Конспект лекций для студентов 4 курса дневного отделения специальности 210401. 65 «Физика и техника оптической связи»

U_вых U_вых

помеха

сигнал

Рис. 10.11 Осциллограммы процессов

Таким образом, за счет перегрузки приемника происходит подавление сигнала (уменьшается отношение сигнал/помеха).

Для устранения этого и вводится быстродействующая АРУ. Постоянная времени цепи обратной связи выбирается равной (_и – длительность сигнального импульса). На рисунке 10.11 пунктирными линиями показан характер переходных процессов в быстродействующей АРУ. Как видно из представленных графиков за счет системы АРУ повышается отношение сигнал/помеха, так как усиление сигнала происходит на линейном участке амплитудной характеристики приемника. Ввиду малой постоянной времени системы АРУ, последняя имеет следующие особенности. Цепью обратной связи охватывается только один каскад, чтобы избежать возбуждения усилителя за счет малой постоянной времени цепи обратной связи. С целью увеличения глубины регулирования используется несколько последовательно включенных каскадов, охваченных цепью обратной связи. Кроме того, для повышения эффективности системы АРУ в цепь обратной связи вводится усилитель постоянного тока. Структурная схема быстродействующей АРУ приведена на рисунке 10.12.



Рис. 10.12 Структурная схема быстродействующей АРУ

Таким образом, быстродействующие системы АРУ состоят из идентичных каскадов и являются эффективным средством с помехами, длительность которых значительно превышает длительность сигнального импульса.

3. Ключевая АРУ.
Этот тип регулировки используется в системах телеметрии и телевидения. Вид сигналов, используемый в таких системах, представлен на рисунке 10.13.


передаваемый сигнал

Рис. 10.13 Вид сигналов, используемый при регулировки быстродействующей АРУ

При передачи информации в таких системах необходимо сохранить масштаб передаваемой информации. Для привязки к масштабной сетке используются синхроимпульсы. Амплитуда синхроимпульсов в месте приема зависит лишь от условий распространения радиоволн. Уровни передаваемых сигналов по амплитуде привязываются к амплитуде синхроимпульсов, поэтому если на приемном конце восстановить уровень синхроимпульсов, то масштабированной окажется и вся передаваемая информация. Поэтому в таких системах требуемое усиление сигналов обеспечивается за счет работы системы АРУ по синхроимпульсам. Между синхроимпульсами коэффициент усиления не изменяется и остается постоянным.

Структурная схема ключевой АРУ представлена на рисунке 10.14.

синхроимпульсы

Рис. 10.14 Структурная схема ключевой АРУ

Таким образом, за счет применения ключевой АРУ не происходит искажения передаваемой информации.

4. Временная АРУ.
Указанная система АРУ применяется в радиолокационных приемниках. Как известно, отраженный от цели сигнал обратно пропорционален квадрату расстояния до цели в случае активной радиолокации и обратно пропорционален четвертой степени расстояния в случае пассивной локации. Поэтому динамический диапазон современных радиолокационных систем не редко бывает более 100 - 120 дБ. Кроме того, желательно, чтобы отраженные сигналы не зависели от расстояния до цели. Отраженный сигнал должен нести информацию о размерах цели. Поэтому для достижения указанных целей в радиолокационных приемниках применяются системы временной АРУ.
Так как в локационных системах приемник и передатчик находятся в непосредственной близости, то чувствительность приемника можно осуществлять за счет запуска синхроимпульсом передатчика специального генератора управляющего напряжения системы АРУ.
Структурная схема временной АРУ представлена на рисунке 10.15.

синхроимпульс от передатчика

Рис. 10.15 Структурная схема временной АРУ

Ниже приводятся осциллограммы, поясняющие работу системы АРУ.

З.И. сигнальные импульсы

З.И. – задающий импульс
управляющее напряжение АРУ
U_АРУ
К_УС

U_вых без системы АРУ

Рис. 10.16 Осциллограммы, поясняющие работу системы временной АРУ

Предположим, что на разных расстояниях находятся одинаковые цели. В этом случае сигналы на выходе приемника не должны зависит от расстояния и иметь одинаковую амплитуду. Вид управляющего напряжения показан на втором графике. Ниже приведен график изменения коэффициента усиления УПЧ во времени. За счет этого сигналы на выходе УПЧ имеют одинаковую амплитуду. Если бы временная система АРУ отсутствовала бы, то импульсы на выходе приемника имели бы различные амплитуды (характер процессов для этого случая показан пунктирными линиями).

5. Цифровые АРУ.

В последнее время для управления РЛС и обработки радиолокационной информации широко используются ЭВМ. Их можно использовать и для создания цифровой АРУ (ЦАРУ). Структурная схема цифровой АРУ представлена на рисунке 10.17.