Структурная схема системы слежения за временным положением. Обобщенные функциональная и структурная схемы радиотехнических следящих систем

4. Системы автоматической регулировки усиления (АРУ)

Системы автоматической регулировки усиления предназначены для стабилизации уровня выходного сигнала усилителя. Необходимость в АРУ обусловлена значительным динамическим диапазоном сигнала на входе приемника (60…100дБ), что без принятия мер по стабилизации уровня сигнала привело бы к перегрузке каскадов приемника и ис

кажению полезной амплитудной модуляции сигнала. Если на вход системы слежения поступает сигнал с таким динамическим диапазоном, то это приведет к увеличению коэффициента усиления контура и может служить причиной нарушения устойчивости.

Таким образом, система АРУ необходима для расширения динамического диапазона, чтобы избежать перегрузки каскадов и искажения амплитудной модуляции и обеспечить устойчивость следящей системы.

В качестве примера рассмотрим построение схемы АРУ с управлением по рассогласованию (рис. 11).

Рис. 11. Функциональная схема АРУ

Выходное напряжение регулируемого усилителя РУ детектируется (Дет.) и через фильтр нижних частот ФНЧ поступает на РУ в виде регулирующего напряжения Up, которое изменяет крутизну усиления активного элемента, шунтирует нагрузку или управляет аттенюатором, в конечном итоге уменьшая уровень выходного сигнала РУ при его увеличении и увеличивая при уменьшении.

Например, при использовании транзистора в качестве активного элемента Up подается на базу транзистора (рис. 12) и, изменяя его крутизну (прямую проводимость), изменяет коэффициент усиления.

Напряжение задержки Uзад используется для того, что бы повысить уровень стабилизируемого напряжения (рис. 13).

Рис.12

Рис.13. Зависимость выходного напряжения от входного:

1 – АРУ отсутствует; 2 ─ Uз = 0; 3 – Uз

АРУ начинает работать при превышении входным сигналом напряжения U1 порогового напряжения (UПОР). Вариант построения детектора АРУ с задержкой приведен на рис. 14.

Рис.14. Схема детектора АРУ с задержкой

С помощью делителя R1R2 формируется за напряжение Uзад, поступающее на детектор Д.

Для исследования характеристик АРУ найдем уравнения, описывающие работу функциональных узлов системы, и составим структурную схему. Зависимость коэффициента усиления усилителя от регулирующего напряжения:

, (6)

где k0 – величина коэффициента усиления при нулевом значении напряжения регулирования;

─ крутизна регулировочной характеристики;

(7)

, (8)

где kд – коэффициент передачи детектора.

Первое условие выражения (8) выполняется при , второе – при .

ФНЧ характеризуется своей передаточной функцией, поэтому напряжение на выходе ФНЧ определяется выражением:

. (9)

По полученным уравнениям можно построить структурную схему (рис. 15).

Рис. 15. Структурная схема АРУ

Здесь

Система АРУ является нелинейной системой с переменными параметрами, что делает сложной задачей ее анализ. При оценке отдельных качественных характеристик производят соответствующие упрощения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шахтарин Б.И. Случайные процессы в радиотехнике. Ч.1. Линейные системы: Учеб. пособие.- М.: Радио и связь, 2002.

2. Первачев. С.В Радиоавтоматика: Учебник для вузов.- М.: Радио и связь, 2002.

 Скачать реферат