9.6.3 Ару импульсных рПрУ

1. Инерционная АРУ (ИАРУ) характеризуется следующими особенностями:

а) детектор АРУ обычно пиковый;

б) малое быстродействие;

в) схема ИАРУ аналогична схеме АРУ для непрерывных сигналов, т.е. это, как правило, система с обратной связью, охватывающая несколько каскадов;

г) время регулирования значительно больше периода повторения импульсов;

д) низкая помехоустойчивость, т.к. мощные помехи быстро уменьшают усиление тракта (рис.9.59), а период восстановления напряжения регулирования достаточно продолжителен из-за большой постоянной времени нагрузки. В результате происходит потеря слабых полезных сигналов следующих во времени сразу за мощными помехами.

Для улучшения помехоустойчивости применяют систему ИАРУ с подавлением коротких помех, приведенную на рис.9.60.

Рис.9.59

Рис.9.60

На время действия коротких мощных помех цепь АРУ отключается, и коэффициент передачи тракта не изменяется.

2. Быстродействующая АРУ (БАРУ).

Для увеличения быстродействия и уменьшения времени регулирования следует охватывать АРУ как можно меньшее число каскадов. В БАРУ с целью уменьшения группового времени задержки импульсных сигналов , как правило, системой АРУ охватывается только один каскад. Время регулирования не превышает 1 мкс.

3. Мгновенная АРУ (МАРУ).

Для уменьшения времени регулирования до значений 0,1…0,3 мкс необходимо отказаться от принципа регулирования с цепью обратной связью. Один из примеров реализации МАРУ приведен на рис.9.61.

Рис.9.61

Постоянная времени цепи нагрузки детектора выбирается из условия . Как только амплитуда высокочастотного напряжения на контуре U₁ превысит порог срабатывания U_МАРУ , диод открывается и начинается подзаряд конденсатора С_д. Угол отсечки диода равен примерно , поэтому его входное сопротивление очень мало и шунтирует контур. Напряжение на контуре уменьшается. С уменьшением амплитуды входного напряжения угол отсечки уменьшается, поэтому входное сопротивление детектора увеличивается и прекращается шунтирование колебательного контура.

Вторым примером может служить система МАРУ с логарифмической амплитудной характеристикой, структура которой представлена на рис.9.62.

Рис.9.62

Рис.9.63

Выходные сигналы всех УПЧ детектируются, и видеоимпульсы суммируются с помощью линии задержки. Звенья линии задержки между соседними каскадами предназначены для задержки сигналов на время группового запаздывания отдельного каскада . Принцип регулирования основан на последовательном исключении каскадов УПЧ, перешедших в режим насыщения. Точки 1, 2, 3 на графике рис.9.63 соответствуют моментам перехода в режим насыщения каскадов УПЧ, начиная с выходного.

Пусть УПЧ состоит из n однотипных каскадов с коэффициентом передачи . Выходное напряжение насыщенного каскада является постоянной величиной и не зависит от уровня входного сигнала. Величина входного напряжения определяет число насыщенных каскадов i и выходноe напряжение всего УПЧ в соответствии с выражениями:

, (9.141)

. (9.142)

Уровень входное напряжения соответствует насыщение последнего n-го каскада.

Логарифмируя (9.141), получаем

, (9.143)

откуда

. (9.144)

Выражение (9.142) с учетом (9.144) можно записать в следующем виде

. (9.145)

Учитывая, что все величины, кроме , входящие в (9.145) являются константами, получаем аппроксимированную отрезками прямых линий логарифмическую зависимость выходного напряжения от входного

.

Точки 1, 2, 3 принадлежат логарифмической зависимости, показанной на рис.9.63 пунктирной линией.

4. Временная АРУ (ВАРУ)

Позволяет формировать определенный закон изменения усиления во времени. Применяется в РЛС для поддержания на выходе приемника постоянной амплитуды сигнала отклика, например, для обеспечения одинаковой яркости меток, соответствующих объектам на различных расстояниях. Поскольку отраженные импульсы с увеличением расстояния могут иметь достаточно малую амплитуду необходимо увеличивать коэффициент передачи регулируемого каскада пропорционально расстоянию до объекта таким образом, чтобы зондирующий импульс и отклик на выходе РПрУ были одинаковыми по амплитуде.

Рис.9.64

Рис.9.65

Структурная схема ВАРУ и диаграммы, поясняющие работу системы, приведены на рис.9.64 и рис.9.65.