Регулировки в радиоэлектронной аппаратуре

Лекция 5

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ РЕГУЛИРОВОК

В процессе изготовления и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) для получения наилучшего качества приема и передачи сигнала приходится регулировать ряд его показа­телей: частоту настройки, коэффициент усиления, полосу пропускания и др. Для осуществления этих регулировок в РПУ используют регуляторы. В зависимости от вида регулируемого параметра разли­чают: регулировку усиления, которая может осуществляться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника; регулировку частоты настройки, обеспечивающую прием сигналов в широком диапазоне частот; регулировку полосы пропускания, которая может производиться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемного устройства. Каскады с электрическим управлением коэффициентом передачи используются в приемных блоках всех эхоимпульсных ультразвуковых и гидроакустических систем. В ультразвуковых системах эти каскады используются.

Регулировка бывает ручной и автоматической. Ручная регулировка служит для установки исходных показателей РЭА. Автоматическая регулировка усиления (АРУ), ВАРУ (временная автоматическая регулировка усиления), БАРУ (быстродействующая АРУ) поддерживают выбранные показатели РЭА на требуемом уровне. Некоторые виды регулировок можно отнести к смешанным. В современных РЭА для регулировок, управления и контроля широко используют микропроцессоры.

2. РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ

Способы регулировки усиления резонансного усилителя. Резонансный коэффициент усиления усилителя по схеме рис. 13.1 определяется по формуле:

Ко = S· Кэ · m₁· m₂ (5.26),

где m₁и m₂ — коэффициенты включения; S — крутизна транзистора в рабочей точке; Кэ — эквивалентное сопротивление контура при резонансе с учетом шунтирующего действия выхода транзистора и входа последующего каскада. Регулировка Ко может осуществляться изменением любой величины, входящей в формулу (5.26). При синтезе устройств регулировки требуются существенное изме­нение Ко от напряжения регулировки Eper, малый ток регулировки, малая зависимость изменения других параметров усилителя при из­менении Ко. Рассматриваемые способы изменения усиления применимы как для ручных, так и для автоматических регулировок. Регулировка изменением крутизны. Такая регулировка осуществляется изменением режима электронного прибора, соответ­ственно такая регулировка Ко называется режимной. Для изменения крутизны S необходимо менять напряжение смещения на управляющем электроде электронного прибора: напряжение Uбэо в биполярном или напряжение Uзио в полевом транзисторах. Изменение напряжения Uбэо на транзисторе вызывает существенное изменение напряжения смещения.

При изменении смещения в полевом транзисторе меняется практически только крутизна S, а в биполярном транзисторе еще и такие его параметры, как h₁₁, h₂₂ и т.д. Регулирующее напряжение Eper подается в цепь эмиттера либо в цепь базы транзистора. Схема регулировки первого вида показана на рис. 13.1, а, напряжение смещения на транзисторе UБэо = U0 — U peг. По мере увеличения U per напряжение Uбэо уменьшается, что влечет за собой уменьшение тока Iко и крутизны S, в результате чего коэффициент усиления Ко снижается. Цепь регулировки должна обеспечить ток, примерно равный Iэо. Если регулируется п каскадов, то ток регулиров­ки Iper равен сумме Iper n, поэтому цепь регулировки должна вырабатывать срав­нительно большой ток Iper, что является недостатком схемы рис. 13.1, а. От этого недостатка свободны цепи регулировки второго типа, в которых напряжение Uрег вводится в цепь базы (рис. 13.1,6). Согласно рис. 13.1,6 IБЭО = Io - Ipeг, поэтому принцип регулировки в обоих случаях одинаков. Достоинство регулировки по схеме рис. 13.1,6 состоит в том, что ток I per, равный току делителя Iдл = (5 - 10)IБО > во много раз меньше тока Iper при регулировке по схеме рис. 13.1, я. Однако схема рис. 13.1,6 менее стабильна в работе, поскольку в ней отсутствует резистор в цепи эмиттера Ry Включение резистора Ry приводит к уменьшению эффективности регулировки, гак как он обеспечивает стабилизацию режима не только при изменении температуры, но и при изменении Еper. При включении резистора РЭ для обеспечения той же глубины регулировки необходимо подавать, большее значение напряжения Еper.

Регулировка изменением Rэкв.

Такая регулировка может осуществляться различными способами. На рис. 13.2 показана схема югулировки с подключенным параллельно контуру диодом Д. При Eрег > Us диод закрыт и контур практически не шунтирует; при этом Rэкв и Ко наибольшие. При Eper < US диод открывается и его входное cсопротивление шунтирует контур. В этом случае Ry, а следовательно, Ко уменьшаются. Основной недостаток такого способа регулировки остоит в том, что при изменении Rэкв, меняется не только Ко, но и квивалентное затухание контура, а это вызывает изменение полосы пропускания усилителя.

Рис. 13.2 Рис. 13.3

Тем не менее при сильном сигнале допустимо некоторое ухудшение селективности. Регулировка изменением m1и Z. Идея данного способа регулировки поясняется рис. 13.3. Напряжение с контура подается на делитель Z1Z2, изменяя одно из сопротивлений которого можно менять коэффициент включения. Аналогична и схема для изменения mi. В качестве сопротивлений Z1 и Z2 можно использовать катушки с переменной индуктивностью либо конденсаторы с переменной ем­костью. Однако этот способ регулировки не используется, так как связан с трудно предотвратимой расстройкой контура, возникающей при изменении сопротивлений Z1 и Z2.

Аттенюаторная регулировка.

При таком способе регули­ровки между усилительными каскадами включают аттенюатор с переменным коэффициентом передачи. Используются регулируемые дели­тели, емкостные делители на варикапах, мостовые схемы. Так, на рис. 13.4, и показана схема регулируемого аттенюатора на диодах Д1 – Д3. При | Eper I < V/o Диоды Д1 и Д2 открыты, а диод Д3 закрыт; при этом коэффициент передачи максимален. По мере уве­личения Ерег динамические сопротивления диодов Д1 и Д2 увеличи­ваются, а динамическое сопротивление диода Д3 уменьшается, а следо­вательно, уменьшается коэффициент передачи аттенюатора. На рис. 13.4,6 представлена схема делителя, в которой в качестве управляемого сопротивления применяют полевой транзистор; под действием Ерег меняется сопротивление канала транзистора. Широко используются аттенюаторы на pin-диодах, обладающих большим диапазоном изменения сопротивления и малой емкостью. На рис. 13.4, в показана схема аттенюатора на pin-диодах, работой которых управляют путем изменения смещения на базе транзистора Ti с помощью резистора Rper. При нулевом напряжении регулировки диоды Д1 и Д, закрыты, а Дз открыт и затухание аттенюатора минимально. При максимальном напряжении регулировки диоды Д1 и Дд открыты, а Дз закрыт и затухание аттенюатора максимально.

Регулировка Ко с помощью регулируемой ООС. Этот способ регулировки Ко, как и аттенюаторная регулировка, не вытекает из формулы (5.26). Типовая схема изменения Ко регулируемой ООС показана на рис. 13.5, ООС в этом случае вводится в цепь эмиттера транзистора. В усилительных каскадах параллельно R, обычно включают конденсатор С, большой емкости для устранения ООС. В схеме рис. 13.5 глубину ООС можно регулировать изменением емкости конденсатора Срег; блокировочный конденсатор Cбл, служит для разделения по постоянному току цепей регулировки и пита­ния транзистора. В качестве Срег обычно используется варикап Д. С увеличением Ерег диод Д закрывается сильнее, его емкость Срег уменьшается, напряжение ООС увеличивается, коэффициент усиления Ко уменьшается.

Дата добавления: 2014-01-07