6. Лабораторная работа «Автоматическая регулировка усиления»
Цель лабораторной работы - экспериментальное исследование процесса автоматической регулировки усиления в УПЧ:
• определение амплитудных характеристик различных систем АРУ с
обратным регулированием (простой АРУ и АРУ с задержкой и усилением);
• определение регулировочных характеристик при различных коэффициентах усиления в петле обратной связи;
• определение коэффициентов регулирования при различных коэффициентах усиления в петле обратной связи;
• определение переходных характеристик системы АРУ в динамическом режиме.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка предназначена для экспериментальных исследований процесса автоматической регулировки усиления в УПЧ при использовании АРУ с обратным регулированием. На установке измеряются:
• амплитудные характеристики различных систем АРУ: простой
АРУ и АРУ с задержкой и усилением;
• регулировочные характеристики для различных коэффициентов
усиления в петле обратной связи;
• формы регулирующего напряжения при наличии скачка амплитуды входного сигнала для различных порядков фильтра низкой частоты в петле обратной связи.
Установка используется в автономном режиме.
Вид лицевой панели лабораторной установки приведен на рис. 6.
Рис. 6. Вид лицевой панели
На левом верхнем поле изображена структурная схема установки. На нижнем поле расположена панель ручного управления с переключателями режимов работы, на правом поле измерения и индикации - цифробуквенный дисплей с отображением пунктов работы и результатов измерений исследуемых параметров системы АРУ.
Состав установки
Установка включает в себя формирователь входного сигнала и УПЧ с АРУ обратного регулирования.
Формирователь входного сигнала состоит:
• из генератора высокой частоты - «ГВЧ», формирующего сигнал
несущей с фиксированной частотой fc 520 кГц и регулируемым в пре
делах 3-300 мВ эффективным значением напряжения Uc;
• импульсного генератора — «G», вырабатывающего модулирующий, прямоугольной формы, сигнал UM с частотой 40 Гц;
• амплитудного модулятора.
Усилительный каскад УПЧ выполнен на основе дифференциальной пары транзисторов. Управление коэффициентом усиления происходит путем изменения крутизны одного из транзисторов. Цепь АРУ подключена к резонансной нагрузке УПЧ. Выходное напряжение УПЧ детектируется на амплитудном детекторе. Величина порогового напряжения задается величиной смещения (U0 = 0, U1, U2) на вход усилителя - «К». К выходу усилителя подключены низкочастотные фильтры: ФНЧ1 – RC - фильтр первого порядка и ФНЧ2 - RC-фильтр 2-го порядка. Коэффициент усиления петли обратной связи (ku)АРУ изменяется с помощью подключения соответствующего усилителя «Kl», «К2», «КЗ» к входу управления УПЧ.
На задней стенке установки имеются разъем для подключения ЭВМ и контрольные выходы: «Вых 1» - напряжение на входе УПЧ, «Вых 2» -напряжение на выходе УПЧ, «Вых 3» - напряжение Up.
Панель ручного управления
Панель ручного управления состоит из трех полей. Поле «G» - генератора прямоугольных импульсов.
«ВКЛ» - кнопка включения генератора прямоугольных импульсов. Поле «ГВЧ» - генератора высокочастотного сигнала.
«УРОВЕНЬ» - кнопка переключения уровня сигнала.
«АМПЛИТУДА» - потенциометр регулировки амплитуды сигнала. Поле «АРУ»:
«ВКЛ» - кнопка подключения напряжения Up к входу управления УПЧ;
«ПОРОГ» - кнопка переключения напряжения порога АРУ;
«ФНЧ» - кнопка переключения фильтров низкой частоты;
«УСИЛЕНИЕ» - кнопка переключения усилителей Kl, K2, КЗ.