РАДИОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК H04B1/06 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиоприемных устройствах различного назначения.

Известно приемное устройство, в котором перед детектором АРУ включен усилитель промежуточной частоты. Недостатком устройства является ухудшение устойчивости работы УПЧ [1]
Известно приемное устройство, в котором при изменении уровня входного сигнала в больших пределах выходная мощность изменяется незначительно, при этом нелинейные искажения остаются примерно одинаковыми во всем диапазоне регулирования [2] Недостатком устройства является то, что на участках, соответствующих началу и концу регулировочной характеристики, искажения резко возрастают.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому радиоприемному устройству является радиоприемное устройство с обратной АРУ. В этом устройстве выпрямленное напряжение сигнала с детектора АРУ подается на вход фильтра АРУ, который отфильтровывает переменную составляющую выходного напряжения детектора. Постоянная составляющая этого напряжения подается на вход усилителя АРУ, а затем поступает на УПЧ, в котором осуществляется регулировка коэффициента усиления по напряжению [3] Недостатком известного радиоприемного устройства является нелинейность регулировочной характеристики, иначе говоря, зависимости коэффициента усиления по напряжению от величины управляющего напряжения, т. е. К_и F(U_упр). Эта характеристика по форме имеет вид падающей кривой.

Техническим результатом изобретения является обеспечение линейности регулировочной характеристики.

Это достигается тем, что в радиоприемном устройстве, содержащем последовательно соединенные линейный тракт, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усилитель цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) и фильтр АРУ, включенные между дополнительным выходом амплитудного детектора и управляющим входом регулируемого усилителя промежуточной частоты линейного тракта, регулируемый усилитель промежуточной частоты выполнен в виде последовательно соединенных элементов с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого является управляющим входом регулируемого усилителя промежуточной частоты, и избирательного усилителя с постоянным коэффициентом передачи, элемент с регулируемым коэффициентом передачи выполнен в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредственными связями, 1-ый из каскадов выполнен в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, 2-ой в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной обратной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу преобразователя частоты линейного тракта и выполненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение первого диода, параллельно которому включен 1-ый резистор и 2-го резистора, а 2-ая 2-ой диод, причем 1-ый и 2-ой диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополосного двухкаскадного усилителя через 1-ый разделительный конденсатор, Г-образного делителя напряжения, подключенного к выходу широкополосного двухкаскадного усилителя через 2-ой разделительный конденсатор, в продольном плече которого включен 3-ий резистор, а в поперечном параллельно соединенные цепи, одна из которых содержит 3-ий диод, другая последовательно соединенные 4-ый резистор и 4-ый диод, причем 3-ий и 4-ый диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последовательно соединенных 5-го резистора и 6-го резистора, параллельно которому включен конденсатор, причем отвод делителя, образованный точкой соединения 5-го резистора с 6-ым, подключен к другому выводу резистора в цепи эмиттера транзистора 1-го каскада широкополосного двухкаскадного усилителя, при этом точка соединения первых резистора и диода является управляющим входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи.

На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема радиоприемного устройства; на фиг. 2 его регулировочная характеристика.

Радиоприемное устройство [фиг.1] содержит входную цепь 1, избирательный усилитель 2 с постоянным коэффициентом передачи, амплитудный детектор 3 с дополнительным выходом, усилитель низкой частоты (квантователь) 4, усилитель цепи АРУ 5. Выходная цепь 1 выполнена широкополосной. Избирательный усилитель 2 с постоянным коэффициентом передачи состоит из широкополосных усилителей, соединенных с помощью резонансных фильтров, или представляет собой каскадное соединение операционных усилителей с частотнозависимыми отрицательными обратными связями. Амплитудный детектор 3 может быть выполнен по схеме как диодного, так и транзисторного детектора. Усилитель низкой частоты 4 представляет соединение усилителей на биполярных транзисторах с резистивными нагрузками или пороговое устройство, выполненное, например, по схеме компаратора сигналов. Усилитель цепи АРУ 5 представляет собой усилитель постоянного тока, выполненный, например, на операционном усилителе с отрицательной обратной связью по одной из известных схем и подключенный к дополнительному выходу детектора. Между входной цепью 1 и избирательным усилителем 2 с постоянным коэффициентом передачи включен элемент с регулируемым коэффициентом передачи в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредственными связями на биполярных транзисторах 6 и 7, причем первый из каскадов выполнен по схеме с общим эмиттером с цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению через резистор 9. Режим работы двухкаскадного широкополосного усилителя по постоянному току обеспечивается с помощью делителя напряжения питания на резисторах 10, 11 в цепи базы транзистора 6, резистором 12 в его эмиттерной цепи, резистором 13, конденсатором 14 в цепи эмиттера транзистора 7, а также сопротивлением резистора 15, образующим вместе с емкостью конденсатора 16 фильтр нижних частот в цепи питания. Нагрузкой широкополосного двухкаскадного усилителя является резистор 17 в коллекторной цепи второго каскада на транзисторе 7. База транзистора 6 через разделительный конденсатор 18 и коллектор транзистора 7, через разделительный конденсатор 19 и развязывающий резистор 20 подключены соответственно к шунтирующим элементам, каждый из которых выполнен в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит соответственно последовательно соединенные резисторы 21 и 22, параллельно резистору 22 включен диод 23 и резистор 24, резистор 25, параллельно которому включен диод 26, а вторая - соответственно диод 27 и диод 28. Диоды 23 и 27, а также 26 и 28 включены встречно. Управляющее напряжение с выхода усилителя цепи АРУ подается на шунтирующие элементы через фильтры нижних частот, образованные резисторами 29, 30, 31 и конденсаторами 32, 33, 34 и 35. Последний шунтирует резистор 12 в эмиттерной цепи транзистора 6 для предотвращения отрицательной обратной связи по переменному току.

Радиоприемное устройство работает следующим образом.

Известно, что форма вольт-амперных характеристик электроннодырочных переходов, в частности полупроводниковых диодов такова, что последние могут рассматриваться как несимметричные нелинейные элементы. Следовательно, широкополосный двухкаскадный усилитель, содержащий на входе и выходе шунтирующие элементы с использованием полупроводниковых диодов, дифференциальные сопротивления которых изменяются под действием управляющего напряжения, обеспечивает регулировку коэффициента усиления по напряжению. Кривая, иллюстрирующая в самом общем виде характер изменения сопротивления практически всех видов нелинейных элементов, представлена в [4] Однако, помимо наличия на входе и выходе широкополосного двухкаскадного усилителя в качестве элементов регулировки шунтирующих элементов с использованием нелинейных делителей управляющего напряжения в эмиттерной цепи транзистора 6 имеется делитель управляющего напряжения, выполненный на резисторах 12 и 30 и обеспечивающий регулировку коэффициента усиления по напряжению методом обратной режимной регулировки усиления, при котором последняя производится изменением тока эмиттера. Поскольку регулировки коэффициента усиления по напряжению с помощью применения шунтирующих элементов, содержащих полупроводниковые диоды, и использования методов обратной режимной регулировки изменением тока эмиттера независимы, то их можно рассматривать отдельно друг от друга, а суммарное значение регулировки коэффициента усиления по напряжению определить, как

где K_и суммарное значение регулировки коэффициента усиления по напряжению;
значение регулировки коэффициента усиления по напряжению шунтирующего элемента на входе усилителя;
значение регулировки коэффициента усиления по напряжению шунтирующего элемента на выходе усилителя.

В связи с этим при увеличении сигнала на входе широкополосного двухкаскадного усилителя возрастает значение управляющего напряжения и, как отмечено ранее, уменьшается дифференциальное сопротивление диодов в цепях шунтирующих элементов, следствием чего является изменение коэффициентов передачи, а следовательно, и коэффициента усиления по напряжению так, как показано на кривой 1 [фиг.2] при отключенных диодах 23 и 26 и иллюстрируется кривой 2 [фиг.2] при подключенных диодах 23 и 26. При этом следует отметить, что разомкнута цепь подачи управляющего напряжения в эмиттерную цепь транзистора 6 широкополосного двухкаскадного усилителя. Зависимость коэффициента усиления по напряжению широкополосного двухкаскадного усилителя при подаче управляющего напряжения в эмиттерную цепь транзистора 6 и отключении диодов 27, 28 приведена в виде кривой 3 [фиг.2]
Поскольку управляющее напряжение подается одновременно как на диоды шунтирующих элементов, так и в эмиттерную цепь транзистора первого каскада широкополосного двухкаскадного усилителя, то суммарное значение регулировки коэффициента усиления по напряжению иллюстрируется кривой 4[фиг.2]
Следует отметить, что поскольку управляющее напряжение подается на диоды шунтирующих элементов и в эмиттерную цепь транзистора первого каскада широкополосного двухкаскадного усилителя через автономные RC-фильтры, то при уменьшении значения сопротивления резистора 30 фильтра в эмиттерной цепи транзистора первого каскада широкополосного двухкаскадного усилителя происходит изменение (увеличение или уменьшение) тока управления в цепи эмиттера транзистора первого каскада ранее указанного усилителя, а следовательно, сдвиг его регулировочной характеристики. Это позволяет обеспечить суммарную регулировочную характеристику коэффициента усиления по напряжению всего радиоприемного устройства с высокой степенью линейности.

Использование: радиотехника. Сущность изобретения: радиоприемное устройство содержит линейный тракт включающий входную цепь и регулируемый усилитель промежуточной части, выполнен в виде последовательно соединенных элемента с регулируемым коэффициентом передачи и элемента с постоянным коэффициентом передачи, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усилитель цепи автоматической регулировки усиления /АРУ/ и фильтр АРУ, включение между дополнительным выходом амплитудного детектора и управляющим входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи, который выполнен в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредственными связями, 1-й каскад которого выполнен в виде усилителя на тиристоре, включенном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, 2-й - в виде усилителя на тиристоре, включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной отрицательной обратной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу преобразователя частоты линейного тракта и выполненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение 1-го диода, параллельно которому включен 1-й резистор, и 2-го резистора, а 2-я - 2-й диод, причем 1-й и 2-й диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополосного двухкаскадного усилителя через 1-й разделительный конденсатор, Г-образного делителя напряжения, подключенного к выходу широкополосного двухкаскадного усилителя через 2-й разделительный конденсатор, в продольном плече которого включен 3-й резистор, а в поперечном - параллельно соединенные цепи, одна из которых содержит 3-й диод, другая - последовательно соединенные 4-й резистор и 4-й диод, причем 3-й и 4-й диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последовательно соединенных 5-го резистора и 6-го резистора, параллельно которому включен конденсатор, причем отвод делителя, образованный точкой соединения 5-го резистора с шестым, подключен к другому выводу резистора в цепи эмиттера транзистора 1-го каскада широкополосного двухкаскадного усилителя, при этом точка соединения первых диода и резистора, другой вывод 5-го резистора и точка соединения четвертых резистора и диода является управляющим входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи. Такое радиоприемное устройство при осуществлении его должно обладать линейной регулировочной характеристикой. 2 ил.

Радиоприемное устройство, содержащее последовательно соединенные линейный тракт, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усилитель цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) и фильтр АРУ, включенные между дополнительным выходом амплитудного детектора и управляющим входом регулируемого усилителя промежуточной частоты линейного тракта, отличающееся тем, что регулируемый усилитель промежуточной частоты выполнен в виде последовательно соединенных элемента с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого является управляющим входом усилителя промежуточной частоты, и избирательного усилителя с постоянным коэффициентом передачи, элемент с регулируемым коэффициентом передачи выполнен в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредственными связями, первый из каскадов выполнен в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, второй в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной отрицательной обратной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу преобразователя частоты линейного тракта и выполненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение первого диода, параллельно которому включен первый резистор, и второго резистора, а другая второй диод, причем первый и второй диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополосного двухкаскадного усилителя через первый разделительный конденсатор, Г-образного делителя напряжения, подключенного к выходу широкополосного двухкаскадного усилителя через второй разделительный конденсатор, в продольном плече которого включен третий резистор, а в поперечном параллельно соединенные цепи, одна из которых содержит третий диод, другая последовательно соединенные четвертый резистор и четвертый диод, причем третий и четвертый диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последовательно соединенных пятого резистора и шестого резистора, параллельно которому включен конденсатор, причем отвод делителя, образованный точкой соединения пятого резистора с шестым, подключен к другому выводу резистора в цепи эмиттера транзистора первого каскада широкополосного двухкаскадного усилителя, при этом точка соединения первых диода и резистора, другой вывод пятого резистора и точка соединения четвертых резистора и диода является управляющим входом элемента с регулирующим коэффициентом передачи.