Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [32] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

торов Ди Д2, Д„, Выходы детекторов Д1 - Да 1 соединены с устройствами временной задержки (УВЗ, - УВЗ„ ! соответственно), предназначенными для компенсации временных запаздываний при прохождении импульсов в усилительных каскадах. Каждый усилитель, ограничитель, детектор и устройство временной задержки образует своеобразную ячейку. Выходное напряжение формируется в результате суммирования напряжений, снимаемых с каждой из этих ячеек. Оно равно

<Лых= 2 ы*«> (5-1.12)

где UBhnrt - напряжение на выходе t-й ячейки.

При малой амплитуде входного сигнала все каскады усиления работают в линейном режиме и напряжение на выходе /2-й ячейки

выт = "л UВх<

где к - коэффициент усиления одного каскада с учетом ограничителя, кл-коэффициент передачи детектора. С увеличением Uвх до некоторого значения (7ВХ(, наступает ограничение в последней ячейке, после чего выходное напряжение, снимаемое с п-и ячейки, остается неизменным и равным какп UBX:>. При дальнейшем росте напряжения (У вх достигается уровень ограничения в (л - 1)-й ячейке, после чего постоянные напряжения будут сниматься с п-й и (п - 1)-й ячеек. Входное напряжение, при котором достигается указанный уровень, £/вх2 - к (Увхп. Следовательно, при дальнейшем увеличении Uвх с л-го и (п- 1)-й ячеек снимаются постоянные напряжения, соответственно равные

вых п. = к" кц вх О

вых <n-l) = К"~1 Кд вх 2 = к" кп вх О-

Затем будет достигнут уровень ограничения в (п - 2)-й ячейке. Это произойдет при £/вх = (Увх3 = /с2(УВХ0 и теперь постоянные (и одинаковые) напряжения кпкд0ВХй будут сниматься с трех ячеек и т. д.

Характер зависимости (7выхот (7ВХ (амплитудная характеристика ЛУ) представлен на рис. 5.5. Эта зависимость имеет вид ломаной, состоящей из отдельных участков, каждый из которых соответствует определенному числу ячеек,


где достигнут уровень ограничения. Легко записать выражение для выходного напряжения ЛУ, соответствующее различным участкам амплитудной характеристики. Для 1-го участка

UB,* = Ubli4k"(\+±+±- + ...+ 7т)«

Напряжение в конце этого участка (т. е. при Uвх -= UBW) ивых1 = иБыха=-ив,0ка(к + к*+... + к")ъ

«с/вх0 кдк"( 1 + v

Для 2-го участка

k"Ubx0 + Ub%k--1 ( 1 +

Напряжение в конце 2-го участка определится при подстановке вместо (Увх величины (Увх2 = к Uвх0- Тогда

ublS 2 "

«"Уц0+(/вх 0 К» (1 +- + ....+

,,/1-2



/ 2 3 f ... n (i-ljloga* Рис 56

Продолжая рассуждения, для п-то участка, получаем ВЫ1 = 1) k"UBm + Ubxk] к„.

В конце я-го участка, когда U вх = с/вхп = к"-1 t7BX0, будем иметь

<Лых п = [(« - 1) к" t7BI о + t/BX 0 к"] кд = пк" кд i/„

ВХО"

Когда напряжение на входе превзойдет значение t7BX„, выходное напряжение перестанет нарастать.

Полученная зависимость будет приближенно логарифмической. Действительно, если бы связь (Увых и UB% была логарифмической, то при выборе по оси абсцисс логарифмического масштаба, а по оси ординат - линейного, график У»ы1 WbJUbih) представлял собой прямую линию. Будем для рассматриваемого усилителя откладывать по оси абсцисс величину UBJUBXQ в логарифмическом масштабе. Тогда для i-ro участка

IVв* = к-<7ВХ0 и loga7 = (i - 1) logu к.

Следовательно, начиная с i = 1 точки на оси абсцисс будут расположены равномерно с шагом loga к. Ординаты, соответствующие точкам излома, будут при этом расположены на прямой ОМ (рис. 5.6), поскольку разность ординат двух участков

I « № U„ „(г 4 ] -к" UBX о ( i -1 + х

хКд =к"(Увх0кд.

- величина постоянная.

Ясно, что в промежутках между точками излома рассматриваемая зависимость отличается от логарифмической (рис. 5.6). Однако при достаточно большом числе усилителей с этой разницей можно не считаться. 196

Имеются и другие способы получения логарифмических усилителей. Более общий класс нелинейных усилителей (функциональные усилители с широким динамическим диапазоном) весьма подробно рассмотрен в работе [36].

2. Основные динамические особенности систем АРУ. Действие флуктуационной помехи малого уровня

При анализе действия радиопомех на приемник обычно не принимают во внимание особенности, которые возникают вследствие влияния системы АРУ на прохождение помехи. Чтобы учесть это влияние, необходимо рассмотреть динамические характеристики системы АРУ.

Функциональная схема системы АРУ представлена на рис. 5.7. Напряжение с выхода линейной части радиоприемника (Пр) поступает на детектор АРУ, куда одновременно подается напряжение задержки Е3. Далее следует усилитель (У) и фильтр (Ф). Выходное напряжение ыр с выхода фильтра поступает на регулируемые каскады для изменения коэффициента усиления к (и0) приемника.

Между огибающими UBblx (t) и (Увх (t) напряжений на выходе и входе приемника имеет место приближенное соотношение

UBUX(t) = K(uv) V„(t). (5.1.13)

Напряжение ир находится из соотношения

ыр = F (D) (ияых - £а) кару, (5.1.14)

справедливого при (7ВЫХ > Е3. Здесь F (D) - передаточная функция фильтра, а кару - коэффициент передачи детектора и усилителя АРУ.

При написании равенства (5.1.13) предполагается, что усилитель промежуточной частоты имеет такую широкую полосу пропускания, а напряжение регулирования благода-

Рис. 5.7.

Детектор АРУ

Детектор Пр



ря фильтру меняется настолько медленно, что переходные процессы в Пр, обусловленные действием напряжения «р, можно не учитывать. Это положение хорошо выполняется на практике, за исключением, может быть, случаев управления транзисторами, где иногда приходится принимать во внимание инерционности транзисторов по входу ир.

Уравнения (5.1.13), (5.1.14) являются нелинейными, и система этих уравнений может быть решена лишь для некоторых частных случаев. Как показывает рассмотрение ряда работ, достаточные для практики результаты получаются в случае линейной аппроксимации функции к (ир). Предположим, что на вход приемника поступает амплитудно-мо-дулированное напряжение и стационарный аддитивный шум. Огибающую результирующего напряжения будем считать квазистационарной, имеющей регулярную и случайную составляющие. Математическое ожидание входного напряжения будем полагать медленно меняющейся функцией времени или постоянным от опыта к опыту. Линеаризуем зависимость к (ир) в точке ир = Up0, соответствующей действию на входе приемника напряжения с амплитудой UH%,„ равной математическому ожиданию. Тогда

к - к0 - а ир, (5.1.15)

причем

ср - ко - а Upcv

(5.1.16)

ot=tgca

Здесь Up ср - регулирующее напряжение в точке, относительно которой осуществляется линеаризация (рис. 5.8); к0 - коэффициент усиления, соответствующий пересечению оси ординат прямой (5.1.16); кср - коэффициент усиления к при ир = Up (.р: а = tg \) - угловой коэффи циент касательной.

Плодотворным методом анализа системы АРУ в этих условиях является метод, описанный в [81 и развитый дальше в работах [200, 201, 45, 461. Приближенный анализ системы АРУ может быть рис. 5.а выполненболеепростымспосо


бом. Представим огибающую входного сигнала в виде суммы математического ожидания UBXj и приращения AUBX

UBX = U„ + AUBX (5.1.17)

и положим, что модуль максимума приращения \AUBX макс значительно меньше математического ожидания

ДУ»,м.кеКИ0- (5-118)

Огибающую выходного напряжения также представим как сумму математического ожидания Uвыхо и приращения Д{7ВЫХ. Тогда для огибающей выходного напряжения запишем

tV8MI = U выи + А с7вых = («ср + А/с) +

+ At7BI), (5.1.19)

где Ак - приращение коэффициента кср, обусловленное составляющей AUBX огибающей входного напряжения. Пренебрегая членом А/сА(7ВХ0 второго порядка малости, находим

ивыг = kCT)UBI0 + kcpAUbx + AkUBX0. (5.1.20)

После выполнения операции математического ожидания получаем:

Уйми, - Ксрвм ~ (ко - &вхо- (5.1.21)

С другой стороны, при UBblX0> Ег в соответствии с равенством (5.1.14) и находим

Up ср = (ВЫхо-£з) «apv F (0). (5.1.22)

Учитывая, что F (0) = 1, для UBhSXI) из двух последних равенств получаем

и выхо = 77-г.-вхо. (5.1.23)

Сравнивая с (5.1.21), приходим к заключению, что ,J±£ (5124)

(л = aUBX,KpPy, (5.1.25)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [32] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82



0.0013