2. Основные параметры системы ару.

Основными характеристиками системы АРУ являются:

Коэффициент регулирования (), равный отношению максимального коэффициентаK_max к минимальному K_min .

Если обозначить

, ,

то с учетом того, что в приемнике с АРУ

, ,.

Каков порядок величины этого коэффициента? Если, например, радиовещательный приемник должен принимать сигналы при U_вхmin=1 мкВ, а при настройке на ближайшую мощную станцию должен обеспечивать без искажений прием сигнала с U_выхmax=20мВ, то . Пусть при этом допустимый коэффициент изменения напряжения на выходе. Тогда.

Поэтому значение обычно задается в децибелах

.

Время установления (t_y) – интервал времени от момента включения входного сигнала при U_C=U_Cmax до момента времени, когда амплитуда выходного напряжения достигнет величины, отличающейся от установившегося значения не более чем на 10%.

Регулировочная характеристика – зависимость коэффициента усиления регулируемого усилителя по напряжению от величины регулирующего напряжения U_p или тока I_p. Вид этой характеристики приведен на рис. 2:

Рис. 2. Регулировочная характеристика систем АРУ.

Значение U_p, в свою очередь определяется уровнем сигнала на выходе регулируемого усилителя. Зависимости уровня регулирующего напряжения от величины U_вых для двух типов АРУ приведены на рис. 3:

Рис. 3. Зависимости Uр =f(Uвых)

(1 – простая АРУ; 2 – АРУ с задержкой).

Амплитудная характеристика – зависимость уровня выходного напряжения регулируемого усилителя от уровня входного сигнала U_с.

Коэффициент нелинейных искажений определяет отклонение модулирующей функции полезного сигнала от истинного значения.

Существует несколько типов АРУ:

В «прямой АРУ» регулирующее напряжение вырабатывается в результате усиления и выпрямления входного напряжения и действует в «прямом» направлении (рис.4а). Эта АРУ не получила широкого распространения ввиду сложности ее реализации. Напряжение на входе регулируемого усилителя может изменяться в сотни и тысячи раз. Чтобы регулирующее напряжение могло воздействовать на регулируемый усилитель, начиная со слабых сигналов на входе, коэффициент усиления собственного усилителя АРУ должен быть значительным. Но при сильном входном сигнале в таком усилителе неизбежно возникает перегрузка, поэтому он должен иметь свою АРУ. А это серьезно усложняет схему. Наибольшее распространение получила схема «обратной АРУ» (рис.4б), в которой напряжение АРУ действует со стороны выхода на предшествующие усилительные каскады. В ряде случаев применяется смешанная АРУ (рис.4в).

Рис. 4. Структурные схемы различных АРУ.

(а - прямая, б - обратная, в - смешанная).

Некоторые особенности имеют схемы АРУ в приемниках импульсных сигналов. Когда амплитуда входного сигнала изменяется скачкообразно изменение коэффициента усиления регулируемого усилителя происходит с некоторой задержкой во времени, обусловленной наличием в АРУ инерционных звеньев. Основным инерционным звеном в цепи АРУ является ФНЧ.

Рассмотрим функциональную схему АРУ с задержкой (рис. 5).

Рис. 5. Функциональная схема АРУ с задержкой.

В такой АРУ регулирующее напряжение U_Р снимается с нагрузки диодного детектора VD1. Порог срабатывания АРУ реализуется с помощью диодного ключа VD2. На этот диод пода­ется отпирающее напряжение, равное пороговому напряжению U_П, и U_Р = 0 до тех пор, пока амплитуда выходного сигнала, подводимого к детектору VD1, не превысит пороговый уровень U_ВЫХ>U_П. При даль­нейшем увеличении уровня выходного сигнала диод VD2 запирается и напряжение U_Р, подводимое к регулируемому усилителю через фильтр R_ФC_Ф, будет равно разности напряжений на резисторе R.

В системе АРУ с задержкой и усилением напряжение, снимаемое с нагрузки диодного детектора VD1, через ФНЧ (R_ФC_Ф) поступает на вход усилителя (У), режим работы которого выбран таким образом, чтобы обеспечить запирающее напряжение на его входе при отсутствии вход­ного сигнала. При U_ВЫХ>U_П напряжение на выходе ФНЧ превышает но­минальное запирающее напряжение и усиленное напряжение U_Р, подво­дится к каскадам регулируемого усилителя.