Устройство автоподстройки уровня Советский патент 1983 года по МПК H03G3/20 

Изобретение.относится к радиотехнике и может быть использовано для автоматической подстройки амплитуды гармонических сигналов по уровню опорного напряжения (с равными или близкими частотами) в широком динамическом диапазоне, а также для ста&ти эации уровня переменных иапряжений. Известно устройство автоподстройкн, содержащее источники опорного уровня и вход ного регулируемого сигнала, схему сравнения уровней и устройство управления. В качестве схем сравнения используются термоэлектрические, терморезисто1 1ые, термоэмиссионные, фотоэлектрические, калориметричйские и другие дифференциальные преобразователи СЧ Недостаток извест1юй схемы заключаете в малом диапазоне сравниваемых уровне и, как следствие, стабилизируемых напряжений, так как устройства сравнения имеют квадратичные характеристики и управляющий сигнал на их выходе при малых уровнях сравниваемых напряжений соизмерим с шумами. Наиболее близким по технической сущности является устройство автоподстройки уров ня, содержащее эталонный в управляемый делитель напряжения, к выходам которых подключеиы последовательно первый переклютатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первь фшьтр нижних частот, к управляющему входу управляемого делителя напряжения через второй фильтр няж щк частот подключен первый ус йитель постоянного тока, а к управляющим входам первого .и второго переключателей подключен генератор 12 3. Недостатком известного устройства автоподстройки является низкая , так как ввиду невдеальнос-га пepeключateля сигналов на его выходе имеется составляющая с частотой комА|уташш, не несущая информаош о разяоста уровней сравниваемых сигналов, которая неразделима с инфо{тафонным сигналом ввиду совпадения по частоте. Прт этом нуя9{о {обеспечивать условие, чтобы полезная состав яяющая была значительно больше комм тащюыной помехи. Целью изобретения является повыщение 1О «ости. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве автоподстройки уровня, содержаще эталонный и управляемый делители напряжений, к выходам которых подключены последовательно перв переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первый фильтр нижних частот, к управляющему входу управляемого делятеля на пряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый усилитель постояниого тпк 811 а к управляющим входам первого и второго переключателей подключен генератор, ьЛжду выходом первого фильтра нияших частот и управляющим входом регулируемого уснлителя включен последовательно первый элемент сравнения,второй усилитель постоянного тока и третий фильтр нижних частот, между выходом детектора и входом первого усилителя постоянИого тока включены последовательно третий переключатель-, управляющий вход которого подключен к генератору, четвертый фильтр нижних частот и второй элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, при этом другие входы второго и третьего пепекнючателей и первого элемента сравнения, объединены и являются входом опорного сигНа чертеже представлена структуртая электрическая дхема устройства автоподстройкн уровня. Устройство автолодстройки уровня содержит управляемый делитель 1 напряжения, эталонный делитель 2 напряжения, первый переключатель 3, регулируемьй усилитель 4, де-i тектор 5, второй переключатель 6, первый фильтр 7 нижних частот, первый элемент 8 сравнения, второй усилитель 9 постоянного то ка, третий филыр 10 нижних частот, первый усилитель 11 постоянного тока, второй фильтр 12 нижних частот, третий переключатель 13, четвертый фильтр 14 нижних частот, второй элемент сравнения, генератор 16, вход 17 опорного сигнала. Устройство автоподстройки уровня работает следующим образом. На входы первого переключателя 3 поступают эталонный и подста1сваемый сигналы соответственно через эталонный делитель 2 напряжения и управляемый делитель 1 напряжения. В соответствия с чгастотой коммутации генератора 16 с выхода первого переключателя 3 сравниваемые сигналы 1юочередно подаются на вход регулируемого усилителя 4. Выходной сигнал регулируемого усзшителя 4 детектируется в детекторе 5 и поступает на входы второго н третьего переключателей 6 и 13, лходы которых подключены к входу опорного сигнала 17, на который подается постоянное напряжение Е . В результате коммутации переключателей управляющим напряжением генератора 16 на выходе второго переключателя 6 образуется сигнал с поочередным следованием усиленного и продетектированного эталонного напряжения и опорного Eg , а на выходе третьего переключателя (сигналов) 13 - сигнал с поочередным следованием усиленного и продетектированного напряжения подстраиваемого сигнала и

опорного Е0 . С выходов второго и третьего переключателей 6 и 13 через первый и ктвертый фильтры 7 и 14 нихших частот сигналы поступают на входы второго элемента 15 сравнения, а сигнал с первого фильтра 7 ниж них частот, кроме того, подается на вход первого эп.мента 8 сравнения. Постоянные времени фильтров выбраны из соображений достаточной фильтрации составляющей комму, частоты в cncKTpie на входах первого и второго элементов сравнения 8 и IS. Разностный сигиал с выхода второго этемента 15 сравнения после усиления в первом усилителе 11 noctpHiiHoro тока и дополнителыюй фильтрации во втором фильтре 12 нижних частот подается в цепь управления управляемого делителя 1 напряжения. При остаточно большом усилении образованной петли обратной связи по ражостному сигналу уромнь подстраиваемого сигнала приСпияается к уровню эталонного.

Автоматическая регулировка усиления регули1чгемого усилителя 4 осуществляется по уровню зталонного сигнала с эталонного делителя 2 напряжения с несушей, привязанной К. уровню Е0 .

В такой схеме достигается надежная фильсрация коммутационной (юмехя, так как частоты среза перюосо и четвертого фильтров о1жиих частот 7 и 14 и информация велиинё соответствующего апгяапа юдЕржится в |остоянных составляющих напряжения на выходе фильтров, кроме того, шумовые помехи в тракте передачи сигнала расоогласовашя одновременно поступают через второй и третий переключатели 6 и 13 на первый и чет548814

вертый фильтры нижних частот 7 и 14, так что разностный сигнал, вырабатываемый вто- . рым элементом 15 сравнения от них практически не зависит. Кроме того, введение источ5 ника постоянного напряжения Eg привело к жесткой стабилизации уровня выходного сигнала с детектора 5, причем Е, выбирается таким, что в установившемся режиме U, UQ, поэтому коммутационная помеха сушест10 венно ослабляется уже на выходе второго и третьего переключателей б и 13, а далее ее остаток отфильтровывается фильтрами нижних частот 7 и 10.

5 Таким образом, в процессе работы устройства автоподстройкн уровня цепь АРУ регулируемого усилителя 4 производит привязку уровня эталонного сигнала на его входе к уровню Е, а цепь АРУ коэффициента дела1ИЯ

20 управляемого делитв Я 1 напряжения производит пртвязку уровня подстаиваемого сигнала к уровню эталонного. Положительный эффект.в предложенном устройстве достигается за счет того, что при достаточно высокой

25 коммутирующей частоте уровень как шумовой, так н коммутационной составляющих напряЖений эталонного и подстраиваемого сигналов примерно равны и после вычитания в результате сравнения происходит компенсирующее отклонение разностного сигнала от исходного уровня. При этом точность автоподстройки уровней сигналов в диапазоне до 60 дБ повышена в 5-10 раз, а динамический диапазон при этом расширяется на 20-30 дБ. В несколько раз прл этом снижается уровень

35 шумовой модуляции регулируемого сигнала.

УСТРОЙСТЮ АВТСЯ1ОДСТГОЙКИ .УГОВНЯ, содержащее эталонны } 8 управляемый депителн напряжения, к выходам которь подключены последовательно первый переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель н первый фильтр нижних частот, к управляющему входу управляемого делителя напряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый усилитель постоянного тока, а к управляющим входам первого и второго переключатсгрй подклю юн генератор, отличающеес я тем, что, с целью повьоиения точности, между выходом первого фильтра нижних частот и управляющим входом регулируемого усилителя включен последовательно первый элемент сравнения, вюрой усилитель постоянного тока, третий фильтр нижних частот, между выходом детектора и входом первого усилителя постоя,.ного тока включены последовательно третий переключатель, управляющий вход которого подключен к генератору, четвертый фильтр нижних частот и второй зяемент сравнения, другой вход которого под(/) ключен к выходу первого фильтра нижних частот, при этом другие входы второго н третьего переключателей и пе{жого элемента сравнения объединены и являются входом опорного сигнала. О ел 4 00 00