5.2. Классификация регулируемых усилителей

Различают ручную регулировку усиления (РРУ) и автоматическую регулировку усиления (АРУ). Ручные регулировки служат для установки исходных значений выходных параметров приемника, а автоматические регулировки не только устанавливают исходные значения выходных параметров, но и поддерживают выбранные значения на требуемом уровне.

Система АРУ содержит регулируемые каскады усиления и цепь регулирования (цепь АРУ). Цепь АРУ вырабатывает регулирующее напряжение, воздействующее на регулируемые элементы усилительного тракта. В зависимости от способа функциональной взаимосвязи регулируемых каскадов приемника и источника регулирующего напряжения различают следующие системы АРУ:

Р ис. 5.1. АРУ с обратной связью («АРУ назад»)

Рис. 5.2. АРУ без обратной связи («АРУ вперед»)

Р ис. 5.3. программная АРУ

В программной АРУ регулирующее напряжение создается программным устройством (ПУ) по заранее определенному закону. Такие АРУ используются, если известен закон изменения уровня сигнала на входе приемника. Примером такой является временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ).

ВАРУ - программная система автоматического регулирования без обратной связи, изменяющая величину коэффициента усиления приемного устройства по определенному заранее заданному закону. Поскольку напряженность поля принимаемого сигнала обратно пропорциональна квадрату расстоянию до отражающего объекта

то для обеспечения постоянства уровня выходного напряжения

U_вых =КU_вх

коэффициент усиления должен быть прямо пропорционален квадрату дальности

К= br² .

Для этого ВАРУ должна вырабатывать регулирующее напряжение, изменяющееся за период повторения импульсов по экспоненте.

По быстродействию системы АРУ подразделяются на инерционные (ИАРУ), быстродействующие (БАРУ) и мгновенные (МАРУ).

Инерционные АРУ характеризуются сравнительно большим временем срабатывания, превышающим период следования сигнала и таким образом следят за средним уровнем сигнала или шума. Разновидностью ИАРУ является шумовые АРУ (ШАРУ) поддерживающие постоянным средний уровень шума на выходе приемного устройства. Применение ШАРУ обеспечивает стабилизацию уровня ложной тревоги при обнаружении полезных сигналов. Это в свою очередь исключает перегрузки вычислительных средств.

Быстродействующая АРУ представляют собой малоинерционную систему с постоянной времени, соизмеримой с длительностью сигнала.

Характерной особенностью МАРУ является их безынерционность, они следят за мгновенным значением амплитуды сигнала.

По типу элементной базы различают аналоговые и цифровые АРУ. Цифровая АРУ (ЦАРУ) содержит вычислительное устройство, формирующее кодовые сигналы управления.

5.3. Шумовая автоматическая регулировка усиления

Рассмотрим работу схемы ШАРУ. Функциональная схема и эпюры, поясняющие работу схемы ШАРУ представлены на рис. 5.4.

Объектом регулирования в схемах ШАРУ являются шумы. Шумовая автоматическая регулировка усиления предназначена для установки уровня шумов и автоматического поддерживания их на выбранном уровне.

Выбор уровня шумов осуществляется потенциометром R “U_шару”. Поддерживание шумов на выбранном уровне осуществляет цепь обратной связи в составе:

стробирующий каскад

восстановитель огибающий

пороговое устройство

усилитель постоянного тока.

На первой эпюре представлены три тактовых интервала, на которых рабочая дистанция начинается от импульса 0_Д.

Уровень шумов для наглядности выбран разным. Шумы на входе стробирующего каскада представляют собой видеосигнал, и поэтому на эпюре показаны однополярными.

Стробирующий каскад осуществляет выборку шумов. С этой целью генератор строба формирует сигналы, показанные на третьей эпюре U_стр.

Рис. 5.4. Эпюра схемы ШАРУ при разорванной цепи обратной связи

Восстановитель огибающий преобразует импульсные сигналы в постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению шума за несколько тактовых интервалов, либо пиковому значению шума в каждом тактовом интервале.

На эпюре U_ш4 рассмотрен случай, когда восстановитель огибающей выделяет пиковое значение шума.

Затем сравнивается действительный уровень шума с заданным и на выход выдается сигналы отрицательной полярности. Данные сигналы поступают на вход УПТ. С выхода УПТ снимается регулирующее напряжение, которое поступает на усилитель промежуточной частоты и изменяет усиление таким образом, что шумы остаются на выбранном уровне.

1 Волны сантиметрового диапазона имеют длину от 1 до 10 см.

110