SU1054878A2 - Устройство автоматической регулировки усилени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ по авт. св. № 924826, отличающеес  тем, ччго, с целью уменьшени  искажений закона модул ции выходного сигнала , выход фильтра нижних частот соединен с дополнительньм элементсж сравнени  через введенный переключатель , медду выходом третьего детектора и другим входом переключател  включены последовательно дифференциатор , селектор пол рносдги, дополнительные фиксатор уровн , ограничитель амплитуды и фильтр нижних частот, а управл ющий вход переключател  подключен к выходу дополнительного ограничител  ампли- . туды. (Л С сл 4 00 | 00

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в разлйчньк радиотехнических установках , в частности в радиоприемных устройствах.

По ocнoвнo 4y авт. св. №924826 известно устройство автоматической регулировки усилени  (АРУ), содержащее регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управл ющим входом включены последовательно первый детектор и четырехполюсник с регу 1ируемьм коэффициентом передачи, а также втьрой детектор, вход которого подключен к выходу регулируемого усилител , при этом посто нна  времени второго детектора меньше посто нной времени первого детектора, а между выходом второго детектора и управл ющим входом четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнени , другой вход которого подключен к выходу первого детектора , элемент сравнени  выполнен регулируемым, к входу регулируемого усилител  подключены последовательно соединенные третий детектор , фиксатор уровн , ограничитель амплитуды, фильтр нижних часто и дополнительный элемент оравнени , к Другому входу KOTopot-o пoдкJHoчeн источник опорного напр жени , а противофазнЕю выходы дополнительного элемента сравнени  подкл с(чевы соответственно к и второму управл ющим входам элемёйта сравнени , а элемент сравнени  выполнен в виде операционного усилител , в .цепь обратной св зи Которого включена цепочка из параллельно включенных резистора и диода, ме эду йыходом операционного усилител  и общей шиной включен первый регулируемый элемент , управ л  юедий вход которого  вл етс  riispBHM управл нощим входом элемента сравнени , между выходом операционного усилител  и соответствующей вшной источника питани  включены последовательно второй регулируe fijIй элемент, управл ющий вход которого  вл етс  вторым управл шдам входом элемен та сравнени , и стабилитрон, при этом инвертирующий и неинвертирующий входы оиерационвого усилител   вл ютс  соответственно одним и другим входами элемента сравнени  Cl 3.

Недостатком известного устройств АРУ  вл етс  наличие искажений закона модул ции выходного сигнала в процессе нарастани  амплитуды входного сигнала, т.е. в течение времени установлени , что вызвано отсутствие автоматической регулировки времени.установлени . Необходимость в регулировании времени установлени  возникает в св зи с изменением структуры принимаемого сигнала. Действительно, при слишком Малом времени установлени  возможно срабатывание АРУ от кратковременно действующей помехи. Если же увеличить врем  установлени  с тем, чтобы АРУ не реагировало на помеху, возможно запаздывание срабатывани  АРУ, что приводит к Потери части информации, содержащейс  в законе модул ции входного сигнала.

Таким образом, при быстром изменении амплитуды входного сигнала необходимо обеспечить малое врем  установлени , большее длительности помехи, а при медленном изменении амплитуды - большое врем  установлени . Обеспечить же малое врем  установлени  при медленном Изменении амплитуды входного сигнала нецелесообразно, так как это приводит к уменьшению максимально возможного времени восстановлени , как следствие, к искажению закона модул ции выходного сигнала устройства.

Цель Изобретени  - уменьшение искажений закона модхул ции Выходного сигнала.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве АРУ, содержащем регулирующий усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управл ющим входом включены последовательно первый детектор и четырехполюсник с регулируемь1м коэффициентом передачи, а также второй детектор, вход которого подключен к выходу регулируемого усилител , при этом посто нна  времени второго детектора меньше поато нной времени первого детектора , а меаду выходом второго детектора и управл ющим входом четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнени , другой вход которого подключен к выходу пе рвого детектора, элемент сравнени  выполнен регулируемым к входу регулируемого усилител подключены последовательно соединенные третий детектор, фиксатор уровн , ограничитель амплитуды, фильтр нижних частот и дополнительный элемент сравнени , к другому входу которого подключен источник опорного напр жени , а противофазные выходы дополнительного элемента сравнени  подключены соответственно к первому и второму управл ющш входам элемента сравнени , а элемент сравнени  выполнен в виде операционного усилител , в цепь обратной св зи которого включена цепочка из параллельно включенных резистора и диода, между выходом операционного усилител  и общей шиной включен первый регулируемый элемент, управл ющий вход которого  вл етс  перВ1ли управл ющим входом элемента сравнени / между выходом операционного усилител  и соответствуквдей шиной источника питани  включены последовательно второй регулируемый элемент , управл ющий вход которого  вл етс  вторым управл ющим входои элемента ср авнени , и стабилитрон, при этом инвертирующий и неинвертйру  ций входы операционного усилител   вл ютс  соответственно одним и дру гим входом элемента, сравнени , вькод фильтра нижних частот соединен с Дополнительньа 1 элементом сравнени  через введенный пере1слючат0ль, между выходом третьего детектора и другим входом переключател  включены последовательно дифференциатор, селектор пол рности, дополнительные фиксатор уровн , ограничитель ад литуды и фильтр низших частот, а управл ивдий в.ход переключател  подклю ен к выход дополнительного ограничител  амплитуды . На чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства АРУ. Устройство hPy содержит регулируе мый усилитель 1, первый детектор 2 и второй детектор 3, детектор 2  вл етс  детектором АРУ, его посто Н на  времени больше посто нной времен детектора 3, четырехполюсник 4 с регулируемым коэффициентом передачи, элемент сравнени  5, третий детектор б, фиксатор уровн  7, ограничитель a aIЛитyды 8 и фильтр 9 нижних частот дифферен1Д1атор 10, селектор пол рное ти 11, дополнительный фиксатор уровн  12, дополнительный ограничитель а амшштуды 13, дополнительный фильтр 14 нижних Частот, переключатель 15, Дополнительный элемент сравнени  16 К другому входу дополнительного элемента сравнени  16 подключен источник опорного напр жени  пoлoжитeJн ной пол рности Б , при этом элемент сравнени  5 содержит операционный усилитель 17, масштабный резистор 18 резистор 19 обратной св зи, шунтированный диодом 20, полевые транзисторы 21 и 22, стабилитрон 23 и резистор 24. Переключатель 15 содержит триггер Шмитта 25, электронные ключи 26 н,27. Вход триггера Шмитта 25  вл етс  управл ющ1Ш входом переключател  15, сигнальный вход электронного ключа 26 - одним сигнальным . входом, сигнальный вход электронного ключа 27 - другим сигнальным входом переключател  15, а выходы ключей, соединенные вместе - выходом переключател  15. Предлагаемое устройство АРУ работает следующим образом При отсутствии сигнала на выходе устройства напр жение На выходе первого 9 и второго 14 фильтров нижних частот и на выходе первого детектора 2 равно нулю, при этом коэффициент передачи четырехполюсHiiKa 4 с регулируемым коэффициентом передачи приобретает максимальное значение и коэффициент усилени  регулируемого усилител  1 имеет максимальное значение. С по влением сигнала на входе устройства начинаетс  процесс установлени  коэффициента передачи регулируемого усилител  1. Напр жение на выходе второго детектора 3, представл ющее собой неискаженную огибающую выходного сигнала устройства, в течение времени установлени  превышает напр жение на выходе первого детектора 2 вследствие большей инерционности последнего . На выходе элемента сравнени  5 возникает напр жение отрицательной пол рности, величина которого не остаетс  максимальной, а зависит от скорости нарастани  амплитуды входного сигнала. Напр жение на ВЕлходе третьего детектора 6 представл ет собой неискаженную огибающую входного сигнала устройства. На выходе дифференциатора 10 образуютс  импульс положительной по л рности, соответствующий процессу нарастани  амплитуды входного сигнала, и иьтульс отрицательной пол рности, сбот- „ ветствующий процессу спада амплитущл- входного сигнала. Селектор пол рности 11 выдает импульсы поЛожительной пол рности, поступающие на дополнительный фиксатор уровн  12. На выходе последнего образуютс  импульсы, положительное напр жение которых соответствует напр жению ограничени  +Е независимо от амплитуды входного сигнала в пределах динамического диапазона устройства. Далее сигналы поступают на дополнительный ограничитель амплитуды 13, на выходе которого образуютс  импульсы поло-г жительной пол рности с фиксированной амплитудой. Если частота следовани  и длительность импульсов не измен ютс , что соответствует стационарному входному сигналу устройства, то на вывыходе дополнительного фильтра 14 нижних частот возникает посто нное напр жение положительной пол рности, величина которого пр мо пропорциональна времени нарастани  амплитуды входного сигнала устройства. Этопосто нное напр жение через переключатель 15 поступает на дополнительный элемент сравнени  16. Переключатель 15 пропускает напр жение с выхода дополнительно1о филь ра 14 нижних частот лишь на врем  поступлени  импульса с ВЕлхода допол нительного ограничител  13 на управ л ющий вход переключател  15, т.е. на врем  нарастани  амплитуды выход ного сигнала устройства. В течение остального времени переключатель 15 пропускает напр жение с выхода филь ра нижних частот 9. . Такой алгоритм работы перекл1рчат л  15 обеспечиваетс  следующим образом . При отсутствии сигнала на управл ющем входе переключател  15 ключ 2€  вл етс  токопровод щим, ключ 27. закрыт. В этом случае на выход переключа тел  25 проходит напр жение с выход фильтра 9 нижних частот. Импульс с положительной пол рности, поступающий на вход триггера Шмитта 25, перебрасывает последний в состо ние, противоположное исходному, на врем  действи  входного импульса. При это на врем  действи  входного импульса на пр мом выходе триггера иыитта 25, подключенном к управл ющему вхо ключа 26, напр жение уменьшаетс  до напр жени  насыщени , а на инверсно выходе триггера Шмитта 25, подключенном к управл ющему входу ключа 27, наоборот, напр жение возрастает почти до напр жени  .источника питаНИН положительной пол рности. Вслед ствие этого ключ 27, ранее закрытый становитс  провод щим, а ключ 26 закрываетс  на врем  действи  входного импульса. В этот интер вал в ремени на выход переключател  15 проходит напр жение с выхода дополнительного фильт)ра 14 нижних частот, В отсутствие .входного сигнала на инверсном выходе дополнительного элемента рравнен   16 напр жение отсутствует, на пр мом выходе возникает максимальное напр жение отрицательной пол рности. При этом коэффициент передачи элемента сравнени  5 имеет максимальное значение . Посто нное напр жение положитель ной пол рности, поступающее на дополнительный элемент сравнени  16, вызывает по вление напр жени  отрицательной пол рности на инверсном выходе и уменьшение абсолютной величины отрицательного напр жени  на пр мом.выходе, вследствие чего уменьшаетс  коэффициент передачи . элемента сравнени  5, т.е. уменьшаетс  абсолютна  величина напр жени , поступающего на управл ющий вход четырёхполюсника 4 с регулируе мым коэффициентом передачи. При этом коэффициент передачи четырехполюсника 4 также уменьшаетс , т.е. уменьшаетс  коэффициент передачи цепи обратной св зи устройства, что вызывает, как известно, увеличение длительности переходного процесса устройства АРУ. Таким образом, увеличение времени нарастани  амплитуды входного сигнала устройства автоматически . вызывает увеличение времени установлени , соответственно при уменьшении времени нарастани  амплитуды входного сигнала происходит уменьшение времени установлени , т.е. повышение быстродействи  устройства. С уменьшением амплитуды сигнала на входе устройства начинаетс  процесс восстановлени  коэффициента передачи регулируемого усилител  1, На выходе дифференциатора 10 возникает импульс отрицательной пол рности , который не проходит к дополнительному фильтру 14 нижних частот. Таким образом, в процессе восстановлени  автоматическое регулирование времени установлени  не происхо- . дит. Выходное напр жение второго детектора 3 становитс  меньше выходного напр жени  первого детектора 2. На выходе элемента сравнени  возникает напр жение, близкое к нулевому значению , при котором коэффициент передачи четырехполюсника 4 с регулируемьл коэффициентом передачи уменьшаетс , чтоВызывает увеличение врегмени восстановлени . . На выходе фИксатора уровн  7 в процессе изменени  амплитуды вход- ; ного сигнала возникает напр жение фиксированной амплитуды. Далее с помощью ограничител  амплитуды 8 формируютс  имп-ульсы положительной пол рности . На выходе фильтра 9 нижних частот возникает посто нное напр жение положительной пол рности, величина которого пр мо пропорциональна среднему значению входного сигнала устройства. Это напр жение через переключатель 15 поступает на дополнительный элемент сравнени  16, На инверсном выходе элемента сравнени  16 образуетс  напр жение отрицательной пол рности, а на пр мом выходе напр жение возрастает, т.е. :уменьшаетс  абсолютна  величина напр жени  отрицательной пол рности . При этом на выходе элемента сравнени  5 возникает напр жение, определ емое средним значением входйого сигнала устройства. С уменьшением среднего значени  входного сигнала устройства напр жение на выходе элемента сравнени  5 возрас- тает по абсолютной величине, остава сь отрицательным по знаку. При этом коэффициент, передачи четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи вновь возрастает, что приводит к уме ьшеиию времени восстановлени .

Прсжесс установлени  и восстановлени  осуществл ютс  путем изменени  коэффициента передачи цепи обратной .св зи АРУ/ т.е. без изменени  посто нной времени детектора АРУ. Процессы разделены во времеии и не Вли ют друг на друга.

Таким образом в предлагаемом устрЬйстве :АРУ о€ уществл етс  автоматическое регулирование времени установлени  в зависимости от времени иара9та()Ий амплитуды вводного сцгма а При не нарушаетс  авт)Ь| «атическа  peryrotpoBKa времени восстайовлеии , ранее полученна 

в известном устройстве АР. Искажени  закона модул ции выходного сигнала устройства уменьшаютс  так как оба вида регулировок ос)пмаствлшот путем изменени  коэффициента передачи цепи обратной без изменени  посто нной времени детектора АРУ.

Экспериментальные исследовани  показывают, что времеии восста0 новлени , измен ющемс  от 50 мс до 12 с, врем  установлени  можно регулировать от 0,1 до 10 мс. При этом коэффициент нелинейных искажений огибающей выходного сигнала

s устройства значительно 5 еньшает- . с .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ ПО авт. св.

   № 924826, от л и ч а ю шее с я тем, что, с целью уменьшения искажений закона модуляции выходного сигнала, выход фильтра нижних частот соединен с дополнительны* элементом сравнения через введенный переключатель, между выходом третьего детектора и другим входом переключателя включены последовательно дифференциатор, селектор полярности, дополнительные фиксатор уровня, ограничитель амплитуды и фильтр нижних частот, а управляющий вход переключателя подключен к выходу дополнительного ограничителя ампли- . туда.

   a® SU и!054878

   1054878'