Изложение процесса разработки устройства автоматической стабилизации уровня выходной мощности блока опорных частот. Схема усилителя с автоподстройкой усиления, в выходном каскаде которой был использован эмиттерный повторитель с биполярным транзистором.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ МОЩНОСТИ ГЕНЕРАТОРА Работу выполнилАВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ, ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, УПРАВЛЯЕМЫЙ АТТЕНЮАТОР ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ, ФИЛЬТР НИЖНИХ ЧАСТОТ, ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, НЕРАВНОМЕРНОСТЬ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЭЛЕКТРОННО РЕГУЛИРУЕМОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ Данная система должна войти в состав генератора когерентных сигналов качающейся частоты и работать в диапазоне частот 20-100 МГЦ. В результате выполнения данной работы разработана и собрана схема усилителя с автоподстройкой усиления, в выходном каскаде которой был использован эмиттерный повторитель с использованием биполярного транзистора. В качестве устройства влияющего на усиление (электронно перестраиваемого сопротивления) был применен полевой транзистор, включенный в обратную связь операционного усилителя. Были проведены измерения характеристик выходных сигналов разработанного усилителя, получены АЧХ различных узлов усилителя.Усилители с автоматической регулировкой усиления и мощности находят широкое применение в различных радиоэлектронных устройствах. К таким устройствам относятся анализаторы спектра, измерители коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН), измерители амплитудно-и фазочастотных характеристик. Автоматическую регулировку усиления применяют в аппаратуре, использующейся для прослушивания радиовещательного эфира, в импульсных приемниках (радиолокационных и других), учитывающие особенности работы в импульсном режиме. Автоматическая регулировка усиления применяется для исключения перегрузки выходных каскадов приемников при больших входных сигналах.Традиционно генераторы качающейся частоты строятся на базе генератора управляемого напряжением, которым управляет генератор пилообразного напряжения. Для того чтобы частотой такого генератора можно было управлять в его колебательный контур вносится один или несколько варикапов. Однако, требуемый диапазон 20?100 МГЦ охватывает 3 октавы, а инженерная практика показывает, что изменяя емкость колебательного контура, при этом сохраняя приемлемую добротность, можно манипулировать частотой в диапазоне не более 1,5-2 октавы. В связи с этим, для того чтобы охватить диапазон 20?100 МГЦ необходимо использовать генератор на основе преобразования частоты.Структурная схема системы автоматического усиления примененная в двухканальном ГКЧ изображенном на рисунке 1 приведена на рисунке 2 и состоит из генератора качающейся частоты 1 и самой системы автоматической регулировки усиления 2 в которую входят: операционный усилитель 3, цепь обратной связи 4, эмиттерный повторитель 5, полевой транзистор 6 и детектор 7. Схема работает следующим образом - радиосигнал с генератора качающейся частоты ГКЧ 1 поступает на вход системы автоматической регулировки усиления 2. Операционный усилитель 3 сравнивая опорное напряжение эталонного уровня и напряжение поступающее его вход от ГКЧ, вырабатывает регулирующий сигнал который поступает на вход эмиттерного повторителя 5.Обобщенная схема операционного усилителя имеет вид, изображенный на рисунке 3. Так как через операционный усилитель могут протекать сигналы и переменного тока, то сопротивление Z1, Z2, Zвх - должны иметь комплексный характер. Для усилителя на рисунке 3 можно записать: (1) Для такого усилителя с выходным сопротивлением Zвх, для узла А на основании первого закона Кирхгофа можно записать, что: (2) С учетом (1) имеем, что коэффициент усиления УПТ на рисунке 3 охваченного отрицательной обратной связью получаемой с помощью сопротивлений Z1 и Z2 определяется выражением (5).Схема работает следующим образом - в неинвертирующем усилителе входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ. Выражение (7) применяется для расчета коэффициента усиления. Схема состоит из операционного усилителя и резисторов и . Схема работает следующим образом - Неинвертирующий вход ОУ в схеме инвертирующего усилителя должен быть заземлен. В предположении, что разность напряжений между входами ОУ равна нулю, цепь обратной связи должна работать так, что бы поддерживать потенциал инвертирующего входа так же равным нулю (этот потенциал также иногда называют виртуальной землей).В выше рассмотренных схемах подключения ОУ, усилители имеют два напряжения питания - положительный и отрицательной полярности. Сигналы на входе и на выходе при этом подаются и снимаются относительно земли. При однополярном питании ОУ необходимо использовать цепь смещения выходного напряжения так, что бы выходные сигналы могли изменятся в максимально широком диапазоне, ограниченном нулем (землей) и напряжением питания. Кроме того, входные сигналы изменяются относительно потенциала земли, что эквивалентно подаче входных сигналов относительно шины отрицательного питания в схеме применения ОУ с двуполярным питанием.