Регулировки в радиоприемниках. Автоматическая регулировка усиления. Автоматическая подстройка частоты

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Причины изменения входного сигнала: передатчики различной мощности, изменение условий распространения радиоволн, например, замирания сигнала вследствие интерференции лучей, изменение расстояния между передатчиком и приемником (подвижные объекты). Для обеспечения относительного постоянства выходного напряжения, усиление тракта приемника К должно изменяться обратно пропорционально изменениям уровня входного сигнала (рисунок 6.1)

К

 


Кmax

Кmin

        0                                                                     Uвх      

Uвх minUвх max

Рисунок 6.1

Зависимость Uвых от Uвх при действии АРУ и без нее приведена на рисунке 6.2.

UвыхБез АРУ

Реальная АРУ

Uвых max

Uвых min

Идеальная АРУ

       0                                                                         Uвх

Uвх min                                         Uвх max

Рисунок 6.2

При идеальной цепи АРУ напряжение на выходе тракта не должно изменяться при уровнях входного сигнала, превышающих Uвх min, соответствующих номинальной чувствительности приемника. В реальном тракте изменения будут, но гораздо меньше, чем на входе. Введем обозначения для изменений входного и выходного сигналов

А =                и            В =                          (6.1)

Если напряжение на входе изменяется в десятки или в сотни тысяч раз, то на выходе допускается изменение только в несколько раз, а иногда на несколько процентов. Эффективность АРУ оценивается коэффициентом регулирования γ, равным отношению максимального коэффициента усиления тракта к минимальному  γ = Кmax / Кmin. Так как в тракте с АРУ Кmax = Uвых min / Uвх min и

Кmin = Uвых max / Uвх max , то с учетом (6.1)

γ = = .                             (6.2)

Например, если сигнал на входе приемника изменяется в А = 105 раз, а на выходе УПЧ допустимо изменение напряжения в В = 2 раза, то коэффициент усиления по напряжению в цепи АРУ должен изменяться в γ = 5•104 раз, то есть существенно.

Наибольшее распространение получили следующие способы регулирования усиления:

1. Изменением крутизны прямой передачи активных элементов тракта приемника через изменение режима по постоянному току (режимная или активная АРУ).

2. Изменением величины межкаскадной связи при помощи регулируемых делителей (аттенюаторная или потенциометрическая АРУ).

3. Изменением шунтирования нагрузки усилителей.

4. Изменением величины отрицательной обратной связи (ООС) усилителей.

В практических схемах возможно комбинированное использование указанных методов регулирования.

В зависимости от способа подачи регулирующего напряжения АРУ подразделяются на обратные, прямые и комбинированные.

Структурная схема тракта приема с обратной АРУ приведена на рисунке 6.3. В этой схеме регулирующее напряжение Uрег формируется детектором ДАРУ на выходе усилительного тракта и после фильтрации оно воздействует на регулируемые цепи, изменяя усиление обратно пропорционально уровню входного сигнала. Для сглаживания пульсаций Uрег, обусловленных полезной модуляцией сигнала или воздействием помех, постоянная времени фильтра в цепи АРУ RФСФ должна быть соизмерима со средним временем замираний сигнала и больше периода низкочастотных изменений сообщения. На схеме показаны также развязывающие цепочки RС, постоянные времени которых в 10 раз меньше постоянной времени RФСФ.


ВЦ      УРЧ        СМ        УПЧ                                   Д

UВХ                                                                                                        UВЫХ  


С                              С


                                                          Г                                          ДАРУ

R                              R


UРЕГ          Rф 


Рисунок 6.3

Обратная АРУ не может быть идеальной, так как в ней принципиально необходимо приращение выходного напряжения ∆UВЫХ. Оно создает регулирующее напряжение UРЕГ для изменения коэффициента усиления К. Если допустить, что АРУ идеальна, то ∆UВЫХ = 0, при этом UРЕГ = const и К = const, регулирование отсутствует, а следовательно, UВЫХ должно возрастать пропорционально UВХ.

В схеме прямой АРУ (рисунок 6.4) регулирующее напряжение вырабатывается в результате усиления и выпрямления входного напряжения и действует в том же прямом направлении, в котором проходит принимаемый сигнал в регулируемом усилителе. При увеличении UВХ напряжение на выходе детектора АРУ возрастает, увеличивается UРЕГ, что вызывает уменьшение коэффициента усиления регулируемого усилителя К. На выходе напряжение UВЫХ = КUВХ должно оставаться постоянным.

РУ

                   Вх

                                                                                                    Вых

 


У          ДАРУ      Ф                                                  

                                              UРЕГ                            

 


Рисунок 6.4

В отличие от обратной АРУ здесь теоретически возможно получить идеальную характеристику регулировки (рисунок 6.2). Практически реализовать эту возможность не удается. Условие постоянства выходного напряжения состоит в строго определенном изменении коэффициента усиления при изменении напряжения на входе. Это невозможно, если учесть, что напряжение на входе, может изменяться в тысячи раз, а на цепи АРУ воздействуют различные дестабилизирующие факторы. Кроме того перед детектором АРУ должен быть усилитель У с большим динамическим диапазоном и коэффициентом усиления, соизмеримым с коэффициентом усиления регулируемого усилителя РУ. Реализовать усилитель с хорошей линейностью в большом диапазоне

Похожие материалы

Информация о работе