МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Ю.С. Данич лабораторная работа
«ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ ПРИЕМНИКОВ НА МИКРОСХЕМАХ»
Утверждено
на заседании кафедры
____________________
Москва, 2006 г.
Цель работы
Целью работы является изучение различных схем автоматической регулировки усиления (АРУ) в приемниках непрерывных сигналов на микросхемах, измерение амплитудных характеристик усилителей с АРУ и исследование особенностей работы АРУ в динамическом режиме.
Краткие сведения из теории
Общие замечания
Основной задачей АРУ является поддержание постоянства уровня выходного сигнала при значительных колебаниях уровня сигнала на входе приемника. Уровень выходного сигнала будет неизменным, если при возрастании входного сигнала будет пропорционально уменьшаться усиление приемника.
Блок-схема типовой АРУ приемника приведена на рис. 1. Напряжение с выхода УПЧ поступает на детектор АРУ, а затем через усилитель (если необходимо дополнительное усиление) и фильтр АРУ – на регулируемые каскады приемника, изменяя их усиление.
Фильтр АРУ пропускает на регулируемые каскады «постоянную» составляющую продетектированного напряжения, соответствующую медленным изменениям среднего уровня входного сигнала. Это напряжение является управляющим сигнала, под действием которого усиление приемника изменяется в нужную сторону. В то же время фильтр АРУ препятствует прохождению на регулируемые каскады низкочастотной составляющей продетектированного напряжения, соответствующей полезным модуляционным изменениям сигнала; в противном случае глубина полезной модуляции сигнала будет уменьшаться (более подробно о фильтре АРУ и выборе его параметров см. в 2.4.2).
Система АРУ по блок-схеме рис. 1 представляет собой пример системы автоматического управления, в которой регулирование осуществляется по выходной величине (система с обратной связью). Объектом управления являются здесь регулируемые каскады приемника, а в состав регулятора входят безынерционные звенья – линейный усилитель АРУ и детектор АРУ – и инерционное звено – фильтр АРУ. Система АРУ особенна тем, что является системой с параметрической обратной связью, так как входное напряжение и напряжение обратной связи связаны через переменный параметр – коэффициент усиления. В зависимости от вида входного напряжения меняется закон изменения параметра, а, следовательно, и вид уравнения, описывающего работу замкнутой системы АРУ. Таким образом, переходные процессы в системе АРУ и устойчивость ее работы определяются не только параметрами схемы, но и характером входного сигнала, т.е. его величиной и формой. Напомним, что устойчивость обычных усилителей с обратной связью и переходные процессы в них определяются только параметрами схемы.
Особенности ару приемников, выполненных
на микросхемах
На практике получили распространение как режимные, так и нережимные методы регулирования усиления в приемниках. В режимных АРУ усиление регулируется изменением режима транзисторов по постоянному току. В нережимных АРУ для регулирования усиления используются дополнительные нелинейные элементы.