Глава7 (лекции по УППС (УПОС))

2018-01-12СтудИзба

Описание файла

Файл "Глава7" внутри архива находится в следующих папках: лекции по УППС (УПОС), Глава7. Документ из архива "лекции по УППС (УПОС)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиоприёмные устройства" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "радиоприёмные устройства" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Глава7"

Текст из документа "Глава7"

Глава 7. Регулировки в радиоприемных устройствах

7.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В процессе изготовления и эксплуатации радиоприемника необходимо регулировать ряд его показателей: частоту настройки, коэффициент усиления, полосу пропускания. В зависимости от вида регулируемого параметра различают: регулировку усиления, которая может осуществляться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника; регулировку частоты настройки, обеспечивающую прием сигналов в широком диапазоне частот; регулировку полосы пропускания,

которая может производиться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника. Возможны регулировки и ряда других параметров.

Регулировка бывает ручной и автоматической. Первая служит для установки исходных показателей РПрУ, вторая поддерживает выбранные показатели на требуемом уровне. Некоторые виды регулировок можно отнести к смешанным. В современных РПрУ для регулировок, управления и контроля широко используют микропроцессоры. В ряде приемников предусматривается дистанционное управление.

7.2 РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ

Резонансный коэффициент усиления К0 одноконтурного усилителя радиосигналов определяется выражением (6.12). Регулировка К0 может осуществляться изменением любой величины, входящей в это выражение.

При синтезе устройств регулировки требуются существенная зависимость К0 от напряжения регулировки ЕРЕГ, малый ток регулировки, малая зависимость других параметров усилителя от изменения Е0. Рассматриваемые ниже способы изменения усиления применимы для ручных, и автоматических регулировок.

7.2.1 Регулировка усиления изменением крутизны осуществляется изменением режима усилительного элемента (УЭ), поэтому называется режимной. Для изменения крутизны |Y210| необходимо менять напряжение смещения на управляющем электроде УЭ: напряжение UБЭ0 в БТ или UЗИ0 в ПТ. Изменение UБЭ0 вызывает существенное изменение крутизны в рабочей точке. При изменении напряжения смещения в ПТ меняется практически только крутизна, а в БТ еще и такие параметры, как GВХ и GВЫХ.

Регулирующее напряжение ЕРЕГ подается в цепь эмиттера либо в цепь базы транзистора. Схема регулировки первого вида показана на рис. 9.1, а), напряжение смещения на транзисторе UБЭ0 = U0 ЕРЕГ. По мере увеличения ЕРЕГ напряжение UБЭ0 уменьшается, что влечет за собой уменьшение тока IK0 и крутизны, в результате чего коэффициент усиления К0 снижается. Цепь регулировки должна обеспечить ток, примерно равный IЭ0. Если регулируются N каскадов, то ток регулировки IРЕГN IРЕГ, поэтому цепь регулировки должна вырабатывать сравнительно большой ток IРЕГ – недостаток схемы на рис. 9.1, а). От этого недостатка свободны цепи регулировки второго типа, в которых напряжение ЕРЕГ вводится в цепь базы – рис. 9.1, б). Согласно рис. 9.1, б) UБЭ0 = U0 ЕРЕГ, поэтому принцип регулировки в обоих случаях одинаков. Достоинство регулировки по схеме рис. 9.1, б) состоит в том, что ток IРЕГ, равный току делителя IД = (5... 10)IБ0, во много раз меньше тока IРЕГ при регулировке по схеме рис. 9.1, а). Включение в цепь эмиттера резистора приводит к уменьшению эффективности регулировки, так как он обеспечивает стабилизацию режима не только при изменении температуры, но и при изменении ЕРЕГ. При включении этого резистора для обеспечения той же глубины регулировки не-

обходимо подавать большее значение напряжения ЕРЕГ. Аналогично осуществляется режимная регулировка в усилителе на ПТ.

7.2.2 Регулировка усиления резонансного усилителя изменением эквивалентного сопротивления контура может осуществляться различными способами. На рис. 9.2 показана схема регулировки с подключенным параллельно контуру диодом VD. При ЕРЕГ > UK диод закрыт и контур практически им не шунтируется; при этом RЭ и К0 наибольшие. При ЕРЕГ < UK диод открывается и его входное сопротивление шунтирует контур. В этом случае RЭ, а следовательно, и К0 уменьшаются. Основной недостаток такого способа регулировки состоит в том, что при изменении RЭ меняется не только К0, но и эквивалентное затухание контура, а это вызывает изменение полосы пропускания усилителя. Тем не менее при сильном сигнале допустимо некоторое ухудшение избирательности.

7.2.3 Регулировка усиления резонансного усилителя изменением коэффициентов включения контура осуществляется с помощью регулируемых делителей напряжения (тока). Напряжение с контура подается на некоторый делитель Z1Z2, изменяя одно из сопротивлений которого можно менять коэффициент включения n – рис. 6.6. Аналогична и схема для изменения m. В качестве сопротивлений Z1 и Z2 можно использовать катушки с переменной индуктивностью либо конденсаторы с переменной емкостью, однако этот способ регулировки практически не используется, так как при изменении сопротивлений делителя неизбежна расстройка контура.

7.2.4 Аттенюаторная регулировка – между усилительными каскадами включают аттенюатор с переменным коэффициентом передачи. Используются регулируемые делители, емкостные делители на варикапах, мостовые схемы. На рис. 9.3, а) показана схема регулируемого аттенюатора на диодах VD1 VD3 . При ЕРЕГ > UK. При |ЕРЕГ| < |U0| диоды VD1, VD2 открыты, а диод VD3 закрыт; при этом коэффициент передачи максимален. По мере увеличения ЕРЕГ динамические сопротивления диодов VD1 и VD2 увеличиваются, а динамическое сопротивление диода VD3 уменьшается и, следовательно, уменьшается коэффициент передачи аттенюатора. На рис. 9.3, б) представлена схема делителя, в которой в качестве управляемого сопротивления применен полевой транзистор (ПТ) – под действием ЕРЕГ меняется сопротивление канала транзистора.

Аттенюаторы на p-i-n -диодах отличаются большим диапазоном изменения сопротивления и малой емкостью. В схеме аттенюатора на рис. 9.3, в) режим p-i-n -диодов VD1, VD2, VD3 управляется изменением смещения ЕРЕГ на базе транзистора VТ1 с помощью потенциометра RРЕГ. При нулевом напряжении регулировки ЕРЕГ диоды VD1 и VD2 закрыты, а VD3 открыт и затухание аттенюатора минимально. При максимальном напряжении регулировки диоды VD1 и VD2 открыты, а VD3 закрыт и затухание аттенюатора максимально.

7.2.5 Регулируемая ООС – на рис. 9.4 обратная связь формируется в цепи эмиттера транзистора. В усилительных каскадах параллельно RЭ обычно включают конденсатор CЭ большой емкости для устранения ООС.

В схеме на рис. 9.4 глубина ООС регулируется изменением емкости конденсатора CРЕГ; блокировочный конденсатор CБЛ служит для разделения по постоянному току цепей регулировки и питания транзистора. В качестве CРЕГ обычно используется варикап VD. С увеличением ЕРЕГ барьерная емкость диода VD уменьшается, напряжение ООС увеличивается, коэффициент усиления К0 уменьшается.

7.2.6 Регулировка усиления в последетекторных трактах. Способы регулировки коэффициента усиления каскадов последетекторной части приемника в основном те же, что и способы регулировки коэффициента усиления резонансных усилителей. Чаще в усилителях применяют плавную потенциометрическую регулировку усиления; в широкополосных усилителях такую регулировку используют обычно в низкоомных цепях. Наряду с потенциометрической часто осуществляют (особенно в широкополосных каскадах и ОУ) регулировку усиления с помощью регулируемой ООС. В некоторых случаях находит применение и режимная регулировка. Для элект-ронной регулировки усиления используют специализированные ИМС.

7.3 АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ

Автоматическая регулировка усиления (АРУ) предназначена для поддержания постоянной мощности сигнала на выходе УПЧ – необходимое условие нормальной работы выходных устройств приемника. Уровень сигнала на входе приемника может изменяться в очень широких пределах; при максимальном напряжении на входе РПрУ система АРУ должна обеспечить минимальный коэффициент усиления усилительно-преобразовательного тракта (УТ) приемника и наоборот. Таким образом, задача АРУ — изменять усиление усилительно-преобразовательного тракта РПрУ в зависимости от уровня входного сигнала.

Система АРУ имеет устройство, напряжение ЕРЕГ на выходе которого зависит от уровня сигнала в радиотракте. Таким устройством может служить, например, амплитудный детектор. Напряжение ЕРЕГ, подаваемое на усилительные каскады, изменяет их коэффициент усиления. Для АРУ в приемнике создается цепь, состоящая из детектора АРУ и фильтра. За счет АРУ в приемнике диапазон изменения напряжения сигнала UВЫХ /UВЫХном на его выходе меньше, чем диапазон изменения сигнала UВХ/UВЫХном на входе, здесь UВЫХном и UВХном — требуемые номинальные напряжения соответственно на выходе и входе приемника. Чем меньше это отношение, называемое диапазоном АРУ, тем эффективнее АРУ в приемнике.

В зависимости от способа подачи регулируемого напряжения АРУ подразделяются на обратные, прямые и комбинированные.

7.3.1 Обратная АРУ – рис. 9.5, а). В этой схеме напряжение регулировки ЕРЕГ формируется из напряжения UВЫХ на выходе регулируемого усилителя (РУ), в котором могут применяться способы регулировки усиления, рассмотренные в § 9.2. Напряжение ЕРЕГ подается со стороны выхода в направлении входа РУ, что и обусловило название этого вида АРУ. Детектор АРУ (Д) обеспечивает напряжение ЕРЕГ на его выходе, пропорциональное амплитуде напряжения UВЫХ: ЕРЕГ = КДUВЫХ. Фильтр АРУ (Ф) отфильтровывает составляющие частот модуляции и пропускает медленно меняющиеся составляющие напряжения UВЫХ. Цепь АРУ, которая состоит только из детектора и фильтра, называют простой АРУ. В цепь АРУ может включаться усилитель до или после детектора. Усилитель до детектора АРУ — это УПЧ, после детектора — УПТ. В высококачественных РПрУ усилитель иногда включают и до, и после детектора. При наличии в цепи АРУ усилителя ее называют усиленной.

Работа регулируемого усилителя совместно с цепью АРУ описывается амплитудной характеристикой – зависимостью UВЫХ = F(UВХ) – рис. 9.6. При увеличении напряжения UВХ на входе регулируемого усилителя с простой цепью АРУ коэффициент усиления К0 уменьшается за счет АРУ, поэтому выходное напряжение UВЫХ = К0UВХ увеличивается в меньшее число раз, чем напряжение UВХ. С повышением UВЫХ увеличивается ЕРЕГ и соответственно уменьшается К0. Недостаток простой АРУ – усиление энергии сигналов уменьшается и при слабых входных сигналах, когда этого не требуется. Для устранения этого недостатка используют АРУ с задержкой, в которой цепь АРУ начинает действовать только в том случае, когда входное напряжение UВХ превышает пороговое UПОР; при этом слабые сигналы цепью АРУ не ослабляются – рис. 9.6. При идеальной работе цепи АРУ с задержкой для UВХUПОР напряжение на выходе усилителя постоянно (штриховая линия на рис. 9.6). По мере увеличения коэффициента усиления усилителя в цепи регулировки характеристика АРУ реального усилителя все в большей степени приближается к идеальной. Особенностью является то, что она не позволяет получать

При обратной регулировке можно лишь приближаться к идеальной характеристику АРУ. Обратная АРУ не может быть идеальной, поскольку для ее работы принципиально необходимо приращение выходного напряжения UВЫХ. Если допустить, что АРУ идеальна, то UВЫХ = 0, при этом ЕРЕГ = const; К0 = const, регулировка отсутствует, а следовательно, выходное напряжение UВЫХ должно возрастать.

7.3.2 Прямая АРУ – рис. 9.5, б). Цепь прямой АРУ подключена к входу регулируемого усилителя, напряжение регулировки ЕРЕГ формируется в результате детектирования входного напряжения. При увеличении UВХ напряжение на выходе детектора АРУ возрастает, при этом увеличивается ЕРЕГ, что вызывает уменьшение К0. Напряжение на выходе детектора UВЫХ = К0UВХ. Если UВХ увеличивается, то К0 уменьшается; при этом их произведение может оставаться постоянным. Прямая АРУ позволяет в принципе получить идеальную характеристику регулировки (рис. 9.7), но практически добиться этого не удается. Такой АРУ свойствен ряд недостатков, основной из которых состоит в необходимости включать перед детектором в цепи АРУ дополнительный усилитель с большим коэффициентом усиления. Прямая АРУ нестабильна – подвержена действию различных дестабилизирующих факторов. Если, например, изменение температуры или напряжения источника питания увеличивает коэффициент усиления К0 регулируемого усилителя, то характеристика АРУ из идеальной превратится в характеристику с нарастающим UВЫХ – рис. 9.7.

7.3.3 Комбинированная АРУ – рис. 9.5, в) – рационально объединяет преимущества обратной и прямой АРУ: стабильность обратной АРУ и возможность получения идеальной характеристики в прямой АРУ. Для первого усилителя — это обратная, а для второго — прямая АРУ. Основная регулировка происходит в регулируемом усилителе РУ1, который, как правило, содержит несколько регулируемых каскадов. Второй регулируемый усилитель обычно однокаскадный, его основная задача — несколько скомпенсировать возрастающее напряжение на выходе первого усилителя. То, что идеальная регулировка не достигается на практике, не имеет большого значения, так как пределы изменения UВЫХ невелики.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5075
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее