Как влияет постоянная времени на работу ару

Переходные процессы в системах АРУ

Как известно, в радиовещательных приемниках аналоговых сигналов, использующих в преселекторе и тракте промежуточной частоты резонансные усилители, чаще всего находит применение режимная АРУ (рис. 12.1). Постоянная составляющая с детектора АРУ (детектор, специально предназначенный для формирования напряжения регулирования) или детектора сигнала, через дополнительный фильтр постоянной составляющей, управляющее напряжение (Е_рег) подается на базы (эмиттеры) регулируемых усилителей, изменяет положение рабочей точки (крутизну) транзистора на проходной характеристике, а значит, и коэффициент усиления. При увеличении сигнала постоянное напряжение на нагрузке детектора возрастает. Однако, применяемая полярность включения диода, приводит к приращению отрицательной по знаку постоянной составляющей напряжения, что уменьшает напряжение на базе транзистора регулируемого усилителя и, как следствие, уменьшается крутизна его характеристики и коэффициент усиления.

Постоянная времени ЯС фильтра определяет скорость срабатывания регулировки, т.е. быстроту реакции системы АРУ на изменение напряжения на входе усилителя. Если постоянная времени мала, то при амплитудной модуляции сигнала, регулирующее напряжение будет содержать низкочастотную составляющую. При этом, если фильтр не вызывает фазового сдвига напряжения, то увеличение амплитуды сигнала в процессе модуляции будет приводить к синхронному изменению смещения на базе регулируемого и уменьшать усиление.

Уменьшение амплитуды будет сопровождаться увеличением коэффициента усиления. В результате в регулируемом усилителе будет происходить уменьшение глубины модуляции (демодуляция сигнала). Соотношение составляющих спектра выходного сигнала зависит также от параметров выходного фильтра (фазо-частотной характеристики), а отсюда и демодуляция будет проявляться по-разному на различных частотах, т.е. появятся частотные искажения.

В некоторых случаях фазовый сдвиг, вносимый фильтром, может приводить к возрастанию коэффициента модуляции, и одновременно увеличивать нелинейные искажения в детекторе и усилителе низкой частоты.

Слишком малая постоянная времени фильтра, приводит к плохой фильтрации напряжения низкой частоты, и будет вызывать изменение коэффициента усиления с частотой огибающей, т.е. изменению формы огибающей напряжения и появлению нелинейных искажений сигнала после детектирования.

Излишне большое значение постоянной времени фильтра будет приводить к тому, что регулирующее напряжение не будет успевать следовать за изменением сигнала при перестройке или кратковременных замираниях сигнала.

Рассмотрим процессы, протекающие в радиотракте, охваченном системой АРУ. В радиовещательных приемниках наибольшее распространение получила обратная усиленная АРУ, с одним — двумя каскадами с регулируемым усилением в структуре радиотракта. Структурная схема радиотракта, в котором применена обратная АРУ, приведена на рис. 12.7.

Усилительные каскады радиотракта, усиление которых определяется напряжением регулирования Е_рег, представлены узлом с коэффициентом передачи К(Е_рег), зависящим от регулирующего напряжения Е_рег, которое создается на выходе фильтра низкой частоты Е(Ерег) при работе АРУ. Регулировочная характеристика радиотракта К= К(Е_рег) (рис. 12.8) в общем случае имеет нелинейный характер, определяемый нелинейной зависимостью коэффициентов передачи регулируемых каскадов радиотракта от величины напряжения регулирования. Для упрощения анализа процессов в системе АРУ часто функцию К= К(Ерег) аппроксимируют линейной зависимостью (рисЛ 2.8)

где — тангенс угла наклона характеристики.

Такая аппроксимация регулировочной характеристики при упрощении анализа приводит к некоторому завышению величины искажений огибающей при больших значениях

В предположении отсутствия в радиотракте нелинейных искажений, детектор обратной АРУ, в том числе усиленной, можно представить линейным звеном с коэффициентом передачи Кару (рис. 12.7). Упростим анализ системы обратной АРУ с задержкой, считая радиотракт широкополосным, когда изменение выходного напряжения и_вых совпадает с изменением напряжения регулирования Е_рег. Тогда при гармоническом воздействии на радиотракт с системой обратной АРУ с задержкой

вызывает появление на выходе сигнала

Если амплитуда выходного сигнала 112(0 меньше напряжения задержки Е₃, то напряжение регулирования Е_рег = 0 и коэффициент усиления будем максимальным Ко (рис. 12.8)

При амплитуде входного сигнала м/(7) — (7/ амплитуда выходного сигнала будет Е₃, а

При м/(7) > (7/ ты огибающая на выходе радиотракта будет определяться

причем изменение Е_рег будет определяться уравнением

где Е(Ер_ег) — линейный дифференциальный оператор, описывающий процессы в ФНЧ.

Применение в качестве фильтра низкой частоты интегрирующей ЯС — цепочки, когда линейный дифференциальный оператор, описывается уравнением

Выражения (12.9), (12.10) и (12.11) приобретают вид

где

При скачкообразном изменении уровня входного сигнала в момент времени t = 0 до значения ui(t) — Ui — const > Ui _mi„ поведение системы АРУ в соответствии с (10.11) будет описываться неоднородным линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами:

Полагая, что в начальный момент напряжение на конденсаторе равно нулю, т.е. при t = 0, U 1 = 0, то и напряжение и 2(0) = Ко U). При таких начальных условиях установившееся значение на выходе регулируемого усилителя, определяющееся (12.12) будет равно

Статическая характеристика системы АРУ с задержкой (рис. 12.6а) и определяется системой уравнений (12.16)

Статическая характеристика системы АРУ без задержки описывается более простым соотношением (12.17), полученным из (12.16) при Ез =0

и представлена сплошной кривой на рис. 12.96. Для сравнения штриховой линией на этих рисунках представлены кривые усиления радиотракта приемника без АРУ (V2= и 2

Сравнение формул (12.16) и (12.17) показывает, что введение задержки приводит к увеличению установившегося значения напряжения на величину Д?/ = Е₃К1/₁ / (1 + К11₁) . Отсюда следует, что чем выше напряжение задержки, тем при данном увеличении входного сигнала меньше Е_рег и большее значение установившегося напряжения.

Качество регулирования, как видно из (12.16) и (12.17) повышается при увеличении К = а Кару, что определяется коэффициентом передачи цепи АРУ (Кару) и количеством регулируемых каскадов.

При воздействии сигнала с амплитудной модуляцией для случая гармонической огибающей и/ (0 = и_но(1+т со801)со8(о)о1 +(р), где и_но — амплитуда несущего колебания с частотой соо, т — коэффициент модуляции, О — частота модуляции и для одно- или двухзвенного ЯС — фильтра в цепи АРУ, выходное напряжение определяется решением уравнения (12.14). Использование в качестве фильтра однозвенной интегрирующей ЯС — цепи обеспечивает устойчивость системы АРУ при любой частоте модуляции. Однако неправильный выбор параметров ЯС — цепи может привести к существенным искажениям огибающей на выходе регулируемого усилителя. При использовании двухзвенного фильтра в цепи АРУ система АРУ возбуждается при определенном значении коэффициента модуляции. Генерация колебаний происходит в некоторой полосе частот модулирующего колебания и определяется параметрами фильтра.

Для малого значения коэффициента модуляции напряжение на выходе радиотракта в соответствие с (12.10) приближенно определяется

Считая, что коэффициенты модуляции на входе и выходе радиотракта можно рассматривать, как аи,(?) = ди_х (0/ м 1 (0;»Ь(0 = (0/ м 2 (0 > получим выражение для передаточной функции цепи АРУ, которое при постоянном значении амплитуды несущей и_но можно записать

где Р(р) — передаточная функция ФНЧ в символической форме, а р — оператор дифференцирования. Тогда из (12.18) с учетом соотношения К = а Кару получим [3]

Соотношению (12.19) соответствует некоторая следящая система со структурной схемой (рис. 12.10)

В этой схеме радиотракт представлен передаточной функцией 1/КщР(р), охваченный обратной АРУ. Рассматривая ее свойства при использовании фильтра низких частот из одной интегрирующей ЯС — цепочки, когда Б(р) = 1/(РСр +1), передаточная функция системы АРУ для малых значений коэффициентов модуляции

где

Для оценки амплитудно- и фазочастотных искажений, создаваемых в радиотракте, охваченном системой обратной АРУ, положим в (12.19)/; =?0 и вычислим модуль и фазу полученного комплексного коэффициента передачи, откуда

Графики, построенные на основании формул (12.21) и (12.22) показывают (рис. 12.11), что коэффициент модуляции на выходе всегда меньше коэффициента модуляции на входе, то есть существует подавление модуляции (рис. 12.11а). Для заданных Тф и ?2, подавление, обусловленное действием АРУ тем сильнее, чем выше уровень несущей. Это вызвано увеличением быстродействия по мере роста входного сигнала. Фаза огибающей выходного сигнала (рис. 12.11 б) опережает фазу входного сигнала. При малых бкф наблюдается резкое возрастание фазового сдвига с последующим уменьшением. Рабочей областью можно считать область больших значений Отф, где малы так же и амплитудные искажения. По заданной величине амплитудных или фазовых искажений можно определить постоянную времени фильтра цепи АРУ. Так, разрешая (12.21) относительно Тф, можно вычислить постоянную времени ЯС — фильтра по величине подавления амплитудной модуляции в системе АРУ (12.23)

Для радиовещательных и связных приемников АМ сигналов величина Тф = 0,02 -г- 0,2 с. Верхняя граница постоянной времени тф определяется быстродействием системы АРУ.

Динамический режим работы ару

Динамическим режимом работы АРУ называют поведение системы АРУ в условиях изменения уровня сигналов на входе. Анализ этого режима позволяет выявить особенности переходных процессов замкнутой системы АРУ, искажения огибающей радиосигнала, устойчивость работы.

Выясним особенности динамического режима АРУ на примере схемы с управлением по базе (см. рис. 2). Рассмотрим упрощенную схему регулировки с однозвенным фильтром АРУ (рис. 9).

Полагаем, что регулируемый усилитель и детектор АРУ безынерционны по отношению к огибающей радиосигнала, а регулировочная характеристика усилителя линейно зависит от . Найдем связь между и . Постоянная времени фильтра АРУ

Для ламповых схем АРУ и . Для транзисторных схем АРУ входная проводимость в общем в общем случае зависит от и изменяется при регулировке в значительных пределах, так что постоянная времени оказывается переменной величиной. Однако при наличии стабилизирующего резистора входное сопротивление в значительной степени определяется величиной и мало меняется при регулировке. Учитывая это, рассмотрим случай .

На основании схемы (рис. 9) имеем:

Регулировочную характеристику представим линейной зависимостью:

Эквивалентная крутизна генератора тока , управляемого напряжением на выходе фильтра , учитывает влияние :

Подставив в (20) соотношения (21)-(24), а также соотношение (12) для коэффициента N, получим:

Уравнение (25) является дифференциальным уравнением первого порядка с переменным коэффициентом, закон изменения которого определяется входным напряжением. Следовательно, решение уравнения (25) зависит от вида .

2.4.1. Скачок входного напряжения

В этом случае формула (25) представляет собой дифференциальное уравнение с постоянным коэффициентом. Перепишем его в виде:

и сравним с уравнением заряда обычной RC-цепочки под действием постоянного напряжения E:

Из сравнения (26) и (27) следует, что эквивалентная постоянная времени замкнутой системы АРУ

Регулирующий ток устанавливается в соответствии с выражением

Подставив значение из (29) в (23), найдем закон установления коэффициента усиления системы:

Установившееся значение напряжения на детекторе

При отсутствии АРУ было бы равно .

Таким образом, коэффициент характеризует эффективность регулировки и измеряется обычно десятками и сотнями.

Проведенный анализ позволяет сделать основные выводы:

1. Постоянная времени замкнутой системы АРУ определяется не только параметрами системы , но и зависит от уровня входного сигнала, уменьшаясь с увеличением последнего.

2. При глубокой обратной связи время установления переходных процессов в системе АРУ значительно меньше времени установления их в фильтре АРУ.

Последний вывод можно пояснить графически (рис. 10).

Если бы скачок напряжения на входе фильтра АРУ имел постоянную величину , то при замкнутой системе АРУ регулирующий ток устанавливался бы по кривой 1. На самом деле система АРУ замкнута, так что напряжение на входе фильтра не постоянно, а меняется по кривой 2 от наибольшего значения до наименьшего . При этом в начале процесса регулировки коэффициент усиления системы еще не изменен регулировкой (конденсатор заряжается постепенно) и кривая 3 установления тока идет по кривой 1, затем постепенно отклоняется от нее (начинает действовать АРУ) и приближается к установившемуся значению . Сравнивая кривую 3 с кривой 4, показывающей установление при скачке напряжения на входе фильтра, равном (при этом установившиеся значения токов оказываются равными), приходим ко второму выводу.

Как влияет постоянная времени на работу ару

Обычная система АРУ любительских КВ приемников, как правило, неудовлетворительно работает во время приема SSB.

Когда ведут прием АМ (или ЧМ), напряжение АРУ вырабатывается пропорционально величине несущей частоты, изменение которой (замирания) происходят сравнительно медленно. Но в сигналах SSB несущая частота подавлена. Поэтому во время приема этих сигналов напряжение АРУ должно быть пропорционально их средней величине. При этом большой динамический диапазон SSB сигналов и быстрые изменения их с частотой модулирующего (звукового) напряжения предъявляют к АРУ дополнительные требования.

Описываемая ниже система АРУ, примененная в трансивере радиостанции UA9BE , пригодна для приема как SSB, так и обычных АМ сигналов.

С выхода последнего каскада усилителя ПЧ приемника сигнал ПЧ подается на сетку лампы Л1 катодного повторителя, который необходим, чтобы получить малое внутреннее сопротивление источника напряжения АРУ для практически мгновенной реакции системы АРУ на возростание уровня принимаемого сигнала.

После катодного повторителя напряжение ПЧ выпрямляется диодом Д105 (Д1). Постоянная времени цепи R7C6 нагрузки этого выпрямителя выбрана большой (около 2 сек), благодаря чему напряжение АРУ изменяется пропорционально колебаниям среднего уровня принимаемого сигнала и система АРУ хорошо реагирует на медленные изменения этого уровня.

Выпрямленное напряжение заряжает конденсатор С6 в полярности, указанной на схеме, и подается на сетки регулируемых ламп усилителей ПЧ и ВЧ.
Так как усиление приемника может оказаться недостаточным для следующего за сильным слабого сигнала, необходимо чтобы при отсутствии сигнала на входе приемника напряжение АРУ резко убывало, то есть конденсатор С6 быстро разряжался. Для этой цели в системе установлен дополнительный выпрямитель на диоде Д105 (Д2) с цепью нагрузки R6C5 и ключевой каскад на транзисторе П11 (Т1) и диоде Д220 (Д3).

Этот каскад работает следующим образом. При медленном изменении среднего уровня принимаемого сигнала, когда конденсатор С6 разряжается почти одновременно с уменьшением сигнала, напряжения на конденсаторах С5 и С6 равны по величине и в этом случае ток через транзистор Т1 не течет, так как потенциалы его базы и эмиттера одинаковы.

Таким образом при медленном изменении среднего уровня сигнала регулирующее напряжение АРУ изменяется пропорционально его колебаниям.

В случае быстрого убывания сигнала на входе приемника, сначала уменьшается напряжение на конденсаторе С5, так как постоянная времени цепи нагрузки R6C5 дополнительного выпрямителя меньше, чем постоянная времени цепи нагрузки R7C6 основного выпрямителя. При более быстром убывании напряжения на конденсаторе С5, чем на С6, потенциалы базы и эмиттера транзистора Т1 становятся различными. Когда их разность превысит величину, необходимую для отпирания диода Д3 и транзистора Т1, через транзистор Т1 потечет ток, благодаря чему конденсатор С6 быстро разрядится и регулирующе напряжение АРУ резко упадет. Задержка момента разряда конденсатора С6 зависит от постоянной времени нагрузки R6C5 дополнительного выпрямителя и начальной характеристики диода Д3, которые выбраны так, что задержка несколько больше пауз в принимаемом SSB сигнале.

Детали и замена

В качестве катодного повторителя кроме лампы 6Ж5Б могут быть использованы пентоды 6Ж1П, 6Ж5П, 6Ж2Б в триодном включении, триод 6С1П или один из триодов ламп 6Н3П, 6Н1П. Диоды Д105 (Д1 и Д2) могут быть заменены другими точечными кремниевыми диодами (типов Д101-Д106). Транзистор Т1 необходимо подобрать с наименьшим начальным током коллектора (I ko). Вместо диода Д220 (Д3) можно использовать Д223 или два кремниевых стабилитрона Д810-Д813, соединенные последовательно.

Налаживание

Для проверки и налаживания системы АРУ удобно воспользоваться миллиамперметром, включив его в цепь питания анодов ламп регулируемых каскадов ПЧ приемника.
Вначале нужно разорвать цепь диода Д3, после чего подать на вход приемника достаточно сильный сигнал (несущую частоту). В момент включения несущей частоты анодный ток ламп регулируемых каскадов должен резко упасть, а когда источник сигнала будет отключен — в течение нескольких секунд возрости до первоначального уровня.

Далее следует восстановить соединение цепи диода Д3, а в цепь коллектора транзистора Т1 включить микроамперметр с пределом измерения 50. 100 мкА на всю шкалу или авометр, имеющий соответствующий диапазон измерения силы тока. При поданной на вход приемника несущей частоте коллекторный ток должен быть незначительным (не более нескольких мкА).

Если ток велик, то следует подобрать транзистор Т1 с меньшей величиной начального тока коллектора (I ko), заменить диод Д3 или включить на его место два диода, соединенных последовательно. Добившись малой величины коллекторного тока, медленно уменьшают величину сигнала на входе приемника и наблюдают за током в цепи коллектора, который не должен увеличиваться. При быстром отключении сигнала должен наблюдаться бросок тока.

Во время приема SSB сигналов при правильной работе системы АРУ стрелка миллиамперметра в цепи питания анодов ламп усилителя ПЧ во время речи корреспондента будет совершать небольшие колебания около какого-то среднего уровня, определяемого силой сигнала. Этого можно достичь более точным подбором емкости конденсатора С6.

В.Ченцов (UA9BE, ex UB5VO). «Радио» №8/1967 год

Вас может заинтересовать:

1. Коротковолновый приемник. А.Фонарев
2. АРУ для ламповых схем. А.Скрябин
3. Формирователь частотной характеристики усилителя ПЧ. В.Бурундуков
4. Улучшение избирательности КВ приемников. Р.Гаухман (UA3CH)
5. Индикатор для проверки настройки контуров

1. 6Ж1П
   • Все статьи с данной радиолампой
   • Справочные данные
2. 6Ж5П
   • Все статьи с данной радиолампой
   • Справочные данные
3. 6С1П
   • Все статьи с данной радиолампой
   • Справочные данные
4. 6Н3П
   • Все статьи с данной радиолампой
   • Справочные данные
5. 6Н1П
   • Все статьи с данной радиолампой
   • Справочные данные

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

Системы автоматического регулирования усиления в УПиОС (АРУ)

Определение: Совокупность функциональных узлов, обеспечивающих устранение перегрузки в каскадах УПиОС и поддерживающих заданное постоянство выходного напряжения в условиях изменения интенсивности принимаемого сигнала – называется системой АРУ.

Причины изменения уровня входного сигнала:

– за счет изменения расстояния до объекта локации;

– за счет изменения расстояния между перед и приемн.;

– за счет «замирания» сигнала.

Причем, скорость изменения уровня сигнала такова, что в ручную не возможно обеспечить слежение за ним.

Назначение: АРУ изменяет Кр в тракте без нарушения параметров модуляции (АМ).

Классификация:

1. По принципу действия – без ОС, с ОС, комбинированные, с программным управлением или временные ВАРУ.

Схема АРУ без ОС (прямые АРУ) представлена на рис.12.1.

Недостатки: такая АРУ не отслеживает изменения Кр каскада, вызванные изменением температуры, старением и т.д. Не обеспечивает изменения работы при росте динамики входного сигнала. Требуется большое усиление для формирования регулирующего напряжения в цепи регулирования.

Достоинство: возможность получит идеальную амплитудную характеристику вида рис.12.2, что в принципе не возможно в АРУ с ОС.

Схема АРУ с ОС (обратные АРУ) представлена на рис.12.3.

Достоинства: все изменения Кр автоматически учитываются за счет ОС, не надо большого усиления – получили широкое распространение.

Недостаток: не возможно получить постоянное вых. Напр., не может обеспечить одновременно большую глубину регулирования и быстродействие.

Схема комбинированной АРУ представлена на рис.12.4. Применяется в условиях большого динамического диапазона входного сигнала, а также когда требуется большее постоянство выходного напряжения.

Схема ВАРУ показана на рис.12.5. Здесь регулировка напряжения происходит по определенному закону.

2. По принципу формирования регулировки: аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные).

Разделяются на – с аналоговым электронным управлением аттенюатора (ЭУА) и дискретным сигналом управления; с дискретным ЭУА и дискретным сигналом управления; с комбинированием принципов аналогового и дискретного регулирования в составе одного устройства.

Достоинства цифровых АРУ: большая точность регулирования; большая надежность; большая стабильность работы.

3. По способу изменения Кр: – путем изменения режима ЭП по постоянному току (простота реализации, но меняются параметры АЧХ и ФЧХ); – путем изменения глубины ОС (меньше уровень искажений, но не в полной мере используются усилит. Возможности ЭП); – путем изменения сопротивления, шунтирующего нагрузку; – путем изменения затухания ЭУА; – путем изменения напряжения гетеродина (редко используется).

4. По наличию задержки: – простые АРУ без задержки; системы с задержкой.

График, поясняющий работу этих типов АРУ на рис.12.6.

Для реализации «задержки» требуется специальная цепь.

5. По наличию усилителя непосредственно в тракте АРУ: усиленные и неусиленные.

6. По степени быстродействия: инерционные и быстродействующие.

Параметры АРУ:

1. Регулировочная характеристика К(Up). В простом случае она линейна, как на рис.12.7.

Реально рег. Характеристика нелинейна, например, для регулируемого диф. Каскада – пунктир на рис.12.7.

2. Динамический диапазон АРУ (1) – пределы изменения входного сигнала, при которых АРУ обеспечивает заданное постоянство выходного напряжения.

3. (2) – изменение выходного напряжения, при заданном динамическом диапазоне АРУ.

4. Время установления переходного процесса в системе АРУ tу при скачкообразном изменении амплитуды входного сигнала.

5. Уровень нелинейных, частотных и фазовых искажений.

6. Изменение глубины модуляции на выходе АРУ.

7. Изменение фазового сдвига на выходе.

12.2 Принципы работы и схемы АРУ

12.2.1 Простые прямая и обратная АРУ

Схема обратной АРУ приведена на рис.12.8.

АФ выделяет уровень несущего сигнала и не должен реагировать на амплитудную модуляцию от низкой частоты. Граничная частота ФНЧ должна быть меньше мин. модулирующей частоты. ФНЧ исключает опасность самовозбуждения.

Схема подачи управляющего напряжения на регулируемый каскад на транзисторе приведена на рис.12.9.

Реализация цепи задержки может быть на основе диода как на рис.12.10.

12.2.2 АРУ на диф. Каскаде.

Более высокие характеристики дает АРУ на диф. Каскаде. Здесь по сигналу реализована каскодная схема.

Это схема с «отсасывающим» транзистором, т.к. суммарный ток Т1 и Т2 всегда постоянен – при росте одного уменьшается другой. Режим Т3 не меняется в процессе регулировки. Можно реализовать большую глубину регулирования по формуле (1).

12.2.3 Цифровые АРУ

Цифровое АРУ на основе изменения сопротивления может быть построено по схеме на рис.12.12.

Здесь ЦУС – цифровое управление сопротивлением (цифровой аттенюатор).

Шаг регулировки определяется младшим разрядом.

Для рассмотренных схем возможна реализация следующей глубины регулировки:

– транзисторный усилитель – 10–25дБ;

– усилитель с изменением глубины ОС – 25–30дБ;

– усилитель на диф. каскаде – 30–35дБ;

– цифровая АРУ (при 8 разрядах) – 63дБ.

12.3 Описание работы АРУ в статическом и динамическом режимах. Определение времени установления переходных процессов и выбор постоянной времени фильтра

Работа в статическом режиме описывается коэффицентами (1и2) со стр. 1. Если G–требуемый коэфф. регулирования, то (1). Регулировочная характеристика апроксимируется прямой (рис.12.13) и описывается (2) и (3) – крутизна.

Коэффициент передачи системы АРУ в общем виде (4). Физически – это тангенс угла характеристики на рис.12.14.

Амплитудная характеристика замкнутой АРУ будет (8), где (9) – эквивалентный коэффициент системы АРУ.

График амплитудной характеристики АРУ с задержкой показан на рис.12.15.

На нем два участка: при (10), т.к. (11), а при (12).

Для оценки динамических свойств системы АРУ в качестве возмущающего воздействия рассмотрим скачок напряжения, больший Ез, а в качестве фильтра применена простая RC цепочка.

Тогда выходное напряжение будет (13), где (14)–эквивалентная постоянная времени АРУ.

Вывод: процесс установления носит экспоненциальный характер и Тару зависит от величины скачка входного напряжения.

Графи зависимости изменения выходного напряжения при скачке на входе от времени показан на рис.12.16.

За время установления tу принимается время, в течение которого напряжение на выходе становится равным 1.1 от установившегося значения. Тогда значение (15). Для определения времени установления приравняем к 0,1 и получим (16) или (17), где (18). (19) – порог срабатывания АРУ по входу.

Для расчета используют упрощенную формулу (20).

Полученные соотношения позволяют рассчитать постоянную времени фильтра. Для приемников с АМ Тф выбирают из условия (21). Где (22).

Эти условия связаны с тем, что система АРУ вносит дополнительные искажения за счет неполного подавления пульсаций регулирующего напряжения. Поэтому индекс модуляции на входе и выходе различен – на выходе меньше, чем больше МЮ. Зависимость отношения от параметров фильтра на рис.12.17. Потому что отношение (23)

Эквивалентный коэфф. передачи (24), а (25). Вывод – нужно по возможности увеличивать Тф.

12.4 Влияние флуктуационных помех на искажения АМ сигнала на усилителе с АРУ

При воздействии полезного АМ сигнала и стационарной помехи с нулевым мат. Ожиданием и дисперсией σ_ш 2 на приемник на выходе Д АРУ среднее значение будет отличаться от того значения, которое было в отсутствие помехи (1).

Такое изменение среднего значения амплитуды вызовет изменение эквивалентного коэфф. пердачи по контуру , а следовательно динамической характеристики слежения. Из анализа можно показать, что система АРУ осуществляет перенос НЧ составляющих спектра помехи на частоту огибающей полезного сигнала.

Интенсивность НЧ составляющих обратно пропорциональна Тфэ (2), поэтому желательно увеличивать Тф вплоть до ограничения, накладываемого требованием к длительности переходного процесса. Иногда применяют фильтры с переключением.

12.5 Особенности систем АРУ УПиОС импульсных сигналов

Похожие материалы

• Системы АПЧ УПиОС непрерывных и импульсных сигналов
• Собственные шумы радиоприёмных устройств
• Усилители промежуточной частоты