Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 37
Текст из файла (страница 37)
6.11. При Увых пг~п ы Увых ппп действует задержка, поэтому К=К ,„=сонэ!, т. е. начальный участок этой характеристики строится по формуле У, = К„„У,х. Для удобства отсчета У,х, изменяющегося в широких пределах, на оси абсцисс применяют логарифмический масштаб. 6.6. ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС В УСИЛИТЕЛЕ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКОЙ УСИЛЕНИЯ При разработке АРУ важно правильно выбрать структуру и параметры фильтра нижних частот в цепи регулирующего напряжения (Ф на рис. 6.3). При слишком большой постоянной времени этого фильтра цепь АРУ не успевает реагировать на быстрое увеличение или уменьшение напряжения сигнала, при слишком малой же постоянной времени также возможны искажения сигнала.
Предположим, что на вход приемника поступает амплитудномодУ1ТиРованный сигнал вида У„= У,хп(1+т сов 51!). Этот сигнал будет усилен, продетектирован амплитудным детектором цепи АРУ и пройдет через фильтр АРУ, в котором составляющая частоты модуляции напряжения будет частично подавлена и может изменить фазу.
В результате Ур,„в первом приблигкенни будет изменяться по закону У„„=У„,0[1+[асов(Ы+гр)1. Здесь для п остоты анализа не учтено, что в процессе формирования регулир р ющего напряжения возможны нелинейные искажения закона мору д ляции, т. е. помимо составляющей с угловой частотой й в спект.
у' р е этого напряжения могут быть также составляющие с частотами 21), Зйй и др. При действии такого напряжения на регулируемый усилитель, характеризуемый зависимостью К=ар(Урег) вида рис. бл, коэффициент усиления, также в первом приближении, будет изменяться по закону К=Ка[1 — 5,9 соз(Я!+гр)1. Здссь ʄ— коэффициент усиления, соответствующий регулирующему напряжению 5„= — б(К/б(У„„— крутизна используемого участка характеристики на рис. 6.9.
В данном рассуждении этот участок считается линейным, т. е, и в этом случае мы пренебрегаем нелинейными искажениями. Обозначим 5убь=ы и, умножив У,„на К, найдем уточненный закон изменения напряжения иа выходе усилителя: У,их=У„К (!+пбсозй1) [1 — чсоз(111+бр)), х ыаы "Убх х ыцп Рпа, ВЛ1 184 нли иначе У„= У К [ 1 + и? с05 ба ! — аг с05 (ьб ! + гр)— — и ч 0,6 соз (22 1+ гр) — щ ч 0,6 соз <р).
Полученный результат приводит к следующим выводам: !88 измспспие коэффициента усиления с частотой модуляции вызывает изменение коэффициента модуляции сипшла. При хр=О результирующий коэффициент модуляции равен )л» вЂ” ч), т. е. возмо>кпо ослаблсннс или подавление модуляции; сигнал оказывается модулированным, помимо основной угловой частоты й, второй гармоникой с угловой частотой 2о, т. с. возникают пелниейныс иска>кения закона модуляции. Коэффициент гармоник пропорционален ч.
Ослабления модуляции не булст при ч=.б„т. е. если переменная составляющая продетсктированного напряжения будет полностью подавлена фильтром. При неправильном выборе структуры и параметров фильтров возможна неустойчивость коэффициента усиления и вместо стабилизации напряжения сигнала на выходе могут возникнуть сильные колебания его.
Для обеспечения устойчивости следует знать особенпостн нсстацнопарных процессов в уси>нпелс АРУ. Рассмотрим ЛРУ по схеме на рис. 6.3,а. Обычно постоянпу>о времени нагрузки детектора выбирают сравнительно малой, так что напряжение устанавливается здесь во много раз быстрее, чем на выходе фильтра. Такой выбор постоянной времени целесообразен при диодном детектировании потому, что (см. рис. 5.12) процессы нарастания и спада напряжения на нагрузке детектора происходят с неодинаковой скоростью. Заряд конденсатора происходит через диод, обладающий малым внутренним сопротивлением, и быстро заканчивается при увеличении амплитуды полводимого переменного напряжения.
При уменьшении амплитуды диод запсрт и конденсатор разряжается через высокоомное сопротивление нагрузки, т. е. разряд происходит значительно медленнее. Следовательно, если бы перехолцые процессы в детекторе играли существенную роль, то цепь АРУ действовала бы неодинаково при положительных и отрицательных приращениях папрям ения сигнала. Поэтому детсктор обычно делают малоинсрциопным н переходными процессами в нем можно пренебречь.
11апряжение с выхода сглаживающего фильтра действует на органы регулирования коэффициента усиления. Изменение параметров органов регулирования происхолпт практически безынерциопно, по опо вызывает изменение напряжения н тока уснливаемого сигнала, что приводит к нсстационарным явлениям в колебательных контурах н фильтрах. Этими явлениями можно пренебречь, т. е.
связывать псреходной процесс только с фильтром в цепи ЛРУ. Оси<>ванисч для такого допущения является то, что усилители радио- и промежуточной частоты вместе с детектором дол>хны воспроизводить модулированное колебание и модулирующсс сообщение, тогда как сглаживающий фильтр, как было выяснено, должен подавлять продукты модуляции, т. е. он значительно более ннерционсн. В установившемся режиме У,„»=К(у'„, причем коэффициент усиления К зависит от регулирующего напряжения 1>р,„. К= =й>(ире,). Регулирующее напряжение можно приближенно (без 188 учета напряжения валер е жкн) определить как ирег= вы х у ф у ( ис.
63а); Кх— с К вЂ” коэффициент усиления усилителя рис,а; коэффициент передачи детектора по напряжен ю; Кф — фф и; — коэ ици чи ильт а. В становпвшемся режиме оп близок к едикже считать постоянным липе. В первом прибли>кении „можно та> н близким к единице. той же системе после увели- Рассмотрим теперь соотношения в той же систс. чспия нап яжения па малое значение Лс>„. Напряжение,, при С щего напряжения ЛУ„,=Л(>,„„К,К~КФ, оотвстств новое значение и коэффициент усиления К'=»р р„+ азложив К' в ряд по степеням Л „„огра- малом Л(уре„можно, разлож кичиться псрвыми членами разложения: к'=ф(и„„)+1)ф(и„,„Уг)(У„„) ли„„.
=5, п сдставим это выраОбозначпв, как и выше, — (г(К/г(сурег) = „, р — г где 5» — положительный коэ ицьев видеК К ий ч гвствительность усилителя к и . епт, характеризующий яжеиия 1»' „. тот коэ пцие ч>ч [иепт можно найти регулирующего напряж р„~ж графически по характеристике на рис... аким о чаем + Л (гвых (1'вх+ Л ~в») (К Л ~ввгх »К» КхКФ) вых+ Вычитая отсюда 1>',ых= „„, нахал , находим Л и,ы„= Л (1„К вЂ” ((У„+ Л (У, ) Л (У.
Ф 3 ККК, откуда Л(ув „=ЛУ„К~(1+(и-+Л(У х)~»К К Кф) Полагая . < Л(у' <1>', можно упростить это выраженно: (6.4) Л(У,„,= Л(У,„К1(1+5,и„хК,К,КФ). ит от э фектнвностн регулировки. Пред- Произвелсние Я»К,» завнсит от эф.„е ., отношение конечных приращении: ставим ~у как очно Здесь Л Ь рег = Л(/вхККуКвКфв, глс фв 'коэ ф . в установившемся режиме.
л че; овательно, ильтра ЛК (ЛК 1ливх Ли 'КГ( >( К " 'Х К ~ ивх Г(,К»КФ, ' Ливх у х Ф П и эффективной регулировке относит, сительное изменение коэфри э п имс но соответствует относительному изме- фициента усиления примерно нению напряжения на входе, поэтому ежиме почти неизменным. э ется в установившемся реж Обозначим в ) =К и назовем эту величину ко- дальнеишем (ЛК»>К)>г(Л(>вх/1>вх) Кр,г и назовем т эффициентом качества р у р .
азове в ег ли овкп, диапазоне в нен, но п и иксированном нач жений Кр„непостояне, р нач женин на входе может считаться определеннои вел вательно, ЗуУвхКхК»КФ= КрегКФ/Кфо. Произведение Лс/„К в числителе (6.4) — приращение напряжении на выходе, которое было бы, если бы цеп АРУ ла на приращение сигнала. Обозначим Л(/„К=А(/ ь не реагирова- (6.4) принимает вид вх = выхо. Теперь Л с/ вых= //выхо (! +Крег (Кф/КФ в)1.
(6.5) опе ато ног Обозначим Л(/„ж(/)/Ь(/,,о=$(1) и представим (6.5) р р о уравнспия для переходного процесса: — в виде $ (/) ' (/г)/['+ К,. Кф (/г)~/Кф о). На ис. 6.12 изоб р .. рагкены схемы трех вариантов фильтра с числом звеньев от одного до трех. Полагая, что фильтры действуют практически в режиме холостого хода, будем принимать в установившемся режиме во всех трех случаях Кфо= 1. В однозвенном фильтре из=и!/(1+)огС!/г!), т. е. в операторной форме Кф(р) = =1/(1+ра,), где а!=Я!С!, в двухзвенном фильтре Ко(/г) =!/(1+ +ра, +рвах), где а, =С,/тг!+Сг/тз+Сз/т!; аз=С,/(!Сг/сз; в трехзвснном фильтре Ко(р) =1/(1+ра!+р'аз+рзаз), где а!=С!/т!+Сз/тз+ +~з/тз+Сз/т!+ Сваг+ Сз/тз' аз= С,Р!Сг та+С!/т!Сзйз+СзКзСзйз+ + Сз/тзСз/т!+ С,К!Свез/ а,= С!Д!Сз"тзСзцз. В общем случае фильтра из и звеньев К ( ) = 1 1 [ с=! с"'в----, зо|-'о>Д~!.х /(~ч-т. а=! Иначе ( +Крэг)$(/)-~1(Р) !+ ~так/га)//~ 1+ 5~/гааз/(1 [ К ) Решение дифференциального уравнения этого вида имс т у ф р у, причем коэффициентами при / в показателях е пока- являются корни знаменателя, т.
е. корни уравнения в 1+ ~з, /га аа/(1 + Кр,„) = О. (6.6) а=! При одпозвенном фильтре характеристическое уравнение имеет вид 1+раг/(1+Кр„) = О, откуда р = — (1+К,)/а = — (1+ — рвт Следовательно, переходный процесс будет экспоненциальным, апериодическим, с постоянной времени т=СЯ!/(1+Кр,„). По таб- грт /р2 /"3 лице операторных изображений находим решение операторного уравнения, имеющее в этом случае вид б и,„„, "' ~ С,/1, График переходного процесса для этого случая показан на рис. 6.!3 (сплошная линия). В момент скачка напряжения коэффициент усиления еще пе уменьшен АРУ, поэтому первоначальное увеличение напряжения на выходе такое же, как при коэффициенте усиления до скачка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
