Меню

Способы регулировки усиления резонансного усилителя

9 Регулировки в радиоприемных устройствах

Глава 9. Регулировки в радиоприемных устройствах

9.1 Способы регулировки усиления резонансного усилителя

Назначением регулировки усиления является изменение коэффициента усиления РПрУ в зависимости от величины входного сигнала, которая может меняться из-за замираний, изменения условий распространения, передвижения приёмника и т.д.

Регулировка усиления осуществляется в трактах радиочастоты, промежуточной частоты и в последетекторной части. Регулировка бывает ручной и автоматической. При этом способы регулировки усиления общие для ручной и автоматической регулировок, а отличие заключается в создании напряжения регулировки Ерег.

Исходными положениями при синтезе устройств регулировки усиления являются следующие:

1. Резонансный коэффициент усиления усилителя согласно (5.5) Ко=m1m2SRэкв. Следовательно, регулировка может осуществляться изменением любой величины, входящей в это выражение.

2. Вырабатываемое напряжение Ерег должно существенно влиять на значение Ко и по возможности не влиять на другие параметры каскада.

3. Мощность, потребляемая цепью регулировки должна быть по-возможности малой (мал ток регулировки).

Исходя из этих положений, рассмотрим основные способы регулировки усиления.

Регулировка изменением крутизны носит название режимной регулировки, так как осуществляется за счёт изменения точки покоя, путём изменения напряжения смещения на управляющем электроде электронного прибора, то есть режима работы. Заметим, что при изменении напряжения смещения UЗИО в полевом транзисторе меняется практически только крутизна S, тогда как в биполярном транзисторе при изменении UБЭО изменяются входные и выходные параметры транзистора (gвх, gвых, Свх, Свых), что влияет на показатели усилителя.

Регулирующее напряжение Ерег может подаваться в цепь эмиттера или цепь базы (биполярного) транзистора. Однако при подаче Ерег в цепь базы (рис. 9.1) ток регулировки Iрег=Iдел=(5¸10)Iбо во много раз меньше тока регулировки в цепи эмиттера.

Согласно рис. 9.1 UБЭО= UО— Ерег. По мере увеличения Ерег напряжение смещения UБЭО уменьшается, что влечёт за собой уменьшение крутизны, а следовательно, и Ко. Недостатком этой схемы является её низкая стабильность из-за отсутствия резистора в цепи эмиттера Rэ, включение которого препятствовало бы изменению рабочей точки, а следовательно приводило бы к уменьшению эффективности регулировки.

Регулировка изменением Rэкв может осуществляться различными способами, например путём подключения шунтирующего диода (рис. 9.2). При Ерег Uk диод открывается и его входное сопротивление шунтирует контур, его эквивалентное сопротивление Rэкв уменьшается, а следовательно уменьшается Ко. Недостатком этого способа является то, что при изменении Rэкв меняется не только Ко, но и полоса пропускания усилителя, хотя при сильном сигнале допустимо некоторое ухудшение селективности.

Регулировка изменением m1 и m2 не используется, так как связана с трудно предотвратимой расстройкой контура.

Вопросы для самопроверки

1. Какие способы регулировки усиления резонансного усилителя Вы знаете?

Читайте также:  Регулировка топливного насоса юмз

2. Каким образом осуществляется режимная регулировка коэффициента усиления усилителя и каковы её преимущества и недостатки?

3. Объясните, как могут использоваться аттенюаторы для регулировки коэффициента усиления радиотракта приёмника?

4. Проведите сравнительный анализ прямой, обратной и комбинированной АРУ.

5. Каково назначение основных элементов цепи АРУ?

6. Почему в обратной АРУ принципиально нельзя получить идеальную характеристику регулирования?

7. Каково назначение фильтра в цепи АРУ и как он рассчитывается?

8. Что общего между ЧАПЧ и ФАПЧ и чем отличаются эти системы друг от друга?

9. Объясните принцип действия ЧАПЧ в приёмниках непрерывных сигналов.

10. В каких приёмниках используется двухканальная разностная АПЧ и почему?

Источник

АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ

Назначение и виды регулировок

В процессе изготовления и эксплуатации радиоприемника для получения наилучшего качества приема приходится регулировать ряд его показателей: частоту настройки, коэффициент усиления, полосу пропускания и др. Для осуществления этих регулировок в РПУ используют регуляторы. В зависимости от вида регулиру­емого параметра различают: регулировку усиления, которая может осуществляться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника; регулировку частоты настройки, обеспечивающую прием сигналов в широком диапазоне частот; регулировку полосы пропускания, которая может произво­диться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника. Возможны регулировки и других параметров приемника.

Регулировка бывает ручной и автоматической. Ручная регулиров­ка служит для установки исходных показателей РПУ. Автоматичес­кая регулировка поддерживает выбранные показатели РПУ на тре­буемом уровне. Некоторые виды регулировок можно отнести к сме­шанным. В современных РПУ для регулировок, управления и конт­роля широко используют микропроцессоры. В некоторых прием­никах предусматривается дистанционное управление.

Регулировка усиления

Способы регулировки усиления резонансного усилителя. Резонансный коэффициент усиления усилителя

где т1, т2 — коэффициенты включения; Rэкв — эквивалентное сопротивление контура при резонансе с уче­том шунтирующего действия выхода транзистора и входа последу­ющего каскада; S — крутизна транзистора в рабочей точке). Регу­лировка К может осуществляться изменением любой величины, входящей в формулу.

При синтезе устройств регулировки требуются существенное из­менение К от напряжения регулировки Ерег, малый ток регулиров­ки, малая зависимость изменения других параметров усилителя при изменении К. Рассматриваемые способы изменения усиления при­менимы как для ручных, так и для автоматических регулировок.

Регулировка изменением крутизны S. Такая регулировка осуществляется изменением режима электронного прибора (соот­ветственно регулировка К называется режимной). Для изменения крутизны S необходимо менять напряжение смещения на управля­ющем электроде электронного прибора: напряжение UБЭ0 в бипо­лярном или напряжение UЗИ0 в полевом транзисторах. Изменение напряжения UБЭ0на транзисторе вызывает существенное изменение крутизны S в рабочей точке; при изменении напряжения смещения в полевом транзисторе изменяется практически только крутизна S, а в биполярном — еще и такие его параметры, как gвх, gвых и т. д.

Читайте также:  Регулировка троса акпп ауди

Регулирующее напряжение Ерег подается в цепь эмиттера либо в цепь базы транзистора. Схема регулировки первого вида показана на рисунке 1, а, напряжение смещения на транзисторе UБЭ0 = U – Ерег. По мере увеличения Ерег напряжение UБЭ0 уменьшается, что влечет за собой уменьшение тока IК0 и крутизны S, в результате чего ко­эффициент усиления К снижается. Цепь регулировки должна обес­печить ток, примерно равный IЭ0.Если регулируется п каскадов, то ток регулировки Iрег=пIЭ0, поэтому цепь регулировки должна выра­батывать сравнительно большой ток Iрег, что является недостатком схемы рисунок 14.1, а. Этим недостатком не обладают цепи регулировки второго типа, в которых напряжение Ерег вводится в цепь базы (рисунок 14.1, б): UБЭ0=U —Ерег, поэтому принцип регулировки в обоих случа­ях одинаков. Достоинство регулировки по схеме рисунок 14.1, б состоит в том, что ток Iрег, равный току делителя Iдл = (5–10) IБ0, во много раз меньше тока Iрег при регулировке по схеме рисунок 1а. Однако схема рисунок 14.1, б менее стабильна в работе, поскольку в ней отсутствует резистор в цепи эмиттера RЭ. Включение резистора RЭ приво­дит к уменьшению эффективности регулировки, так как он обес­печивает стабилизацию режима не только при изменении темпера­туры, но и при изменении Ерег. При включении резистора RЭ, для обеспечения той же глубины регулировки необходимо подавать большее значение напряжения Ерег.

Рисунок 14.1 Регулировка изменением крутизны S

Регулировка изменением Rэкв. Такая регулировка может осуществляться различными способами. На рисунок 14.2 показана схема регулировки с подключенным параллельно контуру диодом VD. При Ерег> Uк диод закрыт и контур практически не шунтирует; при этом Rэкв и К наибольшие. При Ерег

Рисунок 14.2 Регулировка изменением Rэкв

Регулировка изменением т1 и т2.Данный способ регулировки поясняется схемой рисунок 14.3. Напряжение с контура подается на делитель Z1Z2, изменяя одно из сопротивлений которого можно менять коэффициент включения т2. Аналогична схема для изменения т1. В качестве Z1 и Z2 можно использовать катушки с переменной индуктивностью либо конденсаторы с переменной емкостью. Однако этот способ регулировки не используется, так как связан с трудно предотвратимой расстройкой контура, возникающей при изменении Z1 и Z2.


Рисунок 14.3 Регулировка изменением т1 и т2

Если, например, из-за изменения температуры или напря­жения источника питания коэффициент усиления К регулируемого усилителя увеличится, то характеристика АРУ из идеальной превра­щается в характеристику с нарастающим Uвыx (рисунок 14.8б).

Рисунок 14.9 Виды АРУ

Структурная схема комбинированной АРУ (см. рисунок 14.9, в). В этом случае рационально используются преимущества обеих схем АРУ: стабильность обратной АРУ и возможность получения иде­альной характеристики в прямой АРУ. Для первого усилителя это обратная, а для второго — прямая АРУ. Основная регулировка происходит в первом усилителе. Он, как правило, содержит несколь­ко регулируемых каскадов. Второй регулируемый усилитель обыч­но однокаскадный, его основная задача — несколько скомпенсиро­вать возрастающее напряжение на выходе первого усилителя. То, что идеальная регулировка не достигается на практике, не имеет большого значения, так как пределы изменения Uвыx невелики.

Читайте также:  Регулировка зажигания на восьмерке

Бесшумная АРУ. Система АРУ обеспечивает в приемнике максимальное усиление тогда, когда принимается слабый сигнал. Это приводит к увеличению уровня шумового напряжения на выхо­де приемника. Это явление устраняет бесшумная АРУ (см. рисунок 14.9г), для реализации которой создается специальная цепь БШР, упра­вляемая Ерег. Если Ерег становится ниже определенного уровня, то цепь БШР вырабатывает напряжение Еэ запирающее УЗЧ; при прревышении Ерег этого порогового значения Еэ становится равным нулю, У3Ч отпирается и работа приемника восстанавливается. Имеется ряд схемных реализаций цепи БШР.

Назначение фильтра в цепи АРУ. Амплитуда сигнала в приемнике может изменяться по двум причинам: 1) при использование амплитудной модуляции для передачи информации в системе связи или радиовещания; 2) из-за замираний, при которых уровень сигнала на входе приемника изменяется по случайному закону в очень широких пределах. Цепь АРУ должна устранять только замирания сигнала, но не должна реагировать на полезные изменения амплитуды АМ-сигнала, что обеспечивается с помощью фильтра АРУ

Выводы:

1. Для АРУ создают цепь, состоящую из детек­тора и фильтра. Детектор обеспечивает напряжение регули­ровки, пропорциональное амплитуде сигнала в радиотракте; фильтр подавляет составляющие с частотами модуляции и пропускает составляющие, вызываемые замираниями сигнала.

2. В обратной АРУ напряжение регулировки получают из напряжения на выходе регулируемого усилителя. Для прибли­жения характеристики АРУ к идеальной в цепь АРУ включают усилительные каскады. Цепь обратной АРУ принципиально не может обеспечить идеальной характеристики.

3. В прямой АРУ напряжение в цепь АРУ поступает со входа регулируемого усилителя. При прямой АРУ возможно получение идеальной характеристики, однако при этом в цепи АРУ необходим усилитель с большим коэффициентом усиле­ния. Прямая АРУ отличается сложностью и сильно подвер­жена действию дестабилизирующих факторов.

4. В комбинированной АРУ рационально используются ста­бильность обратной и возможность получения идеальной хара­ктеристики прямой АРУ.

5. В приемниках импульсных сигналов детектор радиоим­пульсов и пиковый детектор необходимы как для АРУ, так и для обработки сигнала. Детектор радиоимпульсов обычно ставят объединенный. Цепь АРУ в импульсном РПУ открыва­ют только на время действия полезных импульсов. Система ПАРУ обеспечивает изменение во времени усиления приемника так, что оно максимально при приеме слабых и минимально при приеме сильных импульсов.

6. Из-за наличия в цепи обратной АРУ инерционных элемен­тов при изменении входного напряжения в системе АРУ воз­никает апериодический или колебательный переходный процесс, который может нарушить нормальный прием сигнала.

Источник