УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯУСИЛЕНИЯ Советский патент 1969 года по МПК H03G3/30 

Предлагаемое изобретение может быть использовано в радиоприемных и усилительных устройствах, в частности, для автоматического регулирования усиления (АРУ) по шумам (ШАРУ) в виде одного микроминиатюрного функционального узла.

Из патентной литературы известны устройства для автоматического регулирования усиления, содержащие детектор, фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и резистивно-диодные делители напряжения.

В связи с возрастающими задачами, решаемыми современными радиоприемными устройствами, в некоторых случаях предъявляются высокие требования к стабильности передаточной характеристики устройства АРУ в Широком диапазоне температур окружающей среды при любых возможных значениях входного сигнала.

Однако устройство АРУ, питаемое от одного источника постоянного напряжения даже при наличии некоторого количества обеспечивающих термостабилизацию вспомогательных элементов, может быть выполнено в киде одного микроминиатюрного функционального узла.

важно для обеспечения размещения всех элементов схемы в малом объеме одного микроминиатюрного узла (за исключением лишь емкостей больших номиналов, определяющих постоянную времени устройства).

Один такой функциональный узел в сочетании с набором широко применяемых микроминиатюрных схем видеоусилителей или УПЧ может обеспечить большое разнообразие микроминиатюрных устройств АРУ (в частности, АРУ по шумам).

Известно применение резистивно-диодных делителей для стабилизации напряжений источников питания и режимов транзисторных каскадов по постоянному току, в которых диоды могут быть смещены как в обратном, так и в прямом направлениях. При стабилизации режимов транзисторных каскадов диоды, выполняющие роль термосопротивлений, устанавливаются во вспомогательных цепях (в целях смещения и фильтрации). Известно также использование, в целях повышения температурной стабильности, изменения режима по постоянному току одного транзисторного каскада для компенсации изменения режима другого, когда каждый из них в отдельности уже обладает удовлетворительной стабильностью. Общим для всех этих случаев является поддержание постоянства какого-либо одного стабилизируемого параметра: режима по постоянНому току открытого каскада, определенного уровня опорного напряжения, порогового значения входного сигнала и т. д.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение стабильности передаточной характеристики устройства в широком диапазоне температур и уровней входных сигналов, т. е. обеспечение стабильности не только уровня задержки АРУ, но и рабочего (линейного) участка передаточной характеристики, а также стабильности уровня входного сигнала, при котором устройство АРУ входит в режим насыщения, и участка передаточной характеристики, соответствующего режиму насыщения.

Достигается это тем, что один резистивнодиодный делитель включен между коллектором и общей щииой чувствительного к изменению температуры дополнительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером и диод этого делителя соединен последовательно с сопротивлением нагрузки детектора. Другие делители включены в качестве нагрузок каскадов упомянутого усилителя постоянного тока, при этом на вход каждого последующего каскада этого усилителя подано возрастающее при увеличении сигнала напряжение, снимаемое с диодной части резистивно-диодного делителя, являющегося нагрузкой предыдущего каскада.

На чертеже изображена схема описываемого устройства АРУ. Этот вариант схемы составлен с тем учетом, что, как в самом устройстве АРУ, так и Б регулируемых каскадах приемного тракта используются только транзисторы типа р-п-р. Для варианта схемы с транзисторами типа п-р-п полярность источника питания и диодов должна быть изменена на обратную. Возможны также варианты схемы с транзисторами обоих типов.

Устройство содержит детектор 1, фильтр 2 нижних частот и усилитель 3 постоянного тока, в котором основные каскады собраны на транзисторах 4 и 5 по схемам с общим коллектором и общим эмиттером соответственно. Вспомогательный каскад 6 собран на транзисторе по схеме с общим эмиттером. Все части схемы связаны между собой по постоянному току.

Вход резисивно-диодного делителя 7 соединен с коллекторной нагрузкой вспомогательного каскада 6. Выходная диодная часть этого первого делителя 7 последовательно с сопротивлением нагрузки детектора / и сопротивлением последовательной цепи фильтра 2 подключена к базе транзистора 4, т. е. ко входу основного усилителя 3 постоянного тока. Нагрузкой каскада с общим коллектором (транзистора 4) является второй резистивно-диодный делитель 8. Выходная часть его, содержащая диод Я подключена параллельно ко входу следующего каскада (к базе транзистора 5). Нагрузкой каскада, собранного на транзисторе 5 по схеме с общим эмиттером, служит

резистивно-диодный делитель 10, состоящий из диода 11 и резисторов 12 и 13.

Резистивно-диодные делители 7, 8 и 10 включены так, что при увеличении сигнала на входе устройства АРУ возрастает прямое напряжение на диодах этих делителей.

Конденсатор 14 принципиально необходим только в том случае, если детектор / выполнен по параллельной схеме или по схеме удвоения

напряжения и не содержит трансформатора для связи с источником входного сигнала бвх В некоторых случаях диодная часть резистивно-диодного делителя 7 одновременно может входить в состав последовательной схемы детектора 1. При этом конденсатор 14 может оказаться ненужным.

Режим работы вспомогательного каскада 6 усилителя постоянного тока выбирается таким, чтобы обеспечить формирование напряжения,

уменьшающегося по абсолютной величине с возрастающей скоростью при повышении температуры в пределах всего заданного диапазона рабочих температур. Вне этого диапазона при некоторых отрицательных температурах

каскад 6 может быть заперт по постоянному току, а при некоторых положительных температурах входит в режим насыщения.

Указанный режим легко обеспечивается выборо.м соответствующих номиналов сопротцвлений резистивного делителя в цепи базы и нагрузочных сопротивлений.

Изменяющееся в зависимости от температуры окружающей среды выходное напряжение вспомогательного каскада 6 служит для смещения в прямом направлении полупроводниковых переходов части резистивно-диодных делителей и запертых собственными пороговыми потенциалами основных каскадов усилителя 3 постоянного тока. При этом во всем рабочем

диапазоне температур окружающей среды пороговая разность потенциалов эмиттерного перехода транзистора 5 больше результирующего напряжения, смещающего этот переход в прямом направлении (при отсутствии сигнала

на входе детектора /).

Определяемое разностью этих величин напряжение задержки предлагаемого устройства АРУ обладает высокой степенью стабильности. Описанные способ изменения напряжения

смещения и способ включения резистивно-диодных делителей обеспечивают хорошую компенсацию изменений параметров полупроводниковых приборов, оказывающих основное влияние на стабильность передаточной характеристики устройства.

Схема осуществляет компенсацию температурных изменений передаточной характеристики, происходящих за счет изменения пороговых потенциалов полупроводниковых переходов,

начальных токов коллекторных переходов и коэффициентов усиления транзисторов по току, а также напряжения коллектор - эмиттер при вхождении основного каскада с общим эмиттером в режим насыщения.

ления по току транзисторов 4и5 основных каскадов усилителя 3 постоянного тока, а следовательно, и коэффициентов передачи этих каскадов происходит как за счет противоположного по знаку изменения входных сопротивлений последующих каскадов, так и за счет измонения сопротивлений резистивно-диодных делителей 8 и 10. Изменения пороговых потенциалов эмиттерных переходов и начальных гоков коллекторных переходов компенсируются за счет соответствующего изменения напря кения смещения, формируемого вспомогательным каскадом 6, а также за счет изменения коэффициента передачи первого резистивно-диодного делителя 7. При нахол дении транзистора 5 в режиме насыщения большими входными сигналами изменения напрял :ения коллектор - эмиттер компенсируется противоположными изменениями падения напряжения на диоде 11.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования усиления, содержащее детектор, фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока с

каскадами, сооранными на транзисторах, включенных по схемам с общим коллектором и общим эмиттером, и запертыми собственными пороговыми потенциалами эмиттерных переходов, и содержащее также общий источник постоянного напряжения питания и резистивно-диодные делители напряжения, отличающееся тем, что, с целью увеличения стабильности передаточной характеристики устройства

0 в широком диапазоне температур и уровней входных сигналов, один резистивно-диодный делитель включен между коллектором и общей шиной чувствительного к изменению температуры дополнительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером и диод этого делителя соединен последовательно с сопротивлением нагрузки детектора, а другие делители включены в качестве нагрузок каскадов упомянутого усилителя постоянного то0ка, при этом на вход каждого последующего каскада этого усилителя подано возрастающее при увеличении сигнала напряжение, снимаемое с диодной части резистивно-диодного делителя, являюш.егося нагрузкой предыдущего

5 каскада.

f

I-/- -I

А0 - I КЗ Д JL i

L.