117_lect_rpru_aru (564758), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В РЛС пржиниках для создания цифровой АРУ пр!нкняются тс же ЗВМ, каюрые используются идля управления РЛС и обработки радиолокацатнной информации широко применяется ЭВМ. которые ивано использовать для создания цифровой АРУ( ьАРУ). ).фРУ обладает рядом презлаущсств гмред обычиьЗми ВВФзоговыми системами "нбзавлсиыссгыо шгигсльнОсп! Процесса установления требуемого усиления от уровня входного сигнала, независимостью регулировочных характеристик от разбросов и конкретных свойсгв цепи АРу и регулируемого усилителя, возможносп ю усшновления требуемого усиления после прийма первого жс импульса от сопрсвожлаемой цепи, ас!вгизмом и сохранением установленного усиления прн перерывах в прьюме сигнала.
Идея построения обратной ЦАРУ иллюстрируется фушщвональнои схемой рис. Выхслное напряжение вндеоуснлиняж преобразуется в двоичный код в преобраювагеле напряжение-код (ПНК). ° Код выходного напряжения Иных сравнаиегся с этаюнным кодгь1 Из в схеме сраансюы кодов, в результате чего образуется код рассогласования ЬМ В результате поразрядного усреднения в схеме усрслнения и запоминания вырабагывасгся код регулирования Хр Код регулирования управляет регулируемыми злсментлни с днскрепюй двоичной регулировкой. Число таких элементов равно числу разрядов кода Регулнромяпы, н в зависимости от наличия в дмгном разряде Кр нуля гьзи единицы соотаепчвуюшнй элемент регулирования имеет минимальный или максимальный коэффициент передачи В схеме рисб полмэется, что этгп~и рсгулирусмыьги элемьзггнчгг яслгаотга мккады УПЧ с дискретной регулировкой (УГГЧДР).
Перепад козффициенга передачи элемента, соотвегсгвуюпгего лапюму разряду, сопряжен со старплпютаом ралзяда. Особенности амплитудных характеристик регулируемого усилителя под действием АРУ Парис. прелсинлены типичного вида амплитудные характеристики регулируемого уз:нлатетя. Анююгичлая АХ для всего приемника или сто линейной части.
0вых 0аых гпах О'вых шах И"*вых шах (Уеых пап ~гвых гпа рис Обозначения Пьах ппп- минмальиое входное напряжение, равное Ез в задержанной н усиленнозадержашюй АРУ. Пвх 1пах- максимальное входное напряжение при отсутствии АРУ, при котором АХ лннейна и отсутствуют нелинейные нскюксння. Пвх гпах- максимальное входное напряжение при наличии простой АРУ. 1Р ах шах- максимальное входное иапряже1пге для задержанного АРУ. (Рьвх щах- ьшксимальное входное напряжение в усилю - задерж. АРУ.. и'-6"-4' пл Если в приемникеАРУ нет; то с некоторого значения Пах шах начинает проявлягьсаиачинейносп а при еще большей Пвх и пе1хтрузка устшителя при зюм его способность перкпявагь приращения ~Знхтеряе1ся.
Амтитудпая ъюлуляцпя пхопнсго|ипряжения искажаегся ии» устраняется совсель При иекасриюннойЛРУ коэффициент усиления начинаегуменьп|аться с появлением Пвх гхарактерггстияа более пологая, чем при отсу|опии ЛРУ), огаыко искГяяиеаие амшвпудной харяперииики сщб не говорнг об искалгснии АМ сигнала, если система АРУ инерционна.
Изобрактяппас на рис. амплитудные характерисшкн ввяжется сгатичесюощ и сняты при медленном изменении Пвх, т.с. при замкнутой системе ЛРУ. Прн задержанной(или усюгенно задержюаой) ЛРУ козффицнепг усиления и амплитудные хараятерисппог усилителя безАРУ и с АРУ сов1яеятот ПРИ Ьвх<13вхпйп. Прн Изх=Ювхпйп вс~упаегв рабогу сиспяюАРУ, и коэффициент усиления снижается. Усиление в цепи ЛРУ способствует улу щюнию стабшваацин Пвых. Начиная с некоторого зиачгзгия якшах., сама цепь ЛРУ перегрувнецни се стабилизирующее действие ослабляется. Стгособы регулировки усиления в радыоприемных устройствах. Электрические методы регулирования коэффициента передачи пассивных и актввньтт элеыентов: 1. Изменение усиления происяоднт за счет изменения усилительных параметров активных приборов путем прнложнння регулиру1ощего напряжения Бр к их электролам.
При этом изменяется режим рабаны активного прибора па постоянному току и бодобные способы изменения усиления называют режимными. Режимные методы изменения коэффициента усиления основаны на зависимости параметров транзистора ат режима по настоянному току. Раасом таим схему усилителя иа полевом транзисторе (рис, ) Резона нсиьнз коэфф нцнент урнзен 1 овг " »й~»--— Я яэна д3с сис Крутизна транзистора Я '= — зависит от М/э напряженна смещения транзистора 1)зо. Подавая рсгулировочное нацряженне 1)р на Затвор транзистора, как это показано на рисунке, можно изменить Бзо, и крутизну ъраизнстара Б, а значит и коэффициент усиленна,йри увеличении (по абсоюпопвму значени~о) 1)р, рабочая точка(рнс.З) сдвигается влево, крутизна падает, усиление )зяеньшается. Применение автоматического смещения за счет цепочки Ки Си уменьшает глубину регулнраваиия(диапазон изменения Ко), т. к цепь Ки Си противодействует изменению режима.
Поэтому в регулируемых усилителях желательно цепь Ки Сн не ставить, а исходную рабочую точку задавать„применяя делитель Вз1, Вз2 в цепи затвора (рнс 1) овьа Для регулируемых усилителей лучше применять двузатаорные полевые транззгсторы (р~ ) В приемниках ии б ных исто ах режимные способы изменения коэффипиеига усиления также основаны на измененгвз параметров транзистора при изиенении режима по постоянному току (рис.
) На рис. показано как зависят крутизна, выходная и входная проводимости и постояшыя времени транзистора т 911 от тока коллектора 1к Изменение тока коллектора происходит за счет подача регулировочного напряжения в базу (рис. ) или в змитер транзистора (рис. ) пвз Напряжение смешения на ья . Ес базе транзистора Юбэ будет зависеть от напряжния Бп и ()р, изменяя последнее можно изменить ток базы, а значит итак коллектора,. в результате изменятся параметры трыгзистора и коэффициент усиления: Р „,~ ии,а сФ у~ б 6р ъ мм б ~бр ~ МФ транзистора 'аз и, требуется в каждом конкретном усилителе подбирать сопротивление Кб2.
Схема управления по эмипсру (рис. ) ие имеет этого недостатка, но из за того,иго по цепи регулирования протекает значительно больший ток (э, мощности, обеспечиваемой диодным детектором АРУ недостаточно. цзыя рис. Псетому при регулировке по змиттеру после диадяога детектора в цепи регулирования необходимо ставить усилитель постоянного тока или использовать транзссстарный детектор, который сам дает усиление по мощноспь Режимные способы АРУ имеют ряд недостатков.
Во-первых, при рабате АРУ нзменяепж АЧХ и ФЧХ усилителя, т. к. изменяются крутизна, йвх, йвых и Свх, Свых транзистора, Ва-вторых, если в регулируемом каскаде убрать цепочку Кз Сз для увелвчевня глубины регулирования, то наруюится термоссабилизщнякаскайь В-третьих, из-за криволниейнасти ВАХ транзисторов прн рабате АРУ возинкаот перекрестные н нелинейные искажения сигнала. 2. Нережимные методы регулирования усиления приемника основаны на применении диодов и ъравзнсторов как элементов с переменными В. или С-в схемах различных аттенюатсров илн в цепях обратной связи уснлвтельвйх каскадов, а) Управляемый атгенюатар.
Ндея использования управляемых атгенкиторов состоит в следующем' между усилпельными каскадами ставится атсенюкгар, козффициэнт передачи которого можно изменять нз-.за включения в него управляемого сопротивления или емкости (рнс ). Коэффициент передачи Кятс 21 . 22 ..21'+22 Овя Овьа Изменяя Е1 юси Е2 можно регулировать ксоффицнеит передачи. На рис показана схема управляемого атсенюатара, где управляемымн элементами 1 являются диоды. сопротивление которых Я,. =-- — „.
а 1и.е" Прн отсутствии Пр сопротивление диодов мало, 'с.к. ани открыты за счет полохпггельного напряжения н» анодах диодов. Подача положительного напряжения Пр на катоды через резисторы К1 н В4 падзакрывает диоды, нх сопротивление растет, коэффициент передачи аттенюатара падает. б) АРУ с регулируемой обркгной связью. Коэффициент усиления чстырбхполюспика с ООС находится по формуле: Кооо = — —, где Ко- коэффициент усиленна без ОС, 9- коэффициент передачи Ко 1+ дКо цепи ОС. Обратная связь в усилителе образуется при наличии переменного напряжения в цепи эмиттера.
Если изменять сопротивление Хэ пол воздействием регулировочлого напряжения, то будет изменятыя и коэффициенгусиленвя На рис. показан каскад с регулируемой ОС, где в качестве переменного сопротивления попользуется )ранзистор Т2: вис. Регулировочное напряжение подводится к транзистору Т2, таким обрезом, что сопротивление коллектор- эмитгер транзистора Т2 увеличивается при увеличении (по абсолютному значению) ()р, при этом увеличивается глубина ОС и усиление уменьшасюя. Поскольку граизжтор Т2 подключен к эмиттеру транзистора Т1 через конденсатор С2, то режим транзистора Т1 не меняется и его параметри остаются неизменными. Расчет АРУ и статическом режиме, Исходными данными для расчета являются заданный динамический лиапаюн и .
Эяэ . ю. „ входного сигнала В = и допустимый динамически вэыгходтного сигнала Увхпвп Увмх п1ах (lвых ппп Отсюда легко определить требуемый динамический диапазон регулировки Кпих .0 Уахювх Увыхппп усиления Ор. Ор Кппп В Ивх тт СЬмхшах Выбрав вид и число регулируемых элементов п, можно для каждого ихних рассчвтать или измср|пь рсгулировочную характеристику, т.е. функцию Ко)(бр),п затем получить общую регулировочиую характеристику всего регулируемого тракэ а прохождения сигнвю: Ко(1)р)= П Ко>(Ц>) ~ 1 Примерный вид регулировочной харакгеристики изображен на рис. Так яак 6, имеет норялох 10' — 10з, график регулировочной харакгсрисгияи строатск обычно в полулогарифмической сгктеме июрлинат, Прн выборе числа регулируемых-нлвивнгов необищимо принимать во вгннганве допустимые нелинейные искажешгя, унеличиввкняанскпри переходе рабочих точек в области нелинейности.
При увеличении чнслврегулируеьгыхэяемвизпн и щтизна регули1хжочпой харагггеристики увеличиваспж и перемещение рабочей точви:н' каждом регулируемы элементе уменьшаепж, т.е. уменьшакпся и нелинейные'нскжаанж. Однако прн улеличеяши и все регулируемые элементы огазывжотся дсполшпеяыго свазвннымн через общий исто*лшк П, что иногда затрудняет обеспечение устойчивости ВЧ регулируемьи усилителей, В обржных системах ЛРУ при подаче Ц, на каскад УПЧ число регзовгруемых каскайса обычно колебжтся в пределах 2-5.
Сами регулируемью кжжады должны располагатьса возможно5яижск входу прнемвико, как с точки зрения лучшей эащигзя от перегрузок, твк и с точки зрения снижения нелинейных искахений 1козффицнент нелинейэых искажений в УВЧ и УПЧ пропорционален (,г,', где Пе- амплитуда сигнала на входе каскаэа) Считая, что К~,~,„=11а~+ можно найги Оа~ы къ "в 'с ЗИВ ,где Съ - ъребупчый диапазон регухарООхи усиления, По значению Ка„а можно определить $3„„в аютиетствпи с регулировочной харахтернсзнхой 1см. рис. 10). Это значение П„„должна обеспечить система АРУ при подаче на еб вход максимаяыяио сипь ла в точке сьема напряжения для запуска системы АРУ. Будем считать, что на еб нжзн подлезая выхжное напряжение БВЧ. Тогда цепь АРУ обладает амплитудной харахтсрнсзнксй Ц, (13м,-„), примерный вид которой изображал на рис.11.
Свияги~ Мам= Оямкмс~э. О „„„=и, Рис.п В задержанной АРУрегулирующеенапряженнепоявляетсятольюпрн 11 . > Е,. прночеиь большом Цмясамапепь АРУ может перегружатми, чтоприволнткзагибу харехтеристики. Тшяенс угла наклонаампжпудной харакщжтикирзвен кочффш~иппууснления пепа АРУ К „. Считая эту характеристику линейной, записываем: Е, = — """, решаем относительно величины В.
К 1й -1) Из урмяияшя11) следует пеаозмпкносп получения аидсаяьнойэ обратной сисеемы АРУ,дяя которой В = 1, Это требует илн бесконечно большого усиления в пепи АРУ, трапе прохождения снгнаяа; или бесконечно большой велнчнвыьшроьения Е,яяа и „-о. Два послешшх условия вообще не имезот смысла Поскольку К,„,=К„К„Ко где К„- козффишгент передачидетекшраАРУ, аК,„,-внКациак уаь~епия)шввщв1 очевидна его роль а АРУ в улучшении стабилизации выходного напряжения. Чем больше К„„тем ближе В к единице, н темэффекпенееработаетАРУ. угрем и, Ц .. гс„-е >- 11 -Ц„„,. Ц 1В-1) =.
ь„~ тз-.',, Свикатьусиленнепрн б' <6'. „нецеяесообрашо,гянтомуеледуетбрать Е, =-О . ки. вкзочагьснстему АРУ после того, как выходное напряжениедосп:апет ночинаиыюго значения. Тогда получим: .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
