Линейные искажения в каналах и трактах систем передачи, методы коррекции искажений, страница 12

                                                                               (4.55)

    Передаточная функция РО определяется типом отнесенного к нему РЭ. В качестве последнего наиболее часто используется терморезистор косвенного подогрева. Работу терморезистора можно отобразить двумя инерционными звеньями 1-го порядка включенными каскадно. Передаточная функция РО с терморезистором имеет вид

                                                             (4.56)

где и - постоянные времени, отражающие тепловую инерцию тела терморезистора и инерционность передачи тепла от подогревателя к рабочему телу. Современные терморезисторы выполняются так, что >>.Поэтому передаточную функцию РО приближенно можно представить инерционным звеном 1-го порядка:

                                                                         (4.57)

где К_ро - коэффициент передачи от РЭ на выход РО. Эта часть РО рассматривается как пропорциональное звено. Передаточная функция регулятора определяется типом регулирования. В устройствах АРУ с П - регулированием  регулятор отображается пропорциональным звеном с передаточной функцией

                                                                                          (4.58)

В устройствах АРУ с И - регулированием в состав регулятора включается интегрирующее звено. Передаточная функция такого регулятора

                                                                               (4.59)

где   - постоянная времени интегрирующего звена.

    Передаточная функция разомкнутой петли ОС устройства АРУ с учетом выражений (4.54) и (4.59) запишется в следующем виде:                                                                                                                                                                                       

для устройства АРУ с  П-регулированием  

                                ,                                             (4.60)

где             К_П=К_ПККК_роК_рП   ;

    для  устройстваАРУ с И-регулированием

                                                                     (4.61)

где К_И=К_ПККК_роК_{рИ .} 

Передаточные функции устройств АРУ, определяемые выражением (4.54) с учетом (4.60) и (4.61), имеют вид:

для устройства АРУ с П-регулированием

                                                                      (4.62)

для устройства АРУ с И-регулированием

                                                  (4.63)

       По передаточной функции цепи Т(S) путем применения об   ратного  преобразования Лапласа можно найти переходную ха рактеристику

                                                                                     (4.64)

Форма переходной характеристики определяется полюсами передаточной  функции, т. е. корнями знаменателя. Если полюсы вещественны и отрицательны, то переходный процесс в системе всегда апериодическим и перерегулирование будет отсутствовать.

   Как  следует из (4.62), передаточная функция устройстваАРУ П-регулированием имеет один вещественный, отрицательный то процесс регулирования в этом устройстве будет апериодическим. Нужно, однако, отметить, что (4.62) получено на основе  отображения терморезистора инерционным звеном 1-го порядка. Если учесть более полную формулу (4.56), то передаточная  функция устройстваАРУ с П-регулированием будет иметь два  плюса, которые будут вещественными и отрицательными  при  выполнении условия

                                                                      (4.65)

     В устройствах АРУ с И-регулированием постоянная времени интегрирующего звена может составлять несколько часов, инерционные свойства терморезистора практически сказываются очень мало и передаточная функция (4.63) является достаточно точной.

    Применяя преобразование (4.64) и используя выражение (4.62), находим переходную характеристику устройства АРУ с П-регулированием:

                         (4.66)

   Как следует из полученного выражения, устройства АРУ с П-регулированием имеют принципиально неустранимую статическую погрешность регулирования

                                                    (4.67)

т.е. эти устройства относятся к статическим системам АРУ.

Уменьшить данную погрешность можно увеличением коэффициента передачи по петле авторегулирования К_п. Однако при этом может быть нарушено условие (4.65). Учитывая, что у современных терморезисторов   100, величина 20...25, т.е. статическая погрешность регулирования составляет примерно 5% от отклонения входного уровня сигнала КЧ. Соответственно если задаться допустимой статической погрешностью регулирования, то можно установить пределы регулирования устройства АРУ. Построив по выражению (4.66) переходную характеристику устройства АРУ, можно графически определить динамические параметры этого устройства.

    Для устройства АРУ с И-регулированием с учетом (4.63) находим при условии, что,

                  .                        (4.68)

    Из полученного выражения следует, что при      функция, т.е. рассматриваемая АРУ не имеет статической погрешности регулирования и относится к астатическим системам АРУ .Интегрирующее звено, входящее в состав АРУ с И-регулированием, является элементом памяти. Это позволяет легко осуществлять в астатических системах блокировку АРУ при пропадании или резком изменении уровня КЧ, не связанном с изменением затухания тракта. Наличие элемента памяти позволяет зафиксировать положение регулятора на момент пропадания сигнала КЧ и сохранить это положение до восстановления уровня. При отсутствии блокировки пропадание или снижение уровня сигнала КЧ воспринимается устройством АРУ как увеличение затухания тракта, регуляторы до предела будут увеличивать усиление ЛУс, что может привести к самовозбуждению каналов СП и перегрузке усилителей. После этого восстановление диаграммы уровней будет возможно только при прекращении связи по этой