Загрузка...Аналоговая автоматическая регулировка усиления
Аналоговая автоматическая регулировка усиления
Я должен усилить сигнал микрофона в диапазоне от -2,5 до + 2,5 В. В настоящее время он обеспечивает сигнал с пиковой амплитудой около 2 В. Это, однако, сильно зависит от ситуации (насколько близко вы держите микрофон ко рту и т. Д.). Мне нужно как-то варьировать его усиление, чтобы сигнал находился в требуемом диапазоне. Есть ли способ достижения этого? Я прочитал немного об автоматической регулировке усиления. Как вы думаете, это путь?
JustJeff
JustJeff
Clivest
Леон Хеллер
Вам необходимо исправить и отфильтровать выход, чтобы получить сигнал постоянного тока, который зависит от уровня выходного сигнала. Одноступенчатый усилитель часто используется перед выпрямителем. Сигнал постоянного тока используется для обеспечения обратной связи с элементом управления усилением на входе усилителя. Часто используется что-то вроде FET, а сигнал обратной связи усиливается операционным усилителем. Отзывы должны быть отрицательными, конечно. Система будет нуждаться в некоторой настройке, чтобы избежать проблем с усилением усиления, когда есть тихие периоды, так что первый слог следующего слова выходит на большой громкости, прежде чем сработает AGC.
ржавый
Низкочастотные схемы автоматической регулировки усиления (AGC) используются в аудио и силовом оборудовании для таких приложений, как чувствительные микрофонные предусилители (предусилители) и регуляторы. Схема АРУ, система обратной связи с замкнутым контуром, как показано на рисунке 1. Цикл состоит из регулируемого элемента усиления, детектор, ссылка стабильной и схему сравнения.
Источник: AN-934, 60 дБ, широкий динамический диапазон, низкочастотная цепь АРУ с использованием одного VGA
Таблицы могут быть хорошим источником информации по теме (даже если вы не используете указанный продукт). От Максима .
MAX9814 — это недорогой высококачественный микрофонный усилитель с автоматической регулировкой усиления (AGC) и низким уровнем смещения микрофона.
AGC также может быть реализован в программном обеспечении: dsPIC DSC Автоматическая библиотека управления усилением
JustJeff
Ваш инстинкт об автоматической регулировке усиления (АРУ) верен. AGC также иногда называют «компрессией» в мире аудио. По сути, это усилитель с переменным усилением, который обуславливает сигнал для поддержания его общего уровня в некотором желаемом диапазоне.
Говорят, что сигнал, который сильно различается по интенсивности, имеет большой «динамический диапазон», который часто считается желательным при прослушивании музыки. Однако вещатели предпочитают иметь более высокий уровень выходной мощности и, как правило, сжимают звук, так что выход модулированной мощности остается более постоянным. Вы также столкнетесь с АРУ в коротковолновых радиостанциях, где атмосферные условия могут вызывать резкие колебания интенсивности сигналов удаленных станций.
автоматическая регулировка усиления, ару
автоматическая регулировка усиления
АРУ
Процесс автоматического изменения уровня принимаемого сигнала с помощью цепи обратной связи, которая охватывает один или несколько каскадов приемника. Схема регулировки обычно состоит из детектора, выделяющего уровень сигнала, и усилительного каскада с изменяемым коэффициентом усиления. См. delayed-, feedback-, feedforward
.
[Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]
Тематики
- электросвязь, основные понятия
Синонимы
- АРУ
- AGC
- Automatic Gain Control
2 автоматическая регулировка усиления
3 автоматическая регулировка усиления амплитуд
4 АРУ
5 АРУ
6 АРУ
7 АРУ
См. также в других словарях:
Автоматическая регулировка усиления (АРУ) — свойство камеры изменять коэффициент усиления видеотракта в зависимости от уровня видеосигнала: АРУ сглаживает изменения уровня сигнала и позволяет получить приемлемую картинку на мониторе при недостаточной освещенности объекта. Обычно диапазон… … Официальная терминология
автоматическая регулировка усиления, АРУ — автоматическая регулировка усиления АРУ Процесс автоматического изменения уровня принимаемого сигнала с помощью цепи обратной связи, которая охватывает один или несколько каскадов приемника. Схема регулировки обычно состоит из детектора,… … Справочник технического переводчика
Автоматическая регулировка усиления — АРУ (AGC) процесс, при котором выходной сигнал некоторого устройства, как правило электронного усилителя, автоматически поддерживается постоянным по некоторому параметру (например, амплитуде простого сигнала или мощности сложного сигнала),… … Википедия
автоматическая регулировка усиления — АРУ Автоматическое управление коэффициентом усиления цепи, обеспечивающее изменение амплитуды сигнала на выходе в меньшее число раз по сравнению с изменением амплитуды входного сигнала. [ГОСТ 24375 80] автоматическая регулировка усиления. АРУ… … Справочник технического переводчика
автоматическая регулировка усиления — 3.1.1 автоматическая регулировка усиления: По ГОСТ 24375. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
автоматическая регулировка усиления с задержкой — АРУ с задержкой Ндп. задержанная АРУ Автоматическая регулировка усиления, при которой уменьшение коэффициента усиления начинается только после превышения входным сигналом установленной величины. [ГОСТ 24375 80] Недопустимые, нерекомендуемые… … Справочник технического переводчика
автоматическая регулировка усиления по контрольной частоте — АРУ по КЧ — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы АРУ по КЧ EN pilot current automatic gain control … Справочник технического переводчика
Автоматическая регулировка усиления с задержкой — 370. Автоматическая регулировка усиления с задержкой АРУ с задержкой Ндп. Задержанная АРУ Источник: ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Автоматическая регулировка усиления — (АРУ) система, автоматически изменяющая усиление приёмника электрических колебаний при изменении напряжения сигнала на его входе. В радиовещательных приёмниках АРУ иногда называют устарелым термином автоматическая регулировка громкости… … Большая советская энциклопедия
прямая автоматическая регулировка усиления — прямая АРУ Ндп. АРУ без обратной связи АРУ "вперед Автоматическая регулировка усиления, при которой сигнал управления подается на каскады, включенные после детектора автоматической регулировки усиления. [ГОСТ 24375 80] Недопустимые,… … Справочник технического переводчика
обратная автоматическая регулировка усиления — Ндп. АРУ с обратной связью АРУ "назад" Автоматическая регулировка усиления, при которой сигнал управления подается на каскады, предшествующие детектору автоматической регулировки усиления. [ГОСТ 24375 80] Недопустимые, нерекомендуемые… … Справочник технического переводчика
Автоматическая регулировка усиления
Автоматическая регулировка усиления, АРУ (англ. automatic gain control , AGC ) — процесс, при котором выходной сигнал некоторого устройства, как правило электронного усилителя, автоматически поддерживается постоянным по некоторому параметру (например, амплитуде простого сигнала или мощности сложного сигнала), независимо от амплитуды (мощности) входного сигнала. В аппаратуре, использующейся для прослушивания радиовещательного эфира, АРУ также называют устарелым термином автоматическая регулировка громкости (АРГ), а в приёмниках проводной связи — автоматической регулировкой уровня. В импульсных приёмниках (радиолокационных и других) применяют АРУ, учитывающие особенности работы в импульсном режиме.
АРУ применяется для исключения перегрузки выходных каскадов приёмников при больших входных сигналах. Используется в бытовой аппаратуре, в приёмниках спутников связи и т. д. Также, существует ручная регулировка усиления (РРУ), выполняется на пассивных или активных (электронных) радиоэлементах или с помощью аттенюаторов. [1]
Содержание
История создания
В 1925 Гарольд Олден Уилер изобрел автоматическую регулировку громкости (АРГ) и получил патент. Карл Кюпфмюллер [en] издал анализ систем АРУ в 1928. [2] К началу 1930-х все бытовые радиоприемники включали автоматическую регулировку громкости. [3]
Классификация
Существует три типа АРУ: простая, усиленно-задержанная и просто задержанная. Или по типу сигнала схемы АРУ бывают двух типов:
Также, если искажения сигнала не важны, применяют схему ограничителя.
Устройство
Напряжение сигналов, поступающих на вход приёмника, как правило значительно меняется: из-за различия передаваемой мощности передатчиков и расстояний их от места приёма, замираний сигналов при распространении, резкого изменения расстояний и условий приёма между передатчиком и приёмником, установленными на движущихся объектах (самолётах, автомобилях и т. д.), и других причин. Это приводит к недопустимым колебаниям или искажениям сигналов в приёмнике. Система АРУ стремится минимизировать различия напряжения выходного и входного сигнала приёмника. Это осуществляется посредством цепей, которые передают выпрямленное детектором регулирующее напряжение на базы транзисторов, усилителей высокой, промежуточной частоты и преобразователя частоты, которые уменьшают их усиление с увеличением напряжения сигнала на входе и наоборот: происходит компенсация в приёмнике изменений напряжения входных сигналов. Основные параметры систем АРУ:
- Динамический диапазон (дБ) — это глубина изменения входного сигнала (разница между минимальным и максимальным сигналом), при котором ещё выходной сигнал находится в допустимых пределах;
- Время срабатывания АРУ (дБ/с) — отражает скорость реакции АРУ на скачок входного сигнала. Данный параметр равен бесконечности (нулевое время срабатывания) для ограничителя сигнала.
Важным свойством системы АРУ является наличие выхода, показывающего уровень входного сигнала (невозможно сделать для ограничителя).
Схемы АРУ
Обратная
Эта схема получила такое название, из-за того, что управляющее напряжение (Uупр) подается со стороны выхода в направлении входа РУ. Пропорционально уровню входного сигнала обеспечивается управляющее напряжение, благодаря коэффициенту передачи КД детектора АРУ (ДЕТ): Uупр = КД ⋅ Купр ⋅ Uвых. Фильтр АРУ (ФНЧ) отфильтровывает составляющие частот модуляции и пропускает медленно меняющиеся составляющие напряжения Uупр. Цепь АРУ называется простой, если она состоит только из детектора и фильтра. В цепь АРУ может включаться усилитель, устанавливаемый после детектора (УПТ).
Прямая
Входное напряжение Uвх детектируется, и за счёт этого формируется управляющее напряжение Uупр. Выходное напряжение получается путём умножения Uвх на коэффициент усиления Ko. Таким образом, при увеличении Uвх уменьшается Ko; при этом их произведение может оставаться постоянным, что позволяет реализовать идеальную характеристику АРУ, но практически добиться этого не удается. Прямая схема АРУ имеет некоторые существенные недостатки, один из которых состоит в необходимости включать перед детектором в цепи АРУ дополнительный высокочастотный (ВЧ) усилитель с большим коэффициентом усиления, прямая АРУ также нестабильна, то есть подвержена воздействию различных дестабилизирующих факторов. В связи с этим она нашла ограниченное применение.
Пассивная
Пассивные АРУ-устройства, не потребляющие электрическую энергию, то есть не имеющие в своём составе источников тока. Как правило, такие пассивные АРУ выполняются в виде аттенюаторов, каждый из резисторов которого представляет собой термосопротивление (термисторы). С повышением температуры сопротивление увеличивается, что вызывает уменьшение вносимого ослабления аттенюатором. И, наоборот, при понижении температуры окружающей среды ослабление аттенюатора увеличивается.
Автоматическая регулировка уровня записи
АРУЗ — автоматическая регулировка уровня записи в устройствах магнитной звукозаписи.
В общем случае АРУЗ выравнивает амплитуду звукового сигнала для записи равномерного и качественного звука.
Автоматическая регулировка уровня записи применяется в съемочной технике и других устройствах магнитной звукозаписи, используемой в видеопроизводстве для предотвращения проблем ручной регулировки уровня записи звука. При ручной регулировке уровня записи звука необходимо постоянно следить за индикатором звука и устанавливать приемлемый уровень записи звука согласно уровню принимаемого звукового сигнала. Это отвлекает от работы с визуальным содержанием кадра. При этом даже при постоянном слежении за индикатором записи звука избежать кратковременных перегрузов или, наоборот, потери звуковой информации не удаётся. Ручное регулирование уровня записи трубет временных затрат, что негативно сказывается на результатах работы.
Усиление сигнала GSM операторов. GSM репитеры. GSM антенны.
Если Вы столкнулись с проблемой плохого качества мобильной связи, тогда добро пожаловать на наш сайт! Усилить сигнал мобильной связи требуется не только за пределами города, где базовые станции оператора находятся вдали от объекта, но и в городской черте, когда GSM сигнал встречает на своем пути различные препятствия (стены помещения, особенности рельефа местности и окружающих застроек). Все что касается данной проблематики Вы найдете на этих страницах.
GSM репитер с автоматической и ручной регулировкой усиления (понижение уровня сигнала)
Большая мощность репитера — это плюс или минус?
Несомненно, намереваясь улучшить покрытие мобильной связи, мы покупаем усилитель, в первую очередь для того, чтобы уровень сигнала GSM (3G или LTE) увеличился. В каком-то смысле, логично предположить, что чем больше коэффициент усиления репитера, чем больше его выходная мощность, тем больший эффект мы получим. Однако на практике это не совсем так. Выбирая усилитель для установки, антенны к нему, желательно обходиться минимальными средствами и, что называется, не переборщить.
Если, к примеру, для обеспечения покрытия в однокомнатной квартире, взять репитер GSM, мощность которого рассчитана площадь трех комнат и больше, возникает опасность переизлучения между внутренними антеннами и внешней, что вызовет самовозбуждение системы, о чем мы более подробно писали в одной из статей. В результате этого качество сигнала внутри помещения может не только не улучшиться, но наоборот, стать хуже.
Что же делать, когда с одной стороны мощность усилителя подобрана правильно, с другой стороны расположение и особенности планировки помещения не позволяют разнести антенны на достаточное расстояние, вследствие чего возникает риск вышеупомянутого переизлучения антенн, так называемой обратной связи. Для таких случаев производители усилителей делают репитеры с дополнительными функциями, позволяющими минимизировать подобные риски.
Автоматическая регулировка усиления. Как это работает?
В первую очередь это система автоматической регулировки усиления (AGC – automatic gain control) которая ставится либо по тракту Downlink (станция-абонент), либо Uplink (абонент-станция), либо сразу по обоим трактам, что, разумеется, предпочтительней. Что это такое? Это специальная радиосхема, состоящая из элементов, позволяющих отследить необходимые минимальные уровни сигнала, которые необходимо подать или на абонентские станции (мобильные телефоны, модемы, роутеры 4G), или на базовую станцию для того, чтобы мобильная связь хорошо работала.
Схема автоматической регулировки усиления (АРУ), это отнюдь не компьютерная программа, однако определенные интеллектуальные задачи она решает. Как это работает? АРУ отслеживает уровень сигнала, поступающего на вход в тракта усиления, а так же выходящий из него, и на основании этих данных регулирует коэффициент усиления, чтобы на выходе репитера получить необходимые значения заданной мощности. Это в определенной мере может обезопасить от вышеупомянутых явлений самовозбуждения и различных искажения сигнала.
Тем не менее, как и любая система автоматики, регулирующая процессы, АРУ имеет определенные ограничения по эффективности применения. К примеру, так же как и самая современная ABS (anti-lock bracking system) в автомобиле будет бесполезна, если его разогнать до 100 км/ч на льду. Задача, которая ставится перед АРУ – минимизировать негативные процессы, которые могут возникнуть либо при неправильной установке антенн, либо в силу объективных особенностей конфигурации объекта и его расположения по отношению к базовой станции. Поэтому, желательно избавиться от излишних иллюзий, что АРУ, она же AGC по-английски, способна полностью обезопасить от всех возможных проблем.
..как и любая система автоматики, регулирующая процессы, АРУ имеет определенные ограничения по эффективности применения.
Другой опцией, на которой хотелось бы остановиться, является система ручной регулировки усиления, а точнее даже система ручного уменьшения мощности сигнала. Звучит, согласимся, в действительности странно, на фоне стандартной задачи именно увеличить сигнал мобильной связи в помещении. Однако, как мы уже говорили выше, высокий или завышенный уровень сигнала может привнести нежелательное влияние на работу усилителя GSM.
Зачем нужна ручная регулировка мощности репитера?
Ручная регулировка усиления (MGC – manual gain control) позволяет, уже исходя из самого названия, самостоятельно настраивать работу репитера, понижая уровни сигнала. Как правило, такая регулировка ставится как на таракт Uplink, так и Downlink. Система MGC значительно расширяет возможности схемы усиления, позволяя использовать ее в таких ситуациях, когда автоматическая регулировка не смогла бы адекватно справиться с возникающими перегрузками.
В большинстве случаев, система ручной регулировки устанавливается на усилителях с довольно высокой выходной мощностью и это вполне понятно, ведь когда мы имеем дело с репитерами которые могут создать покрытие 800, 1000 кв. м. и выше, где используются сплиттеры и разветвители сигнала для получения покрытия в разных точках, опасности связанные попаданием сигнала от внутренних антенн на внешнюю значительно возрастают. С помощью этой системы установщик может делать замеры сигнала в помещении и занижать сигнал по линии станция – абонент, до того уровня, пока покрытие не будет соответствовать нормальному, такому, как получают наши телефоны на улице, в районе от – 70 дл – 90 дБм.
Пример тестирования сигнала 3G 2100 МГц (B1). При включении усилителя видно, что уровень сигнала внутри помещения явно завышен — 51 дБм и нуждается в понижении.
Для ручной регулировки усиления используются различные приборные средства, это может быть и шлицевой механизм, позволяющий с помощью поворота условного “винта” выставлять необходимые параметры, тумблера, включающие понижение уровня сигнала, а так же кнопочные решения с демонстрацией параметров на дисплее. Чем меньше шаг регулировки, тем точнее можно добиться желаемого результата. Как известно коэффициент усиления в радиотехнике величина логарифмическая, измеряемая в децибелах (дБ), соответственно единицы. в которых работает шкала ручной регулировки так же обозначается в дБ. Шаг 1 дБ – вполне приемлемое значение, для решения большинства задач, где требуется понизить мощность репитера GSM (3G, 4G).
Репитер Lintratek GDW KW25A усиливает все три диапазона мобильной связи — GSM 900 МГц, LTE 1800 МГц и 3G 2100 МГц и по каждому из них имеет блок аттенюации (понижения уровня усиления)
Для наглядности рассмотрим панель управления на трехдиапазонном репитере GSM/LTE/3G, представленном в нашем магазине – Lintratek GDW KW25A. Это довольно мощное устройство с выходной мощностью 25 дБм (около 300 мВт), позволяющее обеспечить покрытие мобильной связи на площади до 1000 кв. м. и больше. Инструменты управления на этом репитере представлены в виде трех блоков по каждому частотному диапазону — 900, 1800, 2100 МГц, в каждом из которых расположен ряд тумблеров системы ручной регулировки усиления.
Панель блока ATT репитера Lintratek GDW KW25A. Помимо использования тумблеров для ослабления усиления, можно также осуществлять контроль за параметрами системы — видеть данные входного сигнала, а так же сигнализацию в случае возникновения самовозбуждения (светодиод ALM).
Каждый ряд (ATT — attenuation) разделен на две секции по 5 тумблеров, над которыми стоят надписи Down и Up, как видно на изображении. Как уже многие догадались, эти слова обозначают группы тумблеров, отвечающих за тракты Downlink (с 1 по 5) и Uplink (с 6 по 10). При этом применена довольно остроумная система, где с помощью геометрической прогрессии определены номиналы по каждому тумблеру и где тумблер 1 соответствует 1 дБ, а далее 2 – 2 дБ, 3 – 4 дБ, 4 – 8 дБ, 5 – 16 дБ. Соответственно и в группе “Up” номера тумблеров означают: 6 – 1 дБ, 7 – 2 дБ, 8 – 4 дБ, 9 – 8 дБ, 10 – 16 дБ. Как видим, суммарно по каждой секции можно получить понижение усиления до 31 дБ, а это почти половина усиливающих возможностей репитера! При этом комбинируя включаемые тумблера можно добиться любого значения, начиная от 1 дБ до 31. К примеру, если необходимо добиться понижения усиления на 9 дБ по линии Downlink, необходимо включить одновременно 4-й и 1-й тумблера, а для понижения мощности антенны, излучающей на базовую станцию, на 19 дБ требуется в секции “Up” включить тумблера 6, 7 и 10.
Что важно знать при установке мощного репитера
Важно отметить, что у мощных репитеров, помимо сложностей с переизлучением между антеннами, не меньшую проблему может представлять слишком большой уровень сигнала на базовую станцию, на которую направлена внешняя антенна. Если подобное явление возникает, получается нежелательный эффект в результате которого, базовая станция будет видеть “видеть” только тех абонентов, которые работают через усилитель, все же остальные в округе для нее окажутся “далеко”. Иными словами хорошая связь будет только абонентов работающих через репитер, а остальные же будут страдать. Результатом этого могут стать участившиеся жалобы на качество мобильной связи со стороны абонентов, оператор подаст заявление в Укрчастотнадзор, тот соответственно начнет искать причину, а найдя ее, заставит отключить усилитель.
…у мощных репитеров, помимо сложностей с переизлучением между антеннами, не меньшую проблему может представлять слишком большой уровень сигнала на базовую станцию, на которую направлена внешняя антенна.
Для того, чтобы подобных трений ни с операторами, ни с государством не возникало, необходимо выставить минимальные уровни сигнала, излучаемого от репитера на базовую станцию. Как это сделать? Естественно эмпирическим, опытным путем, начать с самого большого понижения, например с 31 дБ, как это можно сделать на усилителе Lintratek GDW KW25A, и посмотреть как на нем будет работать система. Если будут какие-то проблемы в работе мобильных телефонов внутри здания, постепенно по 1 дБ добавлять усиление по тракту Uplink.
Отметим, что подобное понижение мощности по линии Uplink наиболее актуально в пределах города, где, как правило, базовые станции находятся рядом. За городом, если вы ставите мощный репитер, а базовая станция находится на расстоянии 10 км, вряд ли стоит опасаться, что могут возникнуть проблемы с Укрчастотнадзором. Тем не менее, если вы используете GSM/3G/4G репитер с ручной регулировкой мощности, желательно выставить минимальные уровни излучения в сторону базовых станций оператора, на которых вся система будет работать нормально.
…желательно выставить минимальные уровни излучения в сторону базовых станций оператора, на которых вся система будет работать нормально.
Отметим также, что правильно установленный репитер GSM, никогда не создаст проблем ни для его владельца, ни для оператора, ни для государства. Все вышесказанное относится в первую очередь к усилителям высокой мощности (площадь покрытия от 800 кв. м и выше), устанавливаемым в городской черте, в гораздо меньшей степени для этих же усилителей, устанавливаемых на большом расстоянии от базовой станции (от 4 км и больше). Но именно для этого такие усилители и снабжены системами ручной регулировки, дабы не создавать никому сложностей.
К усилителям малой и средней мощности (менее 500 кв м покрытие) проблема сверхвысокого излучения на базовую станцию практически не относится, ведь мощность, которую они выдают, вполне сравнима с мощностью мобильного телефона, а многие из них оснащены вышеупомянутой системой АРУ. Поэтому отличить мобильный телефон от репитера, зачастую очень сложно. Самое главное правильно подобрать внешнюю антенну и не применять ту, у которой слишком высокий коэффициент усиления. Кроме того, в самых крайних случаях, например, когда базовая станция находится в прямой видимости, а нужно усилить GSM сигнал в подвале, можно применять специальные статические аттенюаторы, понижающие мощность, и ставящиеся между усилителем и коаксиальным кабелем, идущим к внешней антенне.
Пример фиксированного аттенюатора присоединяемого к кабелю (разъем N-female) и входу репитера (разъем N-male). Как правило используются аттенюаторы 10 дБ (снижение усиления на 10 дБ)
Надеемся, данная статья немного раскрыла завесу над вопросом – почему иногда требуется ослабить сигнал в схеме усиления мобильной связи. Спасибо всем, кто дочитал до этих строк).
