Устройство автоматической регулировки усиления Советский патент 1989 года по МПК H03G3/20 

оэ

Изобретение относится к радиотехническим устройствам обработки аналоговых сигналов, конкретно к устройствам, предназначенньм для изменения (сжатия) динамического диапазона сигнала.

Цель - уменьшение динамических искажений сигнала,

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства автоматической регулировки усиления; на фиг. 2 - временная диаграм- поясняющая его работу.

Устройство автоматической регулировки усиления содержит управляемый усилитель , выпрямитель 2, конденсатор 3, управляемый резистор 4, измеритель 5 среднеквадратичных значений, аттенюатор 6, первый делитель 7, пиковый детектор 8, перемножитель 9, амплитудный детектор 10, частотный корректор 11, логарифма12. второй делитель 13, и масштаб10

торого ослабляется аттенюатором 6, имеющим коэффициент передачи m 1 , и поступает на первый вход первого делителя 7. Второй вход делителя 7 связан с выходом пикового детектора 8. Таким образом, выходное напряжение первого делителя 7 равно

и, 1Г т,р.

и,

S/

эо

15

20

т.е. пропорционально пик-фактору Р сигнала.

Указанное напряжение подается на первый вход перемножителя 9, на вто рой вход которого поступает входное напряжение амплитудного детектора 10, постоянная времени заряда, кото рого около eдиницj а разряда - пор ка сотен миллисекунд.

На амплитудный детектор 10 посту пает входной-сигнал устройства посл его частотной коррекции. Амплитудно частотная характеристика (АЧХ) час тотного корректора 11 близка к АЧХ

ного детектора 1 О увеличивается при расширении спектра импульсного выбр са, т.е. уменьшение-его длительност t..

тор

ный усилитель 14.25 дифференцирующего звена. Благодаря

Устройство автоматической регули- этому выходное напряжение амплитуд- ровки усиления работает следующим образом .

Сигнал, динамический диапазон которого подлежит сжатию, поступает на 30 вход управляемого усилителя 1, выходное напряжение которого подается на выход устройства- и также на выпрямитель 2. С целью минимизации нелинейных искажений, обусловленных пуль- 35 сациями напряжения, целесообразно применять двухполупериодные выпрямители. Пульсирующее напряжение вьэтря- мителя 2 фильтруется цепью, состояи.

m

fl/t,

Поэтому на пряжение перемножителя 9 равно

и, m,.

Таким образом, в указанном сигна ле перемножителя содержится информация не только о спектрально-временн

щей из конденсатора 3, а также управ-40 свойствах импульсного выброса (t) ,

. ляемого резистора 4, и поступает на управляющий вход управляемого усилителя 1. Перечисленные элементы представляют собой систему управления, сужающую динамический диапазон выход- дз ного сигнала устройства.

Для минимизации динамических искажений постоянная времени воссг указанного фильтра и соответственно время восстановления tg,пoдвepгa- п ются регулировке.

Напряжение , управляющее t eoobr вырабатывается не только в результате выпрямления вькодного сигнала частотного корректора 11, но и рядом других 55 элементов.

Входное напряжение поступает на измеритель 5 среднеквадратических значений (ИСКЗ), выходной сигнал коно также о его ампли гуде относитель но уровня, близкого к эффективному значению сигнала.

Сигнал перемножителя после логарифмирования поступает на первый вход второго делителя 13. На его пе вый вход подается некоторое опорное напряжение и (tg ), напряжение, являющееся результатом деления, уси ливается масштабным усилителем 14 и подается на управляющий вход управляемого резистора 4. Таким образом, управляющее напряжение и пропорциональная ему постоянная времени вос- тановления оказываются связанными со свойствами сигнала и параметрами уст ройства следующим образом:

Г,„„, к ° - in m,mj,p/t,.

0

торого ослабляется аттенюатором 6, имеющим коэффициент передачи m 1 , и поступает на первый вход первого делителя 7. Второй вход делителя 7 связан с выходом пикового детектора 8. Таким образом, выходное напряжение первого делителя 7 равно

и, 1Г т,р.

и,

S/

эо

5

0

т.е. пропорционально пик-фактору Р сигнала.

Указанное напряжение подается на первый вход перемножителя 9, на второй вход которого поступает входное напряжение амплитудного детектора 10, постоянная времени заряда, которого около eдиницj а разряда - порядка сотен миллисекунд.

На амплитудный детектор 10 поступает входной-сигнал устройства после его частотной коррекции. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) частотного корректора 11 близка к АЧХ

5 дифференцирующего звена. Благодаря

ного детектора 1 О увеличивается при расширении спектра импульсного выброса, т.е. уменьшение-его длительности t..

этому выходное напряжение амплитуд-

и.

m

fl/t,

Поэтому на пряжение перемножителя 9 равно

и, m,.

Таким образом, в указанном сигнале перемножителя содержится информация не только о спектрально-временных

свойствах импульсного выброса (t) ,

но также о его ампли гуде относительно уровня, близкого к эффективному значению сигнала.

Сигнал перемножителя после логарифмирования поступает на первый вход второго делителя 13. На его первый вход подается некоторое опорное напряжение и (tg ), напряжение, являющееся результатом деления, усиливается масштабным усилителем 14 и подается на управляющий вход управляемого резистора 4. Таким образом, управляющее напряжение и пропорциональная ему постоянная времени вос- тановления оказываются связанными со свойствами сигнала и параметрами устройства следующим образом:

Г,„„, к ° - in m,mj,p/t,.

где К - коэффициент передачи

масштабного усилителя; m,.mj, - постоянные коэффициенты; Ufl/t occr опорное напряжение.

Из рассмотренного.принципа функционирования устройства следует,что

время экспоненциального процесса tg до уровня напряжения постоянно и определяется опорным напряжением . Требуемый размах управляющего напряжения, подаваемого на управляемый резистор 4, задается масштабным усилителем 14. Поэтому постоянная времени восстанонлечены параллельно соединенные конденсатор и управляемый резистор, при этом выход выпрямителя соединен с вх дом управления управляемого усилител а также последовательно соединенные частотный корректор, вход которого подключен к входу устройства, и амплитудный детектор, отлич аю10 Щ е е с я тем,что, с целью снижения динамических искажений сигнала, в него введены последовательно соединен ные измеритель среднеквадратичного значения, вход которого подключен к 15 входу устройства, и аттенюатор, пико вый детектор, подключенный к входу устройства, первый делитель, вход де лимого и делителя которого подключен к выходам пикового детектора и изменил фильтра и соответственно время восстановления, уменьшаются при увеличении пик-фактора сигнала, т.е. относительной амплитуды импульсного выброса, а также в результате рителя среднеквадратичного значения жения его длительности. Причем глуби- соответственно, последовательно сое- на регулирования может изменяться как линейно, путем изменения коэффициента передачи масштабного усилите-

25

,ля J4, так и нелинейно - вариацией коэффициента передачи аттенюатора 6. Формула изобретения Устройство автоматической регулировки усиления, содержащее последодиненные перемножитель, первый и вто рой входы которого подключены к выходам амплитудного детектора и первого делителя ;Соответственно, и лога- рифматор, последовательно соединенные второй делитель и масштабный усилитель выход которого подключен к входу ynравления управляемого резистора, при-

вательно соединенные управляемый уси- зо чем вход делителя второго делителя

677466.

чены параллельно соединенные конденсатор и управляемый резистор, при этом выход выпрямителя соединен с вхо- дом управления управляемого усилителя, а также последовательно соединенные частотный корректор, вход которого подключен к входу устройства, и амплитудный детектор, отлич аю 10 Щ е е с я тем,что, с целью снижения динамических искажений сигнала, в него введены последовательно соединенные измеритель среднеквадратичного значения, вход которого подключен к 15 входу устройства, и аттенюатор, пиковый детектор, подключенный к входу устройства, первый делитель, вход делимого и делителя которого подключены к выходам пикового детектора и изме20 рителя среднеквадратичного значения соответственно, последовательно сое-

рителя среднеквадратичного значения соответственно, последовательно сое-

диненные перемножитель, первый и второй входы которого подключены к выходам амплитудного детектора и первого делителя ;Соответственно, и лога- рифматор, последовательно соединенные второй делитель и масштабный усилитель , выход которого подключен к входу ynV равления управляемого резистора, при-

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для изменения (сжатия) динамического диапазона сигнала. Цель изобретения - уменьшение динамических искажений сигнала. .Устройство содержит управляемый усилитель 1, выпрямитель 2, конденсатор 3, управляемый резистор 4, измеритель 5 среднеквадратичных значений, аттенюатор 6, делители 7 и 13, пиковый детектор 8, перемножитель 9, амплитудный детектор 0, частотный корректор I1, лргарифматор 1 2 и масштабный усилитель 14. При поступлении сигнала на усилитель 1 он с помощью системы управления, состоящей из выпрямителя 2 и фильтра, выполненного из конденсатора 3 и резистора 4, обеспечивает сужение динамического диапазона этого сигнала.Для минимизации динамических искажений в устройстве осуществляется регулировка постоянной времени указанного фильтра и соответственно времени его восстановления с помощью введенных измерителя 5, аттенюатора 6, делителей 7 и 13, детекторов 8 и 10, перемножителя 9, корректора II, логарифматора 12 и усилителя 14. 2 ил. I (Л

литель, вход которого является входом устройства, и выпрямитель, между выходом которого и общей шиной вклюподключен к выходу логарифматора, а вход делимого является входом для подачи опорного напряжения.

Составитель С. Даниэлян Редактор Л. Зайцева Техред л.Сердюкова Корректор л. Пилипенко

Заказ 3108

Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г1СНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фие.2

Подписное