Mazda4you.ru

Мазда №4
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ручные и автоматические регулировки в радиоприёмных устройствах

Ручные и автоматические регулировки в радиоприёмных устройствах

Рассказать о нестационарных условиях приёма, о том на что они влияют. Изменение амплитуды сигнала, причины. Изменение частоты, доплер, плавание частот настройки, причины.

Для компенсации различных видов нестабильностей и неопределённостей в радиоприёмных устройствах используют различного вида регулировки. Регулировки делят на два вида: ручные, выполняемые оператором и автоматические, выполняемые специальными цепями и устройствами в составе приёмника.

Различают регулировки усиления, частоты настройки, селективности и т.д.

Ручные регулировки допускают применение электромеханических устройств. Например, роторные переменные конденсаторы или резисторы, переключаемые катушки индуктивности. Автоматические регулировки выполняются при помощи только электронных методов.

Автоматические регулировки применяются для того, чтобы освободить оператора от тех функций, которые система способна выполнять самостоятельно. А так же в для обеспечения приёма при быстро изменяющихся условиях, когда оператор не может действовать с достаточной быстротой и точностью.

К наиболее распространённым автоматическим регулировкам следует отнести автоматическую регулировку усиления (АРУ) и автоматическую подстройку частоты (АПЧ).

Автоматическая регулировка усиления

Автоматическая регулировка усиления обеспечивает поддержание на выходе усилителя промежуточной частоты уровня сигнала, достаточно высокого и стабильного для воспроизведения сообщений от радиостанций различной мощности, находящихся на разных расстояниях и в меняющихся условиях распространения радиоволн.

То есть когда напряжение на входе усилителя минимально (UВХ_min) коэффициент усиления должен быть наибольшим (Кmax) для того, чтобы на выходе обеспечивать напряжение UВЫХ_min достаточное для нормального воспроизведения сообщений. UВХ_min соответствует чувствительности приёмника. При увеличении входного напряжения коэффициент усиления должен уменьшаться.

Зависимость К от UВХ, исходя из выражения

,

выглядит следующим образом

Объяснить смысл точки А с точки зрения шумов и безсмысленого усиления.

Типы АРУ

В общем случае система АРУ должна изменять коэффициент усиления УПЧ таким образом, что бы поддерживать постоянным выходное напряжение. Это можно сделать тремя способами.

1. Непосредственно регулировать коэффициент усиления, исследуя выходной сигнал. Это, так называемая, обратная АРУ, или другое название АРУ «назад».

В данной системе сигнал с выхода УПЧ поступает на детектор АРУ (Д), где он выпрямляется, затем на усилитель АРУ (У), где он усиливается до величины, необходимой для регулирования К усиления, затем этот сигнал очищается от переменных составляющих при помощи ФНЧ и с помощью постоянного напряжения Uрег уже и происходит регулировка коэффициента усиления. Наличие переменных составляющих в регулирующем напряжении приведёт к дополнительной паразитной амплитудной модуляции в выходном сигнале УПЧ.

2. Регулировать коэффициент усиления, исследуя входной сигнал и используя знание зависимости К от Uрег. Это, так называемая, прямая АРУ, или другое название АРУ «вперёд».

Логика работы этой схемы такая же как и у АРУ вперёд, сложность заключается в том, что коэффициент усиления усилителя АРУ должен быть очень велик – сравним с Кус УПЧ, что трудно реализовать. К тому же зависимость коэффициента усиления от регулировочного напряжения не всегда линейна, известна и стабильна. Поэтому такая система практически не используется. За исключением случаев, когда коэффициент регулируемого усилителя не высок. Например, в составе комплексной АРУ.

3. Комплексная АРУ.

В зависимости от режимов работы усилителя и детектора АРУ различают такие виды АРУ как:

1. Простая АРУ: то есть коэффициент усиления усилителя АРУ равен 1, либо усилитель отсутствует, детектор не имеет задержки по напряжению.

2. Усиленная АРУ: то есть коэффициент усиления усилителя АРУ значителен. Это приводит к тому, что зависимость выходного напряжения от входного уменьшается.

3. Усиленно-задержанная АРУ: то есть коэффициент усиления усилителя АРУ значителен. А так же детектор имеет задержку по напряжению, то есть он начинает открываться только если выходное напряжение регулируемого усилителя превысит некий порог.

Характеристики АРУ

1. Регулировочная характеристика усилителя. Это зависимость коэффициента усиления К от регулировочного напряжения Uрег (тока).

Может выглядеть, например, следующим образом. Часто применяется её аппроксимация прямой. Дать понятие крутизны регулировки.

2. Статическая характеристика АРУ.

Это амплитудная характеристика усилителя с АРУ, каждая точка которой соответствует установившемуся режиму регулирования.

Автоматическая регулировка усиления

Sch c АРУ, используемого в аналоговой телефонной сети, обратная связь от выходного уровня к коэффициенту усиления осуществляется через ограничитель положения Vactrol.

Автоматическая регулировка усиления (АРУ), представляет собой замкнутую цепь регулирования обратной связи в амплификаторе или цепочке амплификаторов, целью которой является поддержание подходящей амплитуды сигнала на его выходе, несмотря на изменение амплитуды сигнала на входе. Средний или пиковый уровень выходного сигнала используется для динамической регулировки усиления амплификаторов, обеспечивая удовлетворительную работу схемы с большим диапазоном уровней входного сигнала. Он используется в большинстве радиостанций для выравнивания средней громкости (загруженности) различных радиостанций из-за различий в интенсивности принимаемого сигнала, а также вариаций в радиосигнале одной станции из-за замирания. Без АРУ звук, излучаемый от AM радио вера, был бы в крайней степени от слабости к сильному сигналу; АРУ эффективно уменьшает громкость, если сигнал сильный и поднимает его, когда он является слабым, то АРсигнала усиления АР, обычно УМЕНЬШАЕТСЯ.

Как это работает

Сигнал, подлежащий управлению усилением (выходной сигнал детектора в радиоприемнике), поступает на диод и конденсатор, которые создают следующее за пиком напряжение DC. Это подается в блоки усиления RF для изменения их bias, таким образом уменьшая их усиление. Все каскады, управляемые усилением, приходили до обнаружения сигнала, но также можно улучшить управление усилением путем добавления каскада, управляемого усилением, после обнаружения сигнала.

Читать еще:  Регулировка зазора клапанов без щупа

Примеры использования

АМ радио

В 1925 году Гарольд Олден Уис изобрёл автоматический контроль громкости (AVC) и получил патент. Карл Ффмю опубликовал анализ систем AGC в 1928 году. К началу 1930-х годов большинство новых коммерческих вещательных включали автоматический контроль громкости.

AGC — это отход от линейности в AM-радио . Без АРУ AM-радио имело бы линейную зависимость между амплитудой сигнала и звуковой волнообразностью — амплитуда звука, которая колеблется с неплотностью, пропорциональна амплитуде радиосигнала, потому что информационное содержание сигнала переносится изменениями асимметрии несущей волны. Если схема не была слишком линейной, модулированный сигнал не мог быть с разумной грубостью. Однако интенсивность принимаемого сигнала будет сильно колебаться в зависимости от мощности и расстояния передатчика, а также от настройки пути сигнала. Схема АРУ поддерживает слишком высокий выходной уровень -сигнала путем определения общей мощности сигнала и автоматической регулировки усиления -сигнала для поддержания выходного уровня в пределах допустимого диапазона. Для очень слабого сигнала АРУ управляет -преобразователем при максимальном усилении; при увеличении сигнала АРУ уменьшает усиление.

Как правило, нежелательно уменьшать усиление RF переднего конца -вера на слабых сигналах, поскольку низкое усиление может ухудшать отношение сигнал/шум и blooche; следовательно, многие конструкции уменьшают усиление только для строчных сигналов.

Поскольку AM-детекторный диод создает напряжение DC, пропорциональное силе сигнала, это напряжение может быть подано обратно на более ранние каскады -преобразователя для уменьшения усиления. Сеть фильтров необходима для того, чтобы звуковые компоненты сигнала не оказывали заметного влияния на усиление, что предотвращает "повышение модуляции", которое увеличивает эффективную глубину модуляции сигнала, отдаляя звук. Связь может иметь более сложные AVC-системы, включая дополнительные стадии амплификации, отдельные детекторные диоды АРУ, различные постоянные времени для широковещательной передачи и коротковолновых диапазонов и приложения различных уровней напряжения АРУ к различным ступеням -преобразователя для предотвращения искажения и перекрестной модуляции. Конструкция системы AVC оказывает большое влияние на удобство использования -вера, характеристики настройки, четкость звука, поведение на перегрузку и сильные сигналы.

FM, даже несмотря на то, что они включают в себя этапы Limiter и детекторы, которые относительно нечувствительны к колебаниям amplitude, все еще выигрывают от AGC, чтобы предотвратить перегрузку на сильные сигналы.

Радар

Соответствующее применение СМЖЛ осуществляется в радарных системах в качестве метода преодоления нежелательных клановых эхо-сигналов. Этот метод основан на том факте, что cl возвращает гораздо большее число эхо от интересующих целей. Коэффициент усиления ver автоматически регулируется для поддержания постоянного уровня общего видимого сцепления. Хотя это не помогает обнаруживать цели, маскируемые цепями, окружающими клу, это помогает различать сильные источники цели. В прошлом радар AGC управлялся электронным способом и влиял на коэффициент усиления всего радара ver. По мере развития радаров AGC стал управляемым компьютерным программным обеспечением, и повлиял на усиление с большей гранитностью, в конкретных детекторных ячейках. Многие противоизмерения радара используют AGC радара, чтобы обмануть его, эффективно "заглушая" реальный сигнал с помощью имитатора, так как AGC будет рассматривать weaker, истинный сигнал как cl относительно сильного фальсификатора.

Аудио/видео

Аудиотейп генерирует некоторое количество шума. Если уровень сигнала на клине низкий, шум более заметен, то есть отношение сигнал/шум ниже, чем могло бы быть. Чтобы произвести наименее шумную запись, уровень записи должен быть установлен как можно выше, не будучи таким высоким, чтобы p или исказить сигнал. Когда высокая четкость не является обязательным требованием, подходящий уровень записи может быть установлен схемой АРУ, которая уменьшает коэффициент усиления по мере увеличения среднего уровня сигнала. Это позволяет делать пригодную для использования запись даже для речи на некотором расстоянии от микрофона аудиозаписывающего устройства. Аналогичные соображения применимы и к VCR.

Потенциальным недостатком AGC является то, что при записи чего-то вроде музыки с тихими и грязными пассажами, такими как классическая музыка, AGC будет стремиться сделать тихие проходы громче и грязные проходы тише, сжимая динамический диапазон; в результате может быть снижено музыкальное качество, если сигнал не будет повторно расширен при игре, как в системе управления.

Некоторые кассетные кассеты и кассетные кассеты имеют циклы АРУ. Те, что используются для высокомерия, как правило, нет.

Большинство циркачей VCR используют амплицию вертикального бланкирующего импульса для работы AGC. Схемы управления копированием видео, такие как Macrovision, используют это, вставляя пики в пульс, которые будут игнорироваться большинством телевизоров, но заставляют AGC VCR перерезать и коррумпировать запись.

реклама

Устройство регулировки усиления с управлением голосом или устройство регулировки усиления с управлением громкостью (ad) представляет собой тип АРУ или компрессора для амплификации микрофона. Он обычно используется в радиопередатчиках для предотвращения чрезмерной модуляции и уменьшения динамического диапазона сигнала, что позволяет увеличить среднюю передаваемую мощность. В телефонии это устройство принимает широкий спектр входных amplit и создает в целом согласованную выходную аплитутность.

Читать еще:  Регулировка зарядного тока в зарядном из бп атх

В своей меньшей форме ограничитель может пару диодов зажима "спина к спине", которые просто шунтируют амплитуду сигнала избытка на землю, когда тройник проводимости диода . Этот подход просто p от верхней части больших сигналов, что приводит к высоким уровням искажений.

В то время как limiters часто используются в качестве формы защиты от чрезмерной модуляции, правильно разработанная схема ad активно управляет величиной усиления для оптимизации глубины модуляции в реальном времени. Наряду с предотвращением чрезмерной модуляции, она поднимает уровень тихих сигналов, так что недостаточная модуляция также . Недостаточная модуляция может привести к плохой пенетрации сигнала в шумных условиях, следовательно реклама особенно важна для голосовых приложений, таких как радиотелефоны.

Схема с хорошей рекламой должна иметь очень быстрое время атаки, так что начальный речевой сигнал нагрузки не вызывает всплеск эксцессивной модуляции. На практике время атаки будет составлять несколько секунд, так что иногда для захвата сигнала на этих коротких пиках все еще необходим ограничитель. Обычно используется гораздо более длительное время распада, так что усиление не становится слишком быстро во время нормальных пауз в естественной речи. Слишком короткое время распада приводит к феноменону "дышать", где уровень фонового шума получает boo на каждом промежутке в речи. Как правило, циркуляционные сигналы корректируются так, чтобы при низких уровнях входного сигнала сигнал не был полностью загружен, а вместо этого следовал линейной кривой. Это хорошо работает с шумоподавляющими микрофонами.

Запись по телефону

Устройства для записи обеих сторон телефонного разговора должны записывать как относительно большой сигнал от локального пользователя, так и гораздо меньший сигнал от удаленного пользователя при сравнимых нагрузках. В некоторых телефонных записывающих устройствах предусмотрена автоматическая регулировка усиления для получения записей приемлемого качества.

Биологические

Как и в случае со многими концепциями, найденными в инженерии, автоматическое управление усилением также встречается в биологических системах, особенно в сенсорных системах. Например, в ebrate зрительной системе, calcium dynamics в фоторецепторах сетчатки настраивают усиление в соответствии со световыми лефелями.

Время восстановления

Как и во всех системах автоматического управления, динамические характеристики работы АРУ могут быть важны во многих применениях. Некоторые системы АРУ медленно реагируют на необходимость изменений усиления, в то время как другие могут реагировать очень быстро. Пример приложения, в котором требуется быстрое время восстановления АРУ, в используется в связи кода Морзе, где так называемая операция полного взлома или QSK необходима для того, чтобы позволить принимающим станциям прерывать передающие станции среднего символа (например, между сигналами точек и тире).

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) радио-элементах или с помощью аттенюаторов. [1]

Содержание

История создания [ править ]

В 1925 Гарольд Олден Уилер изобрел автоматическую регулировку громкости (АРГ) и получил патент. Карл Кюпфмюллер издал анализ систем АРУ в 1928. [2] К началу 1930-х все бытовые радиоприемники включали автоматическую регулировку громкости. [3] В СССР АРУ начали применять в каналообразующей аппаратуре в 1960 году, были созданы первичные необслуживаемые усилительные станции.

Классификация [ править ]

Существует три типа АРУ: простая, усиленно-задержанная и просто задержанная. Или по типу сигнала схемы АРУ бывают двух типов:

  • для импульсного сигнала;
  • для непрерывного сигнала.

Также, если искажения сигнала не важны, применяют схему ограничителя.

Устройство [ править ]

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. Что 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.
Читать еще:  Регулировка клапанов гбц 245

Важным свойством системы АРУ является наличие выхода, показывающего уровень входного сигнала (невозможно сделать для ограничителя).

Схемы АРУ [ править ]

Обратная [ править ]

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): <nobr>Uупр = КД ⋅ Купр ⋅ Uвых</nobr>. 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 [ править ]

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, т. е. подвержена воздействию различных дестабилизирующих факторов. В связи с этим она нашла ограниченное применение.

Пассивная [ править ]

Пассивные АРУ-устройства, не потребляющие электрическую энергию, т. е. 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 [ править ]

АРУЗавтоматическая регулировка уровня записи в устройствах магнитной звукозаписи. Способ АРУЗ заключается в том, что в процессе звукозаписи измеряют уровень записываемого сигнала, на основе которого регулируется коэффициент усиления усилителя в тракте звукозаписи до достижения требуемой величины уровня записываемого сигнала, отличающийся тем, что в тракте звукозаписи постоянно определяют текущее значение коэффициента стохастичности записываемого сигнала и сравнивают полученное значение с пороговой величиной, которая задается заранее, а коэффициент усиления усилителя регулируется только при текущем значении коэффициента стохастичности, не превышающим пороговой величины, и поддерживают постоянный коэффициент усиления усилителя, равный коэффициенту усиления усилителя в момент превышения текущим значением коэффициента стохастичности заданной пороговой величины, в течение всего периода такого превышения. [4]

Автоматическая регулировка усиления

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 — 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 — 3.1.1 автоматическая регулировка усиления: По ГОСТ 24375. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

автоматическая регулировка усиления — automatinis stiprinimo reguliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. automatic gain control vok. automatische Verstärkungsregelung, f rus. автоматическая регулировка усиления, f pranc. réglage automatique de gain, f … Automatikos terminų žodynas

автоматическая регулировка усиления — automatinis stiprinimo reguliavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. automatic gain control vok. automatische Verstärkungsregelung, f rus. автоматическая регулировка усиления, f pranc. réglage automatique de gain, m … Fizikos terminų žodynas

Автоматическая регулировка усиления — 1. Автоматическое управление коэффициентом усиления цепи, обеспечивающее изменение амплитуды сигнала на выходе в меньшее число раз по сравнению с изменением амплитуды входного сигнала Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь

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 (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, обеспечивающая одинаковый уровень усиления на нескольких каналах — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN ganged gain control … Справочник технического переводчика

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector