Устройство автоматической регулировки усиления Советский патент 1982 года по МПК H03G3/20 

(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ

УСИЛЕНИЯ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных радиотехнических установках, в частности в радиоприемных устройствах. Известны устройства автоматической регулировки усиления (АРУ), обесаечивающие малые изменения величины сигнала на выходе радиоприемного устройства при больших изменениях величин сигнал-а на его входе 1} и 2 . Недостатком указанных устройств АРУ является то, что они обеспечивают регулирование времени восстановления вручну в сравнительно узких пределах, при этом того, что регулирование осуществля ется изменением нагрузки детектора АРУ в процессе регулирования изменяется не только время восстановления, но и напряжение пульсации на нагрузке детектора, что приводит к искажению закона модуляции на выходе радиоприемного устройства. По основному авт. св. Ng 767944, известно устройство АРУ, содержащее регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управляющим входом включены последовательно первый детектор и четьфехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, а также второй детектор, вход которого подключен к выходу регулируе- мого усилителя, при этом постоянная времени второго детектора меньше постоянной времени первого детектора, а между вькодом второго детектора и управляющим входом четьфехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого детектора З . Недостатками этого устройства АРУ являются искажение закона модуляиии на выходе устройства, кроме того, регулирование времени восстановления осуществляется по субьектибноЁ оценке структуры сигнала. Цель изобретения - уменьшение искажений закона модуляции выходного скгпапа при автоматическом регулировании времени восстановления. Указанная цепь достигается тем, что в известном устройстве АРУ, содержащем регулируемый усилитель, на вход которого подан входной сигнал, а между выходом и управляющим входом включены последовательно первый детектор и нетьфехполюсник с регулируемым коэффициентом передачи, а также второй детектор, вход которого подключен к выходу peгyл фyeмoгo усилителя, при этом постоянная времени второго детектора меньше постоянной времени первого детектора, а между выходом второго деi KTopa и управляющим входом четьфехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи включен элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого детектора, элемент сравнения вы полней регулируемым, к входу регулируемого усилителя подключены последовател но соедин-енные третий детектор, фиксатор уровня, ограничитель амплитуды, фильтр нинедих частот и дополнительный элемент сравнения, к другому входу которого аодключен источник опорного напряжения, а противофазные выходы дополнительного элемента сравнения подключены соответственно к первому и второму управляющим входам элемента сравнения. Элемент сравнения выполнен в виде операционного усилителя, в цепи обратной связи которого включена цепочка из пара лельно включенных резистора и диода, между выходом операционного усилителя и общей шиной включен первый регулируемый элемент, управляющий вход которого является первым управляющим входом элемента сравнения, между выходом операционного усилителя и соответствующей шиной источника питания включены последовательно второй регулируемый элемент, управляющий вход которого является вторым управляющим входом элемента сравнения, и стабилитрон, при этом инвер тирующий и не инвертирующий входы операционного усилителя являются соответственно одним и другим входом элемента сравнения. Причем уменьшение искажений закона модуляции выходного сигнала достигается тем, что, в процессе регулирования времени восстановления нагрузка первого детектора, являющегося детектором АРУ, остается неизменной, а автоматическ« е регулирование времени восстановления осуществляется путем изменения величи- ны натфяжения, поступающего на управляющий вход четырехполюсника q регулиpyeMbHvi коэффициентом передачи. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство АРУ содержит регулируемый усилитель 1, первый детектор 2, второй детектор 3, причем постоянная времени детектора 2 больше постоянной времени детектора 3, четьфехполюсник 4 с регулируемым коэффициентом передачи, элемент 5 сравнения, третий детектор 6, фиксатор 7 уровня, ограничитель 8 амплитуды, фильтр 9 нижних частот, дополнительный элемент 1О сравнения, источник 11 опорного напряжения, при этом элемент 5 сравнения содержит также операционный усилитель 12, резистор 13, диод 14, первый регулируемый элемент 15, второй регулируемый элемент 16 и стабилитрон 17. Устройство работает следующим образом. При отсутствии сигнала на входе устройства АРУ первый регулируемый элемент 15 открыт, а второй регулируемый элемент 16 закрыт напряжением, имеющимся на одном из выходов дополнительного элемента 10 сравнения вследствие действия источника опорного 11 напряжения, при этом коэффициент передачи четырехполюсника 4 и коэффициент усиления регулируемого усилителя 1 имеют максимальное значение, С появлением сигнала на входе регулируемого усилителя 1 начинается процесс установления коэффициента передачи последнего. Напряжение на выходе детектора 3, представляющее собой неискаженную огибающую выходного сигнала устройства, в течение процесса установления превышает напряжение на выходе детектора 2, которое возрастает от нуля до стационарного значения, соответствующего величине входного сигнала. Вследствие инерционного фильтра 9 нижних частот напряжение на его выходе в течение процесса установления возрастает незначительно. По этой причине первый регулируемый элемент 15 по прежнему открыт, а второй регулируемый элемент 16 закрыт, поэтому коэффициент передачи четырехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи сохраняет максимальное значение. При посто5шной амплитуде входного сигнала напряжения на выходах допопнитепьного элемента 10 сравнения таковы, что оба регулируемых элемента 15 и 16 находятся в полуоткрытом соо TOHiiHH. При этом на управляющий бход четьфехполюсника 4 поступает такое напряжение, что коэффициент передачи четьфехполюсника 4 с регулируемым ко эффициентом передачи сокраняет макси мальное значение. С уменьшением амплитуды сигнала на входе устройства начинается процесс восстановления коэффициента усиления регулируемого усилителя 1. Одновременно уменьшается выходное нагфяжение детектора 3, которое по величине становится меньше выходного напряжения детектора 2, вследствие чего напряжение на выходе операционного усилителя 12 становится положительным и равным падению напряжения на диоде 14. Спустя некоторое время после начала процесса восстановления напряжение на выходе фильтра 9 нижних частот уменьшается, первый регулируемый элемент 15 вновь открывается, а второй регулируемый элемент 16 закрывается. Положительное напряжение с выхода операционного усилителя 12 поступает на управ ляющий вход четьфехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи, вызьша ет уменьшение его коэффициента переда чи и приводит к увеличению времени воо становления устройства. Время восстановления определяется степенью насыщения регулируемого элемента четьфехполюсника с регулируемым коэффициентом передачи в начале процесса восстановления, которое зависит от величины и знака напряжения, поступающего с выхода операционного усилителя 12, причем величина приложенного напря жения определяется величиной сопротивления первого и второго регулируемых элементов 15 и 16, зависящих от среднего значения входного сигнала. При уменьшении среднего значения входного сигнала уменьшается входное напряжение фильтра9 нижних частот, сопротивление второго регулируемого элемента 16 возрастает, а сопротивление первого регулируемого элемента 15 убьь вает, что повьаиает потенциал на повышающем входе четьфехполюсника 4 с регулируемьгм коэффициентом передачи в начале процесса восстановления. При этом уменьшается коэффициент передачи четьфехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи, и, следовательно, возрастает время восстановления. Таким образом, в предлагаемом устройстве АРУ с помощью детектора 6, фиксатора 7 уровня, ограничителя 8 амплитуды, фильтра 9 ни.жних частот, дополнительного элемента Ю сравнения и регулируемых элементов 15 и 16, введенных в элемент 5 сравнения, осущест вляется автоматическое регулирование времени восстановления в зависимости от среднего значения входного сигнала ycTiройства. При этом отсутствуют искажения закона модуляции выходного сигнала, так как регулирование осуществляется путем изменения напряжения на управляющем входе четьфехполюсника 4 с регулируемым коэффициентом передачи без изменения нагрузки детектора . Экспериментальные исследования показывают, что при времени установления 0,5 мс время восстановления можно регулировать от 50 мс до 12 с, при времени установления 0,1 с время восстановления можно регулировать от ЗО с до 25 мин. Формула изо б р е т е н и я 1.Устройство автоматической регулировки усиления по авт. св. № 767944, отличающееся тем, что, с целью уменьшения искажений закона моду- лящии выходного сигнала при автоматичеоком регулировании времени восстановления, элемент сравнения выполнен регул фуе- мым, к входу регулируемого усилителя подключены последовательно соединенные третий детектор, фиксатор уровня, ограничитель амплитуды, фильтр нижних частот и дополнительный элемент сравнения, к другому входу которого подключен ио-. точник опорного напряжеиия, а противофазные выходы дополнительного элемента сравнения подключены соответственно к первому и второму управляющим входам элемента сравнения. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что элемент сравнения выполнен в виде операционного усилителя, в цепи обратной связи которого включена цепочка из параллельно включенных резистора и диода, между выходом операционного усилителя и общей шиной включен первый регулируемый элемент, угфавляющий вход которого является первым управляющим входом элемента сравнения, между выходом операционного усилителя 924 и соответствующей шиной источника пи тания включены последовательно втсфой регулируемый элемент, управляющий вход которого является вторым управляющим входом элемента сравнения, и стабилитрс«, при этом инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя являются соответственно одним и другим входом элемента сравнения. 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ N9 2224:227, кл. Н 03G 3/30, опублик, 1973. 2.Патент Японии 49-18417, кл. 98/5/А11, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 767944, кл. Н ОЗ G 3/20, 1978 (прототип).