应答机系统剖析

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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。 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

2、作。 AKW将信号放大到峰值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 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。 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

3、电路认可最后变为0的那个输入。 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。 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

4、向TBI传送时使用接收 器，数据送回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。 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 。 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； B

5、PCS单元信号的读缓冲器。 数字和模拟多工器 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。 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

6、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。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。 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。 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

7、器）； 寂静时间定时器； 主延迟电路； 反回波定时器； 噪声产生器； AGC产生器； 1350赫兹产生器； 优先电路； 编码键。 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

8、修正，延迟计数器的计数步进是50 纳秒。 过程 由解码器产生的一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

9、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。 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

10、主控，DME：DVOR=1：3 主触发，DME一组，3组同步给DVOR 从属，重复VOR来的码。 从触发，从VOR接收到一个同步信号，就 重复一次。 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

11、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。 ， 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。 CK20 主 延 迟 IC43 CK1 定时器IC125 解码器 J GATE2 17 寂静时间编程 （步进1微秒） IC72 RP GATE0K 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

12、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。 MAIN DEALY 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

13、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。 反回波编程 , 定时器 反回波编程， 1微秒步进 P/O IC125 CK1 从主延 迟IC43 来 AEC2 TRC 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

14、，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。 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319，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。 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4

15、800对/秒。见图319，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。 1350赫兹产生器 主要的部分就是IC145 EPROM，输出的信号是：O4：等 间隔的脉冲；O5：1350脉冲。 741微秒计数器 IC132 、133 、143 EPROM A0A9 TAC DME/DME VAR P/O IC131 优先电 路 -IDENT 优先电路 接收到优先命令就开始排队 0 G 1 0 1 2 3 TMP + + -IDENT DPN+P+SQ 主延迟 -COD 1350产生器 编码键 -MORCO IC32 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