验其工作的正确性，这些信息的交换是通过TBI完成的。,34

20、,编码器,由TPR接收的-COD信号，在AND1中与看门狗电路的输出信号混合。在CTR出现问题时，（-WDO设置为高电平，）定时器开始计数，在2.1秒后，定时器的输出转为高逻辑电平，截断-COD信号。AND1的输出信号之后进行数字化分离，送到AND2中的IC36，与-MODEN信号混合。,35,主延迟电路（超细补偿）,这个部分是以25纳秒为步进，修正信标的主延迟。EPROM的输出的5路信号通过两种方式来完成以上的功能：一是到50纳秒延迟电路，二是到75纳秒电路。PPI电路送来的补偿位信号决定着是用哪一路来补偿，在补偿位是低时，将产生25纳秒的附加步进延迟，而为高时，将激活第2路工作。,36,3

21、7,峰值检波和缓冲器,缓冲器 IC50的输入是从DPX单元来的不同的CAM信号，送到TMP去。IC41、IC42组成的峰值检波器输出一个等同于CAM信号峰值的直流PR.,38,AMC和成型器,这个部分的功能是整理出一个使高斯脉冲交迭于基座之上的复合信号，送给TTP单元调制。当从GAUF信号中获得高斯脉冲的同时，基座由EPROM PEDF信号获得。这两个信号的幅度将被连续地检查以获得正确的形状。就象我们在原理部分中叙述的那样，MOD信号的整形检查是在RIV脉冲峰值的10%和90%点处进行的，通过检查这两个点的持续时间来确认。 10%点持续时间是要与EPROM提供的PDER基准信号比较，90%的持

22、续时间是通过与GAUF基准信号比较的。比较之后产生的输出电压将对PEDF和GAUF进行调整。出现过大情况，会将把脉冲的幅度降低。,39,主延迟电路,40,保护电路,保护电路要连续检查持续时间和发射脉冲的数量，同时，控制电路使用的时钟也要检查，当这些控制中有一个或多个出现问题时，将会导致以下的情况： TTP电源输出电压短路（-CBPS信号）； TMP输出的MOD信号中断； 超细补偿电路输出钝化（不灵敏）。 发射脉冲幅度的检测是由IC44在RIV信号的60%处得到的。这个电路还包括IC9/B双稳态触发器和IC29计数器。发射脉冲的计数是按照编码器来GAUF脉冲进行的，计数大约持续6.5毫秒，当脉冲

23、对的数目超过大约12000/S时电路开始工作，计数电路包括IC1、IC2、IC30。 时钟的检查由单稳态IC22和双稳态IC35/B完成。,41,保护电路图,42,发射机 TTP,在前面的讲述过程中，调制器TMP所起的作用，是实现双脉冲和脉冲的整形，这个电路可以说只是对脉冲包络的形成以及基座电压的叠加功能，所说的调制，意思更接近于整理；那么在TTP这个单元中，要实现的是最终的调制，就是要把TMP产生的脉冲对RF进行幅度调制，以便后级的使用。在FSD40设备中，这个部分输出的信号可以直接上到天线上辐射出去，但在45设备中，这个部分主要是为AKW单元做准备，更接近于“预放大”的功能。,43,TTP

24、组成,包括一个自己的单独电源和几个子系统，详细情况是这样的： 调制信号放大器； 射频区； 电源； 测量电路； 接口电路。,44,TTP主要功能,调制信号放大器用来线性放大MOD信号，当然，这个信号是从TMP送来的。经过幅度调制和射频信号调制后，送到AKW单元。射频区的输出，要送到测量电路。电源部分主要是直流转换，提供连续的电压。转换器的输出电压是可以调整的，供给RF末级。这个电压也要给MOD放大器使用。在电源部分中还有防止过压和欠压的保护电路。测量电路主要对模拟参数进行测量，模拟多工器通过TBI把结果送到监视器。另外，电压的测量结果和射频信号的检测结果要驱动单元面板上的第一和第二个LED。接口

25、电路的作用是提供TTP和AKW单元的总线。,45,40的TTP,46,45的TTP,47,合成器TFS,合成器的输出是1W未调制的连续波，频率与发射频率相同。同时TFS也产生其他的信号，这些信号通过RF链中的耦合器来采集，给TRC和MIN使用。发射频率测试功能信号、8MHZ振荡、PLL和输出功率控制信号都送到监视器。 组成，大致可以分成 PLL频率合成器； RF区； 预比例器 PRESCALER 分配器链路； 数据和控制总线。,48,49,PLL,频率合成器主要是锁相环路的应用，这个技术是很简单的，但是又是可靠的。,50,用振荡器输出电压和信号的相位差去控制振荡器频率。控制电压要控制振荡器的相

26、位或频率，使鉴相器的输入信号相位差尽量地小。振荡器的相位和输入信号的相位“锁”在一起，跟随输入信号的相位变化。采用低通滤波器的作用是抑制高频成分。也就是说锁相环是使一个振荡器的频率和相位受一个控制信号锁定的闭环振荡电路。在频率上，振荡频率严格等于控制信号的频率，在相位上则保持一个固定的差值。锁相环用PLL表示。,51,鉴相器是一个相位比较电路，可实现输入信号vi和压控振荡器输出vo的相位鉴别 ，实现相差电压的变换 ； LF为环路滤波器环路滤波器一般是一个低通滤波器，功能是：传递相位误差信号 vD(t) ； 滤除高频分量和干扰 。振荡器要调节频率，是通过改变选频网络的参数，如R、L、C实现的。V

27、CO是通过改变一个控制电压去改变振荡器的频率，因此，VCO是一个电压/频率变换电路。由于VCO便于控制，它可以组合成许多有用的电路。,52,TFS的RF区,本质上说是VCO，这个振荡器由TR101和L，C网络组成，振荡的是发射频率fT，当然了，它是和控制电压Vs成比例的。VCO输出的RF信号，电平在10DBM，送到一个两级的预放大器，TR201和TR301放大器的输出要高于25dBM。末级放大器TR401将信号电平升高到31dBM，以使它的输出能够驱动TTP单元。,53,RF区,54,预比例器,主要包括IC503设定分频器（4分频），和两个可编程的分频器IC501、IC502，他们的分频范围是40和40/41。,55,AKW千瓦功放,主要组成： RF放大链； RF输出信号监视； “保护锁存”电路； RF级电源电路； 数字信号传输电路； 辅助电源电路； 温度感应电路。,56,