Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 44
Текст из файла (страница 44)
~~и л, Тато ери РегУлиРовка УсилениЯ в тРа+ ктах звуковой и видеочастот. Способы регулировки коэффициента усиления каскадов последетекторной Н Рис. 6.4 Гетеродинный тракт, ре>улировки и индикация 237 части приемника в основном те >ке, что и способы регулировки К, резонансных усили~елей. Чаще в усилителях звуковых часто~ ' 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 электронной регулировки усиления и стереобаланса используют также специализированные ИМС. 6.3. АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ Автоматическая регулировка усиления (АРУ) предназначена для поддер>кания постоянного напряжения на выходе УПЧ, необходимого для нормальной работы выходных устройств приемника [2). Уровень сигнала на входе приемника изменяется обычно в очень широких пределах; при максимальном напря>кении на входе РПрУ система АРУ должна обеспечить минимальный коэффициент усиления УТ приемника и наоборот. Таким образом, задача АРУ вЂ” изменять усиление УТ РПрУ в зависимости от уровня входного сигнала.
Система АРУ должна иметь устройство, напряжение Е „на выходе которого зависит от уровня сигнала в радиотракте. Таким устройством может служить, например, амплитудный детектор. Напряжение Е „подаваемое на усили~ельные каскады, изменяет их коэффициент усиления. Для АРУ в приемнике создается цепь, состоящая из детектора АРУ и фильтра. За счет АРУ в приемнике диапазон изменения напря>кения сигнала (/„„Ю„,„„.„.= а на его выходе меньше, чем диапазон изменения сигнала (/,,1(/,к „„, = р на входе, где (/„„,„,„и (/,„к,„, — требуемые номинальные напря>кения соответственно на выходе и входе приемника.
Чем больше отношение а>(>, называемое диапазоном АРУ, тем эффективнее АРУ в приемнике. В зависимости от способа подачи регулируемого напряжения АРУ подразделяются на обратные, прямые и комбинированные. Структурная схема обратной АРУ. В этой схеме (рис. 6.5, и) напряжение регулировки Ее„получают из напряжения (/ки на выходе регулируемого усилителя (РУ), в ко~ором могут применяться способы регулировки усиления, рассмотренные в ~ 6.2.
Напря>кение Е„„подается со стороны выхода в направлении входа РУ, что и обусловило название э~ого вида АРУ. Детектор АРУ (Д) обеспечивав~ напря>кение Ерн на его выходе, пропорциональное амплитуде напряжения (/„„: Е„е.=К,(/,„в. Фильтр АРУ (Ф) отфильтровывает составляющие частот модуляции и пропускает мед- ГЛАВА б гзв РУ РУ ввыв б) РУв РУ, ывыв узч и и Рис. В.в лепно меняющиеся составляющие напряжения Ерви 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 вЂ” 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 характеристикой АРУ (рис. 6.6), выражающей зависимость У,„в = Е(У„„). Если АРУ простая, то при увеличении св,„напряжение У„ы, = КРУ,„из-за уменьшения за счет АРУ резонансного коэффициента усиления Кс увеличивается в меньшее число раз, чем напряжение У,„.
С повышением У,ы„увеличивается Еви и соответственно уменьшается К,. Недостаток простой АРУ состоит в том, что коэффициент усиления радиотракта уменьшается и при приеме слабых сигналов, когда этого не требуется. Для устранения этого недостатка используют АРУ с задержкой, в которой цепь ясй вявя в= сся51 р я АРУ о о цввр и„„ и,» Рис. в.б Рис. 6.7 Гетеродннный тракт, ре>улнроекн н индикация 239 АРУ начинает действовать только в том случае, когда входное напряжение с>'„е превышает пороговое У..„; при этом слабые сигналы цепью АРУ не ослабляются (см.
Рис, 6.6). При идеальной работе цепи АРУ с задержкой для У„т > У„„напряжение на выходе усилителя постоянно (штриховая линия на рис. 6.6). По мере увеличения коэффициента усиления усилителя в цепи регулировки характеристика АРУ реального усилителя все в большей степени приближается к идеальной. Недостатком обратной регулировки является то, что она не позволяет получать идеальную характеристику АРУ: можно лишь приблизиться к ней.
Обратная АРУ не может быть идеальной, поскольку для ее работы принципиально необходимо приращение выходного напряжения Ас>',н». Если допустить, что АРУ идеальна, то АУ„,е = О, при этом Е„,. = сопзй К„= сопзй регулировка отсутствует, а, следовательно, У,„„должно возрастать. Структурная схема прямой АРУ. Цепь АРУ (см. рис. 6.5, б) подключена к входу регулируемого усилителя, напряжение регулировки Ерн получается в результате детектирования входного напряжения.
При увеличении У„напря>кение на выходе детектора АРУ возрастает, при этом увеличивается Е „что вызывает уменьшение К,. Напря>кение У,н„=К,Е,„. Если У,„увеличивается, то Ке уменьшается; при этом их произведение может оставаться постоянным. Прямая ЛРУ позволяет в принципе получить идеальную характеристику регулировки (рис. 6.7), 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 ЛРУ нестабильна, т.е. подвержена действию различных дестабилизирующих факторов. Если, например, из-за изменения температуры или напряжения источника питания коэффициент усиления К„регулируемого усилителя увеличится, то характеристика АРУ из идеальной превратится в характеристику с нарастающим с>„„„(см. рис. 6.7). Структурная схема комбинированной АРУ. В этом случае (см. Рис, 6.5, в) рационально используются преимущества обеих схем ЛРУ: 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 РУО он, как правило, содержит несколько регулируемых каскадов. Второй регулируемый усилитель обычно одно- каскадный, его основная задача — несколько скомпенсировать возрастающее напря>кение на выходе первого усилителя. То, что идеальная регулировка на практике не достигается, не имеет большого значения, так как пределы изменения Ег„,„невелики. 240 ГЛАВА В Бесшумная АРУ.
Система АРУ обеспечивает в приемнике максимальное усиление тогда, когда принимается слабый сигнал. Это приводит к увеличению уровня шумового напряжения на выходе приемника. Это явление устраняет бесшумная АРУ (см. Рис. 6.5, г), для реализации которой создаешься специальная цепь бесшумной регулировки БШР, управляемая Е„„, Если Е, становится ниже определенного уровня, то цепь БШР вырабатывает напряжение Е„запирающее УЗЧ; при превышении Е „этого порогового уровня Е, становится равным нулю, УЗЧ отпирается и работа приемника восстанавливается.
Имеется ряд схемных реализаций цепи БШР. Назначение фильтра в цепи АРУ. Амплитуда сигнала в приемнике может изменяться по двум причинам: 1) при использовании амплитудной модуляции для передачи информации в системе связи или радиовещания; 2) из-за замираний, при которых уровень сигнала на входе приемника изменяется по случайному закону в широких пределах. Цепь АРУ должна устранять только замирания сигнала, но не должна реагировать на полезные изменения амплитуды АМ си~нала, что обеспечивается с помощью фильтра АРУ.
Скорость полезных и вредных изменений амплитуды сигнала различна. При АМ амплитуда сигнала подвер>кена быстрым изменениям, например, при телефонной связи и звуковом радиовещании частота модуляции составляет 50...5000! ц. Замирания сигнала в основном медленные, обычно частота замираний 0,1...10 Гц. Напряжение Е„на выходе детектора АРУ содержит полезную и вредную из-за замираний сигнала составляющие. Напря>кение Е„,„ на выходе фильтра АРУ определяется только вредной составляющей напряжения Е,.
В качестве фильтра используют обычно простую цепь ЕаС~,. Если АРУ применяется в нескольких регулируемых каскадах усиления, то ставят не один, а несколько фильтров. Искажения АМ сигнала в усилителе с АРУ. В реальных цепях АРУ фильтр не полностью подавляет составляющие частоты модуляции напряжения на выходе детектора АРУ. Это приводит к искажениям сигнала. Для пояснения процесса возникновения искажений положим вначале, что цепь АРУ идеальна, а на входе регулируемого усилителя действует АМ колебание с модуляцией одним тоном частоты Е; тогда огибающая этого АМ колебания Е!„„= = У„(1ь щ соз Й1), где л> — коэффициент модуляции; Г> = 2Лà — угловая частота модулирующего колебания; ~/„— амплитуда несущей.
При идеальной АРУ цепь регулировки вырабатывает постоянное напряжение Е„~, при котором коэффициент усиления усилителя Ка= Ем,Ем„где 5„„— крутизна регулировочной характеристики. Тогда при идеальной цепи АРУ огибающая выходного напряжения Гетеродннный тракт, ресулнроакн н индикация 241 (6.1) (.Г„„= Ке У„т = Ке(,гн (! + и сов й Г). В реальной цепи АРУ фильтр не полностью подавляет составляющие частоты модуляции, к тому же вносит определенный фазовый сдвиг ср, с учетом которого напряжение регулировки Е,= = Е„„[ ! + т'сов (ь2 1 + р)1, где и'Е„„— амплитуда составляющей частоты Г на выходе фильтра АРУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
