1. Усилитель с диодной регулировкой коэффициента усиления
Решение
многих современных задач радиотехники
и электроники, автоматики и вычислительной
техники оказывается технически
невозможным без широкого применения
устройств с переменными параметрами.
Значительное место среди них занимают
системы с применением управляемых
усилителей, т.е. усилители с регулируемым
коэффициентом передачи. Коэффициент
передачи таких усилителей изменяется
по заданному закону при изменении
управляющего воздействия, в качестве
которого обычно применяется напряжение
постоянного тока
.
Таким
образом, управляемый усилитель
представляет собой усилитель, входное
и
выходное
напряжение которого связаны функциональной
зависимостью:
,
где
-
коэффициент пропорциональности.
Функция
представляет
собой зависимость какого-либо параметра
усилителя от управляющего напряжения.
Управляемые усилители применяются в
устройствах различного назначения, как
на переменном, так и на постоянном токе.
Наиболее известными являются работы
по управляемым усилителям переменного
тока (УУ), касающиеся вопроса автоматической
или ручной регулировок усиления в
радиоприемных и телевизионных устройствах,
а также в аппаратуре магнитной записи,
измерительной технике и автоматике.
Изменение коэффициента УУ производится с целью предохранения усилителя от перегрузок, когда динамический диапазон изменения входного сигнала превышает динамический диапазон усилителя. Кроме того, иногда необходимо изменить величину выходного сигнала в нужных пределах и поддерживать неизменным коэффициент передачи в тех случаях, когда его изменения вызываются старением элементов схем, их заменой, изменением питающих напряжений или температуры и т.п.
Простейшими
регуляторами коэффициента передачи
усилителя являются потенциометрические
делители с плавным или дискретным
изменением коэффициента деления. Для
той цели обычно применят малогабаритные
резисторы проволочного типа с линейной
или логарифмической зависимостью
вводимого сопротивления от угла поворота
ручки потенциометра или переключателя
с необходимым числом фиксированных
положений. Коэффициент передачи таких
регуляторов
изменяется в пределах
,
что обеспечивает ослабление сигнала
в
раз.
Применение таких УУ в телевизионных системах позволяет уменьшить влияние помех и колебаний уровня телевизионного сигнала на входе приемника. Такие колебания наблюдаются на значительном удалении от телевизионного центра и при переходе с одного канала на другой.
Другой разновидностью схем УУ являются усилители, управляемые излучением, нагревом или электрохимическим способом. Основная особенность этих усилителей состоит в использовании управляющих характеристик таких элементов как термисторов, фото- и электрохимически управляемых резисторов, датчиков Холла.
Магнитоэлектрический датчик Холла получил свое название по имени Э.Холла, американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление. Бесконтактные клавишные переключатели на основе эффекта Холла применялись за рубежом довольно широко уже с начала 70-х годов. Достоинства этого переключателя - высокая надежность и долговечность, малые габариты, а недостатки - постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.
Если на полупроводник, по которому (вдоль) протекает ток, воздействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла). Возникающая поперечная ЭДС может иметь напряжение только на 3 В. меньше, чем напряжение питания.
В последние годы в нашей стране и за рубежом проводятся исследования и разработка управляемых магнитных усилителей. Они отличаются высокой надежностью, однако обладают сравнительно небольшими пределами регулировки усиления – около 28 дБ. Проектирование такого типа управляемых усилителей ведется в основном для их использования в качестве множительных звеньев в аналоговых вычислительных машинах.
Дальнейшим развитием автоматических систем являются самонастраивающиеся системы, поскольку они наилучшим образом приспосабливают свои динамические и статические свойства к произвольно изменяющимся внешним и внутренним воздействиям. В этом случае коэффициент передачи УУ может быть использован в качестве регулируемого параметра системы для обеспечения условий ее самонастройки.