Устройство для автоматического регулирования коэффициента усиления
@ т A Н И Е (ii)879741
ИЗОБРЕТЕЙЙЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬС767 (61 ) Дополнительное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 14.12.79.(21 ) 2855560/18-09 (51) М. КЛ.
Н 03 G 3/20 с присоединением заявки Ж
ГасуяарстВОаъзй «омитет (23),Приоритет но делам изобретений н вткрьпнй
Опубликовано 07.11,81. Бюллетень № 41
Дата опубликования описания 10.11.81 (53) УДК 621.396.
666(088 8) (72) Автор изобретения
Ю. А. Власюк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЭФФИБИЕНТА УСИЛЕНИЯ
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усилителях, фильтрах, стабилизаторах радиоэлектронной техники.
Известно устройство для автоматп« ческого регулирования коэффициента усиле5 ния, содержащее входной преобразователь, последовательно включенные аттенюатор, детектор и фильтр, а также последовательно соединенные генератор и антеннуу (1J
Однако известное устройство имеет низкое быстродействие и малую точность регулирования.
Бель изобретения - повышение быст15 родействия и точности регулирования.
Для этого в устройство для автоматического регулирования коэффициента усиления, содержащее входной преобразо ватель, последовательно включенные атте,нюатор, детектор и фильтр, а также последовательно соединенные генератор и антенну, между выходом фильтра и управляющим входом аттенюатора включены последовательно логарифмический преобразователь, сумматор и ключ, между вы ходом входного преобразователя и вхо-, дом аттенюатора включен дополнительный аттенюатор, между выходом генератора и управляющим входом дополнительного аттенюатора включены поступательно элемент сравнения, другие вход и выход которого подключены соответственно к выходу сумматора и другому входу ключа, и реверсивный счетчик, а между выходом генератора и другим входом сумматора включены дополнительные детектор и фильтр.
На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.
Устройство для автоматического регулирования коэффициента усиления содержит антенну 1, генератор 2, входной преобразователь 3, аттенюатор 4, реверсивный счетчик 5, элемент сравнения
6, детектор 7, дополнительный аттенюатор 8, ключ 9, фильтр 10, дополнительный детектор 11, дополнительный фильтр
879741 зо з;Т= I (Ъ) где в - число тактов синхронизации
<о — длительность такта синхронизации.
Для предложенного устройства Т = lx 1=
1 мкс.
Для прототипа Т =2 ° 1 мкс=32 мкс.
Возможность повышения точности регулирования устройства вытекает из следующего. В прототипе, при пошаговом способе регулирования определяется и используется для регулирования напряжение, равное выходному напряжению канала0, тогда как в предложенном устройстве напряжение определяется по соотношению 2, т. е. тождественно равное коэффициенту усиления. Из этого вид55 но, что если в предложенном устройстве точность регулирования коэффициента усиления определяется за один такт синхронизацйи, то в прототипе точнотсь ре12, сумматор 13, логарифмический преобразователь 14.
Устройство работает следующим образом.
Генератор 2 вырабатывает функциональ- 5 но связанные зондирующий и служебный сигналы, Зондирующий сигнал через антенну 1 излучается в пространство, где подвергается действию дестабилизирующих факторов и отражается от предме- 1о тов, существующих в пространстве. Входной преобразователь 3 принимает отраженный зондирующий сигнал и через последовательно соединенные дополнительный аттенюатор 8, аттенюатор 4, детектор 7, фильтр 10, логарифмический преобразователь 14 выдает сигнал в виде логарифмической функции на первый вход сумматора 13. Служебный сигнал с вы/ хода генератора 2 поступает на первый вход элемента сравнения 6 и синхронизирует его работу, а также через дополнительиый детектор 11. дополнительный фильтр 12 поступает на второй вход сумматора 3 3. Сумматор 13 вычитает принятые сигналы и результат этой операции выдает па ключ 9 и элемент сравnenIIH 6. Злемент cpQBHeEIIISI 6 cpQBnEI вает пришедший сигнал с двумя здаче\ пнями эталона0 иО, которые имеются зо на соответствующих входах элемента срав-. нении, пРп сем(gЗ (./з, Ес IH значение cHI нала, пришедшего с выхода сумматора
13, находится между значениями этало на О,1 и Оз о, то элемент сравнения 6 открывает кл|оч 9, и сигнал с выхода сумматора 13 поступает ыа управляющий вход аттенюатора 4, который:регулирует коэффициент усиления устройства, Если значение сигнал, пришедшего с выхода сумматора 13, меньше0р, то элемент сравнения 6 закрывает ключ 9 и выдает ся пал на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 до тех пор, пока сигнал, поступающий с выхода сумматора 13, окажется между значениями0 и LJ, Аналогично, если значение сигнала, при=InenIIIeI -о с выхода сумматора 13 больше0ч,1:, то элемент сравнения 6 закрывает ключ 9 и выдает сигнал на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 до тех пор, пока сигнал, поступающий с выхода сумматора 13, окажется между эначениями0 „и 0> . Реверсивный счетчик 5 выдает сигйалы переключения íà дополнительный аттенюатор 8, который регулирует коэффициент усиления всего устройства так же, как и аттенюатор 4, но с большим значением
4 ослабления на каждый такт синхронизации.
Возможность повышения быстродействия устройства вытекает из следующего.
Как известно из теории автоматического регулирования, модель коэффициента усиления канала определяется соотношением:
1К 20RC „ ()
В где0 1 - напряжейие на выходе канала (.на первом входе сумматора 13); ц - напряжение на входе канала (на втором входе сумматора).
В предложенном устройстве IJ >,флюктуирует в небольших пределах, примерно на два порядка меньше, чем U
Вья
Поэтому соотношение 1 преобразуется к соотношению:
1 )= ЖЧ вью- ЬХ) (r) . где Й =.-Оопе+ (меняет свое значение в зависимости от основания логарифма) .
Предложенное устройство работает по алгоритму, описанному соотношением 2, где величина коэффициента усиления определяется и используется для регулирования за один такт синхронизации. В прототипе регулирование осуществляется путем постепенного приближения выходного напряжения канала ь к эталонноI Iy значению р за несколько тактов синхронизации. Йапример ; пусть в качестве регулятора в обоих устройствах используется пятиразрядный аттенюатор. Такт синхронизации длится 1 мкс. Быстродействие устройства определяется из соотношения
879741 гулирования определяется за ь тактов синхронизации.
Следовательно, при равном времени регулирования, для предложенного устройства и прототипа точность регулирования у предложенного устройства будет выше за счет накопления информации об ошибке в оставшиеся (n — 1) тактах синхронизации, Для расширения динамического диапазона в устройство введены дополните ный аттенюатор 8 и реверсивный счет» чик 5, которые в совокупности с остал ными элементами устройства обеспечивают дополнительное ослабление коэффи- . циента усиления. Динамический диапазон устройства определяется из соотношения: =0 +
Например, 20 Eg К = 16 дб, 20 Eq," K =
= 40 дб, 203 К, = 80 дб, тогда li = 116 дб.
Отсюда видно, что введение дополнительного аттенюатора 8 расширяет динамический диапазон на 40 дб.
Кроме того; в предложенном устройстве повышение быстродействия и точности регулирования достигается и в узком динамическом диапазоне, так как все вЫсказывания и математические выкладки, приведенные для широкого динамического диапазона, справедливы и для узкого динамического диапазона.
Таким образом, использсванае изоб ретения позволит существенно повысить быстродействие и точность регулнръ:-==: ния коэффициента усиления устройства в шировом динамическом диапазоне.
Формула изобретения
10 Устройство для автоматического ре- . гулирования коэффициента усиления, содержащее входной преобразователь, последовательно включенные аттенюатор, детектор и фильтр, а также последоваts тельно соединенные генератор и антенну, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и точности регулирования, между выходом фильтра и управляющим входом аттенюатора включены последовательно логарифмический преобразователь, сумматор ц ключ, между выходоМ. входного преобразователя и входом- аттенюатора включен дополнительный аттенюатор, между выходом генератора и управляющим входом дополнительного аттенюатора вклю-: чены поступательно элемент сравнения, другие вход и выход которого подключс»ны соответственно к выходу сумматора и другому входу ключа, н реверсивный счетчик, а между выходом генератора и другим входом сумматора включены до нолнительные детектор и фильтр.
Источники информацииу
35 цринятые во внимание при экспертизе
1. Патент США М 4007428, кл, 330-129, 1978 (прототип).
879741
Составитель E. Голуб
Редактор С. Титова Техред А, Савка Корректор У. Пономаренко
Заказ 973 9/2 7 Тираж 991 Подписное
ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, R-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
