Исследование системы автоматической регулировки усиления. Парфенов В.И - 19 стр.

UptoLike

19
3. Петля регулирования АРУ
Петля регулирования АРУ преобразует выходной сигнал УПЧ
)( tu
ВЫХ
в управляющее напряжение )( tU
P
, которое подается на управ -
ляющий вход УПЧ и определяет его коэффициент усиления K.
Петля регулирования АРУ состоит из следующих последовательно
включенных блоков (рис.2.1).
1) Амплитудный детектор АД , выделяющий амплитуду (огибаю -
щую ) )(
00
tUU
ПЧПЧ
=
выходного сигнала УПЧ )( tu
ВЫХ
.
2) Пороговое устройство, являющееся линейным усилителем П , ра-
бочая точка которого смещается постоянным пороговым напряжением
Ï
U , подаваемым на управляющий вход у” усилителя . Если
Ï
Ï×
UU
0
,
то усилитель (пороговое устройство) закрыт, его выходное напряжение
)( tU
В
равно нулю и система АРУ выключена. Если же
Ï
Ï×
UU
>
0
, то
выходное напряжение порогового устройства равно
0)()(
0
>
=
Ï
Ï×
Â
UtUtU , система АРУ включается и начинает функцио-
нировать.
Величина порогового напряжения
Ï
U в лабораторном макете задает-
ся с помощью переключателя ПОРОГ” и выбирается равной 0
0
=
U ,
0
1
>
U или
12
UU
>
. Выбор порогового значения 0
0
=
=
UU
Ï
соответству-
ет схеме УПЧ с простой АРУ , включающейся вне зависимости от амплиту -
ды выходного сигнала УПЧ. Выбор
1
UU
Ï
=
или
2
UU
Ï
=
соответствует
АРУ с задержкой , которая включается только при сильном выходном сиг-
нале УПЧ с амплитудой
Ï
Ï×
UU
>
0
.
3) Фильтр нижних частот (ФНЧ), предназначенный для подавле-
ния высокочастотных составляющих в спектре управляющего сигнала
)( tU
P
. Фильтр низких частот необходим для придания инерционности сис-
теме АРУ . В частности , ФНЧ позволяет исключить колебания управляю -
щего сигнала )( tU
P
при наличии амплитудной модуляции входного сигна-
ла УПЧ.
Тип фильтра, используемого в качестве ФНЧ, задается в лабораторном
макете с помощью переключателя ФНЧ”. Возможны два типа фильтров :
фильтр 1 (ФНЧ1), который является RC-фильтром первого порядка, и
фильтр 2 (ФНЧ2), который является RC-фильтром второго порядка.
4) Усилитель АРУ , усиливающий управляющий сигнал (напряжение)
)( tU
P
до необходимой величины. Управляющее напряжение )( tU
Р
являет-
ся выходным сигналом петли регулирования АРУ и поступает через вы-
ключатель ВКЛ” в поле АРУ” на управляющий вход УПЧ. Величина
управляющего напряжения
)( tU
P
определяет коэффициент усиления K ре-
гулируемого усилителя У , входящего в состав УПЧ.
В лабораторном макете (рис.2.1) с помощью переключателя УСИЛЕ-
НИЕ” можно выбрать один из трех усилителей АРУ с коэффициентами
усиления К1, К2 или К 3. При этом коэффициенты усиления усилителей
АРУ соотносятся как K1< K2< K3.
                                       19
       3. П етл я ре гул ирования А Р У
       П етля регулирован ия АРУ преоб раз ует вых одн ой сигн ал У П Ч
u В Ы Х (t ) в управляю щ ее н апряж ен ие U P (t ) , которое подается н а управ-
ляю щ ий вх од У П Ч и определяетего коэф ф ициен тусилен ия K.
       П етля регулирован ия АРУ состоит из следую щ их последовательн о
вклю чен н ых б локов (рис.2.1).
       1) А м пл итудны й де те ктор АД , выделяю щ ий амплитуду (огиб аю -
щ ую ) U П Ч 0 = U П Ч 0 (t ) вых одн ого сигн алаУ П Ч u В Ы Х (t ) .
       2) Пороговое устрой ство, являю щ ееся лин ей н ым усилителем П , ра-
б очая точка которого смещ ается постоян н ым пороговым н апряж ен ием
U Ï , подаваемым н а управляю щ ий вх од “у” усилителя. Е сли U Ï× 0 ≤ U Ï ,
то усилитель (пороговое устрой ство) з акрыт, его вых одн ое н апряж ен ие
U В (t ) равн о н улю и система АРУ выклю чен а. Е сли ж е U Ï× 0 > U Ï , то
вых одн ое           н апряж ен ие        порогового          устрой ства   равн о
U  (t ) = U Ï× 0 (t ) − U Ï > 0 , системаАРУ вклю чается и н ачин аетф ун кцио-
н ировать.
       В еличин а порогового н апряж ен ия U Ï в лаб ораторн ом макете з адает-
ся с помощ ью переклю чателя “П О РО Г ” и выб ирается равн ой U 0 = 0 ,
U1 > 0 или U 2 > U 1 . В ыб ор порогового з н ачен ия U Ï = U 0 = 0 соответству-
етсх емеУ П Ч спростой АРУ , вклю чаю щ ей ся вн ез ависимости отамплиту-
ды вых одн ого сигн ала У П Ч. В ыб ор U Ï = U1 или U Ï = U 2 соответствует
АРУ с з адерж кой , которая вклю чается только при сильн ом вых одн ом сиг-
н алеУ П Ч самплитудой U Ï× 0 > U Ï .
       3) Ф ил ьтр ниж них частот (Ф Н Ч), предн аз н ачен н ый для подавле-
н ия высокочастотн ых составляю щ их в спектре управляю щ его сигн ала
U P (t ) . Ф ильтр н из ких частотн еоб х одимдля придан ия ин ерцион н ости сис-
теме АРУ . В частн ости, Ф Н Ч поз воляет исклю чить колеб ан ия управляю -
щ его сигн алаU P (t ) при н аличии амплитудн ой модуляции вх одн ого сигн а-
лаУ П Ч.
       Т ип ф ильтра, использ уемого в качествеФ Н Ч, з адается в лаб ораторн ом
макете с помощ ью переклю чателя “Ф Н Ч”. В оз мож н ы два типа ф ильтров:
ф ильтр 1 (Ф Н Ч1), который является RC-ф ильтром первого порядка, и
ф ильтр 2 (Ф Н Ч2), который является RC-ф ильтромвторогопорядка.
       4) У сил ите л ь А Р У , усиливаю щ ий управляю щ ий сигн ал(н апряж ен ие)
U P (t ) до н еоб х одимой величин ы. У правляю щ еен апряж ен иеU Р (t ) являет-
ся вых одн ым сигн алом петли регулирован ия АРУ и поступает через вы-
клю чатель “В КЛ ” в поле “АРУ ” н а управляю щ ий вх од У П Ч. В еличин а
управляю щ его н апряж ен ия U P (t ) определяеткоэф ф ициен тусилен ия K ре-
гулируемого усилителя У , вх одящ его в состав У П Ч.
       В лаб ораторн оммакете(рис.2.1) спомощ ью переклю чателя “У С И Л Е -
Н И Е ” мож н о выб рать один из трех усилителей АРУ с коэф ф ициен тами
усилен ия К1, К2 или К3. П ри этом коэф ф ициен ты усилен ия усилителей
АРУ соотн осятся как K1< K2< K3.