Автоматическая регулировка усиления
Цель работы: экспериментальное исследование и моделирование 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 нижних частот в петле обратной связи.
Установка может использоваться в автономном режиме и режиме подключения внешних измерительных приборов.
Вид лицевой панели лабораторной установки приведен на рис. 8.6.
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 пределах 3–300 мВ эффективным значением напряжения Uc;
импульсного генератора – «G», вырабатывающего модулирующий, прямоугольной формы, сигнал Uм 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 «К1», «К2», «К3» к входу управления УПЧ.
Рис. 8.6. Вид лицевой панели
На задней стенке установки имеются контрольные выходы: «Вых. 1» – напряжение на входе УПЧ, «Вых. 2» – напряжение на выходе УПЧ, «Вых. 3» – напряжение uр.
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.
Панель ручного управления
Панель ручного управления состоит из трех полей.
В поле «G» (генератор прямоугольных импульсов) находится кнопка «вкл» включения генератора прямоугольных импульсов.
В поле «ГВЧ» (генератор высокочастотного сигнала) расположены:
«УРОВЕНЬ» – кнопка переключения уровня сигнала;
«АМПЛИТУДА» – потенциометр регулировки амплитуды сигнала.
В поле «АРУ» имеются:
«вкл» – кнопка подключения напряжения uр к входу управления УПЧ;
«ПОРОг» – кнопка переключения напряжения порога АРУ;
«ФНЧ» – кнопка переключения фильтров низкой частоты;
«УСИЛЕНИЕ» – кнопка переключения усилителей К1, К2, К3.
Поле цифробуквенного дисплея
На цифробуквенном дисплее отображаются измеряемые величины и номер пункта работы. Под дисплеем расположены следующие кнопки:
«<<» – кнопка перелистывания страниц с пунктами работы к началу;
«>>» – кнопка перелистывания страниц с пунктами работы к концу;
«Т» – кнопка сброса контроллера управления.