Аналіз функціональних схем, основні елементи систем автоматичного регулювання підсилення (стр. 3 из 5)

причому т змінюється так само, як і S₀(див.рис.9).

Якщо

, то S >>S₀, але при режимне регулювання взагалі неможливе, тому що |S| перестає залежати від І_к.

В основі регульованого підсилювача, зображеного на рис. 8, б, лежить часто використовувана в прийомній техніці диференціальна мікросхема в особливому включенні. Транзистори VТ₃ і VТ₂ утворюють каскодне з'єднання. Регулююча напруга подається на базу транзистора VТ1. При підвищенні напруги U_ртранзистор VТ₁ усе більше відмикається, його струм збільшується. Одночасно падає колекторний струм транзистора VТ₂, тому що сума цих струмів дорівнює току транзистора VТ₃ і практично постійна. Таким чином, регулювання підсилення відбувається за рахунок непрямого впливу напруги U_р на струм і крутизну транзистора VT₂ завдяки перерозподілові струму транзистора VТ₃, між транзисторами VТ₁ ,VТ

Зі сказаного випливає, що на підставі залежностей (звичайно експериментальних), зображених на рис. 9, можна побудувати залежність K₀(I_k)=S(I_k)R_ek(I_k), а потім перерахувати зміни колекторного струму І_к у зміни регулюючої напруги U_р і одержати залежність К₀ (U_р). Діапазон зміни коефіцієнта підсилення одного каскаду при режимному регулюванні не може перевищувати деякої межі, обумовленої просочуванням сигналу через майже закритий транзистор (паразитні ємності) і припустимим максимальним струмом через нього. Звичайно не вдається одержати зміни посилення на один каскад більш ніж у 60…80 разів, а з урахуванням припустимих нелінійних перекручувань що обгинає — у 15… 20 разів.

На рис. 10. приведено приклади керованих атенюаторів, які використовуються як регулюємі елементи систем АРП. На рис. 3.10, а зображена схема двухланкового діодного аттенюатора. Діоди VD₁ і VD₂при відсутності напруги U_Р максимально відімкнуті від'ємною напругою, що знімається з дільника R₁RПри цьому коефіцієнт передачі максимальний, тому що внутрішній опір діодів мінімальний. В міру збільшення напруги U_р діоди підзапираются, їхні опори збільшуються і коефіцієнт передачі падає. ВідношенняK_max/K_min може досягати 10³ на не дуже високій робочій частоті. Варто враховувати, що при сильних сигналах діоди працюють в області великоїкривизни їхніх характеристик і нелінійні перекручування можуть досягатинеприпустимих значень. З урахуванням цього не рекомендується змінюватикоефіцієнт передачі одного осередку аттенюатора більш ніж у 60… 70 разів. Нарис. 3.10, б роль регульованого опору грає польовий транзистор VТ_Р (R — опір,що гасить). Регульований польовий транзистор встановлюється в режим малоїнапруги на стоці і працює на ділянці вихідної характеристики, розташованої докрапки перегину. У цьому режимі польовий транзистор має внутрішній опір, щозалежить від напруги на затворі.

При слабкому сигналі U_р = 0 і транзистор замкнений. Коефіцієнт передачі при цьому максимальний. По мірі збільшення сигналу підвищується напруга U_р (у даному випадку U_р < 0, тому що транзистор має р-канал) і транзистор відмикається, знижуючи свій внутрішній опір. Перепад опорів, що дається польовим транзистором з ізольованим затвором, може бути дуже великим (Rі ≈ 700 кОм + 500 Ом). Відношення K_max/K_minдля однієї ланки може досягати 10³ ÷ 3 · 10³ при порівняно невеликих нелінійних перекручуваннях, тому що транзистор саме при великих сигналах працює в області найвищої лінійності характеристик. Це характерно для схем, у яких регульовані елементи стоять в паралельних гілках аттенюатора.

Перехідні процеси, стійкість, перекручування комплексної огинаючої сигналу при дії АРП багато в чому залежать від властивостей і виду фільтра, що входить у систему АРП. В основному використовується одноланковий RС-фільтр низьких частот (рис. 11 ,а).Він дає аперіодичний процес установлення підсилення і забезпечує стійкість системи, якщо є єдиною інерційною ланкою. Рідше застосовується двухланковий RС-фільтр низьких частот (рис. 11, б),що дає аперіодичний процес установлення тільки при визначеному співвідношенні постійних часу ланок і не забезпечує абсолютної стійкості системи АРП. Однак він може забезпечити велику швидкість перехідного процесу. Використовуються також одноланкові кореговані RС-фільтри низьких частот (рис. 11 ,б). Подібний фільтр по порівнянню з фільтром рис. 11, а дає менше фазовий зсув між напругами U₂і U₁ при більшому коефіцієнті передачі в області вищих частот Ω→∞ [ при K_ф→R₂/(R₁+R₂) ]. В спеціальних випадках може застосовуватися фільтру виді подвійного Т-образного моста (рис. 11, г),що має К_ф = 0 на частоті балансу. Частоту балансу беруть рівній частоті корисної модуляції сигналу. Іноді роль фільтра, що визначає інерційність системи АРП, грає навантажувальний ланцюг детектора АРП, тобто використовується інерційний детектор.

У системах з безперервним сигналом регулююча напруга утвориться звичайно в результаті детектування коливань високої або проміжної частоти, тому що воно повинно бути пропорційно амплітуді несучої. Зокрема, як детектор АРП може використовуватися детектор каналу сигналу з додаванням ланцюгів, що дозволяють здійснити затримку. У системах з імпульсним сигналом, коли амплітуда вихідних відеоімпульсів пропорційна амплітуді радіоімпульсів на вході приймача (немає відеообмежників), можуть використовуватися відеоімпульсні детектори АРП, інерційні по відношенню до огинаючої відеоімпульсної послідовності або безінерційні.

В імпульсних системах знаходять також застосування ключові детектори і детектори зі скиданням (із примусовим розрядом ємності навантаження перед приходом кожного імпульсу). Ці детектори власне кажучи є розширниками імпульсів (від τ_и до Т_п, де Т_п — період повторення імпульсів) і їх не слід розглядати як інерційні ланки. Подібні детектори дозволяють підвищити стійкість системи АРП і домогтися великої глибини регулювання. Можуть застосовуватися і транзисторні детектори з обліком властивих їм недоліків, що дозволяють підвищити ефективність системи АРП без спеціальних підсилювачів [9].