СЛУЖБЫ СОЛНЦА НИИ КрАО

January 1, 2013 by admin Комментировать »

Цветков Л. И., Сырейщиков В. П.

НИИ «Крымская астрофизическая обсерватория» п. Научный, Крым, Украина тел. (0654)-23-73-70, e-mail: litsv@mail.ylt.crimea.com Федеральное государственное научное учреждение «Научно-исследовательский радиофизический институт»

(НИРФИ) Россия тел. +7 (8312)-366639, e-mail: syr@bk.ru

Аннотация – Кратко описываются схемные решения и результаты испытаний 4-х канального радиометрического модуля, предназначенного для нового радиотелескопа Службы Солнца РТ-2, сооружаемого в лаборатории радиоастрономии НИИ КрАО.

I.                              Введение

Международным астрономическим союзом 2007 год объявлен международным гелиофизиче- ским годом и, в связи с этим, НИИ «КрАО» принял некоторые обязательства по усовершенствованию радиоастрономической части Службы Солнца.

В лаборатории радиоастрономии НИИ «КрАО» сооружается сантиметровый радиотелескоп РТ-2 для мониторинга солнечной активности в диапазоне 2,0- 5,0 см. Система облучения антенны состоит из параболического зеркала и трех волнового совмещенного облучателя [1]. Переключение диаграмм направленности антенны on-off осуществляется с помощью p-i- п модуляторов, управляемых от выходного устройства радиометров. Особенности системы облучения радиотелескопа требуют двух режимов модуляции: одновременного перекпючения каналов и переключения на разных некратных частотах.

Задачи прецизионных радиометрических измерений требуют использования аппаратуры с высоким качеством обработки сигнала: стабильность, помехоустойчивость, широкий динамический диапазон, программное дистанционное и ручное управление. Вывод выходной информации на компьютер в графическом и цифровом виде.

II.                         Основная часть

В НИРФИ для нового радиотелескопа НИИ «КрАО» разработано 4-канальное выходное устройство радиометров. Выходное устройство радиометров осуществляет обработку сигнала после квадратичного детектора: усиление, фильтрацию, синхронную фильтрацию, синхронное детектирование, предварительное аналоговое интегрирование, задающую генерацию опорного сигнала, с возможностью программного управления усилением сигнала, фазой опорного сигнала, постоянной интегрирования.

Выходные устройства каждого из каналов имеют отличительные схемные особенности:

–         входной каскад на малошумящем операционном усилителе, что позволяет подключаться непосредственно к квадратичному детектору без предварительного усилителя.

–         изменение усиления производится за счет глубины отрицательной обратной связи, без аттенюатора, позволяя получить лучшее соотношение сигнал/шум.

–         в схемах синхронной фильтрации и синхронного детектирования применено разделение коммутационного управления и выходного сигнала со стороны инвертирующего входа и выхода операционного усилителя, что позволило получить усиление полезного сигнала без усиления коммутационных шумов.

–           схема управления вырабатывает импульсы длительностью меньше половины периода опорного сигнала, что позволяет создать своеобразную «мертвую зону» -1/512 часть периода. Это повышает надежность и снижает чувствительность к паразитным сигналам СВЧ тракта.

Схема интегрирования производит программноуправляемое изменение постоянной интегрирования без скачков полезного сигнала и имеет низкое выходное сопротивление с инверсией выхода для возможности подключения длинного кабеля.

Выходное устройство радиометров позволяет иметь следующие сервисные возможности:

1.         Унифицированность и полная взаимозаменяемость каналов.

2.         Работа от внутреннего источника опорного сигнала с одной или тремя частотами.

3.         Электронное потенциальное кодовое управление трактом, в ручном режиме и возможность дистанционного электронного управления через длинный кабель по минимальному количеству шин.

4.         Программное управление усилением, значением фазы опорного сигнала и постоянной интегрирования.

5.         Выходной сигнал выводится в парафазном виде инвертирующий и не инвертирующий.

6.         После длинного кабеля выходной сигнал подается на дифференциальный усилитель, так что подавляются синфазные помехи.

Функциональная схема одного канала ВНЧ представлена на рис.1.

Основные технические характеристики

1.         Количество шин управления усилением – 3.

2.         Максимальный коэффициент усиления – 1000.

3.         Количество шагов Кус.-8.

4.         Шаг изменения коэффициента усиления – 3 дБ.

5.         Входное сопротивление -10 кОм.

6.         Постоянные интегрирования -200 мсек, 1сек.

7.         Частота опорного сигнала-410, 820, 1640 Гц.

8.         Номинальное значение выходного сигнала 5 в.

9.         Стабильность нулевого уровня – 0,2 %.

10.       Стабильность коэффициента усиления – 1 %.

11.       Максимальное значение выходного сигнала 10 В

12.          Количество каналов -4.

13.          Управляющий модуляционный сигнал соответствует КМОП-логике.

III.                           Заключение

В работе представлены результаты лабораторных испытаний радиометрического модуля.

Приведенные технические характеристики и сервисные возможности по управлению режимами позволяют, в будущем, полностью автоматизировать процесс наблюдений, сбора данных и создавать информационные пакеты для представления в международные центры прогноза солнечной активности.

IV.                     Список литературы

[^] Донской М. В., Миронов М. А., Цветков Л. И. Совмещенный облучатель трех диапазонной антенны солнечного радиотелескопа. В кн.: 13-я Международная конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии».Материалы конференции. – Севастополь: Вебер, 2003. С. 427.

OUTPUT EQUIPMENT OF RADIOMETERS FOR RT-2 RADIO TELESCOPE OF THE SRI CrAO SUN SERVICE

Tsvetkov L. I., Syreyshchikov V. P.

SRI «Crimean Astrophysical Observatory»

V.                     Naychny, Crimea, Ukraine

Ph.: (0654) -23-73-70, e-mail: litsv@mail.ylt.crimea.com Federal State Scientific Institution «Research Radiophysical Institute»

Russia

Ph.: + 7 (8312) 366639, e-mail: syr@bk.ru

Abstract – The schematics and test results ofthe 4-channel radiometric module intended for the new radio telescope RT

Puc. 1. Функциональная схема одного канала 4- канального выходного устройства радиометров.

Fig. 1. Block diagram of LF-amplifier

2  ofthe Sun Service of laboratory of radio astronomy ofthe SRI CrAO are described briefly.

I.                                         Introduction

In SRI «CrAO» the radio telescope RT-2 for monitoring solar activities in range 2.0-5.0 cm is constructed. The system of irradiation of the antenna consists of a parabolic mirror and three-wave feed [1]. The switching of antenna patterns on-off implements with the help p-i-n of modulators controlled from an output equipment of radiometers.

II.                                        Main Part

In RRPI for the new radio telescope of SRI «CrAO» the 4- channel output equipment of radiometers is designed. The output equipment of radiometers executes processing of a signal after the quadratic detector: amplification, synchronous filtration, synchronous detecting, and preliminary analogue integrating specifying generation of a reference signal with a capability of program control. Base parameters:

1.        Commonality and full transposability of channels.

2.        Actuation from an internal source of a reference signal with one or three frequencies.

3.        Electronic potential code control in a manual mode and ability of electronic remote control.

4.        Program control by amplification, value of a phase of a reference signal and constant of integrating.

5.        The output signal is injected in a paraphrase kind inverting and not inverting.

The functional diagram of one channel of LF-model is shown on Fig.1.

III.                                       Conclusion

Outcomes of tests of the radiometric module testify that there is a capability to automatize process of observations completely, as well as processing of observational data and granting of the information concerning activity of the Sun in international centers.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты