Автоматической регулировки усиления

 

Амплитудные характеристики АРУ или зависимости уровня выходного напряжения УПЧ от величины сигнала на его входе U _вых = f (U _c) приведены на рис. 8.3.

 

без АРУ

АРУ с задержкой

простая АРУ

U вых

(U вых)огр

(U вых)max

(U вых)п

(U c)п

(U c)max

U c

Рис. 8.3. Амплитудная характеристика системы АРУ

В регулируемом усилителе без АРУ имеется линейная зависимость между U _вых и U _c. Однако при больших значениях U _c линейная зависимость нарушается и наблюдается перегрузка усилителя, которая приводит к появлению искажений сигнала.

В простой АРУ при увеличении U _с коэффициент усиления УПЧ начинает уменьшаться и перегрузка усилителя не возникает.

В системе АРУ с задержкой степень нелинейности амплитудной характеристики понижается, причем снижение коэффициента усиления регулируемого усилителя (наклон амплитудной характеристики) в диапазоне [(U _с)_п, (U _c)_max] будет определяться коэффициентом усиления в петле обратной связи.

При U _с > (U _c)_max стабилизирующее действие АРУ ослабляется из-за перегрузки в цепи самой АРУ.

Регулировочная характеристика определяет зависимость коэффициента усиления регулируемого усилителя от величины управляющего напряжения k_u = f (U _p). Примерный вид этой характеристики в логарифмическом масштабе (k_u (дБ) = 20lg k_u) изображен на рис. 8.4. Коэффициент усиления регулируемого усилителя максимален (k_u = (k_u)_max) при U _p = 0. По регулировочной характеристике можно определить величину (U _p)_max, при которой k_u = (k_u)_min. Отношение (k_u)_max /(k_u)_min = g называется коэффициентом регулирования

 

Рис. 8.4. Регулировочная характеристика системы АРУ

ku

(ku)max

ku

(ku)min

U p

(U p)max

U p

 

Рис. 8.5. Зависимость U p = f (U вых)

U p

(U p)max

U p

U п

U вых

(U вых)max

U вых

простая АРУ

АРУ с задержкой

ε

Значение U _p, в свою очередь, определяется уровнем сигнала на выходе регулируемого усилителя. Зависимости уровня регулирующего напряжения от величины U _вых для двух типов АРУ приведены на рис. 8.5. В системе АРУ с задержкой регулирующее напряжение появляется при U _вых > U _п. При больших значениях U _вых из-за перегрузки АРУ зависимости U _p = f (U _вых) существенно искажаются.

Считая зависимость U _p = f (U _вых) близкой к линейной при значениях U _вых < (U _вых)_max, можно записать выражение для коэффициента усиления в петле АРУ:

(k_u)_АРУ = (U _p)_max /[(U _вых)_max – (U _вых)_min] = (U _p)_max /[(U _вых)_min·(b – 1)]. (8.4)

Из уравнения (8.4) следует, что невозможно получить «идеальную» АРУ, для которой b = (U _вых)_max/(U _вых)_min = 1. Реальная АРУ приближается к «идеальной» при больших значениях коэффициента усиления (k_u)_АРУ в петле обратной связи АРУ.