Устройство автоматической регулировки усиления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЙЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик (и)938362 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03. 10,8Q (2! ) 2989576/18-09 с присоединением заявки № (5l)M. Кл. н оз с з/го

3Ъеудврственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опублнковано23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 23.06 .82 (53) УД К621 396 .666(088.8) (72) Автор изобретения

В.А.Саликов (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЛВТОИАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ

УСИЛЕНИЯ ни я нуля (1) .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для ступенчатой регулировки уровня сиг-. нала в широком динамическом диапазоне.

Известно устройство автоматической регулировки усиления, содержащее видеоусилитель, состоящий из последовательно соединенных предусилителя и одного или нескольких регулируемых каскадов, конечного каскада и порогового детектора, а также содержащее одновибратор, два компаратора с различными порогами срабатывания, ждущий моностабильный мультивибратор, шестиразрядный регистр сдвига, две резистивные суммирующие цепи и усилитель ступенчатого напряжения регулирования с цепью смещеОднако в устройстве расширение диапазона регулирования при достаточ. но высокой требуемой точности сопровождается существенным возрастанием аппаратуриых затрат. Кроме того, для сохранения основного достоинства устройства (высокого быстродействия) при расширении диапазона регулирования пришлось бы увеличивать число дополнительных компараторов, что еще более усложнило бы устройство.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматической регулировки усиления, содержащее соединенные последовательно элемент с регулируемым коэффициентом передачи, вход которого является входом, а выход — выходом устройства, детектор, элемент сравнения, на опорные входы которого подано минимальное и максимальное опорные напряжения, и реверсивный счетчик (2).

Однако известное устройство об;:ладает недостаточным быстродействием при использовании элемента с регули-.

3 9383 руемым коэффициентом передачи с нелинейной регулированной характеристикой в верхней части динамического диапазона входного сигнала из-за того, что на каждом последукщем шаге регулирования в нелинейной части регулировочной характеристики убывает величина изменения коэффициента усиления.

Цель изобретения — повышение бы- 1Р стродействия при использовании элемента с регулируемым коэффициентом передачи с нелинейной регулировочной характеристикой в верхней части динамического диапазона входного сигна- И ла.

Цель достигается тем, что в устройство,автоматической р егулировки усиления, содержащее соединенные последовательно элемент с регулируемым ® коэффициентом передачи, вход которого является входом, а выход — выходом устройства, детектор, элемент сравнения, на опорные входы которого подано минимальное и максимальное опор- ные напряжения, и реверсивный счетчик, введен регистр сдвига, на информационный вход которого подан сигнал логической единицы, между выходами разрядов регистра сдвига и реверсивного счетчика и управляющим входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи включен сумматор, между другим выходом элемента сравнения и тактовым входом регистра сдвига включены последовательно первый элемент И и первый элемент ИЛИ, меж- ду выходом младшего разряда регистра сдвига и другим входом первого элемента ИЛИ включен второй элемент И, между выходом элемента сравнения и

40 другим входом реверсивного счетчика включены последовательно третий элемент И и второй элемент ИЛИ, между выходами разрядов реверсивного счетчика и другим входом второго элемен45 та ИЛИ включены последовательно элемент И-НЕ и четвертый элемент И, на вторые входы элементов И пода, ны тактовые импульсы, между выходом старшего разряда регистра сдвига и третьим входом первого элемента И, включен первый элемент НЕ, между выходом элемента И-НЕ и точкой соединения третьего входа второго эле мента И и четвертого входа первого элемента И включен второй элемент

НЕ, управляющий вход регистра сдвига и четвертый вход второго элемен62 4 та И соединены с выходом элемента сравнения, между выходом младшего разряда регистра сдвига и третьим входом третьего элемента И включен третий. элемент НЕ, другой выход элемента сравнения соединен с третьим входом четвертого элемента И.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство автоматической регулировки усиления содержит элемент 1 с регулируемым коэффициентом передачи, детектор 2, элемент 3 сравнения, третий элемент И 4, четвертый элемент

И 5, второй элемент ИЛИ 6, второй элемент НЕ 7, третий элемент НЕ 8, второй элемент И 9, первый элемент

И 10 первый элемент ИЛИ 11, элемент

И-НЕ 12, первый элемент НЕ 13, регистр

14 сдвига, реверсивный счетчик 15 и сумматор 16.

Устройство автоматической регулировки усиления работает следующим образом.

В исходном состоянии коэффициент передачи элемента 1 максимален и равен Ко, код реверсивного счетчика 15

Х =О, код регистра 14 сдвига Хе=О, а начальное напряжение регулирования. 0 =О.

При плавном или скачкообразном возрастании амплитуды входного сигнала U â момент, когда О „7" /1, мыс где U — максимальное опорное напряжение, на выходе элемента 3 сравнения появляется сигнал ".1" (высокий уровень напряжения), разрешающий поступление тактовых импульсов через четвертый элемент И 5 и второй элемент ИЛИ 6 на вход реверсивного счетчика 15 Так как на другом выходе элемента 3 сравнения, поддерживается логический нуль (низкий уровень напряжения), то реверсив ый счетчик 15 работает в рюкиме суммирования. Число импульсов i подсчитанное реверсивным счетчиком 15 на

i-ом шаге регулирования и выраженное в нем двоичным кодом Х, вызывает уменьшение коэффициента передачи на i . (дБ). ПЬс уппение тактовых импульсов на реверсивный счетчик 15 прекращается в момент, когда амплитуда выходного сигнала устройства

U „ <0 „ и на выходе элемента 3 сравни х мак нения появляется сигнал "0". Если условие 0 „<О сне выполняется вплоть до i -n-го шага регулирования, 938362

Формула изобретения когда напряжеьще регулирования U больше или равно граничному значе3( нию Up линейной части регулировочной характеристики, на выходе элемента И/НЕ 12 появляется сигнал О, который запрещает поступление тактовых импульсов через четвертый элемент И 5 и второй элемент ИЛИ 6 на реверсивный счетчик !5, но через второй элемент НЕ 7 разрешает прохож-10 дение тактовых импульсов через первый элемент И 10 и первый элемент

ИЛИ 11 на регистр 14 сдвига. Так как на регистр 14 сдвига с выхода элемента 3 сравнения подается сигнал

И !!

0 а на информационный вход —. сигнал логической единицы, то регистр

14 работает в режиме сдвига его кода влево (в сторону старших разрядов) .

При этом на (n+I )-ом шаге в I-ый 20 разряд регистра 14 записывается единица, а на (n+2)-ом шаге из 1-ro разряда единица переписывается во

2-ой разряд, а единичное состояние

1-ro разряда восстанавливается сиг- 25 налом "1" с информационного входа и т.д. Таким образом, в данном устройстве регистр 14 сдвига работает в режиме счетчика Джонсона до полного заполнения всех его и! разрядов едини- ЭО цами. hop регистра 14 суммируется с кодом реверсивного счетчика 15 на сумматоре 16 и изменяет коэффициент передачи элемента 1 по нелинейному закону.

Благодаря этому, коэффициент переда чи элемента 1 убывает равными ступенями,"несмотря на нелинейность регулированной характеристики. Прохождение тактовых импульсов через первый

40 элемент И 10 прекращается либо сигналом "0" с другого выхода элемента

3 сравнения, когда 0 „< U „либо сигналом "0" с выхода первого элемента HE 13, когда в старший разряд регистра 14 сдвига записывается еди45 ница. В последнем случае напряжение регулирования достигает максимума, а коэффициент передачи элемента 1 устанавливается на требуемом минимальном уровне.

При уменьшении амплитуды входного сигнала в момент, когда U,„„c,U

Ьье мин где U® q- минимальное опорное йапряжение сигналом ".I" с выхода элеЭ

55 мента 3 сравнения регистр 14 сдвига переводится в режим сдвига кода вправо, реверсивный счеТчик 15 —.в режим вычитания, и одновременно разрешается прохождение тактовых импульсов ,.через второй элемент И 9 и первый элемент ИЛИ 11 на тактовый вход регистра 14 ° Сдвиг кода регистра 14 сдвига вправо сопровождается последовательным переходом m-го, затем (m-1)-ro и т.д. разрядов регистра

14 в нуль, убыванием напряжения регулирования и возрастанием коэф4ициента передачи элемента I. В момент перехода в нуль !-го разряда регистра 14 сцвига прохождение тактовых импульсов через второй элемент И 9 прекращается, но на выходе третьего элемента НЕ. 8 появляется сигнал "1", разрешающий прохождение тактовых импульсов через третий элемент И 4 и второй элемент ИЛИ 6 на реверсивный счетчик l5. Из числа, записанного в реверсивном счетчике 15 на каждом шаге .регулирования вычитается по единице, напряжение регулирования убывает, а коэффициент передачи элемента

1 продолжает возрастать. Процесс обратного регулирования коэффициента передачи прекращается либо в момент выполнения условия U „70, когда на другом выходе элемента 3 сравнения появляется сигнал "0", либо в момент обнуления реверсивного счетчика 15 когда коэффициент передачи элемента

l принимает максимально возможное значение Êo.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять регулировку усиления равными ступенями не только в диапазоне линейной. зависимости между коэффициентом передачи элемента I и регулирующим сигналом, но и за его пределами вплоть до достижения в устройстве минимально возможного коэффициента передачи, благодаря чему. обеспечивается расширение диапазона регулирования без замедления его скорости при переходе на нелинейный участок регулировочной характеристики и повышается быстродействие.

Устройство автоматической регулировки усиления, содержащее соединенные последовательно элемент с регулируемым коэффициентом передачи, вход которого является входом, а выход — выходом устройства, детектор, элемент сравнения, на опорные входы

938362 которого подано минимальное и максимальное опорные напряжения, и реверсивный счетчик, о т л и ч а ю —. щ е е с я темр что, с целью повышения быстродействия при использовании элемента с регулируемым коэффициентом передачи с нелинейной регулированной характеристикой в верхней части динамического диапазона входного сигнала, в него введен регистр 10 сДвига, на информационный вход которого подан сигнал логической единицы, между выходами разрядов регистра сдвига и реверсивного счетчика и управляющим входом элемента с регули- is руемым коэффициентом передачи вклю-. чен сумматор, между другим выходом элемента сравнения и тактовым входом регистра сдвига включены последовательно первый элемент И и первый gp элемент ИЛИ, между выходом младшего разряда регистра сдвига и другим входом первого элемента ИЛИ включен второй элемент И, между выходом элемента сравнения идзугим входом реверсивного счетчика включены последовательно третий элемент И и второй элемент ИЛИ, между выходами раз рядов реверсивного счетчика и другим входом второго элемента ИЛИ включены последовательно элемент 11/НЕ и чете. вертый элемент И, на вторые входы элементов И поданы тактовые импульсы, между выходом старшего разряда регистра сдвига и третьим входом первого элемента И включен первый элемент HE между выходом элемента И-НЕ и точкой соединения третьего входа второго элемента И и четвертого входа первого элемента И вкпючен второй элемент НЕ, управляющий вход регистра сдвига и четвертый вход второго элемента И соединены с выходом элемента сравнения, между выходом младшего разряда регистра сдвига и третьим входом третьего элемента И включен третий элемент НЕ, другой выход элемента сравнения соединен с третьим входом четвертого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 4075573, кп, Н 03 G 3/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

iN - 150875, кл. H 03 G 3/20, 1960 (прототип).