Устройство автоматической регулировки усиления

 

О П И С А Н И Е ()924826

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Социалистическмк

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву g 767944 (22) Заявлено 31.03.80 (2! ) 2902016у18 09 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.82. Бюллетень РЙ 16 (51) М. Кл.

Н 03 Я 3/20 (Ьаударствеииый комитет

СССР (53) УДК621 396 .666 (088. 8) ао делам иэабретений и открытий

Дата опубликования описания 30 04,82 (72) Автор изобретения

В. И. Закиров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ

УСИЛЕН ИЯ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных радиотехнических установках, в частности в радиоприемных устройствах.

Известны устройства автоматической регулировки усиления (АРУ), обеспечиваS ющие малые изменения величины сигнала на выходе радиоприемного устройства при больших изменениях величин сигнала на его входе (11 и 2)

Недостатком указанньсс устройств АРУ

l0 является то, что они обеспечивают регулирование времени восстановления вручную в сравнительно узких пределах, при этом из-за того, что регулирование осуществляется изменением нагрузки детектора АРУ, 15 в процессе регулирования изменяется не только время восстановления, но и напряжение пульсации на нагрузке детектора, что приводит к искажению закона моду20 ляции на выходе радиоприемного устройства.

По основному авт, св. % 767944, известно устройство АРУ, содержащее регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между вьтх дом и управляющим входом включены последовательно первый детектор и четьтрехполюсник 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 детектора, а между выходом второго детектора и управляющим входом четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого детектора (3), Недостатками этого устройства АРУ являются искажение закона модуляции на выходе устройства, кроме того, регулирование времени восстановления осуществляется по субъективной оценке структуры сигнала.

1Яель изобретения — уменьшение искажений закона модуляции выходного сиг9ggP,26 нала при автоматическом регулировании времени восстановления.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве АРУ, содержащем регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управляюшим входом включены последовательно первый детектор и четырехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, а также второй де- 10 тектор, вход которого подключен к выхолу регулируемого усилителя, при этом постоянная времени второго детектора меньше постоянной времени первого детектора, а между выходом второго lleтектора и управляющим входом четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого детектора, элемент сравнения вы- g0 полнен регулируемым, к входу регулируемого усилителя подключены последовательно соединенные третий детектор, фиксатор уровня, ограничитель амплитуды, фильтр нижних частот и дополнительный элемент сравнения, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, а противофазные выходы дополнительного элемента сравнения подключены соответственно к первому и второму управляющим входам элемента сравнения.

Элемент сравнения выполнен в виде операционного усилителя, в цепи обратной связи которого включена цепочка из парал35 лельно включенных резистора и диода, между выходом операционного усилителя и общей шиной включен первый регулируемый элемент, управляющий вход которого является первым управляющим входом

40 элемента сравнения, между BbIxolloM операционного усилителя и соответствуюшей шиной источника питания включены последовательно второй регулируемый элемент, управляющий вход которого являет4З ся вторым управляющим входом элемента сравнения, и стабилитрон, при этом инвертирующий и неинвертируюший входы операционного усилителя являются соответственно одним и другим входом элемента

50 сравнения.

Причем уменьшение искажений закона модуляции выходного сигнала достигается тем, что, в процессе регулирования времени восстановления нагрузка первого детектора, являющегося детектором АРУ, 55 остается неизменной, а автоматическое регулирование времени восстановления осуществляется путем изменения величины напряжения, поступающего на управляющий вход четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи, На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство АРУ содержит регулируемый усилитель 1, первый детектор 2, второй детектор 3, причем постоянная времени детектора 2 больше постоянной времени детектора 3, четырехполюсник

4 с регулируемым коэффициентом передачи, элемент 5 сравнения, третий детектор

6, фиксатор 7 уровня, ограничитель 8 амплитуды, фильтр 9 нижних частот, дополнительный элемент 10 сравнения, источник 11 опорного напряжения, при этом элемент 5 сравнения содержит также операционный усилитель 12, резистор

13, диод 14, первый регулируемый элемент 15, второй регулируемый элемент

16 и стабилитрон 17.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе устройства АРУ первый регулируемый элемент 15 открыт, а второй регулируемый элемент 16 закрыт напряжением, имеющимся на одном из выходов дополнительного элемента 10 сравнения вследствие действия источника опорного 11 напряжения, при этом коэффициент передачи четырехполюсника 4 и коэффициент усиления регулируемого усилителя 1 имеют максимальное значение.

С появлением сигнала на входе регулируемого усилителя 1 начинается процесс установления коэффициента передачи последнего.

Напряжение на выходе детектора 3, представляющее собой неискаженную огибающую выходногo сигнала устройства, в течение процесса установления превышает напряжение на выходе детектора

2, которое возрастает от нуля до стационарного значения, соответствующего величине входного сигнала. Вследствие инерционного фильтра 9 нижних частот напряжение на его выходе в течение процесса установления возрастает незначительно, по этой причине первый регулируемый элемент 15 по прежнему открыт, а второй регулируемый элемент

16 закрыт, поэтому коэффициент передачи четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи сохраняет максимальное значение.

При постоянной амплитуде входного сигнала напряжения на выходах допол924826 нительного элемента 10 сравнения таковы, что оба регулируемых элемента

15 и 16 находятся в полуоткрытом состоянии. При этом на управляющий Ьход четырехполюсника 4 поступает такое

5 напряжение, что коэффициент передачи четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи сохраняет максимальное значение.

С уменьшением амплитуды сигнала to на входе устройства начинается процесс восстановления коэффициента усиления регулируемого усилителя 1. Одновременно уменьшается выходное напряжение детектора 3, которое по величине стано- 15 вится меньше выходного напряжения детектора 2, вследствие чего напряжение на выходе операционного усилителя 12 становится положительным и равным падению напряжения на диоде 14. 20

Спустя некоторое время после начала процесса восстановления напряжение на выходе фильтра 9 нижних частот уменьшается, первый регулируемый элемент

15 вновь открывается, а второй регули- 25 руемый элемент 16 закрывается. Положительное напряжение с выхода операционного усилителя 12 поступает на управляющий вход четырехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи, вызыва- 3() е т уменьшение его коэффициента передачи и приводит к увеличению времени восстановления устрой ства.

Время восстановления определяется степенью насыщения регулируемого эле- 35 мента четырехполюспика с регулируемым коэффициентом передачи в начале процесса восстановления, которое зависит от величины и знака напряжения, поступающего с выхода операционного усилителя

12, причем величина приложенного напряжения определяется величиной сопротивления первого и второго регулируемых элементов 15 и 16, зависящих от среднего значения входного сигнала, 45

При уменьшении среднего значения входного сигнала уменьшается входное напряжение фильтра 9 нижних частот, сопротивление второго регулируемого элемента 16 возрастает, а сопротивление первого регулируемого элемента 15 убывает, что повышает потенциал HB повышающем входе четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи в начале процесса восстановления. При

55 этом уменьшается коэффициент передачи четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи, и, следовательно, возрастает время восстановления.

Таким образом, в предлагаемом устройстве АРУ с помощью детектора 6, фиксатора 7 уровня, ограничителя 8 амплитуды, фильтра 9 нижних частот, дополнительного элемента 10 сравнения и регулируемых элементов 15 и 16, введенных в элемент 5 сравнения, осущест вляется автоматическое регулирование времени восстановления в зависимости от среднего значения входного сигнала устройства. При этом отсутствуют искажения закона модуляции выходного сигнала, так как регулирование осуществляется путем изменения напряжения на управляющем входе четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи без изменения нагрузки детектора АРУ.

Экспериментальные исследования показывают, что при времени установления

0,5 мс время восстановления можно регулировать от 50 мс до 12 с, при времени установления 0,1 с время восстановления можно регулировать от 30 с до 25 мин.

Формула изобретения

1. Устройство автоматической регулировки усиления по авт. св. % 767944, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искажений закона модуляции выходного сигнала при автоматическом регулировании времени восстановления, элемент сравнения выполнен регулируемым, к входу регулируемого усилителя подключены последовательно соединенные третий детектор, фиксатор уровня, ограничитель амплитуды, фильтр нижних частот и дополнительный элемент сравнения, к другому входу которого подключен ис-. точник опорного напряжения, а противофазные выходы дополнительного элемента сравнения подключеньг соответственно к первому и второму управляющим входам элемента сравнения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что элемент сравнения выполнен в виде операционного усилителя, в цепи обратной связи которого включена цепочка из параллельно включенных резистора и диода, между выходом операционного усилителя и общей шиной включен первый регулируемый элемент, управляющий вход которого является первым управляющим входом элемента сравнения, между выходом операционного усилителя

7 924826 8 и соответствующей шиной источника пи- Источники информации, тания включены последовательно второй принятые во внимание при экспертизе регулируемый элемент, управляющий вход 1. Патент ФРГ % 2224227, которого является вторым управляющим кл. Н 03 G 3/30, опублик. 1973. входом элемента сравнения, и стабили- g 2. Патент Японии 49-18417, трон, при этом инвертирующий и неинвер- кл. 98/5/А11, 1974, тирующий входы операционного усилителя 3. Авторское свидетельство СССР являются соответственно одним и другим % 767944, кл, Н 03 G 3/20, 1978 входом элемента сравнения. t прототип) .