Аналіз функціональних схем, основні елементи систем автоматичного регулювання підсилення
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?х елементів дорівнює числу розрядів коду регулювання й у залежності від наявності в даному розряді N р нуля або одиниці відповідний елемент регулювання має мінімальний або максимальний коефіцієнт передачі. У схемі рис. 5 покладається, що цими регульованими елементами є каскади ППЧ із дискретним регулюванням (ППЧДР). Перепад коефіцієнта передачі елемента, що відповідає даному розрядові, сполучений зі старшинством розряду.
Uвх Uвих Uвих ВУ
Nр ?N Nвих
Рис. 5. Функціонльна схема зворотньої системи ЦАРП
Нехай число регульованих елементів п = 6 і відповідно код регулювання -шестирозрядний. Максимальне значення шестирозрядного двійкового коду
N р max = 25 + 24 + 23 + 22 + 2 +1 = 63
( Nр = ап-1 2n-1 + а n-2 2 n-2 +...+ а n-1 2n-1 + ...+а1 2 1 + а0 20,
де аj = 0 або 1 ). Нехай загальний динамічний діапазон регулювання посилення Gр - 126 дБ. Тоді ціна молодшого розряду т = Gp/Np max = 126/63 =2 дБ.
Для і-го регульованого елемента перепад посилення G pi =т2 n-1 дБ,
Таким чином, регульовані елементи повинні давати наступні перепади підсилення (див. табл. 3.1).
Таблиця 3.1.
І123456 Всього G р1,дБ64 32 3216842 126
Ціна молодшого розряду визначає досяжну точність регулювання при ідеальній роботі всіх інших елементів схеми. В принципі можна мати як завгодно високу точність роботи ЦАРП. тому що цифрова схема запамятовування Np є ідеальним інтегратором і забезпечує системі властивість астатизму.
Розглянемо коротко особливості амплітудних характеристик регульованого підсилювача при дії АРП (рис. 6. Амплітудна характеристика регулювання підсилення ). Якщо система АРП відсутня (крива 1), то, починаючи з деякого значення Uвх n зявляється перевантаження підсилювача і його здатність передавати збільшення напруги Uвх губиться. При цьому амплітудна модуляція вхідної напруги спотворюється або усувається зовсім.
При наявності незатриманої системи АРП (крива 2) коефіцієнт підсилення починає зменшуватися з появою напруги Uвх , однак скривлення амплітудної характеристики ще не свідчить про перекручування АМ-сигналу, якщо система АРП інерційна. Зображені на рис. 6 амплітудні характеристики є статичними і зняті при повільній зміні напруги Uвх, тобто при замкнутій системі АРП. Інерційна система АРП не замикається для складових корисної модуляції і тому, захищаючи підсилювач від перевантаження, сприяє неспотвореному відтворенню цієї корисної модуляції сигналу на виході. При наявності затриманої (або підсилено-затриманої) системи АРП (крива 3) коефіцієнт підсилення слабких сигналів (U вх < Uвхmin) не знижується й амплітудні характеристики підсилювача без АРП і з АРП збігаються за умови U вх < Uвх min. Починаючи з деякого значення U вх АРП, сам ланцюг АРП починає перевантажуватися і його стабілізуюча дія послабляється.
Елементи систем АРП
У загальному випадку в систему АРП входять регулюємі елементи, амплітудний детектор із примусовим зсувом (затримкою) або без нього, фільтри і додаткові підсилювачі на змінному або постійному струмі (до детектора АРП або після нього). Специфічними тут є регулюємі елементи, тому далі вони розглядаються більш докладно. Звичайно застосовуються чисто електричні методи регулювання. Основними з них можна вважати наступні [9]:
- зміна підсилювальних параметрів активних приладів шляхом додатка регулюючої напруги Uр до їхніх електродів. При цьому змінюється режим роботи активного приладу, тому подібні способи зміни посилення іноді називають режимними;
- використання аттенюаторів. що включаються в тракт проходження сигналу і керованих регулюючою напругою UР;
3) застосування керованих ланцюгів негативного зворотного звязку. При цьому регулююча напруга U р впливає на елементи, що визначають коефіцієнт передачі ланцюга зворотного звязку ? = U oc / Uвих , що приводить до зміни посилення підсилювача, охопленого негативним зворотнім звязком;
4) зміна навантажувальних опорів підсилювальних каскадів шляхом застосування керованих опорів - варикапів, варисторів, діодів, біполярних і польових транзисторів.
Використовуються і комбіновані схеми регулювання, що поєднують кілька перерахованих методів регулювання.
Приведемо кілька конкретних прикладів різних регулювань посилення. Режимні регулювання найкраще реалізуються стосовно до польових транзисторів і електронних ламп. У цих приладів крутість S залежить від напруги між затвором і джерелом (сіткою і катодом), причому в області напруг, де струми затвора або керуючої сітки відсутні. Це дозволяє подачею UР у ланцюг затвора або керуючої сітки регулювати посилення каскаду практично без витрати потужності від джерела напруги UР.
Принципові схеми введення напруги UР стосовно до польових транзисторів приведені на рис. 7. У схемі рис. 7, а регулююча напруга вводиться в ланцюг затвора через СR - фільтр, що володіє малою постійної часу і призначений тільки для фільтрації складових несущої частоти сигналу. Напруга UР має негативний знак, тому що використовується транзистор з n-каналом, а збільшення Uр повинне приводити до зниження крутизни.
У схемі рис. 7, б напруга Uр вводиться в ланцюг другого затвора двухзатворного транзистора з р-каналом. В обох випадках при Uр - 0 положення робочої точки визначається автоматичним зсувом за рахунок опору Ru, (|Е0| = ІоRu). Це опір, створюючий зворотній звязок на постійному струмі, перешкоджає зміні крутизни S при впл