Література. 1. Головин О. В. Радиоприемные устройства

1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987,.§11.5

2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §7.1.6

1. Спотворення сигналу при амплітудному детектуванні.

Для детектування АМ коливань використовують детектор без початкового зміщення (рис. 19.3). Нехай на вході діє АМ коливання виду U_вх = U_вх coswt, де U_вх = U_н(1 + m cos Wt); де m коефіцієнт модуляції; W = 2pf кутова частота модулюючого коливання. Якщо при детектуванні спотворення відсутні, то амплітуда змінної складової продетектованої напруги повністю повторює огинаючу вхідної напруги. Але в реальних схемах виникають різні види спотворень.

1. Спотворення через нелінійність характеристики детектування.

Eд

Ідеальна

Реальна

0 Uвх

U_нел

0 Uвх

U_{вх мах}

U_{вх мін}

U_н

t

Рис. 20.1.Спотворення через нелінійність характеристики детектування.

Характеристика детектування реальних АД відрізняється від прямолінійної і має вид представлений на рис. 10.1. Початкова ділянка цієї характеристики має напругу U_нел, яка для германієвих діодів рівна 0,1В. Якщо мінімальна напруга на вході детектора менша U_нел, тобто U_вх.мін < U_нел то коефіцієнт передачі АД залежить від від U_вх, форма продетектованої напруги відрізняється від форми згинаючої вхідної напруги. Спотворення через на лінійність характеристики детектування маля, якщо U_вх.мін = U_н(1 - m) ≥ U_нел при цьому U_н ≥ U_нел / (1 – m).

2. Спотворення через велику постійну часу навантаження τ.

Uвх Eд

Uвх

0 t₁ t₂ t

а)

Eд

Eд₁

0 t₁ t₂ t

б)

Uвх

Uвх

Eд

0 t

в)

Рис. 20.2.Спотворення через велику постійну часу навантаження і через співмірність частоти модуляції і несучої частоти.

При додатній півхвилі вхідної напруги діод відкривається і відбувається заряд конденсатора С_н до моменту часу, поки напруга на діоді не стане рівна 0. З цього моменту діод закривається і конденсатор С_н розряджається через R_н. В результаті серії зарядів-розрядів створюється напруга Е_д. Якщо постійна часу t_н = С_нR_н велика, то конденсатор С_н практично не встигає розрядитися за час між сусідніми півперіодами U_вх. В цьому випадку напруга Е_д на конденсаторі С_н в інтервалі t₁ – t₂ спадає повільніше, ніж амплітуда вхідної напруги. Напруга на виході АД не встигає слідкувати за змінами U_вх. Так як при цьому спотворюється форма напруги Е_д то при детектуванні виникають нелінійні спотворення. На рис.20.2б показані діаграми напруг на виході детектора при відсутності спотворень (пунктирна крива) і при спотвореннях форми напруги Ед через велике t_н (суцільна крива); спотворення проявляються в тому, що в інтервалі часу t₁ – t₂ напруга Ед на виході детектора змінюється не по синусоїдальному закону, а по експоненціальному.

Спотворення через співмірність частоти модуляції F і частоти несучого коливання f_н.

Якщо f_н >> F то при правильно вибраному t_н напруга Е_д повторює огинаючу вхідної напруги. Але при співмірності частот F і f_н (f_н ≈ (2 – 3) F напруга Е_д практично перестає слідкувати за змінами U_вх. (Рис.20.2в) По цій причині частоту несучого коливання на вході АД (в супергетеродинному приймачі f_н = f_пр) вибирають із умови f_н = f_пр >(5-10) F_мах, де F_мах – максимальна частота модуляції.

3. Спотворення через вплив розділюючого кола.

Рис.20.3 Схема АД з розділюючим колом.

При відключеному розділюючому колі напруга Е_д на R_н змінюється у відповідності з рис.20.4.а. Вона дві складові: постійну Е_д0 і низькочастотну з амплітудою U_W. В приймачах АМ сигналів використовується низькочастотна складова продетектованої напруги, яка пропускається на вхід наступного каскаду через коло С_рR_вх. Постільки постійна часу t = С_рR_вх досить велика, на конденсаторі С_р виділиться постійна складова напруги Е_д0, а на резисторі R_вх низькочастотна складова U_W. Сума двох напруг Е_д0 + U_W рівна вихідній напрузі Е_д на виході детектора. Напруга до якої зарядиться конденсатор С_р: Е_д0 = U_н cosθ де cosθ коефіцієнт передачі АД., U_н – амплітуда несучої напруги на вході АД. При зменшенні напруги U_вх в процесі модуляції до мінімального значення конденсатор С_р стає джерелом постійної напруги. Тому напруга Е_д на резисторі R_н не зменшиться до Е_д.мін як це відбувається при відсутності С_рR_вх. На ньому появиться напруга Е_зм. Так як конденсатор С_р має велику ємність, то за короткий час поки напруга Е_д впаде до мінімуму, він не встигає розрядитися. Наявність на резисторі R_н напруги зміщення не дозволяє зменшитися Е_д менше Е_зм. При цьому форма вихідного сигналу спотворюється.

Е_д U_R E_д

E_д0 Е_дмін t Е_зм E_д0 t

0 0

а) б)

Рис 20.4. Спотворення сигналу через вплив розділюючого кола.

2.Амплітудні детектори на підсилювальних елементах.

Використовуються АД на біполярних і польових транзисторах. АД будують по схемах з СЕ і СК рис.20.5. В колі бази транзисторного АД постійну часу і резистор навантаження R_б вибирають як і в діодному. R_бС_б <<1/ F_в і R_б1 десятки кілоом, або R_бС_б >> 1/ F_в і R_б1 мале – одиниці кілоом. Детектор з спільним емітером в першому випадку – базовий, в другому - колекторний; детектор із СК в другому випадку називається емітерним. В транзисторних АД випрямлення проходить одночасно в колі бази і колектора (емітера). Фізичні процеси в колі бази подібні фізичним процесам в діодному детекторі. Фізичні процеси в АД на польових транзисторах (рис.20.6) простіші ніж в біполярних: струм затвору близький до нуля, а струм стоку залежить від напруги затвор-витік. В стокових АД більший вхідний опір.

а)

б)

Рис.20.5. Схеми АД на підсилюючих елементах.

Рис.20.6. Схема АД на польовому транзисторі.

Лекція №21 Амплітудні обмежувачі(АО).

План

1. Загальні відомості про амплітудні обмежувачі.

2. Схеми амплітудних обмежувачів.

ЛІТЕРАТУРА

1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987,.§12.1

2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §7.3

Загальні відомості про амплітудні обмежувачі.

Обмежувач – пристрій, що забезпечує постійність вихідної напруги при зміні вхідної напруги в певних межах.

Обмежувачі призначені для подавлення паразитної амплітудної модуляції сигналів із кутовою (частотною і фазовою) модуляцією і імпульсних сигналів.

Обмежувачі можна розділити на дві великі групи: обмежувачі миттєвих значень і амплітудні обмежувачі.

В обмежувачах миттєвих значень забезпечується постійність максимальних або мінімальних напруг на виході або і тих і інших.

U_вх

U_{пор.мах} U_{пор.мін}

0 t

t₁ t₂ t₃ t₄ t₅

U_вих

0 t₁ t₂ t₃ t₄ t₅ t

Рисунок 21.1. Форма напруг на вході і виході обмежувача миттєвих значень.

Особливість обмежувачів миттєвих значень в тому, що напруга на їх виході відрізняється від вхідної напруги. Вихідна напруга, як правило, має ділянки з постійною напругою.

Амплітудні обмежувачі (АО) служать для обмеження синусоїдальних коливань з повільно змінною амплітудою.

Напруга на виході АО постійна по амплітуді, але її фаза і частота при обмеженні практично не змінюються. Такі обмежувачі усувають тільки паразитну амплітудну модуляцію.

Uвх

U_{пор.мах.}

0 t

Uвих

U_вих.=const

0 t

Рисунок 21.2.Форма сигналу на вході і виході АО.

Операція обмеження нелінійна, тому при цьому виникає ряд гармонічних складових. Для забезпечення на виході АО гармонічної напруги необхідно після нелінійного перетворення напруги здійснити фільтрацію першої гармоніки вхідного сигналу. Тоді структурна схема АО матиме вигляд представлений на рис. 21.3.

	Нелінійна частина		Фільтр

U_вх U_вих

Рисунок 21.3.Структурна схема АО.

Якщо з цього пристрою виключити фільтр то отримаємо обмежувач миттєвих значень.

В залежності від нелінійного елемента обмежувачі поділяються на діодні і транзисторні.

Основна характеристика АО – амплітудна характеристика (АХ), яка показує як змінюється амплітуда вихідної напруги при зміні вхідної (рис.21.3). Порогова напруга (U_пор.) показує, з якої вхідної напруги підсилювач починає працювати як АО. Чим ближче АХ до ідеальної тим кращі обмежуючі властивості АО.

U_вих

Реальна АХ

Ідеальна АХ

0 U_пор U_вх

Рисунок 21.4.Амплітудна характеристика АО.

Схеми амплітудних обмежувачів.

Діодний АО.

Діодний АО - резонансний одно контурний підсилювач з автотрансформаторними колами зв’язку контура з виходом транзистора і входом наступного каскаду, в якому паралельно до контуру підключений діод з джерелом постійного зміщення Е_д (схема з фіксованим зміщенням)). Замість джерела Е_д можна включити RC – коло (схема з автоматичним зміщенням).

Рисунок 21.5. Схема діодного АО.

Принцип роботи: поки напруга на контурі U_к < Е_д, діод закритий і не впливає на контур. В цьому випадку схема працює як звичайний підсилювач і U_к = К₀ U_вх. Якщо U_к > Е_д, то діод відкривається, його вхідний опір починає шунтувати контур, затухання контуру збільшується, еквівалентний опір контура при резонансі зменшується, значить, зменшується коефіцієнт підсилення, що забезпечує приблизно постійну на пругу на виході АО.

Транзисторні АО.

Існує декілька видів транзисторних АО: найпростіші, на двох транзисторах і спільному R_е, із змінним зміщенням.

Найпростіший транзисторний АО. Такий АО аналогічний до звичайного транзисторного підсилювача. На відміну від підсилювача транзистор АО працює в нелінійному режимі. Для цього колекторну напругу вибирають трохи меншою ніж в звичайному підсилювачі, а вхідну напругу - досить великої амплітуди. При великій амплітуді вхідної напруги наступає двостороннє обмеження колекторного струму, обумовлене наявністю областей насичення і запирання.

Рисунок 21.6.АО на двох транзисторах і спільному R_е.

Транзистор

U_вих

U_вх

АД

Е_поч Е1

Рисунок 21.7.АО із змінним зміщенням.

Лекція №22 Фазові детектори (ФД).

План

1. Призначення, переваги і недоліки ФД.

2. Схеми ФД.

ЛІТЕРАТУРА

1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987, §12.4,§12.5

2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §7.5

Призначення, переваги і недоліки ФД.

Фазовий детектор – пристрій який служить для створення напруги, що змінюється у відповідності із законом зміни фази вхідної напруги.

ФД можна виконати на основі лінійної системи із змінними параметрами (параметрична система).

Параметрична

система

U_вх Rн Сн

Фільтр

U₀cosω₀t

Рисунок 22.1. Структурна схема фазового детектора.

Схема співпадає з структурною схемою перетворювача частоти. Різниця полягає лише в тому, що частота гетеродина (опорна напруга) ω_г = ω_с = ω₀. Під дією опорної напруги U₀ змінюється активний параметр системи, як правило крутизна S.

Схема ФД співпадає також з схемою параметричного АД.

В залежності від виду нелінійної системи і способу її включення розрізняють однотактні, балансні і кільцеві ФД. В якості нелінійного елемента використовують діоди і транзистори.

Види фазових детекторів.

Однотактний фазовий детектор. Для здійснення фазового детектування до діода прикладається вхідний сигнал і опорна напруга.

Рисунок 22.2. Схема однотактного ФД.

Балансний ФД. Такий ФД представляє собою два діод них однотактних ФД, кожний із яких працює на своє навантаження. В результаті цього на виході кожного плеча ФД створюється напруга Е_д1 і Е_д2 зустрічної полярності, тому Е_д = Е_д1 - Е_д2. Вхідна напруга підводиться до діодів в протилежній полярності. Опорна напруга прикладається до діодів в однаковій фазі (Рис. 22.3).

Рисунок 22.3. Схема балансного ФД.

В кільцевому ФД використовуються два балансних фазових детектори, при цьому симетричність характеристики детектування покращується а коефіцієнт передачі детектора збільшується.

Лекція №23-24 Частотні детектори (ЧД).

План

1. Принцип роботи ЧД.

2. Показники якості ЧД.

3. Схеми ЧД.

ЛІТЕРАТУРА

1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987, §12.2,§12.3

2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §7.4

Принцип роботи ЧД.

Частотний детектор (ЧД) – пристрій який служить для створення напруги, що змінюється у відповідності із законом зміни частоти вхідного сигналу.

На вході детектора діє напруга|напруження| змінної частоти и_вх|=U_вхcosω_вх(t)t (рис. 23.1,а). Якщо кутова частота сигналу на вході ЧД| міняється, наприклад, за законом ω_вх(t) = ω_н ^— Δω_max cosΩt (рис. 23.1,6), де ω_н — кутова частота несучого коливання, Δω_max —девіація кутової частоти вхідного сигналу, Ω — кутова модулююча частота, то згідно визначенню напруга|напруження| Ед на виході ЧД| повинна мінятися відповідно до рис. 21.1, в.

Оскільки спектр напруги|напруження| на виході ЧД| містить|утримує| частотні складові, яких не було в спектрі вхідного сигналу, ЧД| не можна реалізувати за допомогою лінійного кола|цепу| з|із| постійними параметрами, оскільки|тому що| на його виході не можуть виникати нові частотні складові. ЧД| не можна створити і за допомогою безінерційного нелінійного кола|цепу|. Дійсно, якщо як без інерційне коло|цеп| використовують діод, то при дії на його вході ЧМ-коливання імпульси струму|току| діода містять|утримують| постійну складову, рівень якої залежить тільки|лише| від амплітуди цього коливання, але|та| не від його фази і частоти.

Uвх

0 t

а)

ω_вх

Δω_max

ω_н

0 t

б)

Eд

0 t

в)

Рисунок 23.1. Осцилограми сигналів на вході і виході ЧД.

Частотне детектування здійснюють в пристроях|устроях|, що сполучають|поєднують,з'єднують| в собі лінійні і безінерційні нелінійні системи. Принцип частотного детектування полягає в перетворенні ЧМ-коливання в лінійній системі в коливання з|із| іншим видом модуляції з|із| подальшим|наступним| детектуванням перетвореного коливання безінерційним нелінійним колом|цепом|. Загальна|спільна| структурна схема ЧД| показана на рис. 23.2.а, амплітудний обмежувач служить для усунення паразитної амплітудної модуляції ЧМ-коливання.

Перетворити ЧМ-коливання можна в:

1) амплітудно-частотно-модульоване (АЧМ); в якого амплітуда змінюється у відповідності з зміною частоти коливання. Це перетворення можна здійснити в лінійному колі з реактивними параметрами, залежними від частоти. Після лінійного кола АЧМ коливання детектується АД.

2) в фазочастотне коливання з наступним фазовим детектуванням;

3) в імпульси із змінною скважністю з наступним детектуванням імпульсним детектором, на пруга на виході якого пропорційна довжині імпульсів.

Детектор перетвореного коливання

Перетворювач ЧМ-коливання

Амплітудний обмежувач

U_вх Е_д

а)

Е_д

0 ω_вх

б)

Рисунок 23.2. Структурна схема і характеристика детектування однотактного ЧД.

Можна виділити однотактні| і двотактні (балансні) ЧД|. На рис. 23.2,б дана характеристика детектування однотактного ЧД, яка не заходить в область від’ємних напруг. Пристрій|устрій| має два детектори перетвореної напруги|напруження| і ланцюг|цеп| віднімання. Переваги такого ЧД| в порівнянні з небалансним наступні|слідуючі|: 1) характеристика детектування більш лінійна, оскільки парні гармоніки|гармошки| в балансному колі|цепі| компенсуються; 2) характеристика детектування проходить через нуль, тому напруга|напруження| Е_д відповідає знаку відхилення кутової частоти ω_вх від несучого значення ω_н. Це дає можливість|спроможність| використовувати балансні ЧД| в ланцюгах|цепах| автоматичного підстроювання частоти (АПЧ|).

ЧД| з|із| перетворенням відхилення частоти в зміну амплітуди.

У таких детекторах ЧМ-коливання перетвориться в АЧМ-коливання| в в розстроєних відносно несучої частоти резонансних колах|цепах| з|із| подальшим|наступним| детектуванням амплітудним детектором.

ЧД| з|із| одиночним контуром. Перетворення ЧМ-коливання в детекторі, схема якого показана на рис.23.4 здійснюється в резонансному LC-контурі, використовуючи для цього похилу ділянку його АЧХ|,де залежність U_Kвід f близька до лінійної. Таким чином дія даного виду ЧД| відбувається|походить| із|із| розстроєним відносно| частоти сигналу контуром. При використанні похилої ділянки АЧХ| контуру виникає супутня модуляція, при якій закон зміни амплітуди U_Kнапруги|напруження| на контурі відповідає закону зміни частоти вхідного сигналу. Напруга|напруження| з контуру подається на амплітудний детектор.

1 плече ЧД

Перший детектор

Е_д1

Перетворювач ЧМ коливання

Пристрій віднімання

АО

Uвх Е_д = Е_д1 – Е_д2

Другий детектор

Е_д2

2 плече ЧД

Е_Д

Е_Д2 Е_Д1

0

ω_н ω

Рисунок 23.3. Структурна схема і характеристика детектування балансного ЧД.

Рисунок 23.4. Схема ЧД з одиночним контуром.

Балансний ЧД| з|із| взаємно – розстроєними контурами. Такий ЧД| представляє два ЧД| з|із| одиночними контурами (рис.23.5); L₁C₁ - контурпершого ЧД| налаштований на частоту f₀₁ що перевищує f₀ на δf, а L₂C₂ - на частоту F₀₂, яка на δf нижча за середню частоту вхідного сигналу f₀. При f= f₀, U_К1= U_К2; Е_Д1 = Е_Д2 інапруга|напруження| на виході ЧД| Е_Д = 0. При f > f0 напруга|напруження| U_К1на першому контурі стає більшою, ніж напруга|напруження| U_К2 на другому контурі, і відповідно|відповідно до| Ед₁ > Е_Д2;Е_Д > 0. При f< f₀, U_К1< U_К2, Ед₁ < Е_Д2 напруга|напруження| Е_Д < 0.

Рисунок 23.5. Схема ЧД з взаємно розстроєними контурами.

Рисунок 23.6 Схема ЧД із зв’язаними контурами. Рисунок 23.7. Дробовий ЧД.

Дробовий ЧД|. Характерною|вдача| особливістю дробового ЧД| є|з'являється,являється| мала чутливість до амплітудної модуляції напруги|напруження|, що детектується, дякуючи чому відпадає необхідність в АО. Схема дробового ЧД| (рис.23.7.) є|з'являється,являється| варіантом схеми ЧД| із|із| зв'язаними контурами; її відмінність|відзнака| полягає в способі включення|приєднання| діодів і навантаження, а також у введенні котушки|катушки| зв'язку L₃ замість дроселя Др. У дробовому ЧД| полярність діода Д2змінена на зворотну; при цьому напруга|напруження| Е_Д = Е_Д1 + Е_Д2. Ця напруга|напруження| підводиться до конденсатора С₀ настільки великої ємності|ємкості|, що напруга|напруження| на ньому не встигає|устигає| реагувати на швидкі зміни амплітуди вхідного сигналу. Отже, в процесі роботи ЧД| може мінятися тільки|лише| відношення|ставлення| Е_Д1/ Е_Д2 а не їх сума. Саме з цієї причини ЧД| рис.23.7 називають дробовим (іноді|інколи| детектором відношення|ставлення|).

Розділ 5. РЕГУЛЮВАННЯ В РАДІОПРИЙМАЧАХ. КЕРУВАННЯ І КОНТРОЛЬ

Лекція №25 Регулювання в радіоприймачах.

План

1. Призначення i види регулювання.

2. Регулювання підсилення.

1. Схеми ручного регулювання підсилення.

ЛІТЕРАТУРА

1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987, §13.1,§13.2

2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §8.1

В процесі виготовлення і експлуатації радіоприймача для отримання|здобуття| якнайкращої|щонайкращої,найкращої| якості прийому доводиться регулювати ряд|лаву,низку| його показників: частоту настройки, коефіцієнт підсилення, смугу пропускання і ін. Для здійснення цих регулювань в РПУ| використовують регулятори |регулювальників|. Залежно від виду регульованого параметра розрізняють: регулювання підсилення, яке може здійснюватися в трактах радіочастоти і проміжної частоти, а також в після|потім|детекторній частині|частки| приймача; регулювання частоти настройки, що забезпечує прийом сигналів в широкому діапазоні частот; регулювання смуги пропускання, яке може проводитися|вироблятися,справлятися| в трактах радіочастоти і проміжної частоти, а також в післядетекторній частині|частці| приймача. Можливі регулювання і ряду|лави,низки| інших параметрів приймача. Регулювання буває ручним і автоматичним. Ручне регулюванняслужить для установки початкових|вихідних| показників РПУ|. Автоматичне регулюванняпідтримує вибрані показники РПУ| на необхідному рівні. Деякі види регулювань можна віднести до змішаних. У сучасних РПУ| для регулювань, управління і контролю широко використовують мікропроцесори. У ряді|в ряді| приймачів передбачається дистанційне керування.

Способи регулювання підсилення резонансного підсилювача. Резонансний коефіцієнт підсилення підсилювача по схемі рис. 5.2 (Л.1), К₀=m₁m₂SR_еквде m₁,m₂ | — коефіцієнтивключення|приєднання|; S — крутизна|крутість| транзистора в робочій точці|точці|; R_екв — еквівалентний опір контуру при резонансі з урахуванням|з врахуванням| шунтуючої дії виходу транзистора і входу подальшого|наступного| каскаду. Регулювання К₀ може здійснюватися зміною будь-якої величини, що входить у формулу.

При синтезі пристроїв|устроїв| регулювання потрібні істотні|суттєва| зміни К₀ від напруги|напруження| регулювання Е_рег, малий струм|тік| регулювання, мала залежність зміни інших параметрів підсилювача при зміні К₀. Даніспособи зміни підсилення можуть застосовуватися як для ручного, так і для автоматичного регулювання.

Регулювання зміною крутизни S. Таке регулювання здійснюється зміною режиму електронного приладу, відповідно таке регулювання К₀ називається режимним. Длязміни крутизни|крутості| S необхідно міняти|змінювати,замінювати| напругу|напруження| зміщення|зміщення| на керуючому електроді електронного приладу: напругу|напруження| U_бе0 в біполярному або напругу|напруження| U_зв0 в польовому транзисторах. Замітимо|відмітимо|, що при зміні напруги зміщення |зміщення| в польовому транзисторі

|

Рисунок 25.1

змінюється практично тільки|лише| крутизна|крутість| S, а в біполярному транзисторі ще і такі його параметри, як g_вх, g_вихі т.д.

Регулююча напруга|напруження| U_рег подається в коло|цеп| емітера або в коло|цеп| бази транзистора. Схема регулювання першого виду|виду| показана на рис. 25.1,а, напруга|напруження| зміщення|зміщення| на транзисторі U_бе0 = Uo — E_рег. У міру збільшення Е_рег напруга|напруження| U_бе0зменшується, що спричиняє за собою зменшення струму|току| І_ко і к рутизни|крутість| S,внаслідок чого коефіцієнт підсилення К₀ знижується. Коло|цеп| регулювання повинно забезпечити струм|тік|, приблизно рівний І_е0. Якщо регулюється п каскадів, то струм|тік| регулювання І_рег≈І _е0, томуколо|цеп| регулювання повинно виробляти порівняно великий струм|тік| І_рег, що є|з'являється,являється| недоліком|нестачею| схеми рис. 25.1,а. Від цього недоліку|нестачі| вільні кола|цепи| регулювання другого типу, в яких напруга|напруження| Е_рег вводиться|запроваджується| в коло|цеп| бази (рис. 25.1,б). Згідно рис. 25.1,б(U_бео = U₀ — Е_рег тому принцип регулювання вобох випадках однаковий. Перевага регулювання по схемі рис. 25.1,6 полягає в тому, що струм|тік| І_рег рівний струму|току| дільника І_дл = (5 — 10)І_Б0, у багато разів менший струму|тік| І_рег при регулюванні по схемі рис. 25.1,а.Проте |однак| схема рис. 25.1,6 менш стабільна в роботі, оскільки в ній відсутній резистор в колі|цепі| емітера R_е. Включення |приєднання| резистора R_е приводить|призводить,наводить| до зменшення ефективності регулювання, оскільки|тому що| він забезпечує стабілізацію режиму не тільки|не лише| при зміні температури, але і при зміні Е_рег. При включенні|приєднанні| резистора R_едлязабезпечення тієї ж глибини регулювання необхідно подавати більше значення напруги|напруження| Е_рег.

Регулювання зміною R_екв. Таке регулювання може здійснюватися різними способами. На рис. 25.2 показана схема регулювання з|із| підключеним паралельно контуру діодом Д. ПриЕ_рег > U_K діод закритий|зачинений| і контур практично не шунтує; при цьому R_екві К₀ найбільші. При Е_рег < U_K діод відкривається|відчиняється| і його вхідний опір шунтує контур. В цьому випадку R_{екв ,} а отже, і К₀ зменшуються.Основний недолік|нестача| такого способу регулювання полягає в тому, що при зміні R_екв міняєтьсяне тільки|не лише| К₀, але іеквівалентне затухання|затухання| контуру, а це викликає|спричиняє| зміну смуги пропускання підсилювача. Проте|тим не менше| при сильному сигналі допустимо деяке погіршення селективності.

Рисунок 25.2 Рисунок 25.3

Регулювання зміною m₁ і m₂.Ідея даного способу регулювання пояснюється рис. 25.3. Напруга|напруження| з контура подається на дільник Z₁ і Z₂,змінюючи|зраджуючи| один з опорів якого можна міняти|змінювати,замінювати| коефіцієнт включення|приєднання| m₁ |. Аналогічна і схема для зміни m₂. Як опори Z₁ і Z₂ можна використовувати котушки|катушки| із|із| змінною індуктивністю або конденсатори із|із| змінною ємністю|ємкістю|. Проте|однак| цей спосіб регулювання не використовується, оскільки|тому що| пов'язаний з |скрутно| невідворотним розладом контуру, що виникає при зміні опорів Z₁ і Z₂.

Аттенюаторне регулювання. При такому способі регулювання між підсилювальними каскадами включають аттенюатор| із|із| змінним коефіцієнтом передачі. Використовуються регульовані дільники, ємнісні дільники на варикапах|, мостові схеми. (Рисунок 25.4).

Регулювання К₀ за допомогою регульованого ВЗЗ|. Цей спосіб регулювання К₀, як і аттенюаторне| регулювання, не витікає з|із| формули. Типова схема зміни К₀ регульованим ВЗЗ| показана на рис. 25.5. ВЗЗ| в цьому випадку вводиться|запроваджується| в коло|цеп| емітера транзистора. У підсилювальних каскадах паралельно R_е звичайновключають конденсатор С_е великої ємності|ємкості| для усунення ВЗЗ|. У схемі рис. 25.5 глибину ВЗЗ| можна регулювати зміною ємності конденсатора С_рег; блокувальний конденсатор С_бл служить| для розділення|поділу| по постійному струму|току| кіл|цепів| регулювання і живлення транзистора. Як С_рег звичайно використовується варикап| Д. Із збільшенням Е_рег діод Дзакривається|зачиняється| сильніше, його ємність|ємкість| С_рег зменшується|, напруга|напруження| ВЗЗ| збільшується, коефіцієнт підсилення К₀ зменшується.|

Рисунок 25.4.Аттенюаторне регулювання

Регулювання підсилення в трактах звукової і відеочастот.Способи регулювання| коефіцієнта підсилення каскадів післядетекторної| частини|частки| приймача| в основному ті ж, що і способи регулювання К₀ резонансних| підсилювачів. Частіше в підсилювачах звукових частот застосовують плавне| потенціометричне регулювання підсилення (рис. 25.6); у широкосмугових підсилювачах таке регулювання використовують звичайно тільки| в низькоомних| колах|цепах|.

Рисунок 25.5.Регулювання зміною ВЗЗ. Рисунок 25.6.Плавне регулювання.

Разом з|поряд з,поряд із| потенціометричним часто здійснюють (особливо в широкосмугових каскадах і ОП|в,біля|) регулювання підсилення за допомогою регульованого ВЗЗ|. В деяких випадках знаходить|находить| застосування|вживання| і режимне регулювання. Останнім часом для електронного регулювання підсилення і стереобалансу використовують спеціалізовані ІС|, наприклад К174УН12.

Лекція №26 Автоматичне регулювання підсилювання (АРП).

План

1. Принцип роботи системи АРП.

2. Види систем АРП.

ЛІТЕРАТУРА

1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987, §13.3

2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §8.3

Принцип дії і види АРП Автоматичне регулювання підсилення (АРП) призначене для підтримки постійної напруги|напруження| на виході ППЧ|, необхідної для нормальної роботи вихідних пристроїв|устроїв| приймача. Рівень сигналу на вході приймача змінюється звичайно в дуже широких межах; при максимальній напрузі|напруженні| на вході РПП| система АРП повинна забезпечити мінімальний коефіцієнт підсилення радіотракту приймача і навпаки. Таким чином, завдання|задача| АРП — змінювати|зраджувати| підсилення радіотракту РПП| залежно від рівня вхідного сигналу. Система АРП повинна мати пристрій|устрій|, напруга|напруження| Е_рег на виході якого залежить від рівня сигналу в радіотракті приймача. Таким пристроєм|устроєм| може служити, наприклад, амплітудний детектор. Напруга|напруження| Е_рег, що подається на підсилювальні каскади, змінює|зраджує| їх коефіцієнт підсилення. Для АРП в приймачі створюється коло|цеп| АРП, що складається з детектора АРП і фільтру. Залежно від способу подачі регульованої напруги|напруження| АРП підрозділяються на зворотні, прямі і комбіновані.

Структурна схема зворотної АРУ. У цій схемі (рис. 26.1, а) напругу

|напруження|регулювання Е_рег одержують|отримують| з|із| напруги|напруження| U_вих на виході регульованого підсилювача,

в якому можуть застосовуватися способи регулювання підсилення, розглянуті|розгледіти| в

попередній лекції. Напруга|напруження| Е_рег подається з боку виходу у напрямі входу підсилювача, що і зумовило назву цього виду|виду| АРП. Детектор АРП забезпечує напругу|напруження| Е_рег на його виході, пропорційну амплітуді напруги|напруження| U_вих: Ерег = К_ДЕТАРПU_вих|UUUU. Фільтр АРП фільтрує складові частот модуляції і пропускає повільно|повільно| змінні складові напруги|напруження| Е_рег. Коло|цеп| АРП, яке складається тільки|лише| з детектора і фільтру, називають простою АРП. У коло|цеп| АРП може включатися підсилювач до або після|потім| детектора. Підсилювач до детектора АРП— це ППЧ|, після|потім| детектора — ППС|. У високоякісних РПП підсилювач іноді|інколи| включають і до і після|потім| детектора. За наявності в колі|цепі| АРП підсилювача АРП називають підсиленою.

Робота регульованого підсилювача спільно з|із| колом|цепом| АРП описується

характеристикою АРП, що показує залежність U_вих = F(U_вх)(рис. 26.2).

Якщо АРП проста, то при збільшенні U_BXнапруга|напруження| U_вих = K_qU_bx із-за

зменшення за рахунок|лічбу| АРП резонансного коефіцієнта підсилення K_q збільшиться в

менше число раз, ніж напруга|напруження| U_{вх .} Із |із| збільшенням U_вих збільшується Е_рег і відповідно

зменшується K_{0 .} Недолік |нестача| простої АРП полягає в тому, що коефіцієнт підсилення

радіо тракту приймача зменшується і при прийомі сигналів малого рівня, коли

Рисунок 26.1. Структурні схеми систем АРП.

цього не вимагається. Для усунення цього недоліку|нестачі| використовують АРП із затримкою, вякій коло|цеп| АРП починає|розпочинає,зачинає| діяти тільки|лише| у тому випадку, коли вхідна напруга|напруження| U_вх перевищує порогову U_пор; при цьому слабкі|слабі| сигнали колом|цепом| АРП не ослабляються (рис. 26.2). При ідеальній роботі кола|цепу| АРП із затримкою для U_BX ≥U_nop напруга|напруження| на виході підсилювача постійна (пунктирна пряма на рис. 26.2). У міру збільшення коефіцієнта підсилення підсилювача в колі|цепі| АРП характеристика АРП реального підсилювача все більшою мірою наближається до ідеальної. Особливістю зворотної АРП є|з'являється,являється| те, що вона не дозволяє одержати|отримати| ідеальну характеристику АРП; в цьому випадку можна лише наблизитися до неї. Зворотна АРП не може бути ідеальною, оскільки для її роботи принципово необхідний приріст вихідної напруги|напруження| ΔU_вих.Якщо допустити, що АРП ідеальна, то ΔU_вих = 0. При цьому Е_рег = const, К_{0 =} const, регулювання відсутнє, а отже, U_вих повиннезростати.

Структурна схема прямої АРП (рис. 26.1,6). Коло|цеп| АРП підключене до входу регульованого підсилювача, напруга|напруження| регулювання Е_реготримується в результаті|унаслідок,внаслідок| детектування вхідної напруги|напруження|. При збільшенні U_BX напруга|напруження| на виході детектора АРП зростає, при цьому збільшується Е_рег, що викликає|спричиняє| зменшення К_0.Напруга|напруження| U_вих| = К₀ U_вих. ЯкщоU_BX збільшується, то К₀ зменшується;при цьому їх добуток|добуток| може залишатися постійним. Пряма АРП дозволяє одержати|отримати| ідеальну характеристику регулювання, але|та| практично добитися цього не вдається.

Рисунок 26.2 Характеристики систем АРП.

Такій АРП властивий ряд|лава,низка| недоліків|нестач|, основний з|із| яких полягає в необхідності включати перед детектором в колі АРП додатковий підсилювач з|із| великим коефіцієнтом підсилення. Якщо, наприклад, напруга|напруження| Е_рег = 0,1 - 1 В, U_BX ≈ 10 - 100 мкВ|, то підсилювач в колі|цепі| АРП повинен мати підсилення К₀ ≈10⁴- 10⁵, практично таке ж, як і в основному тракті приймача. Пряма АРП нестабільна, тобто реагує на дії різних дестабілізуючих чинників|факторів|. Якщо, наприклад, із-за зміни температури або напруги|напруження| джерела живлення|харчування| коефіцієнт підсилення К₀ регульованого підсилювача збільшиться, то характеристика АРП з|із| ідеальної перетворюється на характеристику з|із| наростаючим U_вих.

Структурна схема комбінованої АРП (рис. 26.1, в). В цьому випадку раціонально використовуються переваги обох схем АРП: стабільність зворотної АРП і можливість|спроможність| отримання|здобуття| ідеальної характеристики в прямій АРП. Для першого підсилювача — це зворотна, а для другого — пряма АРП. Основне регулювання відбувається|походить| в першому підсилювачі, він, як правило, містить|утримує| декілька регульованих каскадів. Другий регульований підсилювач звичайно однокаскадний, його основне завдання|задача| — дещо компенсувати зростання напруги|напруження| на виході першого підсилювача. Те, що ідеальне регулювання не досягається на практиці, не має великого значення, оскільки|тому що| межі зміни U_вих | невеликі.

Призначення фільтру в колі|цепі| АРП. Амплітуда с