Точность и помехоустойчивость систем радиоавтоматики. Устройства радиоавтоматики, страница 22

 Система АРУ (рис. 4.29) содержит усилитель ПЧ с управляемым аттенюатором. Выходное напряжение усилителя  поступает на детектор, затем сравнивается с напряжением задержки . При слабых сигналах выходное напряжение детектора меньше напряжения задержки, и с помощью усилителя постоянного тока (ПТ) управляемый аттенюатор устанавливается в положение максимального коэффициента передачи.  Если напряжение на выходе детектора превышает напряжение  , на аттенюатор поступает напряжение , снижающее коэффициент передачи. Чтобы предупредить демодуляцию полезного сигнала, управляющее напряжение подается через фильтр низких частот ФНЧ, ослабляющий составляющие спектра амплитудной модуляции принимаемого сигнала. В рассматриваемой системе АРУ нет интеграторов, и в системе существует статическая ошибка, определяемая разностью между выходным напряжением детектора и напряжением задержки. Эта ошибка необходима для создания управляющего напряжения .

          Произведем расчет требуемого коэффициента усиления в контуре АРУ.

 Выходное напряжение равно

,

а его логарифм равен

,                              (4.35)

где  – коэффициент усиления регулируемого усилителя ПЧ.

 Если усилитель имеет линейную зависимость логарифма коэффициента усиления от управляющего напряжения, то выражение (4.35) принимает вид

,                                      (4.36)

где   – наибольшее значение коэффициента усиления в дБ;  – крутизна характеристики аттенюатора в дБ/В.

          Построим функциональную схему системы АРУ, в которой производится сравнение логарифмов значений   и .

Представим разность логарифмов напряжений в виде

         ,

где .

Тогда

.                                (4.37)

Используя (4.36) и (4.37) и полагая коэффициент передачи детектора равным единице, построим структурную схему линеаризированной системы АРУ (рис. 4.30, а). В этой схеме производится сравнение логарифмов выходного и опорного напряжений  и , соответственно. Разность логарифмов затем с помощью масштабного коэффициента  и коэффициента передачи усилителя ПТ  преобразуется в управляющее напряжение , которое уменьшает усиление регулируемого усилителя. Поэтому масштабный коэффициент  имеет отрицательный знак. Деление на 20 необходимо для преобразования значений, заданных в децибелах. В рассмотренной схеме нет переменных параметров, и ее быстродействие не зависит от уровня сигнала.

          При исследовании ошибки системы АРУ представим уровень входного напряжения в виде

,

где  – пороговое напряжение сигнала, соответствующее началу действия АРУ;  – превышение порогового уровня в дБ.

          Тогда величина  [дБ] является возмущающим воздействием, создающим относительную ошибку  [дБ]  (рис. 4.30, б).

          Функция передачи по ошибке равна

.

          Ошибка АРУ равна

.                                          (4.38)

Пример 4.2. Определим требуемый коэффициент передачи  усилителя ПТ  при использовании микросхемы AD8367, предназначенной для усиления сигналов в полосе частот до 500 МГц при полном коэффициенте нелинейных искажений (THD) 60 дБ. Микросхема AD8367 содержит пассивный аттенюатор с диапазоном регулирования 45 дБ. Коэффициент передачи аттенюатора  дБ/В. Подставим в уравнение (4.30) величину ошибки  дБ,  дБ и напряжение В. Тогда решение уравнения даст значение

4.10. Помехоустойчивость следящих измерителей

Для получения аналитических выражений при анализе помехоустойчивости следящих измерителей при действии шума используются частотные методы, рассмотренные в 3.5. Предполагаем, что на вход линейной системы с частотной характеристикой  поступает помеха с СПМ  (рис. 4.31, а). Из выражения (3.22) дисперсия флюктуационной ошибки, создаваемой широкополосной помехой, равна

.                                           (4.39)