Реферат по предмету "Разное"


Автоматическая регулировка усиления (ару) прм

Автоматическая регулировка усиления (АРУ) ПРМАРУ предназначена для поддержания уровня выходного сигнала ПРМ вблизи заданного значения при изменении амплитуды входного сигнала.Причины изменения амплитуды:Изменение расстояния между ПРМ и передатчиком.Изменение направления ПРМ и передающих антенн.Изменение условий распространения радио волн.Изменение отображающей поверхности (для РЛС).К(Up)^ Блок высокой частоты UвхУРЧ ПЧУПЧUвыхАРУ Up; ; -уравнение идеальной АРУ Для случая АМ-сигнала:АРУ должна реагировать только на изменения средние значения амплитуды Uср. АРУ :1) – прямые, 2) - обратные^ Блок высокой частоты УРЧ ПЧУПЧD УЧМ Uвх Uвых Uраб АРУ Ф1АРУD1АРУ Uвх ОбратнаяD1АРУ Е3Ф2АРУ Прямая Е32Обратная АРУ - точка приложения регулировочного напряже-ния находится ближе по входу ПРМ (Ир1) чем точка съема входного напряжена АРУ. Прямые АРУ наоборот.Особенности: Обратные АРУ – защищают от перегрузок систему АРУ, изменение параметров системы АРУ меньше сказывается на смещение характеристик ПРМ (т.к. есть обратная связь), но не может дать постоянства выходного напряжения. Причина - выход линейного тракта ПРМ является входом систем АРУ. Система не может обладать большой регулировкой усиления, кроме того, так как система с ОС, то она обладает ограниченным быстродействием (из-за чего система может стать неустойчивой). Прямые АРУ – позволяют обеспечить в принципе постоянное напряжение на выходе; при выходе обеспечивает высокое быстродействие, но перегрузкам подвержена сама система, поэтому надо ставить на вход свою систему усиленияБольшее распространение получили обратные АРУ.^ ВРЕМЕННЫЕ АРУ (ВАРУ) Применяются в ПРМ РЛС обнаружения и обзора земной поверхности.ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА:D U ^ Блок высокой частоты УРЧ ПЧУПЧВУ Вх UвыхГРН U p От ПРД UПРД МС ЗС t UГРН t UРmaxГРН – генератор регулирующего напряжения.ЗС – зондирующие сигналы.МС – мешающие сигналы.СЦ – сигнал цели.^ АНАЛО – ЦИФРОВАЯ АРУ U РУДДУвх UвхСУВКРСФКР ПНК Nр NэтРУ– регулируемый усилитель.ВУ – видеоусилитель.ПНК – преобразователь напряжения в код.СФКР – схема формирования кода регулирования, где он сравнивается с эталонным значением кода.СУВКР – схема усреднения и запоминания кода регулирования. В качестве РУ используются ключевые транзисторы или диоды. Достоинства АЦ АРУ по сравнению с аналоговой: высокая точность регулировки усиления; большой динамический диапазон; высокое быстродействие. Все системы АРУ делятся на: инерциальные и безинерционные. Инерционные реагируют на изменение средней амплитуды последовательности входного сигнала. UвхUсрKпрм(t) t tПропорционально Ucред. будет меняться коэффициент усиления ПРМ. Безинерционные АРУ реагируют на изменение напряжения во время длительности импульса: Uвх t Uвых Uовых uU0 вых. сonst. За время ару>и, за время и АРУ должно отработать изменение амплитуды, чтобы U0вых. const . Между импульсами АРУ разомкнуто. ^ Все системы АРУ в зависимости от типа РУ делятся на режимные и не режимные. РУUвх UвыхUр^ Пусть РУ – это резонансный усилитель. Тогда |K(jw)|=|S’||ZH’| S – крутизна активного элемента. Чтобы менять усиление нужно: менять крутизну (получаем режимную АРУ) ^ |S’|=f (Up) менять сопротивление нагрузки (получаем не режимное АРУ) |ZH’|=f (Up) ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ АРУ 1.Основной характеристикой является амплитудная характеристика линейного тракта приемника. UВых Без АРУ U*вых max C АРУ Uвых maxUвых min Uвх min U*вх max Uвх max Uвх Uвход.min и Uвход.max – определяют динамический диапазон ПРМ.С применением системы АРУ динамический диапазон на линейном участке существенно расширяется, т.е. ПРМ не перегружается. Uвых без АРУ идеальная с АРУ Uвх Uвх махФактически значение U вых. должно быть постоянно.Чтобы АРУ не реагировало на шумы ПРМ, применяют задержанные системы АРУ.ф ФАРУDАРУ ильтр Uр Uздетектор АРУ открывается только, когда U вход.>U3В этом случае амплитудная характеристика выглядит следующим образом:Uвых без АРУАРУ с задержкойUвх Uвх мин Uз Uвх максее преимущество в том, что она не подвержена воздействию помех или слабых сигналов; в зависимости от напряжения задержки U3 система обладает большим быстродействием - чем больше U3, тем больше быстродействие.^ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ АРУЛюбая система АРУ включает в себя: детектор U РУДвх Uвых Uд Может Uр отсутствоватьУсил.Ф фильтрДетектор – ничем не отличается от обычных диодных детекторов, которые используются в основном тракте ПРМ. По этому часть детектор АРУ совмещают с детектором ПРМ. Фильтр АРУ – строятся на базе RC - цепей. Наиболее широко применяется однозвенный RC – фильтр. |К| АЧХ Rф фильтра Сф WB ~1 /  ф WBW Чтобы правильно выбрать параметры фильтра надо учитывать, что: W в>W max ср., где W max ср. – максимальная средняя частота входящего сигнала.Wв Подходит WB WB min maxWв этом случае происходит демодуляция, т.е. такой вариант невозможен.^ Применяются также двухзвенные фильтры: Rф1 Rф2 Cф1 Cф2 они применяются для повышения быстродействия системы АРУ.Подбирая параметры, можно сделать так, чтобы сигнал проходил в фазе. Но эта структура менее устойчива.Еще одна разновидность фильтра:здесь меньший фазовый сдвиг на верхних частотах, т.е. система по сравнению с первой схемой более устойчива. ^ РЕГУЛИРУЕМЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (РУ)1. Режимный РУ. Uвых Rф Rз Uф Ес Сфна затвор транзистора подается регулирующее напряжение Up.Регулируя напряжение U34 меняем крутизну стоко-затворной характеристики триода, а следовательно меняем коэффициент усиления. Глубина регулировки здесь:Это АРУ не задержанная.2. РУ с изменяемой ОС (тоже режимный). V1 V2 Up EkНа V1 собрана схема резонансного усилителя, а на V2 собрана регулируемая обратная связь.Коэффициент усиления триода V2 регулируется изменением регулирующего Up.K где K – коэффициент усиления V1,а  - коэффициент усиления V2. переменное => K ос. тоже переменное.Достоинство по сравнению с первой схемой: больший динамический диапазон, а глубина регулировки тоже больше 3. Нережимный РУ (электрический управляемый аттенюатор).Если Up= 0, то диоды открыты и коэффициент усиления максимален и наоборот.Достоинство: глубина регулировки 25-30 дБ. Простота.Недостаток: большие нелинейные искажения за счет диодов. Uр Ек^ СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ (СР) РАБОТЫ АРУПри анализе СР полагают, что переходные процессы закончены и системы находятся в установившемся состоянии.СТРУКТУРНАЯ СХЕМА:K0(Uр) E зРУДUвх Uвх Кд Uр U1Усил.Ф Кус КфРУ меняет свое K0 в зависимости от UpЗадается при этом Для идеальной системы АРУ: В СР анализируем: требуемая глубина регулировки: Задается типом РУ и определяем вид регулировочной характеристики.K0К0max аппроксимируем K0 начал. =K0 max  tg=Kapy=KdKpKycК0min глубина регулировки Uр на одном усилителеДля всех каскадов: Число каскадов (округляем в большую сторону до целого числа).^ При выборе числа РУ надо учитывать:РУ должны находиться влзможно ближе к входу приемника, чтобы большее число каскадов ПРМ было защищено от перегрузок; с возрастанием числа каскадов уменьшается линия глубины регулирования требуется от каждого каскада следовательно уменьшается искажения полезного сигнала. N=2-5 – обычная.^ ДИНАМИЧНЫЙ РЕЖИМ (ДР) РАБОТЫ АРУПри анализе ДР анализируется длительность переходных процессов системы ее инерциальность (быстродействие) и ее устойчивость, чтобы оценить степень искажения полезного сигнала (его огибоющей).Анализ переходных процессов. При этом полагаем:РУ является безинерционным устройством;все инертности АРУ заключены в инерциальности ее фильтра;регулированная характеристика РУ апраксимируется прямой линией.Анализ сводится к следующему: надо найти дифференциальное уравнение этой системы и его решение. Уравнение этой прямой:K p= K (Up) = K0 начал. – pUp; К(Up)Koнач Kp=K(Up)=Koнач - pUp; P=tg - крутизна регулировочной  характеристики Up maxВыберем в качестве фильтра АРУ - однозвенный RC фильтр. Rф Up Коэффициент усиленияU1 РУ (Кус=1) CФ его как бы нетТогда -дифференциальное уравнение этой цепиНайдем связь Uвх и Uвых К0начКнр UвыхUвых= Uвх К0нр ( К0нач – РUр) Uвых> EзК0нр-Коэффициент усиления нерегулируемого усилителяНайдем отсюда UР: (из второго условия)U1- напряжение на входе фильтраU1=КАРУ(Uвых -РЕзад);КАРУкоэффициент передачи детектора КdПодставим Upи U1 в дифференциальное уравнение.Получим дифференциальное уравнение системы АРУ. - это линейное дифференциальное уравнение первого порядка. Решение этого дифференциального уравнения зависит от закона изменения входного сигнала.Для анализа переходных процессов входа сигнала это скачек, тогда решение этого уравнения:Uвх t Uвых. нач. – начальное значение выходного напряжения:Uвых. нач.=K0 нр.K0 нач. Uвход.-эквивалентный коэффициент усиления цепи АРУ,=К0нрКАРУРАРУ - постоянная времени цепи АРУ.График переходных процессов в системе АРУ: Входной сигналUвыхнач E31 убывает по exp E32Uвыхуст t При tЧем  Е3, тем  Uвых уст; Е31>E32Таким образом, быстродействие системы АРУ зависит:от величины нерегулируемых коэффициентов усиления (чем больше эта величина, тем меньше  и тем выше быстродействие);от величины коэффициента усиления цепи АРУ (чем выше KАРУ, тем больше крутизна следовательно меньше АРУ следовательно больше быстродействие);от амплитуды входного сигнала (чем больше Uвх., тем меньше , тем больше быстродействие, будет круче спадать exp.);от постоянной времени фильтра ф=СфRф (чем больше ф, тем больше АРУ следовательно, меньше быстродействие);от E (чем больше E3, тем больше инерционность АРУ). ^ Устойчивость системы АРУАнализ устойчивости нужен только для обратных АРУ.U РУвх UвыхUрУСФД Е3Причина неустойчивости: так как есть ОС, то может оказаться, что фазы Up и Uвх. совпадают, следовательно, будет генерация в системе с ОС. Неустойчивость выражается: в выходе напряжения системы будет присутствовать паразитная модуляция вплоть до генерации автоколебания.Система будет неустойчивой только при условии, что U вх. 0. .Можно проанализировать неустойчивость по критерию. Найквиста.При этом нужно разорвать цепь ОС.Тогда определяем коэффициент передачи тракта:=Uф/UВЫХ - Коэффициент передачи цепи ОС (цепи АРУ). Для устойчивости системы с ОС должно выполнятся два условия:|K| Фазовый сдвиг в системе не равен 2πn к2 πn Если какое-то одно из условий не выполняется, то генерации не будет и система будет устойчивой. Система с однозвенным фильтром почти всегда устойчива, так как второе условие не выполняется. В нем максимальный фазовый сдвиг равен 900.^ Особенности работы АРУ в приемниках импульсных сигналовАРУ делятся на инерционные и безинерционным.Инерционные системы АРУ. В таких АРУ должно выполнятся условие АРУ>>Тп, где Тп – период повторения импульсов.Тогда характеристики такой АРУ аналогичны характеристикам АРУ для непрерывных сигналов.В качестве примера рассмотрим импульсное АРУ в ПРМ РЛС, решающую задачу по дальности и угловым координатам: UВХ UВЫХUР СИ ПРД к ССУКUВХАРУ(*) E3 РУДВУ СК УПТФНЧД UВХ ЗИ СИ t UСИ n ЗАД ЗАД UВХару t


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.