Исследование системы автоматической регулировки усиления. Парфенов В.И - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

10
кой понимается зависимость коэффициента усиления регулируемого уси -
лителя по напряжению K от величины регулирующего напряжения U
p
:
K=f(U
p
). Примерный вид этой характеристики в логарифмическом масшта-
бе (K[dB]=20·lg(K)) изображен сплошной линией на рис. 1.7. Очевидно, что
коэффициент усиления максимален при отсутствии регулирующего напря-
жения, т.е. K=K
max
при U
p
=0. По регулировочной характеристике можно
определить величину U
pmax
, при которой K=K
min
. При этом коэффициент
регулирования (1.1)
minmax
/ KK
=
γ
.
В свою очередь регулирующее напряжение U
p
определяется уров -
нем сигнала на выходе регулируемого усилителя U
вых
. Зависимость уровня
регулирующего напряжения U
p
от величины U
вых
для простой АРУ показа-
на на рис. 1.8 (кривая 1). Зависимость U
p
= f ( U
вых
) называется передаточной
функцией петли регулирования
АРУ . При небольших U
вых
зави-
симость U
p
= f ( U
вых
) прямолиней -
ная . Однако при больших значе-
ниях U
вых
из -за перегрузки АРУ
зависимость существенно отли -
чается от линейной . Тангенс угла
наклона характеристики
U
p
=f(U
вых
), при ее аппроксима-
ции с помощью прямой линии,
определяет коэффициент усиле-
ния петли регулирования АРУ – K
АРУ
:
)1(
tg
âûõmin
pmax
âûõminâûõmax
pmax
ÀÐÓ
−
=
−
==
β
ε
U
U
UU
U
K , (1.4)
где
âûõmin
âûõmax
UU
=
β
.
Из выражения (1.4) следует, что невозможно получить «идеаль-
ную» обратную АРУ , имеющую идеальную амплитудную характеристику
2 на рис.1.2 и постоянную амплитуду выходного напряжения при
A
UU
>
, т.е. β=1. Действительно, при этом необходимо, чтобы K
АРУ
→ ∞
при конечном U
вх
, что практически невозможно.
Недостатком рассмотренной простой АРУ является то, что регули -
ровка в ней действует, начиная с самых слабых сигналов . Таким образом,
усиление снижается не только для сильных сигналов , которые могут при-
вести к перегрузке, но и для самых слабых сигналов , для приема которых
было бы необходимо использовать полное усиление.
2. Обратная АРУ с задержкой
Отмеченный выше недостаток можно устранить, используя систе-
му АРУ с задержкой. В такой системе регулировка начинается лишь тогда,
когда напряжение на входе регулируемого усилителя “у” превысит некото-
рый пороговый уровень U
вхп
. Подобный режим работы АРУ можно полу -
чить, если подать на диод АД некоторое напряжение смещения, называе-
мое напряжением задержки U
п
. В этом случае детектор остается запертым
до тех пор , пока напряжение на выходе регулируемого усилителя не дос-
e
1
2
U
p
U
pmax
U
п
U
вых
max
U
вых
Рис.1.8
                                          10

кой пон имается з ависимость коэф ф ициен та усилен ия регулируемого уси-
лителя по н апряж ен ию K от величин ы регулирую щ его н апряж ен ия Up:
K=f(Up). П римерн ый вид этой х арактеристики в логариф мическоммасш та-
б е(K[dB]=20·lg(K)) из об раж ен сплош н ой лин ией н арис. 1.7. О чевидн о, что
коэф ф ициен тусилен ия максимален при отсутствии регулирую щ его н апря-
ж ен ия, т.е. K=Kmax при Up=0. П о регулировочн ой х арактеристике мож н о
определить величин у Upmax, при которой K=Kmin. П ри этом коэф ф ициен т
регулирован ия (1.1) γ = K max / K min .
         В свою очередь регулирую щ ее н апряж ен ие Up определяется уров-
н емсигн алан авых одерегулируемого усилителя Uвых . Зависимостьуровн я
регулирую щ его н апряж ен ия Up отвеличин ы Uвых для простой АРУ показ а-
н ан арис. 1.8 (кривая 1). ЗависимостьUp=f(Uвых ) н аз ывается передаточн ой
                                                  ф ун кцией петли регулирован ия
    Up                                            АРУ . П ри н еб ольш их Uвых з ави-
                                                  симость Up=f(Uвых ) прямолин ей -
   Upmax                                          н ая. О дн ако при б ольш их з н аче-
                 1                2               н иях Uвых из -з а перегруз ки АРУ
                                                  з ависимость сущ ествен н о отли-
                                                  чается отлин ей н ой . Т ан ген сугла
                         e                        н аклон а           х арактеристики
                     Uп        Uвых max Uвых      Up=f(Uвых ), при ее аппроксима-
                    Рис.1.8                       ции с помощ ью прямой лин ии,
                                                  определяет коэф ф ициен т усиле-
н ия петли регулирован ия АРУ – KАРУ :
                                     U pmax               U pmax
              K À Ð Ó = tg ε =                      =                ,             (1.4)
                               U âûõmax − U âûõmin U âûõmin ( β − 1)
где β = U âûõmax U âûõmin .
         И з выраж ен ия (1.4) следует, что н евоз мож н о получить «идеаль-
н ую » об ратн ую АРУ , имею щ ую идеальн ую амплитудн ую х арактеристику
2 н а рис.1.2 и постоян н ую амплитуду вых одн ого н апряж ен ия при
U âõ > U A , т.е. β=1. Д ей ствительн о, при этомн еоб х одимо, чтоб ы KАРУ → ∞
при кон ечн омUвх , чтопрактически н евоз мож н о.
         Н едостатком рассмотрен н ой простой АРУ является то, что регули-
ровка в н ей дей ствует, н ачин ая с самых слаб ых сигн алов. Т аким об раз ом,
усилен ие сн иж ается н е только для сильн ых сигн алов, которые могут при-
вести к перегруз ке, н о и для самых слаб ых сигн алов, для приема которых
б ыло б ы н еоб х одимо использ оватьполн оеусилен ие.
         2. О б ратнаяА Р У сзадержкой
         О тмечен н ый выш е н едостаток мож н о устран ить, использ уя систе-
му АР У с задержк ой. В такой системерегулировкан ачин ается лиш ьтогда,
когдан апряж ен иен авх одерегулируемого усилителя “у” превыситн екото-
рый пороговый уровен ь Uвх п . П одоб н ый реж им раб оты АРУ мож н о полу-
чить, если подать н а диод АД н екоторое н апряж ен ие смещ ен ия, н аз ывае-
моен апряж ен ием з адерж ки Uп. В этом случае детектор остается з апертым
до тех пор, пока н апряж ен ие н а вых оде регулируемого усилителя н е дос-

Страницы