Система автоматической регулировки усиления (АРУ). Характеристики и общая блок схема системы АРУ. Разновидности систем АРУ

Оглавление

1. Введение. 2

2. Система автоматической регулировки усиления (АРУ) 3

3. Характеристики и общая блок схема системы АРУ. 4

4.Разновидности систем АРУ. 7

4.1 Классификация систем АРУ. 7

4.2 Простая система АРУ. 11

4.3  Система АРУ с задержкой. 11

4.4 АРУ в радиолокационных приемниках. 12

4.4.1 Мгновенная автоматическая регулировка усиления(МАРУ) 14

4.4.2 Временная автоматическая регулировка усиления(ВАРУ) 16

4.4.3 Инерционная автоматическая регулировка усиления(ИАРУ) 17

5. Список использованной литературы.. 17

1. Введение

В радиолокационных станциях амплитуда отраженных сигналов на входе приемника зависит от расстояния до цели, ее геометрических размеров и отражающих свойств, а также от ракурса цели, т. е. ее положения относительно РЛС.

В приемниках связи -амплитуда входных сигналов часто изменяется по причине изменения условий прохождения радиоволн. Если же радиосвязь осуществляется с подвижным объектом (авиация), то изменение интенсивности принимаемых колебаний обуславливается еще изменением расстояния между приемником и передатчиком.

Если усиление приемника неизменно и таково, что обеспечивается нормальный прием слабых сигналов, то сильные сигналы будут усиливаться с большими амплитудными искажениями. Если коэффициент усиления приемника уменьшить (с целью ослабления нежелательных искажений сильных сигналов), то слабые сигналы не будут приняты.

Таким образом, радиоприемник с постоянным коэффициентом усиления не может обеспечить качественного приема сигналов, интенсивность которых изменяется в больших пределах.

Радиоприем считается нормальным, если полезные сигналы различного уровня создают на выходе приемника практически одинаковое напряжение. Его необходимая величина устанавливается при помощи ручной регулировки усиления (РРУ), а постоянство обеспечивается системой автоматической регулировки усиления (АРУ).

Так как основное усиление принимаемых сигналов происходит в усилителе промежуточной частоты, то АРУ чаще всего осуществляется в каскадах УПЧ.

2. Система автоматической регулировки усиления (АРУ)

АРУ- предназначена для поддержания уровня выходного сигнала приёмного устройства или усилителя вблизи некоторого номинального значения при изменении уровня входного сигнала. Автоматическое выполнение этой функции необходимо потому, что изменение уровня входного сигнала могут происходить хаотически и достаточно быстро, и ручная регулировка усиления (РРУ) оказывается невозможной. РРУ и задает тот уровень выходного сигнала, который должен поддерживаться системой АРУ. Уровень входного сигнала меняется на 60-100 дБ из-за:

·  изменения расстояния между РПрУ и РПУ

·  изменения условий распространение радиоволн

·  интерференции

·  перестройки приёмника на другую станцию

·  флуктуации отражающей поверхности цели случайного изменения поляризации

Выходное напряжение не должно меняться более, чем на 1.6- 9,5 дБ чтобы не было перегрузок каскадов в тракте приёмного устройства и искажении информационной составляющей. При этом сама система АРУ не должна вызывать чрезмерных искажений огибающей сигнала или приводить к появлению паразитной AM.

В идеальном случае выходное напряжение приёмника должно оставаться неизменным после достижения некоторого значения Uвых_min обеспечивающего нормальную работу оконечного прибора. Это значит, что коэффициент усиления должен изменяться по закону:

Для этого в состав системы АРУ должен входить АД и ФНЧ, для увеличения эффективности действия добавляют ещё и усилитель, (рис. 1 ).

Рисунок 1. Система АРУ

Реально системы АРУ соответствуют этому соотношению с большим или меньшим приближением, как это показано на рис 2.

Рисунок 2. Зависимость U_вых от U_вх

3. Характеристики и общая блок схема системы АРУ

Остановимся вкратце на основных характеристиках системы АРУ, необходимых для построения теории этой системы. К таким характеристикам относятся амплитудная характеристика цепи АРУ, амплитудная характеристика регулируемого усилителя при отсутствие и при наличии регулировки усиления, регулировочная характеристика.

Амплитудная характеристика цепи АРУ - это зависимость стационарного значения напряжения регулирования, подаваемого на сетки регулируемых ламп, от стационарной амплитуды выходного напряжения регулируемого усилителя:

Обычный вид этой зависимости при отсутствии и при наличии задержки АРУ представлен на рис. 3, а и б. При наличии задержки напряжение регулирования начинает отличаться от нуля лишь при превышении выходным напряжением уровня U_вых = Е₃, изменяясь при дальнейшем изменении Uвых в пределах рабочего диапазона прак- тически по линейному закону. При правильном выборе параметров цепи АРУ нелинейность характеристики сказывается лишь за пределами рабочего диапазона. При отсутствия задержки характеристика линейна, начиная с Uвых = 0. Угол наклона характеристики к оси абсцисс определяется коэффициентом передачи (усилением) цепи обратной связи (Кобр): .

Рисунок 3.  Амплитудная характеристика цепи АРУ.

а — без задержки; б — с задержкой

Обычный вид амплитудной характеристики регулируемого усилителя, определяющей зависимость амплитуды выходного напряжения (U_вых) от амплитуды входного напряжения (U_вх) при отсутствии автоматической регулировки уси- ления, представлен на рис. 4. Эту характеристику также можно считать линейной до определенного значения Uвых =Uогр ; при больших амплитудах сигнала начинает сказываться