Устройство для автоматического регулирования коэффициента усиления

(23)Приоритет но делам нзобретений н втхрцтнй(72) Автор Ю. А. Власюк изобретения явите УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОЭффИБИЕНТА УСИЛЕНИ Однако известное уизкое быстродействие меет очнос о ст мал рег нюатследоантен ляюш Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усилителях, фильтрах, стабилизаторах радиоэлектронной техники,Известно устройство для автоматического регулирования коэффициента усиле 5ния, содержащее входной преобразователь,последовательно включенные аттенюатор,детектор и фильтр, а также последовательно соединенные генератор и антенну 13 ирования.ель изобретения - повыщение быст 1 ствия и точности регулирования. ля этого в устройство для автомакого регулирования коэффициента ния, содержащее входной преобразо ь, последовательно включенные аттеор, детектор и фильтр, а также повательно соединенные генератор и ну, между выходом фильтра и управим входом аттенюатора включены последовательно логарифмический преобразователь, сумматор и ключ, между выходом входного преобразователя и вхо- .дом аттенюатора включен дополнительный аттенюатор, между выходом генератора и управляющим входом дополнительного аттенюатора включены поступательно элемент сравнения, другие входи выход которого подключены соответственно к выходу сумматора и другомувходу ключа, и реверсивный счетчик, амежду выходом генератора и другим входом сумматора включены дополнительные детектор и фильтр,На чертеже представлена структурнаясхема предложенного устройства,Устройство для автоматического регулирования коэффициента усиления содержит антенну 1, генератор 2, входнойпреобразователь 3, аттенюатор 4, реверсивный счетчик 5, элемент сравнения6, детектор 7, дополнительный аттенюатор 8, ключ 9, фильтр 10, дополнительный детектор 11, дополнительный фильтр879741 20 Л)где д - число тактов синхронизации;40- длительность такта синхронизации,Для предложенного устройства Т =1 х 1=1 мкс.Для прототипаТ =2 ф 1 мкс=32 мкс,Возможность повышения точности регулирования устройства вытекает из следующего. В прототипе, при пошаговомспособе регулирования определяется ииспользуется для регулирования напря 50 жение, равное выходному напряжениюканалаО 1 тогда как в предложенномустройстве напряжение определяется посоотношению 2, т, е. тожцественно равное коэффициенту усиления, Из этого вид 55 но, что если в предложенном устройстве точность регулирования коэффициентаусиления определяется за один такт синхронизацйи, то в прототипе точнотсь ре 12, сумматор 13, логарифмический преобразователь 14.Устройство работает следующим образом.Генератор 2 вырабатывает функциональ но связанные зондирующий и служебный сигналы, Зондирующий сигнал через антенну 1 излучается в пространство, где подвергается действию дестабилизирующих факторов и отражается от предме тов, существующих в пространстве. Входной преобразователь 3 принимает отраженный зондируюший 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 выхода 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 входсумматора 13, Сумматор 13 вычитает принятые сигналы и результат этой операции выдает па ключ 9 и элемент сравнения 6. Элемент сравнения 6 сравнивает пришедший сигнал с двумя здачешими эталонаОиО , которые имеются30 на соответствуюьцих входах элемента сравнения, причем 03 О 30, Если значение сигнала, пришедшего с выхода сумматора 13, находится между значениями эталонаО,1 и 030, то элемент сравнения 6открывает клоч 9, и сигнал с выхода35 сумматора 13 поступает ыа управляющий вход аттешоатора 4, который регулирует коэффициент усиления устройства, Если значение сигнал, пришедшего с выхода сумматора 13, меньшеОр, 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 значениямиОр и О 3, Аналогично, если значение сигнала, при-" шедшего с выхода сумматора 13 большеОч,1, то элемент сравнения 6 закрывает ключ 9 и выдает сигнал на суммируюший вход реверсивного счетчика 5 до тех пор, пока сигнал, поступавший с выхода сумматора 13, окажется между эначениямиОи О 3 . Реверсивныйсчетчик 5 выдает сигйалы переключения на дополнительный аттенюатор 8,который регулирует коэффициент усиления всего устройства так же, как и аттенюатор 4, но с большим значением 4ослабления на каждый такт синхронизации.Воэможность повышения быстродействия устройства вытекает из следующего. Как цзвестно из теории автоматического регулирования, модель коэффициента усиления канала определяется соотношением:1 К-ОЬд , ( )"8гдеО - напряжейие на выходе канала(на первом входе сумматора 13);О- напряжение на входе канала( на втором входе сумматора),В предложенном устройстве О,флюктуирует в небольших пределах, примерно на два порядкаменьше, чем О1 Вьм Поэтому соотношение 1 преобразуется к соотношению:1 Ц= М(Е ОЕ 1 - ОЬХ), (1) где Й . - .-00 пе. (меняет свое значение взависимости от основаниялогарифма) .Предложенное устройство работает по алгоритму, описанному соотношением 2, где величина коэффициента усиления определяется и используется для регулирования за один такт синхронизации, В прототипе регулирование осутцествляется путем постепенного приближения выходного напряжения каналаоьк эталонному значениюОр за несколько тактов синхронизации. Йапример; пусть в качестве регулятора в обоих устройствах используется пятиразрядный аттеноатор. Такт синхронизации длится 1 мкс, Быстродействие устройства определяется из соотношения879741 гулирования определяется зар, 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 (о - 1) тактах синхронизации,Для расширения динамического диапазона в устройство введены дополнительный аттенюатор 8 и реверсивный счетчик 5, которые в совокупности с остальными элементами устройства обеспечивают дополнительное ослабление коэффи циента усиления. Динамический диапазон устройства определяется из соотношения: Ь=(1+ 8+ 3 1) Ю (4)где 1 - коэффициент усиления аттенюатора 4;коэффициент дополнительногоаттенюатора 8;К- коэффициент канала без учетааттенюатора 4, дополнительного аттенюатора 8,Например, 20 3; К= 16 дб, 20 1( К== 40 дб, 203 К, = 60 дб, тогда= 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 вузком динамическом диапазоне, так каквсе вЫсказывания и математические выкладки, приведенные для широкого динамического диапазона, справедливы и дляузкого динамического диапазона,6Таким образом, использОнанае изо.;ретения позволит существенно повыситьбыстродействие и точность регулнрон -:ния коэффициента усиления устройстеив шировом динамичеСком диапазоне. формула изобретения 1 О Устройство для автоматического ре-.гулирования коэффициента усиления, содержащее входной преобразователь, последовательно включенные аттенюатор, детектор и фильтр, а также последова тельно соединенные генератор И антенну,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и точности регулирования, между выходом фильтра и управляющим входом аттенюатора включены последовательно логврифмнческий преобразователь, сумматор н ключ, между выходоМ. входного преобразователя и входом аттенюатора включен дополнительный аттенюатор, между вы ходом генератора и управляющим входом дополнительного аттенюатора вклю-: чены поступательно элемент сравнения, другие вход и выход которого подключены соответственно к выходу сумматора н другому входу ключа, и реверсивный счетчик, а между выходом генератора и другим входом сумматора включены до нолнительные детектор и фильтр. Источники информации35 принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США М 4007428,кл, 330-129, 1978 (прототип).Составитель Е. ГолубРедактор С. Титова Техред А, Савка Корректор У, ПономаренкоЗаказ 9739/27 Тираж 991 Подписное ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул.Проектная, 4