Устройство автоматической регулировки усиления Советский патент 1988 года по МПК H03G3/20 

Выкод

Вход о- CZ

г

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение полосы пропускания по огибающей сигнала в область низких частот. Устр-во содержит последовательно сое.диненные регулируемый усилитель 1, выпрямитель 2, релейный эл-т 3, состоящий из компаратора 6 и источника 7 опорного напряжения, аналоговый перемножитель (АП) 4 и инерционное звено 5. Лри введении АП 4 средний уровень сигнала на выходе усилителя 1 поддерживается точно равным напряжению источника 7 и промодулиро- ван пилообразным напряжением, размах которого равен окну срабатывания компаратора 6. Цель достигается за счет снижения нижней граничной частоты при воздействии максимального входного сигнала в число раз, равное диапазону действия автоматической регулировки усиления. 3 ил. о &

%./

«

САЭ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах обработки сигналов, наприме в устройствах сжатия динамического диапазона.

Цель изобретения - расширение полосы пропускания по огибающей сигнала в область низких частот.

На фиг.1 представлена стрзгктурная электрическая схема устройства автоматической регулировки усиления; на фиг.2 - форма входного сигнала; на фиг.З - регулировочная характеристик регулируемого усилителя устройства автоматической регулировки усиления, аппроксимированная прямой линией.

Устройство автоматической регулировки усиления (АРУ) содержит последовательно соединенные регулируемый усилитель 1, вьшрямитель 2, релейный элемент 3, аналоговый перемножитель 4 и инерционное звено 5, причем релейный элемент 3 выполнен, например, в виде компаратора 6 и источника 7 опорного напряжения.

Устройство АРУ работает следующим обр азом.

При включении коэффициент передачи регулируемого усилителя 1 минима- лен, так как напряжение на выходе инерционного звена 5 равно нулю, и н управляющий вход регулируемого усилителя поступает напряжение U«er «

Напряжение, поступающее с выхода выпрямителя 2, меньше опорного напряжения и , формируемого источником .7 опорного напряжения, и компаратор 6 находится в соответствующем состоянии (например, состояние 1). При этом коэффициент передачи перемножителя равен -1 и выходное напряжение инерционного звена 5 меняется по закону

If,,,.

U - RC I ,

где U - выходное напряжение инерционного звена 5, и Uj,/ экспоненциально нарастает. Рабочий участок U, - отрицатель- ньй, поэтому напряжение, поступающее на вход регулируемого усилителя 1, равно

Uper- - /Uj,

что при увеличении ( ведет к увеличению коэффициента передачи регулируемого усилителя I.

Как только коэффициент передачи регулируемого усилителя 1 - возрастет

настолько, что напряжение, поступающее на компаратор 6 с выхода вьшря- мителя 2, превышает напряжение U , компаратор 6 переходит в другое состояние (состояние 2), соответственно, знак коэффициента передачи биполярного звена изменится на +1 и /U, / начинает экспоненциально убывйть, уменьшая коэффициент передачи регулируемого усилителя 1.

Как только напряжение на выходе вьтрямителя 2 становится меньше U, компаратор 6 снова переключается в состояние 1 и коэффициент усиления регулируемого усилителя 1 начинает увеличиваться.

Таким образом, средний уровень сигнала на выходе регулируемого усилителя 1 поддерживается точно равным напряжению U и промодулирован пило образным напряжением, размах которого равен окну срабатьюания компаратора 6.

Рассмотрим работу устройства АРУ при ступенчатом возрастании амплитуды сигнала на ее входе (фиг.2).

Применяют следующие.. обозначения: и - амплитуда сигнала, поступающего на вход регулируемого усилителя 1; - значение U, в момент времени t 0; и« - приращение U, , при t 0; V амплитуда сигнала на выоде рег улируемого усилителя 1; К (6) оэффициент усиления регулируемого силителя J при t 0.

Регулировочная характеристика реулируемого усилителя I (фиг.З) опеделяется .выражением

К Ко - otUpep..

Закон формирования регулировочноо напряжения Upgr следзтощий:

Uopr ц,

per

d luj -.

Jpero

де

G (x)

- (Unf - - ic (UI-UO) - - 6 (Uo - Uj)- f

I при к 0

б при X «сО .

Так как приращение сигнала на входе устройства положительное,

, (J(U2- Ц,) - 1;

( Uj Upero - Uper J

1Ур. .„ „. I f,, „ .. dtRC PS Ь

I

RC

S; рего Uper

);

dUper

dUi „ dU, dK -.ot.dUper

dt dt dt dt t

Подставляя сюда выражение для

dUper

I

dUa i Ui dtRc

« . I«5:U erjp i K - Kfil Ui RCV RC

Получают однородное дифференциальное уравнение

dUi и а

dit RC. ешение которого записывается в виде

О, т

-t/RC

Uj, С е

Постоянную времени С находят из ачальных условий при

, K(0).Ug ч-и,- ..

Ufo

Ui - Обозначив --- через U., получают

го кончательное выражение

и, «и, ,.U,.e

Л1КС

котором член описьшает коебания амплитуды выходного сигнала

и

443;

294

1Г-tlRC

ОКОЛО Ug, а член U,e соответствует восстановлению АРУ при ступенчатом изменении амплитуды сигнала на входе регулируемого усилителя 1,

Взяв производную от времени t

I

йУ. - УО L-Uo dt

RC

RC

7

можно увидеть, что скорость восстановления АРУ не зависит от амплитуды входного сигнала, т.е. изобрете - ние позволяет расширить полосу пропускания устройства АРУ. по огибающей сигнала за счет снижения нижней граничной частоты при воздействии максимального входного сигнала в число раз, равное диапазону действия АРУ.

20 ф

ормула изобретения

Устройство автоматической регули ровки усиления, содержащее последовательно соединенные регулируемый усилитель, выпрямитель и релейный элемент, а также подключенное к управляющему входу регулируемого усилителя инерционное звено, отличающееся тем, что, с целью расширения полосы пропускания по огибающей сигнала в область низких частот, между выходом и входом инерционного звена включен аналоговый перемножитель, знаковый вход которого подключен к выходу релейного элемента.

. 2

Фае. 5

ресо рее.