Устройство автоматического регулирования усиления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (») 767944 (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 01.06.78 (21) 2623762/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 G 3/20

Гннударотеенный комитет

СССР (53) УДК 621.396..666 (088.8) Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36 по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 10.10.80

I (72) Авторы изобретения

В. И. Закиров и Б. Ф. Воробьев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ УСИЛЕНИЯ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах.

Известное устройство автоматического регулирования усиления (АРУ) содержит регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управляющим входом включены последовательно первый детектор и четырехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, а также второй детектор, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, при этом постоянная времени второго детектора меньше постоянной времени первого (Ц, Однако известное устройство характеризуется небольшой величиной отношения времени восстановления к времени установления.

Цель изобретения — увеличение отношения времени восстановления к времени установления.

Для этого в устройстве автоматического регулирования усиления, содержащем регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управляющим входом включены последова2 тельно первый детектор и четырехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, а также второй детектор, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, при этом постоянная времени второго детектора меньше постоянной времени первого, между выходом второго детектора и управляющим входом четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого детектора. щ На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу предложенного устройства.

Предложенное устройство содержит регулируемый усилитель 1, первый детектор 2, четырехполюсник 3 с регулируемым коэффициентом передачи второй детектор 4, элемент сравнения 5.

В состав четырехполюсника 3 и элемента сравнения 5 входят соответственно операционный усилитель 6, резистор 7 обратной связи, масштабный резистор 8, полевой транзистор 9, операционный усилитель 10, резистор 11 обратной связи, масштабный ре767944 зистор 12,, диод 13. Выход регулируемого усилителя 1 является выходом устройства.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе устройства напряжение на выходе детектора 2, а следовательно, и на неинвертирующих выходах операционных усилителей 6 и 10 равно нулю.

Постоянная составляющая тока детектора 4; возникающая вследствие детектирования, также равна нулю, но на выходе детектора 4 вследствие действия порогового напряжения Епор образуется йекбторое на пряжение положительной полярности. Это напряжение необходимо для обеспечения надежной работы элемента сравнения 5 в начале процесса установления. Вследствие действия напряжения Е»р на выходе операционного усилителя 10 и на затворе полево.=го транзистора 9 возникает напряжение насыщения, равное напряжению питания—

Елим операционного усилителя 10. Одновременно с этим к инвертирующему входу операционного усилителя 6 и к истоку полевого транзистора 9 приложено напряжение задержки + Е, возникающее вследствие действия опорного напряжения E« . В итоге при отсутствии сигнала на входе устройства полевой транзистор 9 заперт, а на вы ходе операционного усилителя 6, т. е. на выходе четырехполюсника 3, возникает напряжение насыщения отрицательной полярности, при котором коэффициент передачи регулируемого усилителя 1 будет максимальным.

Сигнал, поступающий на вход устройства (фиг. 2а), проходит через регулируемый усилитель 1, усиливается и поступает на выход устройства (фиг. 2б). С выхода усилителя 1 сигнал одновременно поступает на детектор 4 и на детектор 2. Детектор 4 является вспомогательным и служит для управления коэффициентом усиления цепи обратной связи. Детектор 2 используется в качестве детектора АРУ и одновременно совместйо с детектором 4 служит для управления коэффициентом усиления цепи обратной связи. Постоянная времени RG детектора 4 имеет малую величину, поэтому его выходное напряжение представляет собой неискаженную огибающую выходного сигнала устройства (фиг. 2в). Постоянная времени RC детектора 2 намного больше постоянной времени RC детектора 4. При этом соотношение между R и С детектора 2 та ково; что он обеспечивает быстрбе-установление и медленное восстановление. Высокоомное выходное сопротивление детектора 2 обеспечивается тем, что BbIxogl, детектора

" подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей 6 и 10, которые обладая высоким входным сопротйвлением, не шунтируют детектор 2.

С появлеййем сигнала на выходе устройства начинается процесс установления-коэффициента передачи регулируемого усилителя 1. Вследствие инерционности детектора 2 напряжение на выходе устройства в течение

$ некоторого интервала времени будет равно напряжению ограничения. Состояние ограничения будет продолжаться до тех пор, пока выходное напряжение детектора 2 с большой постоянной времени не достигнет по величине в некоторый момент времени ю t напряжения задержки Е (фиг. 2г). Таким образом, в течение интервала времени

0 — t1 устройство АРУ работает как усилитель, находящийся в режиме ограничения.

С момента времени t > начинается процесс характеризующийся тем, что выходное напряжение устройства уменьшается от напряжения ограничения до стационарного значения. При этом вы1одное напряжение детектора 4 уменьшается, а выходное напряжение детектора 2 вследствие инерционности щ детектора продолжает увеличиваться. В момент времени t устанавливается состояние, при котором выходное напряжение устройства достигает стационарного значения. При этом выходное напряжение детектора 2 принимает значение, соответствующее определенному затуханию, вносимому регулируемым усилителем 1. Величина вносимого затухания соответствует величине входного сигнала устройства.

Таким образом, процесс установления зо продолжается в течение интервала времени

0 †в течение которого выходное напряжение детектора 4 превышает выходное напряжение детектора 2. Следовательно, при отсутствии входного сигнала, а также в течение процесса установления выходное наИ пряжение операционного усилителя 10 равно напряжению насыщения отрицательной полярности. Полевой транзистор 9 будет заперт и коэффициент передачи четырехполюсника 3, зависящий от соотношения сопротивлений резисторов 7 и 8, будет иметь большое значение (фиг. 2д). Время установления

t уст, зависящее от коэффициента усиления цепи обратной связи и от коэффициента передачи четырехполюсника 3, в этом случае будет минимальным. м В момент времени t з амплитуда входного сигнала падает и одновременно начинается процесс восстановления коэффициента передачи регулируемого усилителя 1. Вследствие инерционности детектора 2 в первое мгновение напряжение на выходе устройства также падает. Одновременно уменьшается напряжение на выходе детектора 4, которое по величине становится меньше выходного напряжения детектора 2. При этом напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 10 становится по величине больше напряжения на ин верти рующем входе, вследствие чего выходное напряжение операционного усилителя 10 становится по767944 ложительным и равным падению напряжения на диоде 13, которое по величине близко к напряжению задержки Ез .

В этом случае разность потенциалов затвора и истока полевого транзистора 9 становится равной нулю, полевой транзистор 9 открывается до режима насыщения и coqpoтивление участка сток-исток транзистора 9 шунтирует резистор 7 обратной связи, вследствие чего коэффициент передачи четырехполюсника 3 резко уменьшается. Уменьшение коэффициента усиления цепи обратной связи устройства в процессе восстановления увеличивает длительность процесса. По мере уменьшения напряжения на выходе детектора 2 напряжение на выходе устройства вновь возрастает. При этом напряжение на выходе детектора 4 также возрастает, а на выходе детектора 2 продолжает уменьшаться. В некоторый момент времени напряжения детекторов 4 и 2 становятся по величине равными друг другу, а затем на пряжение на выходе детектора 4 вновь становится больше по величине напряжения на выходе детектора 2. В этом случае полевой транзистор 9 запирается, а коэффициент передачи регулируемого усилителя 1 вновь возрастает до максимальной величины. С этого момента времени процесс восстановления протекает интенсивнее и в момент времени t4 напряжение на выходе устройства вновь приобретает стационарное значение.

Интервал времени t — tg соответствует процессу восстановления.

Таким образом, при изменении коэффициента усиления цепи обратной связи в зависимости от характера процесса, протекающего в устройстве, увеличивается отношение времени восстановления ко времени установления.

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирова10 ния усиления, содержащее регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управляющим входом включены последовательно первый детектор и четырехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, а также второй детектор, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, при этом постоянная времени второго детектора меньше постоянной времени первого, отличающееся тем, что с целью увеличения отноie щения времени восстановления к времени установления, между выходом второго детектора и управляющим входом четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 9897, кл. 98(5)АП, опублик. 1974 (прототип).

767944!!! бел. ! !! !

Составитель И. Шамонина

Редактор Н. Суханова Техред К. Шуфрич Корректор О.Билак

Заказ 7216/50 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4