Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 60

Вид регулировочной характеристики зависит от способа регу­лирования и типа каскада. Как правило, используют три способа регулирования: регулировка внешних параметров усилительного каскада, включение в приемный тракт согласованных электронно управляемых аттенюаторов (ЭЛУ) (при постоянных внешних параметрах каскадов) и регулируемых каскадов на основе поло­совых   усилителей-ограничителей.

В усилительных регулируемых каскадах в настоящее время в качестве активных элементов используются либо лампы, либо биполярные и униполярные (полевые) транзисторы, а также спе­циальные интегральные микросхемы, построенные на их основе.

240

Регулировка усиления в таких каскадах осуществляется двумя способами: изменением режима питания по постоянному току; изменением   глубины   отрицательной   обратной   связи   на  частоте

Рис.4.3 сигнала. Выбор способа регулирования оптимизируется по оценке его влияния на входные и выходные параметры каскада, влияния на стабильность АЧХ и ФЧХ, температурную стабильность. Для каскадов на биполярных транзисторах предпочтительным является

Рис. 4.4

регулирование глубины отрицательной обратной связи. На рис. 4.4 показана схема твердотельного транзисторного усилителя, обеспечивающего характеристики регулирования по экспоненциальному за­кону в широком динамическом диапазоне [1]. Если параметры транзисторов   одинаковы,   то

(4.1)

при U_peг ≤ U_o, где q — заряд электрона. Если в схеме входы U_peг , и U_c (с фильтрующими цепями) поменять местами, то полу­чим   линейную   регулировочную   характеристику

(4.2)

Знак U _per при этом должен быть изменен на обратный.

Выполненные по  такой  схеме усилители  в  интегральном   ис­полнении   (например   ИМС   K237XK1)  имеют линейные  характе-

ристики регулирования в диапазоне 20—30 дБ, а микросхема 235УР7—

экспоненциальную     характеристику

до 60 дБ.

Линейную характеристику регули­рования можно получить при исполь­зовании полевых транзисторов, кру­тизна которых меняется по линей­ному закону в диапазоне изменения U_per Перспективным в каскадах ре­гулирования является использование двухзатворных полевых транзисто­ров (рис. 4.5), которые позволяют исключить влияние регулирования на стабильность характеристик при­емного канала.

Повышение требований к характеристикам приемных тракте РЛС привело к тенденции не только разделения функций усиле­ния и избирательности, но и разделения функций усиления, изби­рательности и регулирования усиления. Для этой цели вводят а приемный тракт электронно-управляемые аттенюаторы. Аттенюа­торы должны быть согласованы с трактом и обладать стабильными ФЧХ и АЧХ во всем диапазоне регулирования. Основой построе­ния аттенюаторов являются делители напряжения на резисторах, которые управляются транзисторами или коммутируются при помощи реле или p—i—n диодов. Простейший делитель напряжения

на транзисторе изображен на рис. 4.6,а, а его регулировочная характеристика   на   рис.   4.6,6.

Применение цифровых методов регулирования усиления, обес­печивающих точность установки амплитудного сигнала, привело к созданию многозвенных коммутируемых аттенюаторов из Т-об­разных звеньев (рис. 4.7). Каждое звено состоит из трех резисторов

и двух ключей. Соответствующим расчетом сопротивлений рези­сторов можно сделать затухание, вносимое каждым следующим звеном, вдвое превышающего затухание каждого последующего. Число градаций затухания составляет 2ⁿ, а цена градации выби­рается, исходя из заданной точности регулирования. Типовые значения максимального затухания до 64 дБ при цене младшего двоичного разряда 0,03—0,5 дБ. По заданному значению входно­го и выходного сопротивления р₀ при выбранных ступенях регу­лирования затухания сопротивления резисторов рассчитываются по   формулам:

где   i — порядковый   номер   звена разряда аттенюатора.                                                     243

В качестве управляющего устройства, коммутирующего реле или р—i—n-диоды, используются триггеры двоичного реверсивного счетчика. Время коммутации составляет 0,01 — 100 мкс. Для повы­шения стабильности фазовых характеристик в диапазоне СВЧ применяют мостовые схемы компенсации фазовых набегов при коммутации   звеньев.

Кроме перечисленных способов регулирования, существует способ использования широкополосного полосового ограничителя в качестве вычислителя отношения сигнала и регулирующего на­пряжения, некоррелированного с сигналом. В качестве этого на­пряжения используется широкополосный шум или внеполосное (по отношению к сигналу) гармоническое колебание с эффектив­ным значением U_p. Сигналы U_c и U_p суммируются на входе ог­раничителя   (рис.   4.8),   одновременно   проходят   через   него,   при

этом их сумма на выходе всегда равна уровню ограничения А.
При U_c<.U_p коэффициент передачи каскада в полосе частот
сигнала, отселектированной фильтром Ф_с (рис. 4.8) будет равен
[1]

Такой способ регулирования можно трактовать как намеренное подавление сигнала регулируемой помехой. Когда в качестве по­мехи намеренного подавления используется широкополосный шум, изменяющийся во времени по амплитуде, схемы с полосовым ог­раничителем получили название ШВАРУ. Кроме частотного ме­тода разделения полезного и мешающего сигнала можно исполь­зовать фазовое кодирование. Поэтому ограничители находят ши­рокое применение в приемных трактах сложных сигналов с фильт­ровой или корреляционной обработкой, обеспечивая практически идеальное мгновенное нормирование сигнала и шума. При про­извольном отношении мощности сигнала к шуму на входе отно­шение на выходе определяется соотношением [1]

При   больших   отношениях   сигнал/шум

что   связано   подавлением   синфазной   с сигналом     составляющей   шума. При

Таким образом, работа ограничителя при наличии шума при­водит к потере способности ограничивать полезные   маскируемые 'сигналы, и в большом динамическом диапазоне входных сигналов изменяет отношение сигнала к шуму в 8/п (раз—(2,5 раза), что поз­воляет  использовать   ограничители   в  каналах  обнаружения  для стабилизации   уровня   ложных   тревог.