Способ установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала тракта

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах автоматики, связи, в том числе в трактах усилителей передатчиков и радиоприемников. Достигаемый технический результат - повышение быстродействия и точности установки уровня выходного сигнала в сложных широкополосных трактах с переменными параметрами, например возбудителей радиопередатчиков. Способ установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала тракта основан на предварительном установлении уровня выходного сигнала тракта с использованием грубого и точного регулирования, при котором выходной сигнал тракта во всем диапазоне изменения параметров входного сигнала не превышает предельно допустимого уровня, измерении уровня выходного сигнала и грубом и точном регулировании уровня выходного сигнала. При этом дополнительно выполняется ряд взаимосвязанных действий: задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, определение сигналов регулирования путем функционального преобразования результата измерения уровня выходного сигнала, установившегося после первого этапа регулирования, с учетом номинального уровня и вновь грубое и точное его регулирование. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах автоматики, связи, в том числе в трактах усилителей передатчиков и радиоприемников.

Известны способы автоматической, в том числе дискретной, регулировки усиления, обеспечивающие многократное последовательное выполнение действий над сигналами: измерение уровня выходного сигнала, сравнение результата измерения выходного сигнала с заданным значением, вычисление управляющих сигналов регулирования по результатам сравнения измеренного и заданного уровней сигналов, в том числе грубого и точного, регулирование уровня выходного сигнала [1-3].

Кроме того, известен способ, основанный на последовательном периодическом с использованием сигналов управления выполнении следующих действий над сигналами: измерении уровня выходного сигнала, сравнении уровней выходного и опорного сигналов, в случаях превышения уровня выходного сигнала над опорным производится определение сигнала корректировки коэффициента регулирования, как функции от отношения измеренного и опорного уровней сигналов, задержки вычисления сигнала регулирования на время выбора максимальной амплитуды сигнала, вычислении сигнала регулирования как суммы сигнала корректировки коэффициента регулирования и предыдущего сигнала регулирования, регулирование уровня выходного сигнала [4].

Данные способы не позволяют производить быструю и точную установку и автоматическое поддержание уровня выходного сигнала в сложных трактах усиления, селекции и преобразования сигналов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ, описанный в [5]. Данный способ нормирования сигнала, основанный на предварительном установлении уровня выходного сигнала с использованием минимальных значений сигналов грубого и точного регулирования, измерении и запоминании уровня выходного сигнала, задержке входного регулируемого сигнала на время вычисления сигнала грубого регулирования, вычислении сигнала грубого регулирования путем последовательного его увеличения до значения, когда уровень выходного сигнала не будет равен заданному с точностью, обеспечиваемой сигналом грубого регулирования, грубом регулировании уровня выходного сигнала, измерении и запоминании уровня выходного грубо отрегулированного сигнала, его задержке на время вычисления сигнала точного регулирования, вычислении сигнала точного регулирования путем последовательного его увеличения до значения, когда уровень выходного сигнала не будет равен заданному с точностью, обеспечиваемой сигналом точного регулирования.

Однако данный способ имеет низкое быстродействие и не позволяет с необходимой точностью установку и автоматическое поддержание уровня выходного сигнала в сложных широкополосных ВЧ трактах с преобразованием частоты, поскольку предполагает многократную перекоммутацию регулируемого сигнала, а также высокую точность ступеней регулирования аттенюатора. Кроме того, известный способ при уходе уровня выходного сигнала за заданные пределы не производит подрегулировку выходного уровня, а периодически независимо от состояния выполняет одну и ту же процедуру регулирования, начиная с предварительной установки, чем создает значительные шумы в выходном сигнале, что практически недопустимо в усилителях как радиопередатчиков, так и радиоприемников.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение быстродействия и точности установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала в сложных широкополосных трактах с переменными параметрами, например возбудителей радиопередатчиков.

Решение задачи достигается тем, что в известном способе установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала тракта, основанном на предварительном установлении уровня выходного сигнала тракта с использованием грубого и точного регулирования, при котором выходной сигнал тракта во всем диапазоне изменения параметров входного сигнала не превышает предельно допустимого уровня, измерении уровня выходного сигнала и грубом и точном регулировании уровня выходного сигнала, дополнительно выполняет следующие взаимосвязанные действия: после упомянутого предварительного установления уровня выходного сигнала тракта производится задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, после измерения уровня выходного сигнала тракта - определение сигналов грубого и точного регулирования путем функционального преобразования результата измерения уровня выходного сигнала тракта с учетом сигналов предварительно грубого и точного регулирования и номинального уровня выходного сигнала тракта, грубое и точное регулирование уровня выходного сигнала тракта, задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, измерение уровня выходного сигнала тракта, определение сигнала точного регулирования путем соизмерения уровней номинального и выходного сигналов и последующего вычисления сигнала точного регулирования, регулирование уровня выходного сигнала тракта, задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, измерение уровня выходного сигнала тракта, сравнение уровня выходного сигнала тракта с верхним и нижним допустимыми пределами, в случае ухода уровня выходного сигнала тракта за установленные нижний или верхний пределы производится одно-трехкратное повторение последовательности действий над сигналами, начиная с момента определения сигнала точного регулирования, если же после последних действий не удается установить уровень выходного сигнала тракта в заданных пределах, производится повторение последовательности действий над сигналами, начиная с предварительной установки уровня выходного сигнала тракта с использованием сигналов грубого и точного регулирования.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что введение существенных отличительных признаков составляет новизну и позволяет решить поставленную задачу.

На чертеже приведен алгоритм работы предлагаемого способа установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала тракта, поясняющий его работу.

Сделаем некоторые пояснения и уточнения.

Для эффективной работы предлагаемого способа с использованием принципов цифровой обработки сигналов функциональное преобразование результата измерения уровня выходного сигнала тракта предлагается производить в соответствии с выражениями где К_ГП и К_ТП - значения грубого и точного сигналов регулирования при предварительной установке; К_Тmax - максимальное значение сигнала точного регулирования; ε_г - абсолютная погрешность сигнала грубого регулирования с учетом всех дестабилизирующих факторов; U_НОМ - значение регулируемого сигнала номинального уровня (опорный сигнал); U_ВЫХ - значение результата измерения уровня выходного сигнала; К_ГФ и К_ТФ - значения сигнала грубого и точного регулирования, получаемых в результате функционального преобразования, причем за K_ГФ принимается ближайшее в сторону больше разрешенное значение сигнала грубого регулирования, а за К_ТФ принимается ближайшее в сторону больше-меньше разрешенное значение сигнала точного регулирования.

Определение сигнала точного регулирования в повторном уточняющем цикле предлагается производить по формуле
при этом за К_Т принимается ближайшее в сторону больше-меньше разрешенное значение сигнала точного регулирования.

Величина задержки измерения уровня выходного сигнала тракта должна быть достаточной для затухания переходных процессов после регулирования уровня выходного сигнала тракта.

Таким образом, предлагаемый способ установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала тракта, используя параллельные процедуры вычисления, позволяет производить установку выходного уровня тракта с высокой точностью, причем при уходе уровня выходного сигнала тракта за заданные пределы обеспечивается точная подрегулировка выходного уровня с использованием только точного регулирования, что гораздо в меньшей степени вызывает мешающие действия в тракте регулирования. В целом предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу по повышению быстродействия и точности установки и регулирования выходного уровня в сложных трактах с переменными параметрами.

Источники информации
1. А.с. 489200, H 03 G, 3/20, 1972 г.

2. А.с. 843165, H 03 G, 3/20, 1979 г.

3. А.с. 1228219А2, H 03 G, 3/20, 1986 г.

4. А.с. 1107286, А H 03 G, 3/20, 1982 г.

5. А.с. 618834, H 03 G, 3/20, 1980 г.

Формула изобретения

Способ установки и автоматической регулировки уровня выходного сигнала тракта, основанный на предварительном установлении уровня выходного сигнала тракта с использованием грубого и точного регулирования, при котором выходной сигнал тракта во всем диапазоне изменения параметров входного сигнала не превышает предельно допустимого уровня, измерении уровня выходного сигнала и грубом и точном регулировании уровня выходного сигнала, отличающийся тем, что дополнительно выполняют следующие взаимосвязанные действия: после упомянутого предварительного установления уровня выходного сигнала тракта производится задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, после измерения уровня выходного сигнала тракта - определение сигналов грубого и точного регулирования путем функционального преобразования результата измерения уровня выходного сигнала тракта с учетом сигналов предварительно грубого и точного регулирования и номинального уровня выходного сигнала тракта, грубое и точное регулирование уровня выходного сигнала тракта, задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, измерение уровня выходного сигнала тракта, определение сигнала точного регулирования путем соизмерения уровней номинального и выходного сигналов и последующего вычисления сигнала точного регулирования, регулирование уровня выходного сигнала тракта, задержка измерения уровня выходного сигнала тракта, измерение уровня выходного сигнала тракта, сравнение уровня выходного сигнала тракта с установленными верхним и нижним допустимыми пределами, в случае ухода уровня выходного сигнала тракта за установленный нижний или верхний допустимые пределы производится одно-трехкратное повторение последовательности действий над сигналами, начиная с момента определения сигнала точного регулирования, если же после последних действий не удается установить уровень выходного сигнала тракта в установленных между нижним и верхним допустимых пределах производится повторение последовательности действий над сигналами, начиная с предварительной установки уровня выходного сигнала тракта с использованием сигналов грубого и точного регулирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1