Способы регулирования коэффициента усиления.

 

В большинстве случаев используются такие способы:

1. Изменение К₀ каскада за счёт изменения крутизны усилительного прибора. Например, за счёт изменения его режима работы. Это так называемая «режимная» регулировка. Например, можно подавать постоянное дополнительное смещение на базу транзистора или на второй затвор двухзатворного ПТ. Нарисовать схемы.

2. Изменение добротности или затухания контуров усилителей за счёт параллельного включения управляемых активных сопротивлений. Например, полевых или биполярных транзисторов, опторезисторов и т.д. Этот способ связан с ухудшением селективности. Нарисовать схемы.

3. Используя электронно-управляемые аттенюаторы, включенные между каскадами. Описать как работает.

4. Импульсные регуляторы на основе ШИМ модуляции.

5. За счёт регулировки крутизны преобразования смесителя, путём изменения амплитуды напряжения гетеродина.

 

Система АРУ вносит искажения в закон амплитудной модуляции сигнала при его усилении. Искажения сигнала возникают в том случае, когда величина напряжения регулировки начинает изменяться в соответствии с законом модуляции входного сигнала, т.е. при недостаточной величине постоянной времени ФНЧ в цепи АРУ. Если же эту постоянную времени сделать слишком большой, то АРУ становится слишком инерциальной и не будет успевать отслеживать изменение уровня входного сигнала. При слишком малой постоянной времени происходит уменьшение коэффициента модуляции сигнала в области низких частот и возникают нелинейные искажения закона модуляции.

Для увеличения уровня подавления переменной составляющей в напряжении регулировки иногда применяют многозвенные ФНЧ. При высоком коэффициенте усиления усилителя АРУ и при большом входном сигнале это может привести к самовозбуждению системы. Самовозбуждение выражается в появлении ПАМ, поддерживаемой системой АРУ. Этот эффект можно значительно ослабить применяя усилители с экспоненциальной зависимостью К₀ от U_рег. В случае применения однозвенного ФНЧ коэффициент усиления ФНЧ следует выбирать как модно больше, такая система не может самовозбудится.

В качестве меры эффективности АРУ используется отношение изменения выходного напряжения (в Дб) к отношению изменения входного напряжения (в Дб).

К_АРУ= 3Дб/70Дб. Это означает – расшифровать.

 

При построении усилителей с АРУ импульсных сигналов, использование инерциальной АРУ малоэффективно, так как скважность импульсов и разброс их амплитуд могут быть очень велики. Поэтому используется быстродействующая система АРУ (БАРУ) постоянная времени фильтра такой системы сравнима с длительностью импульса. Из-за этого невозможно получить большую глубину регулирования, поэтому применяют последовательное включение большого числа каскадов с собственной АРУ в каждом.

 

Автоматическая подстройка частоты

 

Автоматическая подстройка частоты должна непрерывно обеспечивать оптимальное расположение спектра принимаемого сигнала в полосе пропускания приёмника при, вызываемых различными причинами, изменениях частоты передатчика и настройки цепей приёмника.

При приёме радиосигналов необходимо добиваться максимума коэффициента передачи тракта приёмника. Искажения сигнала, его спектра, потеря сигнала, нарушение приёма.

Подстройка частоты приёмника осуществляется, как правило, путём поддержания частоты гетеродина такой, что несущая частота сигнала на промежуточной частоте соответствует максимуму передачи фильтра ПЧ.

Системы АПЧ можно разделить на два класса в зависимости от признака, на основании которого вырабатывается сигнал ошибки настройки частоты, необходимый для подстройки. Собственно с помощью него и осуществляется настройка.

Если этим признаком является отклонение частоты сигнала от переходной частоты какой-либо цепи, то говорят о частотной системе АПЧ (ЧАПЧ). Строится на базе частотного детектора.

Если признаком для срабатывания системы АПЧ является отличие фазы колебаний сигналы от фазы опорного колебания, то говорят о фазовой системе АПЧ (ФАПЧ). Строится на базе фазового детектора. Напомнить о том, что частота это производная фазы. Равны фазы, равны и частоты.

 

ЧАПЧ

 

Системы АПЧ можно разделить на два вида – системы абсолютной частоты и системы промежуточной частоты.

В системах абсолютной частоты на частотный детектор подаются сигналы с частотами близкими к частоте подстраиваемого сигнала.

УЭ – управляющий элемент

Г – генератор

Ф – фильтр НЧ

У – усилитель

ЧД – частотный детектор

В системы промежуточной частоты входит смеситель, и оценка отклонения частоты от эталона осуществляется на промежуточной частоте. Такие системы используются чаще всего.

См – смеситель

УПЧ – усилитель промежуточной частоты

И в первой, и во второй системе ЧД вырабатывает напряжение, пропорциональное расстройке промежуточной частоты, от его собственной переходной частоты. Это напряжение усиливается, фильтруется и подаётся на регулирующий элемент, который подстраивает гетеродин так, что промежуточная частота стремиться к переходной частоте ЧД.

Фильтр Ф низких частот в составе системы АПЧ исключает из регулирующего напряжения переменную составляющую и определяет инерционность системы.

В качестве управляющего элемента может быть использован любой электронный или электронно-механический прибор с управляемой напряжением реактивностью. Подстройка частоты осуществляется за счёт изменения реактивности колебательных контуров или резонансных систем автогенератора. Чаще всего используют варикапы. Для уменьшения нелинейности настроечной характеристики, уменьшения детекторного эффекта рекомендуется использовать встречное включение двух варикапов.

Характеристика регулятора частоты:

Крутизна регулятора частоты S_РЧ=(f_Гmax- f_Гmin)/ DE_рег

Частотный детектор обязательно должен иметь в своей детекторной характеристике точку перехода через ноль и ось симметрии.

То есть детекторная характеристика должна иметь вид.

При этом ЧД характеризуется:

f₀ – переходная частота, обычно выбирается равной номинальной промежуточной частоте f_НОМ;

А – апертура;

S_ЧД = DU/A – средняя крутизна.