ся. в этом проивлиетси одно из отличительных свойств такой системы по сравнению с аналоговой системой ФАПЧ.

В системе ЦФАПЧ с управляемым кодом синтезатором частоты (рис. 11.11, б) процессы проще, чем в системе с УДВ. В ЦФД вырабатывается код (например, число импульсов в стробе), который передает разность фаз поступающих сигналов образцового и ПГ. После фильтрации (обработки по опре- деленному алгоритму) в ЦФНЧ этот сигнал управляет устройством, переключающим частоту синтезатора скачком, соответствующим выходному сигналу ЦФНЧ.

Примеры практнчеокой реалиаации ЦФАПЧ приведены в [107].

11.6. Общие сведения об ввтомвтической регулировке усиления

Назначение и принцип действия системы автоматической регулировки усиления (АРУ). АРУ применяется для расширении динамического диапазона приемника и поддержания в заданных пределах выходного напряжения. Прн этом устраняются перегрузки в каскадах-дрн приеме сильных сигналов и, таким образом, предотвращается появление недопустимых нелинейных искажений н достигаетси нормальнаи работа оконечных устройств приемников.

Принцип действии системы АРУ состоит в автоматическом изменении коэффициентов усилении (передачи) отдельных каскадов приемника при из-меиенин уровня принимаемого сигнала. Система АРУ должна содержать регулируемые каскады усиления или делители напряжения и цепь регулирования ЦР (рис. 11.14). Цепь регулирования вырабатывает управляющее наприжение, воздействующее на регулируемые элементы усилительного тракта. Обычно ЦР содержит выпрямитель (амплитудный детектор АД) и ФНЧ, а при повышенных требованиях к системе АРУ - дополнительно усилитель перед АД или после ФНЧ.

Основные параметры и характеристики систем АРУ. Эффективность АРУ оценивают двумя величинами, выраженными в децибелах: отношением напряжений сигнала на входе приемника

OBx = 201g(t/ /t/, i ) (11.26)

и соответствующим отношением напряжений сигнала на выходе тракта, охваченного регулировкой,

Овых = 20 Ig (t/ , n,ax/tBb.x n,in) (11.27)

Напряжение tBxmin обычно больше напряжения, соответствующего номинальной чувствительности приемника, а D не больше динамического

а

б в

Рнс. 11.14. Структурные схемы систем АРУ

диапазона амплитуд приемника. Значения D вых могут быть определены по амплитудной характеристике приемника или измерены непосредственно [18, 24, 27].

Мерой эффективности АРУ может служить также дифференциальный параметр амплитудной характеристики (АХ) К^ = dDJdD як АО/АО где конечные приращения выражены в децибелах. Если АХ линейна в пределах от Уз, ; до Узп,ах. Ф = вх/вых = const.

Инерционность системы АРУ обычно оценивают постоянной времени Тдру системы АРУ. Если ФНЧ системы АРУ представляет собой, как обычно, однозвенный ?С-фильтр, Тдру = Тф/(1}i), где Тф - постоянная времени

ФНЧ; р, - параметр, зависящий от входного сигнала и параметров системы АРУ.

Классификация и структурные схемы систем АРУ. В зависимости от способа функциональной взаимосвязи регулируемых каскадов приемника и источника управляющего напряжения различают три основные системы АРУ: системы с обратным (рис. 11.14, а), прямым (рис. 11.14, б) и смешанным регулированием. В системе с обратным регулированием управляющее напряжение определяется уровнем напряжения сигнала на выходе. Такая система АРУ является наиболее простой и позволяет получить амплитудную характеристику приемника, близкую к идеальной. В системе АРУ с прямым регулированием управляющее напряжение определяется напряжением сигнала на входе и, следовательно, может быть сравнительно большим. При возрастании сигнала на входе наступает перерегулировка, т. е. при дальнейшем возрастании напряжения сигнала на входе выходное напряжение уменьшается. При такой системе АРУ необходим дополнительный усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления. Прямое регулирование можно применять в системе со смешанным регулированием (рис. 11.14, в), причем основная роль возлагается на обратное регулирование.

При программной АРУ (рис. 11.14, г) регулирующее напряжение создается программным устройством ПУ, задающим определенный закон изменения во времени усиления в тракте приемника. Такая АРУ используется, если заранее известен закон изменения уровня сигнала на входе приемника. Примером такой регулировки может быть временная АРУ (ВАРУ), осуществляемая в радиолокационных приемниках (гл. 14).

Различают АРУ незадержанные и задержанные. При незадержанной АРУ регулирующее воздействие проявляется при любом уровне сигнала на входе, что является недостатком. При задержанной АРУ регулирующее воздействие начинает проявляться, если напряжение сигнала на входе приемника достигает некоторого уровня, соответствующего обычно чувствительности приемника. Такая АРУ применяется наиболее широко.

Система АРУ с шумоподавлением резко снижает усиление-в тракте приемника, если сигнал отсутствует.

Ключевая АРУ характеризуется хорошей эффективностью и помехоустойчивостью и применяется при непрерывных сигналах, а также при импульсных сигналах, если время прихода очередного импульса заранее известно. Сигнал подается на электронный ключ (Кл) (рис. 11.15), а затем на вход импульсного детектора (ИД). ФНЧ выделяет постоянную составляющую

продетектированных импульсов, которая после усиления (или непосредственно) используется как управляющее напряжение. П П

По инерционным свойствам системы р„,. ,5 структурная схема ключе-АРУ разделяют на быстродействующие вой ару

и инерционные. Системы АРУ приемников непрерывных сигналов являются инерционными. Степень инерционности зависит от ожидаемой скорости изменения уровня сигнала на входе а также от вида и частоты модуляции. Быстродействующая АРУ (БАРУ) используется в приемниках импульсных сигналов (гл. 14).

Системы АРУ могут быть однопетлевыми (рио. 11.14, а и б) и многопет-, левыми. Многопетлевые системы позволяют получить предельно высокое быстродействие в системе БАРУ (гл. 14), высокую стабильность выходногб напряжения (рис. 11.14, в), регулирование усиления в большом динамйаес-ком диапазоне инерционной системой и в малом - быстр од ействуюд1,ей-(двухпетлевая система).

Различают системы АРУ с непрерывным и дискретным действием. В системах АРУ с непрерывным действием изменение коэффициента усиления осуществляется плавно, в системах АРУ дискретного действия - по ступенчатому закону, т. е. коэффициент усиления может принимать определенные дискретные значения. Система АРУ дискретного действия (цифровая) содержит логическое устройство, формирующее кодовые сигналы, когда уровень выходного сигнала усилителя выходит за установленные пределы. Кодовые сигналы используются для коммутации управляемых делителей напряжения, включенных в регулируемые усилители. Такие системы АРУ, выполняемые с применением логических элементов в виде ИС, характеризуются высокой стабильностью параметров в широком диапазоне температур, позволяют достичь идентичности характеристик в многоканальных усилителях, технологичны в производстве. К их недостаткам относятся невозможность регулировки установленных пределов выходного напряжения усилителя, наличие помех на выходе усилителя, обусловленных коммутацией делителей напряжения. В некоторых приемниках применяют комбинированную систему АРУ непрерывного и дискретного действия.

В приемниках импульсных сигналов управляющее напряжение может быть как непрерывным (инерционные импульсные системы АРУ), так и импульсным (системы БАРУ). В некоторых специальных приемниках исполь-вуют систему шумовой АРУ (ШАРУ), т. е. систему АРУ по шумам, которая при отсутствии сигнала поддерживает постоянный уровень шума на выходе приемника. Управляющее напряжение в системе ШАРУ образуется из напряжения шума на выходе. Чтобы устранить влияние полезного сигнала и а работу системы ШАРУ, в паузах между поступлением сигналов цепь регулирования стробируют, причем в моменты времени, когда сигнал заведомо отсутствует.

Наиболее широкое применение находит инерционная система АРУ обратного регулирования с задержкой, которая рассматривается в дальнейшем. Иные системы АРУ рассмотрены в гл. 14.

Выпрямители системы АРУ. В системах АРУ непрерывного действия в качестве выпрямителя наиболее широко используются диодные и транзи-