Материал: Радиоприемные устройства учебник.

При таком начальном условии решение уравнения (10.31) имеет вид

— эквивалентная постоянная времени системы авторегулировки уси­ ления. Величина тару оказывается меньше, чем постоянная времени ЯС-фильтра, причем это уменьшение зависит от амплитуды U х вход­

ного сигнала. По истечении времени ty = 2, 3 тдру от момента начала действия сигнала на входе напряжение на выходе достигнет 110%-ной величины установившегося значения, которое на основании (10.32) будет равно

«2 ( 0 - U3 = (Ko'+ KE3)UA1 + к и г) при и 2 > Еа. (10.34)

Таким образом,

(10.35)

U2={Ko+ KE3)UxI(\A- К U,) при u 2> e J

определяют статическую характеристику системы АРУ с задержкой. Эта характеристика изображена на рис. 10.25, а.

Статическая характеристика АРУ без задержки определяется со­ отношением

которое следует из (10.35) при Е3 = 0. Эта характеристика изображе­ на на рис. 10.25, б. На этих же рисунках пунктиром для сравнения приведена зависимость U2 = U2 IUг] в приемнике без АРУ.

Сравнение формул (10.35) и (10.36) показывает, что введение за­ держки приводит к увеличению установившегося значения на вели­ чину Д = E3K U J (1 + KUJ.

380

Таким образом, чем выше напряжение задержки, тем при данном увеличении входного сигнала меньше (Ур и тем больше установивше­ еся выходное напряжение. При неограниченном увеличении ампли­ туды входного сигнала напряжение на выходе приемника с системой АРУ стремится:

при наличии задержки к величине

lim U2 = Е3 + К0/К,

О,-00

апри отсутствии задержки к меньшей величине

чением коэффициента передачи в цепи обратной связи системы АРУ и с увеличением числа регулируемых каскадов.

Радиосигнал с амплитудной модуляцией. Рассмотрение процессов в приемнике с системой АРУ, когда на его входе действует AM сигнал, основано на исследовании решения системы уравнений (10.30) при задании вида функции их (t). Случай воздействия радиосигнала с гар­ монической огибающей на приемник с системой АРУ, в цепи обратной связи которой используется однозвенный или двухзвенный интегри­ рующий /?С-фильтр, рассмотрен в [13]. Анализ полученных в этой работе результатов показывает, что при использовании в обратной связи одиозвенной интегрирующей RC-цепи система АРУ устойчива при любой частоте модуляции, однако неправильный выбор парамет­ ров /?С-цепи может привести к существенным искажениям огибаю­ щей на выходе регулируемого усилителя. При использовании двух­ звенной интегрирующей /?С-цепи в качестве' ФНЧ в цепи обратной связи система АРУ возбуждается при определенном значении коэф­ фициента модуляции в некоторой полосе частот модулирующего коле­ бания, которая определяется параметрами ее схемы [14].

Анализ системы (10.30) для произвольных модулирующих колеба­ ний весьма сложен. Поэтому рассмотрим, следуя методике работы [12], приближенный метод анализа, который справедлив, если коэф; фициент модуляции несущей мал.

На основании соотношения (10.27) можно найти связь между на­

Для произвольного момента времени найдем зависимость между приращениями колебаний иг (t) и u2(t). Дифференцируя (10.37), по­ лучаем

381

Отсюда, учитывая, что

Определяя коэффициенты модуляции на входе и выходе приемника соотношениями (t) = dux (t)lui (t); m 2 (t) = du2 (t)/u2 (t), окон­ чательно получаем

В этой формуле отношение dUpldu2имеет смысл передаточной функ­ ции цепи обратной связи системы АРУ, поэтому при неизменной амп­ литуде несущей можно записать

~— К а р у F (р)»

du2

где F (р) — передаточная функция ФНЧ, представленная в символи­ ческой форме, а р — оператор дифференцирования. Тогда из (10.38) с учетом равенства К = «К ару получим

т 2 ______ 1

Ф ( Р ) :

тх \-\-Kul F(p)

Такой передаточной функции соответствует некоторая следящая система, структурная схема которой изображена на рис. 10.26. В этой

Для анализа искажений радиосигналов, амплитуда которых моду­ лирована по гармоническому закону, определим амплитудно-и фазо­ частотные характеристики системы, для чего в (10.39) положим

382

р = /Q и найдем модуль и фазу полученного комплексного выра­ жения. В результате

По этим формулам были построены графики, которые изображены на рис. 10.27.

Анализируя полученные результаты, можно отметить, что коэффи­ циент модуляции на выходе всегда меньше коэффициента модуляции на входе, т. е. из-за авторегулировки имеет место подавление моду­ ляции. При заданных тф и й подавление, обусловленное действием

<Р

80°

60°

О0°

20°

Рис. 10.27

АРУ, тем сильнее, чем выше уровень несущей. Это объясняется уве­ личением быстродействия системы по мере роста 'входного сигнала. Система АРУ влияет на фазовый сдвиг огибающей выходного сигнала по отношению ко входному. Фаза огибающей сигнала на выходе опе­ режает фазу огибающей сигнала на входе. При малых йтф наблюдается резкое возрастание фазового сдвига, затем кривая спадает, стремясь к нулю. Таким образом, как видно из рис. 10.27, б, имеются две области малых фазовых искажений. Рабочей областью следует считать область больших значений £2тф, так как только в этой области малы амплитуд­ ные искажения. Задавая амплитудные или фазовые искажения, можно оценить нижнюю границу постоянной времени фильтра.

383

Решим (10.40) относительно тф:

Для обеспечения заданных амплитудных искажений величина тф выбирается несколько больше величины (10.42). Верхняя граница постоянной времени тф определяется заданным быстродействием си­ стемы АРУ. Для радиовещательных и связных телефонных приемников AM сигналов тф = 0,02 ч - 0,2 с, для телеграфных связных приемни­ ков тф = 0,1 ч- 1 с. Аналогично выбирают тф, исходя из заданных фазовых искажений.

Разновидности систем АРУ

На вход приемников радиолокационных станций, в которых часто используются импульсные радиосигналы, кроме отраженных от цели сигналов, приходят различного типа помехи. Протяженность местных предметов: облаков, зданий, возвышенностей, как правило, значитель­ но превосходит протяженность и отражающую поверхность цели, след­ ствием чего являются значительно большие'мощность и длительность отраженных от них помех. Наблюдение сигнала цели на фоне таких

янная времени ФНЧ выбирается достаточно малой, что позволяет бы­ стро, в течение времени порядка длительности импульса полезного сигнала, сместить рабочую точку на статической характеристике регу­ лируемых каскадов и вывести полезный сигнал на ее линейный участок. Однако при малой постоянной времени ФНЧ фильтрация высокоча­ стотного напряжения может оказаться недостаточной и при значитель­ ном усилении в цепи обратной связи может привести к самовозбужде­ нию регулируемого усилителя. Поэтому при использовании БАРУ обратной связью охватывается лишь один усилительный каскад, как, например, показано на рис. 10.28. В этой схеме сигнал с выхода каска­ да УПЧ, выполненного на пентоде Л,, поступает на пиковый детектор Д, в цепь которого последовательно с сопротивлением нагрузки введено напряжение задержки Еа. Продетектированное напряжение снимается с резистора R и через фильтр /?фСф, постоянная времени которого вы­ брана в несколько раз большей длительности импульса сигнала, но меньшей длительности предполагаемой помехи, через катодный пов­ торитель Л 2 поступает на управляющую сетку лампы Л1. С помощью катодного повторителя удается получить малое выходное сопротив­ ление источника регулирующего напряжения, что предотвращает дли­ тельное запирание каскада УПЧ после сильных импульсов помехи, вызывающих появление сеточных токов лампы Л^ Для повышения эффективности АРУ рассмотренный способ применяется в нескольких каскадах УПЧ (рис. 10.29).

384