Устройство автоматической регулировки усиления Советский патент 1985 года по МПК H03G3/20 

:Изобретеиие относится к радиотех нике и может быть использовано в р диоприемных устройствах различного назначения. Известно устройство автоматической регулировки усиления (АРУ), содержащее N усилителей. Между выходо каждого предыдущего усилителя и входом каждого последующего усилите ля включен коммутатор. Междвы выход N-ro усилителя выполненного в виде усилителя с регулируемым коэффициен том передачи, и управляющими входам коммутаторов включены последователь но амплитудный детектор, выход кото рого соединен с регулирующим вход N-ro усилителя, элемент управления, реверсивный счетчик и дешифратор Ij При выполнении определенных усло вий указанное устройство может обеспечить малое изменение коэффициента шума усилителя при работе АРУ,од нако коммутация цепей каскадов не позволяет выполнить АРУ быстродействующей. Поэтому для систем связи, у которых динамический диапазон быстрых флюктуации входных сигналов приемных устройств превышает +7 дБ, применение указанного устройства не оправдано. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство автоматической регулировки усиления, содержащее соединенные последовательно N, где NJ2, усилителей с регулируемьми коэффициентами усиления, амплитудный де тектор и фильтр нижних частот,а также N-I пороговых элементов. Выход каждого порогового элемента сое динен с управляющим входом соответствующего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 2 . I Однако известное устройство не позволяет обеспечить требуемое от:ношение сигнал-шум на выходе в си:Лу флюктуации пороговых уровней пороговых элементов, что особенно сильно сказывается при БОЛЬШОМ динамическом диапазоне вход ного сигнала. Цель изобретения - увеличение отношения сигнал-шум. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве автоматической регулировки усиления, содержащем соединенные последовательно N, где N 2 усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, амплитудный 07 2 детектор и фильтр нижних частот, а такл.е N-I пороговых элементов, каждый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления выполнен в виде входного и выходного транзисторов, включенных по каскадной схеме, и регулирующего транзистора, включенного параллельно выходному транзистору, между выходом фильтра нижних частот и базой выходного транзистора каждого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, кроме N-ro, включен соответствующий алгебраический весовой сумматор, выход j-ro, ,где ,2,..., N-1, алгебраического весового сумматора соединен с базой регулирующего транзистора (liO-ro усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, коллектор которого через соответствующий пороговый элемент соединен с другим входом j-ro алгебраического весового сумматора, при этом база регулирующего транзистора первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключена к выходу фильтра нижних частот,а база выходного транзистора N-ro усилителя с регулируемым коэффициентом усиления является входом напряжения задержки регулирования. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства автоматической регулировки усиления (). Устройство содержит усилители 1 с регулируемыми коэффициентами усиления, амплитудный детектор 2, фильтр 3 нижних частот, пороговые элементы 4,алгебраические весовые сумматоры 5,входные 6, выходные 7 ,и регулирующие 8 транзисторы, вспомогательные транзисторы 9, стабилитроны 10 и усилительные транзисторы 11. Устройство автоматической регулиро вки усиления работает следующим образом . Рассмотрим работу устройства для случая . При подаче на вход устройства сигнала, при котором напряжение pery-i ирования превьш1ает напряжение заержки АРУ (ЕЛ), изменяется коэфициент усиления только последнего (третьего) усилителя 1, так как в . остальных усилителях 1 приращение регулируемого напряжения одинаково по обеим базам входного 6 и выходного 7 транзисторов предыдущих усилителей 1.

При увеличении регулирующего напржения выходное напряжение регулирующего транзистора 8 третьего усилителя I превьпдает напряжение порога, задаваемое стабилитроном 10,и после усиления их разности в усилителе ошибки, собранном на транзисторе 11, поступает на первый вход второго алгебраического весового сумматора 5, на второй вход которого поступает входное напряжение Up с выхода фильтра 3. Напряжение на выходе второго алгебраического весового сумматора 5 фикпируется и регулировка последнего (третьего) усилителя 1 прекращается,

При дальнейшем увеличении напряжения регулирования аналогично изменяется коэффициент усиления предыдущего (второго) усилителя 1, так как напряжение на базе выходного транзистора 7 этого усилителя 1 уже зафиксировано, а на базе регулирующего транзистора 8 оно продолжает изменяться, так как входное напряжение Up проходит на выход первого . алгебраического весового сумматора 5 (на второй вход которого напряжение с выхода коллектора транзистора 11 первого порогового элемента 4 не поступает). Коэффициент усиления второго усилителя 1 изменяется.

Если регулирующее напряжение растет дальше, то. аналогично фиксируется напряжение на выходе первого алгебраического сумматора 5 и начинает изменяться коэффициент усиления следующего (первого) усилителя 1 Амплитудный детектор 2 и фильтр 3 служат для формирования напряжения регулирования, Вспомогательные транзисторы 9 обеспечивают работу усилителей 1 по постоянному току,

В отличие от известного устройства предлагаемое обеспечивает строгую последовательность регулировки коэффициента усиления регулируемых каскадов за счет того, что пороговые элементы стоят в цепи обратной связи и влияние нестабильности их порогов меньше,

Кроме этохо, регулирующее напряжение для каждого последующего усилителя поступает Не через пороговый элемент предыдущего уси.лителя, как это имеет место в известном устройстве, а-формируется отдельно. Это позволяет обеспечит ь для каждого усилителя заданный динамический диапазон изменения его коэффициента усиления с высокой точностью и стабильностью без нелинейных искажений регулирующего напряжения пороговым элементом предыдущих усилителей.

Таким образом, использование данного устройства позволяет создать устройство с малым (не более 1 дБ) изменением коэффициента шума в большом динамическом диапазоне АРУ 60 дБ и более.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ PEryJMFOBKM УСИЛЕНИЯ, содержащее соединенные последовательно N, где М 2 , усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, амплитудный детектор и фильтр нижних частот, а также N-1 пороговых элементов, о тличающееся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал-шум, каждый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления выполнен в виде входного и выходного транзисторов, включенных по каскадной схеме, и регулирующего транзистора, включенного t параллельно выходному транзистору, ; между выходом фильтра нижних частот и базой выходного транзистора каждого усилителя с рег1отируе в 1м коэффициентом усиления, кроме N-ro, включен соответствующий алгебраический весовой сумматор, выход j-ro, где J 1, 2,,.., N-rl, алгебраического весового сумматора соединен также с базой регулирующего транзистора (j-)l)-ro усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, коллектор которого через соответств ощий пороговый элемент соединен с другим входом j-ro ал гебраического весового сумматора, при этом база регулирующего транзис тора первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключена к выходу фильтра нижних частот, а база выходного транзистора N-rc усилителя с регулируемым коэффициентом усиления является входом напряжения за.держки регулирования. со 9) СО