Auto-noginsk.ru

Авто Ногинск
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство шумовой автоматической регулировки усиления

устройство шумовой автоматической регулировки усиления

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для поддержания постоянного уровня шумов на выходе приемного тракта. Достигаемый технический результат — защита от перегрузок усилителя приемника, вызванных импульсными шумовыми помехами, длительность действия которых соизмерима с длительностью импульсов принятых сигналов. Указанный результат достигается за счет того, что заявленное устройство содержит последовательно соединенные приемник, первый детектор автоматической регулировки усиления (АРУ), первый усилитель и фильтр, при этом на пороговый вход детектора АРУ подается напряжение задержки, выход приемника соединен с детектором приемника, выход которого является выходом устройства, а также содержит схему совпадения, последовательно соединенные фильтр помехи, второй детектор АРУ, второй усилитель, первое пороговое устройство, выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, последовательно соединенные фильтр сигнала, третий детектор АРУ, третий усилитель, второе пороговое устройство, выход которого соединен с вторым входом схемы совпадения, выход которой подключен к управляющему входу ключа, вход которого подключен к выходу второго усилителя, а выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу фильтра, а выход — к управляющему входу приемника, вход которого соединен с выходом фильтра сигнала, вход фильтра сигнала соединен с входом фильтра помехи и является входом устройства, при этом на пороговые входы второго и третьего детекторов АРУ подается напряжение задержки. 1 ил.

Формула изобретения

Устройство шумовой автоматической регулировки усиления, содержащее последовательно соединенные приемник, первый детектор автоматической регулировки усиления (АРУ), первый усилитель и фильтр, на пороговый вход детектора АРУ подается напряжение задержки, выход приемника соединен с детектором приемника, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены схема совпадения, последовательно соединенные фильтр помехи, второй детектор АРУ, второй усилитель, первое пороговое устройство, выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, последовательно соединенные фильтр сигнала, третий детектор АРУ, третий усилитель, второе пороговое устройство, выход которого соединен с вторым входом схемы совпадения, выход которой подключен к управляющему входу ключа, вход которого подключен к выходу второго усилителя, а выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу фильтра, а выход — к управляющему входу приемника, вход которого соединен с выходом фильтра сигнала, вход фильтра сигнала соединен с входом фильтра помехи и является входом устройства, на пороговые входы второго и третьего детекторов АРУ подается напряжение задержки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано для поддержания постоянного уровня шумов на выходе приемного тракта.

Известна схема шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ) [1, с.292], содержащая усилитель промежуточной частоты (УПЧ), амплитудный детектор, пороговое устройство, генератор стандартных импульсов, селектор дальности, счетчик и управляющее устройство. Недостатком устройства является низкое быстродействие, так как схема ШАРУ включается только в промежуток времени, когда сигналы от целей отсутствуют.

Известна также схема АРУ «вперед» [2, с.20, рис.а], содержащая УПЧ, детектор, выходной усилитель, детектор АРУ и усилитель АРУ. Данное устройство предназначено для борьбы с перегрузкой усилителя, вызванной помехами, длительность действия которых значительно превышает длительность импульсов сигналов. Однако импульсные помехи, длительность которых имеет тот же порядок, что и длительность сигнальных импульсов, будут проходить на выход без искажений [3, с.213]. Таким образом, недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предлагаемому изобретению) является схема АРУ [3, с.197, рис.5.7], содержащая последовательно соединенные приемник, детектор АРУ, усилитель и фильтр, выход которого подключен к управляющему входу приемника, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом детектора приемника, выход которого является выходом устройства.

Напряжение с выхода приемника детектируется детектором АРУ, куда подается напряжение задержки (Е 3 ). Результирующее напряжение на выходе детектора АРУ есть разность напряжений на входе детектора АРУ и напряжения задержки. Оно через усилитель и фильтр поступает на регулируемые каскады приемника для изменения его коэффициента усиления. Для того чтобы сигнальный импульс не искажался, инерционность устройства АРУ выбирается в несколько раз больше его длительности. То есть, данное устройство предназначено для борьбы с перегрузкой усилителя, вызванной помехами, длительность действия которых значительно превышает длительность импульсов сигналов. Однако импульсные помехи, длительность которых имеет тот же порядок, что и длительность сигнальных импульсов, будут проходить на выход без искажений [3, с.213].

Таким образом, недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Задача, на решение которой направленно заявляемое устройство, состоит в повышении его быстродействия.

Технический результат заключается в защите от перегрузок усилителя, вызванных импульсными шумовыми помехами, длительность действия которых соизмерима с длительностью импульсов сигналов.

Читайте так же:
Требуется ли регулировка развала при замене шаровой

Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные приемник, первый детектор АРУ, первый усилитель и фильтр, на пороговый вход детектора АРУ, подается напряжение задержки, выход приемника соединен с детектором приемника, выход которого является выходом устройства, дополнительно введены схема совпадения, последовательно соединенные фильтр помехи, второй детектор АРУ, второй усилитель, первое пороговое устройство, выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, последовательно соединенные фильтр сигнала, третий детектор АРУ, третий усилитель, второе пороговое устройство, выход которого соединен со вторым входом схемы совпадения, выход которой подключен к управляющему входу ключа, вход которого подключен к выходу второго усилителя, а выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу фильтра, а выход — к управляющему входу приемника, вход которого соединен с выходом фильтра сигнала, вход фильтра сигнала соединен со входом фильтра помехи и является входом устройства, на пороговые входы второго и третьего детекторов АРУ подается напряжение задержки.

Сущность изобретения основана на использовании частотных различий сигналов и помехи, ширина спектра которой превышает ширину спектра сигнала.

Структурная схема предложенного устройства приведена на чертеже.

Предложенное устройство шумовой автоматической регулировки усиления состоит из фильтра сигнала 1, приемника 2, детектора приемника 3, фильтра помехи 4, второго детектора АРУ 5, третьего детектора АРУ 6, первого детектора АРУ 7, второго усилителя 8, третьего усилителя 9, первого усилителя 10, первого порогового устройства 11, схемы совпадения 12, второго порогового устройства 13, сумматора 14, фильтра 15, ключа 16, соединенных как показано на чертеже.

Назначение элементов схемы ясны из их названия.

Устройство работает следующим образом.

При формировании управляющего напряжения используются частотные различия сигналов и активной шумовой помехи (АШП), ширина спектра которой превышает ширину спектра сигнала. АШП проходит через фильтр сигнала 1 и фильтр помехи 4, полоса пропускания которого не совпадает со спектром сигнала, детектируется соответственно третьим 6 и вторым 5 детекторами АРУ, на пороговые входы которых подается напряжение задержки (Е 3 ). Результирующее напряжение на выходах второго 5 и третьего 6 детекторов АРУ есть разность напряжений на входе детектора и напряжения задержки. Они через второй 8 и третий 9 усилители и соответственно через первое 11 и второе 13 пороговые устройства поступают на схему совпадения 12, которая срабатывает, если АШП присутствует на выходах обоих фильтров сигнала 1 и помехи 4. Схема совпадения 12 открывает ключ 16 и управляющее напряжение с выхода второго усилителя 8 через сумматор 14 поступает на регулируемые каскады приемника 2 для изменения его коэффициента усиления. Так как для настройки не используется полезный сигнал, то быстродействие данного устройства может быть менее длительности сигнала. Если помеха не проходит через фильтр помехи 4, то схема работает как обычная схема АРУ (прототип). Напряжение с выхода приемника детектируется первым детектором АРУ 7, куда подается напряжение задержки (Е 3 ). Результирующее напряжение на выходе первого детектора АРУ 7, есть разность напряжений на его входе и напряжения задержки. Оно через первый усилитель 10, фильтр 15 и сумматор 14 поступает на регулируемые каскады приемника для изменения его коэффициента усиления.

Таким образом, предложенное устройство обладает высоким быстродействием и обеспечивает защиту от перегрузок усилителя, вызванных импульсными шумовыми помехами, длительность действия которых соизмерима с длительностью импульсов сигналов.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, обладающие высоким быстродействием и обеспечивающие защиту от перегрузок усилителя, вызванных импульсными шумовыми помехами, длительность действия которых соизмерима с длительностью импульсов сигналов.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы широко распространенной технологии.

1. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1983. — 536 с.

2. Электроника: Энциклопедический словарь / Гл.ред. В.Г.Колесников, — М.: Сов. энциклопедия, 1991. — 688 с.: ил.

3. Защита от радиопомех. Под ред. Максимова М.В. М.: Сов. радио, 1976. — 496 с.

Автоматическая регулировка усиления (АРУ)

Обратные системы АРУ являются системами с обратными связями, в них точка съема напряжения для формирования регулирующего воздействия расположена дальше от входа приемника, чем точка приложения регулирующего воздействия. Эта система часто называется регулировкой «назад». Структурная схема регулировки этого типа приведена ниже. Система АРУ защищает от перегрузок все каскады приемника, расположенные… Читать ещё >

  • устройства приема и обработки сигналов

Автоматическая регулировка усиления (АРУ) ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

АРУ предназначена для поддержания уровня выходного сигнала приемного устройства или усилителя вблизи некоторого номинального значения при изменения уровня входного сигнала. Автоматическое выполнение этой функции необходимо потому, что изменение уровня входного сигнала могут происходить хаотически и достаточно быстро. Ручная регулировка используется лишь для установки выходного сигнала, который должен поддерживаться системой АРУ.

Читайте так же:
Регулировка клапанов двигателя mr479qa джили мк

В радиосвязи напряжение сигнала на входе приемника может изменяться на 103 (60 ДБ), а в радиолокации 105 (100 ДБ) и более.

Выходное напряжение приемника при этом не должно изменяться более чем в 1,2 3 раза (1,6 9,6 ДБ). Это требование диктуется как допустимыми искажениями информации в тракте приемника, так и отсутствием перегрузок его каскадов, могущим привести к длительным потерям чувствительности. При этом сама система АРУ не должна вызывать чрезмерных искажений огибающей сигнала или приводить к появлению паразитной амплитудной модуляции сигнала т. е. система АРУ должна быть устойчивой. Системы АРУ могут быть обратными и прямыми:

— обратные системы АРУ являются системами с обратными связями, в них точка съема напряжения для формирования регулирующего воздействия расположена дальше от входа приемника, чем точка приложения регулирующего воздействия. Эта система часто называется регулировкой «назад». Структурная схема регулировки этого типа приведена ниже.

Рис. 112 Структурная схема регулировки типа «назад»

— прямая система АРУ. Точка съема напряжения для системы АРУ расположена ближе ко входу приемника, чем точка приложения регулирующего воздействия. Эта система не образует петли обратной связи обратной связи и является системой регулировки «вперед». Структурная схема такой регулировки приведена на рисунке Рис. 113 Структурная схема системы регулировки тип «вперед»

Остановимся на достоинствах и недостатках указанных систем.

Достоинства обратной системы АРУ:

— система АРУ защищает от перегрузок все каскады приемника, расположенные дальше от входа, чем точка приложения регулирующего воздействия, а сами цепи АРУ находятся под воздействием сигнала со сжатым динамическим диапазоном и также не подвержены перегрузкам.

— система нечувствительна к изменениям коэффициента усиления системы, связанных со старением активных элементов.

Недостатки обратной АРУ:

  • — не могут дать полного постоянства выходного напряжения, т. к, оно является входным для системы АРУ и должно содержать информацию для соответствующего изменения регулирующего напряжения.
  • — указанная система АРУ не может обеспечить одновременно большую глубину регулирования (стремление к идеальной амплитудной характеристике) и высокое быстродействие. Это связано с тем, что с увеличением коэффициента усиления в цепи обратной связи, связанную с необходимостью увеличения глубины регулирования, необходимо увеличивать постоянную времени фильтра в цепи обратной связи (уменьшать быстродействие системы) с тем, чтобы обеспечить устойчивость системы АРУ.

Прямые АРУ принципиально могут обеспечить идеальное регулирование, т. е. при, и сколь угодно высокое быстродействие. Однако практически это не достигается, т.к. степень постоянства выходного напряжения обусловлена конкретными данными элементов цепи АРУ и цепей приемного устройства, подверженных технологическим разбросам, временным и режимным изменениям (29, https://referat.bookap.info).

Цепь АРУ «вперед» защищает от перегрузок только те каскады, которые расположены дальше от точки приложения регулирующего воздействия, и сама находится под воздействием сигнала с широким динамическим диапазоном, т. е. подвержена перегрузкам и должна содержать внутренние обратные связи. В этом случае система АРУ практически превращается в отдельный канал приемного устройства, не менее сложный, чем основной канал.

Все эти причины приводят к тому, что в настоящее время большое распространение получили обратные системы АРУ.

Очевидно, лучшие результаты может дать применение комбинированной системы АРУ, включающей в себя цепи прямой и обратной связи, с превалирующим влиянием обратной цепи АРУ.

Структурная схема комбинированной системы АРУ приведена на рисунке.

Таким образом, прямые регулировки усиления как правило используются лишь в быстродействующих системах или в комбинированных, где основной является обратная система АРУ.

Рис. 114 Структурная схема комбинированной системы АРУ

Автоматическая регулировка усиления (ару) прм

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.

С применением системы АРУ динамический диапазон на линейном участке существенно расширяется, т.е. ПРМ не перегружается.

идеальная с АРУ

Фактически значение U вых. должно быть постоянно.

Чтобы АРУ не реагировало на шумы ПРМ, применяют задержанные системы АРУ.
ф
Ф

В этом случае амплитудная характеристика выглядит следующим образом:
Uвых
без АРУ

АРУ с задержкой

Uвх мин Uз Uвх макс
ее 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 АРУ
Любая система АРУ включает в себя:

Читайте так же:
Регулировка карбюратора дааз 2140 холостом ходу

фильтр
Детектор – 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.

  1. W в>W maxср., где W maxср. – максимальная средняя частота входящего сигнала.
  2. Wв РЕГУЛИРУЕМЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (РУ)

на 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).

На V1 собрана схема резонансного усилителя, а на V2 собрана регулируемая обратная связь.

Коэффициент усиления триода V2 регулируется изменением регулирующего Up.

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.

Ек
СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ (СР) РАБОТЫ АРУ
При анализе СР полагают, что переходные процессы закончены и системы находятся в установившемся состоянии.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА:

Кус Кф
РУ меняет свое K в зависимости от Up

Задается при этом

Для идеальной системы АРУ:

В СР анализируем:

требуемая глубина регулировки:

Задается типом РУ и определяем вид регулировочной характеристики.
K

К min глубина регулировки

Uр на одном усилителе

Для всех каскадов:

  1. РУ должны находиться влзможно ближе к входу приемника, чтобы большее число каскадов ПРМ было защищено от перегрузок;
  2. с возрастанием числа каскадов уменьшается линия глубины регулирования требуется от каждого каскада следовательно уменьшается искажения полезного сигнала.
  1. РУ является безинерционным устройством;
  2. все инертности АРУ заключены в инерциальности ее фильтра;
  3. регулированная характеристика РУ апраксимируется прямой линией.

Уравнение этой прямой:

P=tg — крутизна регулировочной

Выберем в качестве фильтра АРУ — однозвенный RC фильтр.
Rф

Up Коэффициент усиления

CФ его как бы нет
Тогда -дифференциальное уравнение

К нач К нр Uвых нр ( К нач – РUр) Uвых> Eз
К нр -Коэффициент усиления нерегулируемого усилителя

Найдем отсюда UР: (из второго условия)

U1— напряжение на входе фильтра

КАРУкоэффициент передачи детектора Кd

Подставим Up и 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:

t
Uвых. нач. – начальное значение выходного напряжения:

-эквивалентный коэффициент усиления цепи АРУ,

АРУ — постоянная времени цепи АРУ.

График переходных процессов в системе АРУ:

E31 убывает по exp

  1. от величины нерегулируемых коэффициентов усиления (чем больше эта величина, тем меньше  и тем выше быстродействие);
  2. от величины коэффициента усиления цепи АРУ (чем выше KАРУ, тем больше крутизна следовательно меньше АРУ следовательно больше быстродействие);
  3. от амплитуды входного сигнала (чем больше Uвх., тем меньше , тем больше быстродействие, будет круче спадать exp.);
  4. от постоянной времени фильтра ффRф (чем больше ф, тем больше АРУ следовательно, меньше быстродействие);
  5. от E (чем больше E3, тем больше инерционность АРУ).

Устойчивость системы АРУ

Анализ устойчивости нужен только для обратных АРУ.

Причина 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).

  1. |K| 0.
    Особенности работы АРУ в приемниках импульсных сигналов
    АРУ делятся на инерционные и безинерционным.
    1. Инерционные системы АРУ.

    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 UВЫХ

    Автоматическая регулировка усиления

    Автоматическая регулировка усиления ( АРУ ) — это схема регулирования с обратной связью с обратной связью в усилителе или цепочке усилителей, цель которой — поддерживать подходящую амплитуду сигнала на его выходе, несмотря на изменение амплитуды сигнала на входе. Средний или пиковый уровень выходного сигнала используется для динамической регулировки усиления усилителей, позволяя схеме удовлетворительно работать с более широким диапазоном уровней входного сигнала. Он используется в большинстве радиоприемников для выравнивания средней громкости ( громкости ) разных радиостанций из-за разницы в мощности принимаемого сигнала., а также изменения радиосигнала отдельной станции из-за замирания . Без AGC звук , излучаемый от AM радио приемника будет меняться до крайней степени , от слабого до сильного сигнала; АРУ эффективно снижает громкость, если сигнал сильный, и увеличивает ее, когда он слабее. В типичном приемнике сигнал управления обратной связью АРУ обычно берется из каскада детектора и применяется для управления усилением каскадов усилителя ПЧ или ВЧ.

    Содержание

    Как это работает [ править ]

    Сигнал, который необходимо регулировать усилением (выход детектора в радио), поступает на диод и конденсатор , которые вырабатывают постоянное напряжение, следующее за пиком. Это подается на блоки усиления RF, чтобы изменить их смещение, тем самым изменяя их усиление. Традиционно все каскады с регулируемым усилением располагались до обнаружения сигнала, но также можно улучшить управление усилением, добавив каскад с регулируемым усилением после обнаружения сигнала.

    Примеры использования [ править ]

    Радиоприемники AM

    В 1925 году Гарольд Олден Уиллер изобрел автоматический регулятор громкости (AVC) и получил патент. Карл Кюпфмюллер опубликовал анализ систем AGC в 1928 году. [1] К началу 1930-х годов большинство новых коммерческих радиовещательных приемников включали автоматический регулятор громкости. [2]

    AGC является отклонением от линейности в радио AM приемников . [3] Без АРУ AM-радио будет иметь линейную зависимость между амплитудой сигнала и формой звуковой волны — амплитуда звука , которая коррелирует с громкостью, пропорциональна амплитуде радиосигнала, потому что информационное содержание сигнала передается через изменения амплитуды несущей волны . Если бы схема не была достаточно линейной, модулированный сигнал не мог бы быть восстановлен с разумной точностью . Однако сила принимаемого сигнала будет широко варьироваться в зависимости от мощности и расстояния до передатчика , а также затухания на пути сигнала.. Схема АРУ ​​предотвращает слишком большие колебания выходного уровня приемника, определяя общую мощность сигнала и автоматически регулируя усиление приемника для поддержания выходного уровня в приемлемом диапазоне. Для очень слабого сигнала АРУ ​​работает с приемником с максимальным усилением; по мере увеличения сигнала АРУ ​​снижает усиление.

    Обычно невыгодно уменьшать усиление входного радиочастотного интерфейса приемника для более слабых сигналов, поскольку низкое усиление может ухудшить отношение сигнал / шум и блокировку ; [4] поэтому многие конструкции уменьшают усиление только для более сильных сигналов.

    Поскольку диод AM-детектора вырабатывает постоянное напряжение, пропорциональное силе сигнала, это напряжение может подаваться обратно на более ранние каскады приемника для уменьшения усиления. Требуется сеть фильтров, чтобы аудиокомпоненты сигнала не влияли заметно на усиление; это предотвращает «нарастание модуляции», которое увеличивает эффективную глубину модуляции сигнала, искажая звук. Приемники связи могут иметь более сложные системы AVC, включая дополнительные каскады усиления, отдельные детекторные диоды АРУ, разные постоянные времени для широковещательных и коротковолновых диапазонов и приложение разных уровней напряжения АРУ к разным каскадам приемника для предотвращения искажений и перекрестной модуляции. [5] Дизайн системы AVC оказывает большое влияние на удобство использования приемника, характеристики настройки, точность воспроизведения звука и поведение при перегрузке и сильных сигналах. [6]

    FM-приемники, даже несмотря на то, что они включают каскады ограничителей и детекторы, которые относительно нечувствительны к изменениям амплитуды, все же выигрывают от АРУ для предотвращения перегрузки сильных сигналов.

    Радар

    Связанное с этим применение AGC — в радиолокационных системах как метод преодоления нежелательных отраженных сигналов от помех . Этот метод основан на том факте, что количество возвращаемых беспорядков намного превышает количество эхо-сигналов от интересующих целей. Усиление приемника автоматически регулируется для поддержания постоянного уровня видимых помех. Хотя это не помогает обнаруживать цели, замаскированные более сильными окружающими помехами, это помогает различать сильные источники целей. В прошлом АРУ радара управлялись электроникой и влияли на усиление всего приемника радара. По мере развития радаров система AGC стала управляться программно и с большей степенью детализации в определенных ячейках обнаружения. Множество радиолокационных средств противодействия используйте AGC радара, чтобы обмануть его, эффективно «заглушив» реальный сигнал с помощью имитации, так как AGC будет рассматривать более слабый, истинный сигнал как помеху по сравнению с сильной имитацией.

    Аудио / видео

    Аудиолента генерирует определенное количество шума . Если уровень сигнала на ленте низкий, шум более заметен, т. Е. Отношение сигнал / шум ниже, чем могло бы быть. Для получения наименее шумные записей, уровень записи должен быть установлен как можно выше, не будучи настолько высокими, чтобы клип или исказить сигнал. При профессиональной записи с высокой точностью уровень устанавливается вручную с помощью пиковых значений.метр. Когда высокая точность не является требованием, подходящий уровень записи может быть установлен с помощью схемы АРУ, которая снижает усиление по мере увеличения среднего уровня сигнала. Это позволяет делать полезную запись даже для речи на некотором расстоянии от микрофона диктофона. Аналогичные соображения применимы и к видеомагнитофонам .

    Потенциальным недостатком AGC является то, что при записи чего-то вроде музыки с тихими и громкими пассажами, например классической музыки, AGC будет делать тихие пассажи громче, а громкие — тише, сжимая динамический диапазон ; результатом может стать снижение качества музыки, если сигнал не будет повторно расширен при воспроизведении, как в системе компандирования .

    Некоторые катушечные магнитофоны и кассетные деки имеют схемы АРУ. Те, которые используются для высокой точности, обычно этого не делают.

    Большинство схем видеомагнитофона используют амплитуду вертикального запирающего импульса для работы АРУ. Схемы управления копированием видео, такие как Macrovision, используют это, вставляя пики в импульс, которые будут игнорироваться большинством телевизоров , но заставляют АРУ видеомагнитофона излишне исправлять и искажать запись.

    Вогад

    Устройство регулировки усиления с голосовым управлением [7] или устройство регулировки усиления с управлением по громкости [8] (vogad) — это тип АРУ или компрессора для усиления микрофона . Обычно он используется в радиопередатчиках для предотвращения перемодуляции и уменьшения динамического диапазона сигнала, что позволяет увеличить среднюю передаваемую мощность. В телефонии это устройство принимает широкий спектр входных амплитуд и выдает в целом согласованную выходную амплитуду.

    В своей простейшей форме ограничитель может состоять из пары встречных ограничивающих диодов , которые просто шунтируют избыточную амплитуду сигнала на землю, когда превышается порог проводимости диода. Этот подход просто отсекает верхнюю часть больших сигналов, что приводит к высокому уровню искажений.

    В то время как ограничители ограничения часто используются как форма последней защиты от перемодуляции , правильно спроектированная схема Vogad активно контролирует величину усиления для оптимизации глубины модуляции в реальном времени. Помимо предотвращения чрезмерной модуляции, он повышает уровень тихих сигналов, так что также предотвращается недомодуляция. Недомодуляция может привести к плохому проникновению сигнала в шумных условиях, следовательно, vogad особенно важен для голосовых приложений, таких как радиотелефоны .

    Хорошая схема vogad должна иметь очень быстрое время атаки , чтобы начальный громкий голосовой сигнал не вызывал внезапного всплеска чрезмерной модуляции. На практике время атаки будет составлять несколько миллисекунд, поэтому иногда требуется ограничитель ограничения, чтобы поймать сигнал на этих коротких пиках. Обычно используется гораздо большее время затухания, чтобы усиление не увеличивалось слишком быстро во время обычных пауз в естественной речи. Слишком короткое время затухания приводит к феномену « дыхания », когда уровень фонового шума увеличивается с каждым перерывом в речи. Цепи Vogad обычно настраиваются так, чтобы при низких уровнях входного сигнала сигнал не усиливался полностью, а вместо этого следовал линейной кривой усиления. Это хорошо работает с микрофонами с шумоподавлением .

    Телефонная запись

    Устройства для записи обеих сторон телефонного разговора должны записывать как относительно сильный сигнал от локального пользователя, так и гораздо меньший сигнал от удаленного пользователя при сопоставимой громкости. Некоторые записывающие устройства телефонной связи включают автоматическую регулировку усиления для обеспечения записи приемлемого качества.

    Биологический

    Как и в случае со многими концепциями, встречающимися в технике, автоматическая регулировка усиления также встречается в биологических системах, особенно в сенсорных системах. Например, в зрительной системе позвоночных динамика кальция в фоторецепторах сетчатки регулирует усиление в соответствии с уровнем освещенности. Кроме того, в зрительной системе клетки в V1, как полагают, взаимно подавляют, вызывая нормализацию ответов на контраст, форму автоматического контроля усиления. Аналогичным образом , в слуховой системе , что olivocochlear эфферентных нейроны являются частью биомеханического контура регулировки усиления. [9] [10]

    Время восстановления [ править ]

    Как и во всех системах автоматического управления, временная динамика работы АРУ может быть важной во многих приложениях. Некоторые системы АРУ медленно реагируют на необходимость изменения усиления, тогда как другие могут реагировать очень быстро. Примером приложения, в котором требуется быстрое время восстановления АРУ, являются приемники, используемые в связи с кодом Морзе, где требуется так называемая операция полного взлома или операция QSK, чтобы приемные станции могли прерывать отправляющие станции в середине символа (например, между точкой и сигналы тире).

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector