Презентация на тему: Системы радиоавтоматики

Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
Системы радиоавтоматики
1/18
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 24)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (213 Кб)
1

Первый слайд презентации: Системы радиоавтоматики

Поволжский государственный технологический университет Йошкар-Ола 2012 г.

Изображение слайда
2

Слайд 2

Система АРУ широко применяется в радиоприемных устройствах различного назначения и предназначена для стабилизации уровня выходного сигнала усилителя при изменении уровня входного сигнала. Отсутствие системы АРУ приводит к перегрузке последующих каскадов приемника, к искажению амплитудной модуляции. В системах стабилизации частоты большой динамический диапазон изменения сигнала изменяет крутизну дискриминационной характеристики, что резко снижает качество работы системы. Существует три основных типа систем с АРУ: обратного действия (с обратной связью); прямого действия (без обратной связи); комбинированные.

Изображение слайда
3

Слайд 3

y Д ФНЧ U 2 (t) U p (t) U д (t) U 3 U 1 (t) Система работает следующим образом: Входное напряжение U 1 ( t ) поступает на усилитель (У) с регулируемым коэффициентом усиления, затем детектируется в детекторе (Д) и, проходя через фильтр нижних частот (ФНЧ), поступает в виде регулирующего напряжения U p ( t ) на усилитель, изменяя его коэффициент усиления k y. При увеличении уровня входного сигнала k y уменьшается, а при уменьшении входного сигнала повышается. C хема системы АРУ обратного действия

Изображение слайда
4

Слайд 4

Изменение коэффициента усиления усилителя осуществляется разными способами: изменением крутизны усилителя, включением в состав усилителя управляемого аттенюатора, шунтированием нагрузки и т.д. Пример усилителя, в котором регулирование коэффициента усиления достигается изменением крутизны транзистора. C хема усилительного каскада в этом случае представлена на рисунке 1.1

Изображение слайда
5

Слайд 5

Напряжение U б в этой схеме равно сумме напряжений: начального смещения U см рабочей точки, имеющего отрицательную полярность, и регулирующего напряжения U р положительной полярности, т.е. U б = - U см + U р. При возрастании регулирующего напряжения U р напряжение U б повышается (т.е. становится более положительным), в результате чего крутизна транзистора и коэффициент усиления каскада уменьшается (рисунок 1.2) Рис.1.1 Рис.1.2

Изображение слайда
6

Слайд 6

Для того чтобы избежать снижения коэффициента усиления при слабых входных сигналах обычно применяют систему называющуюся АРУ с задержкой. Задержка создается путем подачи на детектор запирающего напряжения U 3 (рис.2). В итоге результирующее напряжение U p на выходе детектора появляется только после того как, амплитуда U 2 выходного напряжения усилителя превысит напряжение задержки U 3. Тем самым слабые сигналы подавляться системой АРУ не будут. Это видно из графика амплитудной характеристики (АХ) усилителя (рис.2.1). Рис. 2. Рис. 2.1.

Изображение слайда
7

Слайд 7

При анализе работы систем АРУ необходимо выяснить: устойчива ли система, каково качество стабилизации выходного напряжения в стационарном режиме, определить длительность переходного процесса. Для этого необходимо найти уравнения описывающие поведение отдельных элементов и всей замкнутой системы регулирования. Основным инерционным звеном является ФНЧ остальные - приближенно можно считать безынерционными.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Запишем уравнения элементов системы, чтобы построить структурную схему АРУ (рисунок 3). Зависимость коэффициента усиления k y от регулировочного напряжения U p называется регулировочной характеристикой. В общем случае она нелинейна, но ее можно аппроксимировать линейной зависимостью вида: k y = k 0 - S py U p, где k 0 - коэффициент усиления при U p =0, S py - крутизна регулировочной характеристики. Рис.3

Изображение слайда
9

Слайд 9

При отсутствии ограничения в усилителе: U 2 ( t )= k y U 1 ( t ). При линейном режиме детектирования выходное напряжение детектора определяется выражением: Здесь k д ( U 2 - U 3 )= f ( x ) - нелинейная зависимость вида: k д - коэффициент передачи детектора, U 3 - напряжение задержки. ФНЧ линейное устройство с операторным коэффициентом передачи k ф (р). Поэтому напряжение на его выходе будет: U р = k ф (р) U д ( t ).

Изображение слайда
10

Слайд 10

Таким образом, структурная схема системы АРУ имеет замкнутый контур управления. Задающим воздействием является U 3 которое постоянно во времени следовательно данная система управления является системой стабилизации.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Важной особенностью системы АРУ является переменность ее параметров во времени из-за наличия звена с коэффициентом передачи k ( t )= U 1 ( t ). Кроме того она содержит еще и нелинейный элемент поэтому является нелинейной системой с переменными параметрами. Анализ такой схемы затруднителен поэтому производят ряд упрощений. Так при оценке качества стабилизации уровня выходного напряжения в стационарном режиме U 1 принимают постоянным во времени и ее анализ существенно упрощается. Пользуясь вышеприведенными формулами и учитывая, что функция f ( t ) кусочно линейная АХ усилителя с АРУ описывается соотношениями: U 2 =k 0 U 1, при U 2 < U 3. где k ф (0) - коэффициент передачи постоянного напряжения ФНЧ.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Для анализа устойчивости системы АРУ амплитуду входного сигнала принимают за постоянную величину. И при U 2 > U 3 система оказывается линейной с постоянными характеристиками и анализ может быть проведен известными методами. При анализе переходных процессов в системе АРУ вызванных подачей на вход усилителя сигнала с постоянной амплитудой можно считать что схема имеет постоянные параметры, а на входе при t =0 подаются воздействия U 3 и k 0. При таком подходе анализ системы м o жно провести используя общие методы исследования.

Изображение слайда
13

Слайд 13

Системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) применяются: в радиоприемных устройствах для поддержания постоянной промежуточной частоты сигнала, используются для стабилизации частоты генерируемых колебаний, применяются в качестве узкополосных перестраиваемых по частоту фильтров. Упрощенная функциональная схема АПЧ радиоприемного устройства, предназначена для стабилизации промежуточной частоты сигнала представлена на рис.4.1. Система автоматической подстройки частоты

Изображение слайда
14

Слайд 14

Входной сигнал с частотой преобразуется в смесителе (СМ) в напряжение промежуточной частоты, усиливается усилителем промежуточной частоты (УПЧ) и поступает на частотный дискриминатор (ЧД). Если промежуточная частота сигнала отличается от номинального значения, равного центральной частоте УПЧ, то на выходе УПЧ возникает напряжение, зависящее от величины и знака частоты рассогласования. Выходное напряжение дискриминатора, пройдя через фильтр нижних частот (ФНЧ), поступает на гетеродин и изменяет его частоту, а следовательно и промежуточную частоту сигнала так, что исходное рассогласование уменьшается. В результате промежуточная частота сигнала поддерживается близкой к центральной частоте УПЧ.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Сигнал с выхода ЧД поступает на гетеродин и изменяет его частоту на, где - коэффициент передачи гетеродина. Промежуточная частота в системе АПЧ равна: Ошибка регулирования промежуточной частоты - отклонения частот входного сигнала и гетеродина от номинальных значений и.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Напряжение на выходе ЧД является функцией отклонения промежуточной частоты от номинального значения Зависимость называется дискриминационной характеристикой (рис.4.2) При малых значениях дискриминационная характеристика линейна и принимает вид: где k чд - крутизна ЧД. U ЧД ∆ω Рис.4.2. Дискриминационная характеристика ЧД.

Изображение слайда
17

Слайд 17

Используя формулы, запишем ошибку регулирования промежуточной частоты в виде: - коэффициент передачи системы

Изображение слайда
18

Последний слайд презентации: Системы радиоавтоматики

Структурная схема АПЧ относительно отклоненной от номинальных значений изображена на рисунке: n – флуктуационная составляющая (помеху) поступающая на вход ЧД. - нестабильность частоты геродина.

Изображение слайда