Устройство автоматической регулировки усиления Советский патент 1990 года по МПК H03G3/20 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для регулировки усиления радиоприемных трактов повьшенной надежности.

Цель изобретения - повышение надежности и увеличение быстродействия,

На чертеже,представлена структурная электрическая схема устройства автоматической регулировки усиления.

Устройство автоматической регулировки усиления содержит многокаскадный усилитель 1, амплитудный детект-. тор 2, элемент 3 сравнения с постоян

10

НИИ реверсивного счетчика 4 должно соответствовать- числу различных режимов. Для рассматриваемого случая соответственно имеют: 001, 010, 011, 100, где 001 - включение первого усилителя 22, 010 - включение двух усилителей 22, 011 - включение трех усилителей 22, 100 - включение всех усилителей 22 и выходного усилителя 25. Состояние реверсивного счетчика 4 в каждом режиме совпадает с числом включенных усилителей в двоичном коде. Для устранеными пороговыми уровнями, реверсивный ния кольцевого эффекта и возможности

/ ., « С ,,«.n-ri-tTf rr о во тч э о-п omd U UP.Tfi If ( ТТИИ R

счетчик А, первый генератор 5 импульсов, элемент 6 сравнения кйдов, элемент 7 развязки, первый элемент И 8, второй герёратор 9 импульсов, . второй элемент И 10, первьй элемент Q НЕ 11, четвертый элемент И 12, блок 13 определения количества включенных усилительных каскадов, счетчик 14, третий элемент И 15, коммутаторы 16, - 16 цепи плавной регулировки 25 усиления, элемент ИЛИ 17, второй элемент НЕ 18, счетные DV-триггеры 19, усилительные ячейки 20 - 20 , содержащие каждая входной коммутатор 21, усилитель 22 и ключ 23. Многокаскадный усилитель 1 содержит до полнительный входной коммутатор 24, выходной усилитель 25 и дополнитель- ; ный ключ 26.

Кроме того, на чертеже обозначены выход 27 Сигнал на первом входе 35 больше сигнала на втором входе ,

, 30

вы40

выхода за разрешенные комбинации в реверсивном счетчике 4 должна быть блокировка.

Устойчивость схемы регулирования обеспечивается выбором периода следования импульсов первого генератора 5 импульсов и постоянной времени цепи автоматической регулировки усиления усилителей 22 и выходного усилителя 25.

Пусть в исходном состоянии счетчик 14 находится в состоянии OOQ1, что соответствует включению усилителя 22 на выход многокаскадного усилителя 1 через входные коммутаторы 21 и дополнительньй входной коммутатор 24, а также соединение выхода амплитудного детектора 2 на вход регулировки усиления через нормально замкнутые коммутаторы 16 цепи плавной регулировки усиления. При этом на выходе первого счетного DV-триг- гера 19 появляется сигнал логической

1, а на выходах остальных счетных DV-триггеров 19 сигнал логического О. Реверсивный счетчик 4 находится в состоянии 001. Тогда появление на выходе элемента 3 сравнеход 28 Сигнал на первом входе меньше сигнала на втором входе и выход 29 Сигналы на первом и втором входах

равны.

Устройство работает следующим обрабом.„

Допустим, что число усилителей 2.г равно З, тогда число входных коммутаторов 21 вместе с дополнительным вход- 5 ным коммутатором 24 равно 4, а число коммутаторов 16 цепи плавной регулировки усиления равно 3. Число разрядов счетчика 14 равно 4.Для рассматриваемого случая счетчик 14 может на- зо „одается на V-входы счетных DV-триг- ходиться в одном из (2 - 1) состоя- геров 19, запрещает их переключение НИИ, так как комбинация 0000 явля- через элемент ИЛИ 17 и первый эле- ется запрещенной, что соответствует подключает выход второго ге, четырем возможным режимам работы мно- „ератора 9 импульсов на вход счетчи- гокаскадного усилителя 1: включен jS один усилитель 22, включены два усилителя 22, включены три усилителя 22, включены все усилители 22 и включен . выходной усилитель 25. Число состояния сигнала Ниже нормы вызывает срабатывание первого генератора 5 импульсов, реверсивный счетчик 4 переходит в состояние 010, на выходе 27 элемента 6 сравнения кодов появляется сигнал О, который через элемент ИЛИ 17 и второй элемент НЕ 18

ка 14 и переводит его двумя импульсами в состояние ООН, при этом на выходе блока 13 определения количества включенных усилительных кас

НИИ реверсивного счетчика 4 должно соответствовать- числу различных режимов. Для рассматриваемого случая соответственно имеют: 001, 010, 011, 100, где 001 - включение первого усилителя 22, 010 - включение двух усилителей 22, 011 - включение трех усилителей 22, 100 - включение всех усилителей 22 и выходного усилителя 25. Состояние реверсивного счетчика 4 в каждом режиме совпадает с числом включенных усилителей в двоичном коде. Для устранения кольцевого эффекта и возможности

n-ri-tTf rr о во тч э о-п omd U UP.Tfi If ( ТТИИ R

Q 5

5

0

40

выхода за разрешенные комбинации в реверсивном счетчике 4 должна быть блокировка.

Устойчивость схемы регулирования обеспечивается выбором периода следования импульсов первого генератора 5 импульсов и постоянной времени цепи автоматической регулировки усиления усилителей 22 и выходного усилителя 25.

Пусть в исходном состоянии счетчик 14 находится в состоянии OOQ1, что соответствует включению усилителя 22 на выход многокаскадного усилителя 1 через входные коммутаторы 21 и дополнительньй входной коммутатор 24, а также соединение выхода амплитудного детектора 2 на вход регулировки усиления через нормально замкнутые коммутаторы 16 цепи плавной регулировки усиления. При этом на выходе первого счетного DV-триг- гера 19 появляется сигнал логической

1, а на выходах остальных счетных DV-триггеров 19 сигнал логического О. Реверсивный счетчик 4 находится в состоянии 001. Тогда появление на выходе элемента 3 сравне 5зо „одается на V-входы счетных DV-триг- геров 19, запрещает их переключение через элемент ИЛИ 17 и первый эле- подключает выход второго ге„ератора 9 импульсов на вход счетчи- jS

ния сигнала Ниже нормы вызывает срабатывание первого генератора 5 импульсов, реверсивный счетчик 4 переходит в состояние 010, на выходе 27 элемента 6 сравнения кодов появляется сигнал О, который через элемент ИЛИ 17 и второй элемент НЕ 18

„одается на V-входы счетных DV-триг- геров 19, запрещает их переключение через элемент ИЛИ 17 и первый эле- подключает выход второго ге„ератора 9 импульсов на вход счетчи-

ка 14 и переводит его двумя импульсами в состояние ООН, при этом на выходе блока 13 определения количества включенных усилительных каскадов образуется код 010, а на вы- ходах 27, 28 и 29 элемента 6 сравнения кодов соответственно О и 1

на выходе третьего элемента И 15 О так как нет еще импульса на выходе первого генератора 5 импульсов. На выходе элемента ИЛИ 17 появляется О, на выходе второго элемента НЕ

18- 1, которая разрешает транслировать сигналы счетным DV-триггерам

19через D-входы. На выходах первого и второго счетных DV-триггеров 19 образуется 1, а на выходах третьего и четвертого - О, В результате включается усилитель 22, первый коммут атор 16 цепи плавной регулировки усиления переключает выход амплитудного детектора 2 на вход регулировки усиления усилителя 22. При прохождении сигнала через многокаскадный усилитель 1 образуется цепь входной коммутат-ор 21 - усилитель 22 , находящийся в режиме максимального усиления, - входной коммутатор 212 - усилитель 22 - входно коммутатор 21j. дополнительный входной коммутатор 24 - выход многокаскадного усилителя 1. Период следования импульсов второго генератора 9 импульсов определяется только инер- ционн остью блока определения количества включенных усилительных каскадов 13, элемента 6 сравнения кодов

и элемента ИЛИ 17, которые значительно меньше постоянной времени АРУ усилителей 22. Период следования импульсов первого генератора 5 импульсов определяется постоянной времени цепи АРУ усилителей 22 (25) и инерционностью элемента 3 сравнения с постоянными пороговыми уроБНЫми, входных коммутаторов 21 и коммутаторов цепи плавной регулировки усиления. Так как период следования импульсов второго генератора 9 импульсов значительно меньше постоянной времени цепи АРУ усилителей 22 и 25, то возможно существенно сократить постоянную времени АРУ всего многокаскадного усилителя 1.

Аналогичным образом осуществляется переход от включенного усилите - ля 22 к трем и четырем. При этом . время перехода составляет два и три постоянных времени цепи АРУ усилите .лей 22 и 25 (необходимо два и три ш пульса первого генератора 5 импулсов) .

Динамика работы многокаскадного усилителЯ -1 при отказе одного из усилителей 22 соответствует известному устройству эа исключением того, что предельное состояние реверсивного счетчика 4 соответствует комбинации 100, а появление 1 в третьем его разряде блокирует дальнейший его счет в сторону увеличения, отказ выходного усилителя 25 не приводит к отказу многокаскадного усилителя 1, если для его работы достаточно иметь включенными менее четырех усилителей.

Так как период следования импульсов первого генератора 5 импульсов значительно меньше, то и время восстановления работоспособности многокаскадного усилителя 1 существенно уменьшается.

Формула изобретения

Устройство автоматической регулировки усиления, содержащее последовательно включенные многокаскадный усилитель, выполненный в виде последовательно соединенных N усилительных ячеек, каждая из которых содержит последовательно соединенные входной коммутатор и усилитель и ключ, включенньй в цепь питания усилителя, причем второй выход коммутатора подключен к выходу усилителя, являющемуся выходом усилительной ячейки, а управляющие входы ключа и коммутатора являются управляюш 1м входом дискретной регулировки усиления усилительной ячейки и выходного усилителя, амплитудный детектор и элемент сравнения с постоянными пороговыми уровнями, реверсивный счетчик, входы управления сложения и вычитания которого соединены соответственно с выходами Сигнал выше нормы и Сигнал ниже нормы элемента сравнения с постоянными пороговыми уровнями, первый генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетных импульсов реверсивного счетчика, а первый и .второй входы управления запуском соединены с выходами Сигнал выше нормы и Сигнал нюте нормы элемента сравнения с постоянными уровнями соответственно, выход амплитудного детектора соединен также с входом регулировки усиления выходного усилителя многокаскадного усилителя, соединенные последовательно второй ге

нератор импульсов, первьй элемент И и счетчик, выходы -разрядов которого соединены с управлякяцими входами дискретной регулировки усиления усилительных ячеек, блок определения ко личества включенных усилительных каскадов, входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, элемен сравнения кодов, первый и второй / входы которого соединены соответственно с выходами блока опр еделения количества включенных усилительных каскадов и реверсивного счетчика, второй элемент И, соединенные последовательно третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов, элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход соединен с вторым входом первого элемента И, соединенные последовательно первьй элемент НЕ, вход которого соединен с вторьм входом третьего элемента И, первым входом второго элемента И и выходом Сигнал ниже нормы элемента сравнения с постоянными пороговыми уровнями, четвертьй йлемент И и элемент

развязки, выход которого соединен с первым входом управления запуском первого генератора импульсов, третий вход элемента ИЛИ соединен с выходом Сигнал на первом входе больше сигнала на втором входе элемента сравнения кодов, вторые входы второго и .четвертого элемента И соединены с выходом Сигнал на первом входе меньше сигнала на втором входе элемента сравнения кодов, третий вход третьего элемента И соединен с выходом Сигналы на первом и втором входах равны элемента сравнения кодов, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и увеличения быстродействия, в него

0

5

0

5

0

5

0

5

введены дополнительный входной коммутатор, дополнительньй ключ, N. + 1 счетных DV-триггеров, N коммутаторов цепи плавной регулировки усиления и второй элемент НЕ, а счетчик вьтолнен с числом двоичных разрядов, равным числу каскадов многокаскадного усилителя, при этом вход первого коммутатора цепи плавной регулировки усиления подключен к выходу амплитудного детектора, первый его вход - к управляющему входу выходного усилителя, первые выходы остальных коммутаторов цепи плавной регулировки усиления подключены к управляющим входам усилителей усилительных ячеек, кроме первой, вход последующего коммутатора цепи плавной регулировки усиления подключен к второму выходу предьщущего коммутатора цепи плавной регулировки усиления, а второй выход N-ro коммутатора цепи плавной регулировки усиления подключен к управляющему входу усилителя первой усилительной ячейки, выход N-й усилительной ячейки подключен к входу выходного усилителя через дополнительный коммутатор, второй выход которого подключен к выходу выходного усилителя, в цепи питания которого включен дополнительный ключ, входы управления дополнительных коммутатора и ключа являются дополнительными управляющими входами дискретной регулировки усиления, выходы разрядов счетчиков подключены у. управляющим и дополнительному управляющему входам цепи дискретной регулировки усиления через DV-триггеры, D-входы которых подключены к выходу второго генератора импульсов, а V-входы - к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение надежности и увеличение быстродействия. Цель достигается тем, что в многокаскадном усилителе 1, выполненном в виде усилительных ячеек 20₁...20_N, каждая из которых содержит входной коммутатор 21, усилитель 22 и ключ 23, дополнительного входного коммутатора 24, выходного усилителя 25 и дополнительного ключа 26, каждый усилитель охвачен частью плавной регулировки усилителя, подключаемой коммутатором 16 цепи плавной регулировки усиления, а также тем, что в цепи дискретной регулировки включены DV-триггеры 19, которые позволяют исключить связь между постоянной времени цепи регулировки и периодом следования импульсов на выходе второго генератора 9 импульсов. 1 ил.

Составитель Ю. Черных Редактор А. Мотыпь Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 3068

- Тираж 662

ВНИИ1Ш Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное