Ручные и автоматические регулировки в радиоприёмных устройствах

 

Рассказать о нестационарных условиях приёма, о том на что они влияют. Изменение амплитуды сигнала, причины. Изменение частоты, доплер, плавание частот настройки, причины.

Для компенсации различных видов нестабильностей и неопределённостей в радиоприёмных устройствах используют различного вида регулировки. Регулировки делят на два вида: ручные, выполняемые оператором и автоматические, выполняемые специальными цепями и устройствами в составе приёмника.

Различают регулировки усиления, частоты настройки, селективности и т.д.

Ручные регулировки допускают применение электромеханических устройств. Например, роторные переменные конденсаторы или резисторы, переключаемые катушки индуктивности. Автоматические регулировки выполняются при помощи только электронных методов.

Автоматические регулировки применяются для того, чтобы освободить оператора от тех функций, которые система способна выполнять самостоятельно. А так же в для обеспечения приёма при быстро изменяющихся условиях, когда оператор не может действовать с достаточной быстротой и точностью.

К наиболее распространённым автоматическим регулировкам следует отнести автоматическую регулировку усиления (АРУ) и автоматическую подстройку частоты (АПЧ).

 

Автоматическая регулировка усиления

 

Автоматическая регулировка усиления обеспечивает поддержание на выходе усилителя промежуточной частоты уровня сигнала, достаточно высокого и стабильного для воспроизведения сообщений от радиостанций различной мощности, находящихся на разных расстояниях и в меняющихся условиях распространения радиоволн.

То есть когда напряжение на входе усилителя минимально (U_{ВХ_min}) коэффициент усиления должен быть наибольшим (К_max) для того, чтобы на выходе обеспечивать напряжение U_{ВЫХ_min} достаточное для нормального воспроизведения сообщений. U_{ВХ_min} соответствует чувствительности приёмника. При увеличении входного напряжения коэффициент усиления должен уменьшаться.

Зависимость К от U_ВХ, исходя из выражения

,

выглядит следующим образом

Объяснить смысл точки А с точки зрения шумов и безсмысленого усиления.

 

Типы АРУ

 

В общем случае система АРУ должна изменять коэффициент усиления УПЧ таким образом, что бы поддерживать постоянным выходное напряжение. Это можно сделать тремя способами.

1. Непосредственно регулировать коэффициент усиления, исследуя выходной сигнал. Это, так называемая, обратная АРУ, или другое название АРУ «назад».

В данной системе сигнал с выхода УПЧ поступает на детектор АРУ (Д), где он выпрямляется, затем на усилитель АРУ (У), где он усиливается до величины, необходимой для регулирования К усиления, затем этот сигнал очищается от переменных составляющих при помощи ФНЧ и с помощью постоянного напряжения U_рег уже и происходит регулировка коэффициента усиления. Наличие переменных составляющих в регулирующем напряжении приведёт к дополнительной паразитной амплитудной модуляции в выходном сигнале УПЧ.

2. Регулировать коэффициент усиления, исследуя входной сигнал и используя знание зависимости К от U_рег. Это, так называемая, прямая АРУ, или другое название АРУ «вперёд».

 

Логика работы этой схемы такая же как и у АРУ вперёд, сложность заключается в том, что коэффициент усиления усилителя АРУ должен быть очень велик – сравним с Кус УПЧ, что трудно реализовать. К тому же зависимость коэффициента усиления от регулировочного напряжения не всегда линейна, известна и стабильна. Поэтому такая система практически не используется. За исключением случаев, когда коэффициент регулируемого усилителя не высок. Например, в составе комплексной АРУ.

3. Комплексная АРУ.

В зависимости от режимов работы усилителя и детектора АРУ различают такие виды АРУ как:

1. Простая АРУ: то есть коэффициент усиления усилителя АРУ равен 1, либо усилитель отсутствует, детектор не имеет задержки по напряжению.

2. Усиленная АРУ: то есть коэффициент усиления усилителя АРУ значителен. Это приводит к тому, что зависимость выходного напряжения от входного уменьшается.

3. Усиленно-задержанная АРУ: то есть коэффициент усиления усилителя АРУ значителен. А так же детектор имеет задержку по напряжению, то есть он начинает открываться только если выходное напряжение регулируемого усилителя превысит некий порог.

 

 

Характеристики АРУ

 

1. Регулировочная характеристика усилителя. Это зависимость коэффициента усиления К₀ от регулировочного напряжения U_рег (тока).

Может выглядеть, например, следующим образом. Часто применяется её аппроксимация прямой. Дать понятие крутизны регулировки.

 

2. Статическая характеристика АРУ.

Это амплитудная характеристика усилителя с АРУ, каждая точка которой соответствует установившемуся режиму регулирования.

 

1 – без АРУ

2 – простая АРУ

3 – усиленная АРУ

4 – усиленно-задержанная АРУ