Auto-noginsk.ru

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

Автоматическая регулировка усиления

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 [ править ]

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 [ править ]

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 [ редактировать ]

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 .

Читайте так же:
Регулировка фар своими руками субару аутбек

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 [ править ]

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 [ править ]

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 [ править ]

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).

ТЕСТ Активные микрофоны для систем видеонаблюдения

Звуковая информация зачастую бывает необходима наряду с изображением от телекамер систем видеонаблюдения, так как она позволяет точнее восстановить последовательность событий, идентифицировать их участников, а также определить их намерения. Наличие звукового канала нередко позволяет получить информацию о событиях, не попавших в поле зрения камер.

Встроенными микрофонами снабжаются многие типовые телекамеры наблюдения, причем как бескорпусные модульные варианты, так и модели со встроенным или сменным объективом. Однако практически всегда эффективнее использовать микрофоны отдельно от камер. Это обусловлено тем, что оптимальные места установки камеры и микрофона принципиально различны. Камеры наблюдения (за редким исключением) располагаются на значительном расстоянии от объектов наблюдения. В помещениях они чаще всего размещаются в верхней части его объема или даже под потолком. Встроенный микрофон в таких случаях попадает в зону суммирования звуков от всех источников в помещении и их максимальной реверберации, что ведет к плохой разборчивости звуков и не позволяет без специальной и сложной обработки провести селекцию их источников. При этом весьма проблематично использовать направленные системы из-за их больших размеров и высокой стоимости. Типовые телекамеры наблюдения никогда не комплектуются подобными устройствами. Существенно улучшить разборчивость и селекцию звучащих объектов позволило бы применение стереофонического микрофона, но отсутствие готовых стереофонических аудиоканалов и двух-канальных систем записи звука в видеорегистраторах делает этот метод малоприменимым

Читайте так же:
Ящик для регулировки давления

Из вышесказанного следует, что удовлетворительное качество звукового сигнала проще получить, разместив микрофон на максимально близком расстоянии от места расположения объекта наблюдения. Это обусловило широкое распространение активных микрофонов, устанавливаемых отдельно от систем видеонаблюдения. Активный микрофон предполагает по меньшей мере наличие в нем предусилителя в случае длинной линии связи и для минимизации потерь, искажений и помех.

Чтобы выяснить, какими достоинствами и недостатками обладают такие микрофоны, предлагаемые сегодня на отечественном рынке, были проведены испытания. Для испытаний были выбраны несколько моделей активных микрофонов российских производителей, популярных на рынке безопасности. Задача этих испытаний — сравнить основные характеристики представленных изделий, чтобы выявить их плюсы и минусы и определить оптимальные сферы применения.
Для сравнения в качестве базовой модели был выбран активный аудиоканал широко распространенной бескорпусной модульной телекамеры SK-1004A производства южнокорейской компании SUNKWANG (концерн HU-VIRON)

Определяемые характеристики

1. Полоса пропускания по уровню — 6 дБ
2. Неравномерность АЧХ в рабочей полосе частот.
3. Относительная чувствительность (в сравнении с аудиоканалом SK-1004A)
4. Отношение сигнал/шум
5. Диапазон регулировки усиления (при наличии)
6. Глубина АРУ (при наличии)
7. Максимальный неискаженный выходной сигнал на номинальную нагрузку.
8. Выходной импеданс (сопротивление)
9. Потребляемый ток при номинальном напряжении питания 12 В

Используемое оборудование

1. Звуковой генератор Г3-36А.
2. Милливольтметр В3-38
3. Милливольтметр среднеквадратичный В3-55А.
4. Электронный осциллограф С1-94
5. Мультиметр MASTECH MY-60T.
6. Громкоговоритель KEF Q35
7. Усилитель низкой частоты KENWOOD KA-7090.
8. Тюнер KENWOOD KT-2040
9. Наушники Sennheiser HD-55
10. Колонки активные Genius SP-P110
11. Блок питания стабилизированный БП-1А.

Методика испытаний

Измерения проводились при стандартных лабораторных условиях, в помещении площадью 18 м2, предназначенном для прослушивания музыкальных записей. Помещение снабжено звукопоглащающими панелями, натяжным потолком и ковровым покрытием на полу.

1. Амплитудно-частотная характеристика определялась путем измерения выходного сигнала микрофона при изменении частоты звукового сигнала, излучаемого громкоговорителем, который располагался на одной оси с микрофоном — на расстоянии 1 м от него. Для воспроизведения звукового сигнала использован двухполосный громкоговоритель KEF (100 Вт, 91 дБ, 45-20 000 Гц) с коаксиальным расположением излучателей по технологии Uni-Q, подключенный к одному из каналов усилителя KENWOOD (130 Вт, 20-20 000 Гц ±1,0 дБ). Напряжение на громкоговорителе при перестройке частоты генератора Г3-36А контролировалось милливольтметром В3-38. Начальный выходной сигнал микрофона на частоте 1 кГц устанавливался на уровне -10 дБ относительно максимального уровня. Измерение выходного сигнала тестируемого микрофона производилось милливольтметром среднеквадратичных значений В3-55А. По результатам измерений оценивалась ширина и неравномерность АЧХ. Поскольку испытания проводились не в специальной измерительной заглушенной камере, то их результаты носят оценочный характер. Вместе с тем, для речевых микрофонов, главным критерием которых является разборчивость речи, эта методика, на наш взгляд, является допустимой.

2. Относительная чувствительность оценивалась как различие выходного сигнала микрофонов в сравнении с сигналом в 50 мВ на частоте 1 кГц аудио-канала SK-1004, эквивалентного громкости нормального разговора на расстоянии 2-3 м от микрофона.

3. Отношение сигнал/шум определялось для максимального неискаженного значения выходного сигнала и нормированного сигнала (см. п. 2) Среднеквадратичное напряжение шума определялось при размещении микрофонов в виброизолированный и звукозащитный бокс. Характер шума контролировался осциллографом С1-94 и на слух (с помощью наушников HD-55, подключенных через усилители активных колонок SP-P110 в режиме «моно»). Для некоторых моделей потребовалась дополнительная экранировка микрофона, чтобы устранить помехи от промышленной сети.

4. Диапазон регулировки усиления определялся относительно максимального неискаженного значения выходного сигнала.

5. Глубина автоматической регулировки усиления (АРУ) определялась как диапазон изменения интенсивности звука на частоте 1 кГц при изменении выходного сигнала не более 6 дБ.

6. Максимальный выходной сигнал на номинальную нагрузку определялся путем увеличения интенсивности звука до возникновения ограничения выходного сигнала, отображаемого на экране осциллографа. Номинальная нагрузка была выбрана 47 кОм как типичное значение для звуковых входов аппаратуры видеосистем.

7. Выходной импеданс (сопротивление) определялся на частоте 1 кГц. В рабочем диапазоне частот микрофонов и применяемой в них схемотехники можно считать выходной импеданс активным сопротивлением без реактивной составляющей Выходное сопротивление определялось по уменьшению выходного сигнала при снижении нагрузки до 1 кОм, а при недостаточном уменьшении — до 100 Ом.

8. Энергопотребление определялось измерением потребляемого тока мультиметром MY-60T. Работоспособность микрофонов не проверялась в диапазоне питающих напряжений, превышающих + 10%, ввиду незначительной важности этого параметра для систем видеонаблюдения с типовым питанием 12 В.

9. Разборчивость и общее качество звука оценивалось в ходе прослушивания дикторского текста из передач радио ФМ (радиостанции «Маяк», «Радио России», «Культура»). Для контроля использовался испытательный комплект, упомянутый выше, с тюнером KT-2040.

Не проверялись ввиду неопределенности параметров такие характеристики, заявленные некоторыми производителями, как акустическая дальность и длина соединительной линии Акустическая дальность, даже при заданном отношении сигнал/шум и акустической мощности (интенсивности) источника звука сильно зависит от расположения микрофона, окружающей акустической обстановки, наличия посторонних шумов и т.д. Например, в помещении со сложной архитектурой благодаря переотражению и сложению звуковых волн можно осуществить прослушивание на значительном расстоянии, но одновременно в таком помещении могут иметься мертвые зоны в непосредственной близости от источника звука. На открытом пространстве при спокойной атмосфере отчетливо прослушивается разговор с высоты 200 м и более, но на приземной трассе в результате поглощения ландшафтом звука сделать это иногда затруднительно даже в нескольких метрах от его источника.
Длина соединительной линии на всем ее протяжении не может быть гарантирована без определения типа этой линии, а также интенсивности и характера электромагнитных помех. Некоторую информацию о способности работы микрофона на длинной линии связи дает выходное сопротивление. Во всяком случае, при выходном сопротивлении 100 Ом и менее, а также в случае квазисогласованной нагрузке (низкоомный вход) можно надеятся на минимум помех и максимальную полосу частот при передаче. При особо сложной электромагнитной обстановке целесообразно переходить на симметричные методы передачи (типовое оборудование для передачи по «витой паре») Для микрофонов серии «Шорох» производитель дает значения коэффициента нелинейных искажений в диапазоне 0,3-0,5%. По всей видимости, в этом случае приведены данные на усилительные тракты устройств. Микрофоны, как малосигнальные устройства, весьма редко нормируются по этому параметру. В особенности сомнительна целесообразность этого для речевых микрофонов. Названный параметр не проверялся, поскольку остальные звенья измерительного тракта, и особенно громкоговорители, имеют эти искажения как минимум одного порядка с упомянутыми выше.
При измерениях в микрофонах с регулировками были установлены максимальные значения параметров (усиление и глубина АРУ)

Читайте так же:
Регулировка механизма переключения кпп маз

Аудиоканал бескорпусной модульной телекамеры SK-1004A

Производитель: SUNKWANG (концерн HUVIRON), Ю. Корея

Автоматическая регулировка усиления — Automatic gain control

Автоматическая регулировка усиления (AGC), является замкнутым Обратная связь цепь регулирования в усилитель мощности или цепочка усилителей, цель которых — поддерживать подходящую амплитуду сигнала на его выходе, несмотря на изменение амплитуды сигнала на входе. Средний или пиковый уровень выходного сигнала используется для динамической регулировки прирост усилителей, что позволяет схеме удовлетворительно работать с большим диапазоном уровней входного сигнала. Он используется в большинстве радиоприемники для выравнивания средней громкости (громкость) разных радиостанций из-за различий в принимаемых сила сигнала, а также вариации радиосигнала отдельной станции из-за угасание. Без AGC звук, издаваемый ЯВЛЯЮСЬ радио приемник будет сильно отличаться 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 с детектор и применяется для управления усилением каскадов усилителя ПЧ или ВЧ.

Содержание

Как это устроено

Сигнал, подлежащий регулировке усиления (выход детектора в радио), поступает на диод & конденсатор, которые производят пиковое напряжение постоянного тока. Он подается на блоки усиления RF для изменения их смещения, 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

Радиоприемники AM

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

AGC — это отход от линейности в AM-радио приемники. [3] Без АРУ AM-радио имело бы линейную зависимость между амплитудой сигнала и формой звуковой волны — звуком. амплитуда, который коррелирует с громкостью, пропорционален амплитуде радиосигнала, поскольку информативность сигнала переносится изменениями амплитуды несущая волна. Если бы схема не была достаточно линейной, модулированный сигнал не мог бы быть восстановлен разумным верность. Однако сила принимаемого сигнала будет широко варьироваться в зависимости от мощности и расстояния до передатчик, и путь сигнала затухание. 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 RF передний конец приемника на более слабых сигналах, так как низкий коэффициент усиления может ухудшить соотношение сигнал шум и блокировка; [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 вещательных и коротковолновых диапазонов, а также 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 при сильных сигналах.

Радар

Связанное приложение AGC находится в радар системы, как метод преодоления нежелательных беспорядок эхо. 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 AGC стала управляться программно и с большей степенью детализации в определенных ячейках обнаружения. радиолокационные средства 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.

Читайте так же:
Регулировка тормозов на полуприцепе с барабанными тормозами

Аудио видео

An аудиозапись генерирует определенное количество шум. Если уровень сигнал на ленте низкий, шум более заметен, т.е. соотношение сигнал шум ниже, чем могло бы быть. Для получения наименее шумной записи уровень записи должен быть установлен как можно более высоким, но не настолько высоким, чтобы зажим или же искажать сигнал. В профессиональном высокая точность уровень записи устанавливается вручную с помощью пиковое чтение 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 микрофон диктофона. Аналогичные соображения применимы к Видеомагнитофоны.

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

Немного катушка на катушку магнитофоны и кассетные деки есть цепи АРУ. Те, которые используются для высокой точности, обычно этого не делают.

Большинство схем видеомагнитофона используют амплитуду вертикальный импульс гашения для работы с AGC. Схемы управления копированием видео, такие как Macrovision использовать это, вставляя импульсы в импульс, которые будут игнорироваться большинством телевидение устанавливает, но приводит к чрезмерному исправлению АРУ видеомагнитофона и повреждению записи.

Вогад

Устройство регулировки усиления с голосовым управлением [7] или регулируемое по громкости устройство [8] (вогад) — это тип АРУ или компрессор за микрофон усиление. Обычно используется в радиопередатчиках для предотвращения сверхмодуляция и уменьшить динамический диапазон сигнала, что позволяет увеличить среднюю передаваемую мощность. В телефония, это устройство принимает широкий спектр входных амплитуд и выдает в целом согласованную выходную амплитуду.

В простейшем виде ограничитель может состоять из пары соединенных друг с другом фиксирующие диоды, которые просто шунтируют избыточную амплитуду сигнала на землю при превышении порога проводимости диода. Этот подход просто отсекает верхнюю часть больших сигналов, что приводит к высоким уровням искажений.

Пока ограничители отсечения часто используются в качестве последней меры защиты от сверхмодуляция, 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, поэтому vogad особенно важен для голосовых приложений, таких как радиотелефоны.

Хорошая трасса вогад должна иметь очень быструю время атаки, так что начальный громкий голосовой сигнал не вызывает 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 явлению «дыхание», где уровень фонового шума повышается при каждом перерыве в речи. Схемы Vogad обычно настраиваются таким образом, что при низких уровнях входного сигнала сигнал не усиливается полностью, а вместо этого следует линейной кривой усиления. Это хорошо работает с шумоподавление микрофоны.

Телефонная запись

Устройства для записи обеих сторон телефон разговор должен записывать как относительно сильный сигнал от локального пользователя, так и гораздо более слабый сигнал от удаленного пользователя при сопоставимой громкости. Некоторые записывающие устройства телефонной связи включают автоматическую регулировку усиления для обеспечения записи приемлемого качества.

Биологические

Как и в случае со многими концепциями, встречающимися в технике, автоматическая регулировка усиления также встречается в биологических системах, особенно в сенсорных системах. Например, в позвоночное животное зрительная система, кальциевая динамика в сетчатка фоторецепторы отрегулируйте 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. Точно так же в слуховая система, то оливокохлеарный эфферент нейроны являются частью биомеханического контура управления усилением. [9] [10]

Время восстановления

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 помощью кода Морзе, где так называемые полный взлом или операция QSK необходима для того, чтобы принимающие станции могли прерывать передачу станций в середине символа (например, между сигналами точки и тире).

Читайте так же:
Как регулировать ремень на триммер бензиновый

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 [ | код ]

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 [ | код ]

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 [ | код ]

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 [ | код ]

Обратная [ | код ]

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 [ | код ]

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 [ | код ]

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 [ | код ]

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector