Автоматические устройства управления и регулировок приемника

Современный приемник работает в условиях, которые часто меняются. Мо­гут различаться уровни принимаемых сигналов от разных передающих станций, возможна нестабильность уровня сигнала от одного передатчика из-за измене­ния условий распространения радиоволн. Часто возникает необходимость обес­печить перекрытие широкого частотного диапазона и высокую точность на­стройки на определенную несущую частоту. Для выполнения таких требований в приемник специально вводятся устройства, позволяющие вручную и автома­тически, непосредственно или дистанционно изменять и регулировать коэффи­циент усиления, частоту настройки и подбирать оптимальный режим работы.

Из специальных устройств, обеспечивающих стабильную работу приемника, следует выделить системы автоматической регулировки усиления (АРУ) и ав­томатической подстройки частоты (АПЧ). Эти системы могут выполняться как в аналоговом, так и цифровом виде.

Автоматическая регулировка усиления. Такая регулировка обеспечивает на выходе приемника практически неизменный уровень сигнала при больших (50... 100 дБ) колебаниях амплитуд входного сигнала. Структурная схема супергете­родинного приемника с АРУ и АПЧ, применяемая в аналоговых системах связи с амплитудно-модулированными колебаниями.

Принцип действия АРУ основан на автоматическом изменении коэффициен­тов усиления отдельных каскадов усилителей приемника при изменениях уров­ня входного сигнала. Главный элемент системы — амплитудный детектор АРУ (Д АРУ), который подключен к выходу УПЧ. Вырабатываемое детектором АРУ постоянное управляющее напряжение иу должно быть пропорционально сред­нему уровню принимаемого сигнала и не зависеть от глубины амплитудной мо­дуляции. Поэтому на выходе детектора АРУ обязательно включается ФНЧ (на схеме для упрощения не показан). Постоянное управляющее напряже­ние поступает на усилительные каскады и соответствующим образом изменя­ет режим работы активных элементов по постоянному току.

Схема АРУ, рассмотренная выше, является наиболее простой и поясняет лишь принцип ее действия. В настоящее время использу­ются более сложные схемы АРУ, позволяющие обеспечить оптимальные режи­мы работы усилительных каскадов приемника при любых приемлемых уровнях принимаемого сигнала.

Автоматическая подстройка частоты. Эта подстройка применяется для пре­дотвращения самопроизвольной расстройки приемника с приема выбранной радиостанции, обусловленной нестабильностью частот передатчика и гетеро­дина.

Основным элементом любой системы АПЧ является частотный детектор (ЧД), подключенный к выходу УПЧ (петля АПЧ). Если промежуточная частота точно совпадает с номинальным значением, то напряжение на выходе частотного детектора равно нулю. При отклонении значения промежуточной частоты от номинального, на выходе частотного детектора появляется посто­янное напряжение ичд, величина которого пропорциональна расстройке при­емника, а полярность соответствует знаку расстройки. Это постоянное на­пряжение поступает на вход гетеродина и подстраивает его таким образом, чтобы на выходе УПЧ было номинальное значение промежуточной частоты. Система АПЧ отслеживает частоту принимаемой станции только в том случае, когда полезный сигнал имеет достаточный уровень, и на входе при­емника не действует более мощный, близкий по частоте, мешающий сигнал. Если же такой мешающий сигнал поступает на вход устройства, то система АПЧ может настроить приемник не на полезный, а на мешающий сигнал.

Цифровая система АРУ. По выполняемым функциям, принципу действия и структурной схеме система цифровой автоматической регулировки усиления (ЦАРУ) мало в чем отличается от аналоговой АРУ: специфика ЦАРУ состоит лишь в цифровой реализации узлов известной аналоговой структурной схе­мы.

Цифровая система ФАПЧ. Структурная схема системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)

В системе производится сравнение на фазовом детекторе (ФД) мгновенных фаз эталонного сигнала частоты fc и колебания час­тоты f_уг вырабатываемого управляемым генератором (УГ). Затем осуществляется подстройка частоты f_уг управляемого генератора под эталонную частоту f_уг.