Разработка радиоприемного усройства для информационно-измерительной системы автомобиля

На рисунке 1.11 приведена электрическая принципиальная схема радиоприемного уст­ройства; на рисунке 1.12 - его регулировочная характеристика.

Рисунок 1.11 - Принципиальная электрическая схема радиоприемного уст­ройства

Рисунок 1.12 - Регулировочная характеристика радиоприемного уст­ройства

Радиоприемное устройство (рисунок 1.11) содер­жит входную цепь 1, избирательный усили­тель 2 с постоянным коэффициентом передачи, амплитудный детектор 3 с допол­нительным выходом, усилитель низкой час­тоты (квантователь) 4, усилитель цепи АРУ 5. Выходная цепь 1 выполнена широкопо­лосной. Избирательный усилитель 2 с постоянным коэффициентом передачи состоит из широкополосных усилителей, соеди­ненных с помощью резонансных фильтров, или представляет собой каскадное соединение операционных усилителей с частотно зависимыми отрицательными обратными связями. Амплитудный детектор 3 может быть выполнен по схеме как диодного, так и транзисторного детектора. Усилитель низкой частоты 4 представляет соединение усилите­лей на биполярных транзисторах с резистивными нагрузками или пороговое устройство, выполненное, например, по схеме компара­тора сигналов. Усилитель цепи АРУ 5 представляет собой усилитель постоянного тока, выполненный, например, на операци­онном усилителе с отрицательной обратной связью по одной из известных схем и подключенный к дополнительному выходу детектора. Между входной цепью 1 и избирательным усилителем 2 с постоянным коэффициентом передачи включен элемент с регулируемым коэффициентом передачи в виде широкополосного двухкаскадного усили­теля с непосредственными связями на биполярных транзисторах б и 7, причем первый из каскадов выполнен по схеме с общим эмиттером с цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряже­нию через резистор 9. Режим работы двухкаскадного широкополосного усилителя по постоянному току обеспечивается с помощью делителя напряжения питания на резисторах 10, 11 в цепи базы транзистора 6, резистором 12 в его эмиттерной цепи, резистором 13, конденсатором 14 в цепи эмиттера транзистора 7, а также сопротив­лением резистора 15, образующим вместе с емкостью конденсатора 16 фильтр нижних частот в цепи питания. Нагрузкой широко­ полосного двухкаскадного усилителя является резистор 17 в коллекторной цепи второго каскада на транзисторе 7. База транзистора 6 через разделительный конденсатор 18 и коллектор транзистора 7, через разделитель­ный конденсатор 19 и развязывающий резистор 20 подключены соответственно к шунтирующим элементам, каждый из кото­рых выполнен в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит соответственно последовательно соединенные резисто­ры 21 и 22, параллельно резистору 22 включен диод 23 и резистор 24, резистор 25, параллельно которому включен диод 26, а вторая - соответственно диод 27 и диод 28. Диоды 23 и 27, а также 26 и 28 включены встречно. Управляющее напряжение с выхода усилителя цепи АРУ подается на шунтиру­ющие элементы через фильтры нижних частот, образованные резисторами 29, 30, 31 и конденсаторами 32, 33, 34 и 35. Последний шунтирует резистор 12 в эмиттерной цепи транзистора 6 для предотвращения отрица­тельной обратной связи по переменному току. Работа РПУ заключается в следующем.

Известно, что форма вольт-амперных характеристик электронно-дырочных перехо­дов, в частности полупроводниковых диодов такова, что последние могут рассматриваться как несимметричные нелинейные элементы. Следовательно, широкополосный двухкаскадный усилитель, содержащий на входе и выходе шунтирующие элементы с использо­ванием полупроводниковых диодов, диффе­ренциальные сопротивления которых изменяются под действием управляющего напряжения, обеспечивает регулировку ко­эффициента усиления по напряжению. Кри­вая, иллюстрирующая в самом общем виде характер изменения сопротивления практи­чески всех видов нелинейных элементов, представлена в [4 ]. Однако, помимо наличия' на входе и выходе широкополосного двухка­скадного усилителя в качестве элементов регулировки шунтирующих элементов с использованием нелинейных делителей уп­равляющего напряжения в эмиттерной цепи транзистора 6 имеется делитель управляю­щего напряжения, выполненный на резисто­рах 12 и 30 и обеспечивающий регулировку коэффициента усиления по напряжению методом обратной режимной регулировки усиления, при котором последняя произво­дится изменением тока эмиттера. Поскольку регулировки коэффициента усиления по напряжению с помощью применения шунти­рующих элементов, содержащих полупровод­никовые диоды, и использования методов обратной режимной регулировки изменением тока эмиттера независимы, то их можно рассматривать отдельно друг от друга, а суммарное значение регулировки коэффици­ента усиления по напряжению определить, как

, (1.4)

где - суммарное значение регулировки коэффициента усиления по напряжению; - значение регули­ровки коэффициента усиления по напря­жению шунтирующего элемента на входе усилителя;

- значение регу­лировки коэффициента усиления по на­пряжению шунтирующего элемента на выходе усилителя.

В связи с этим при увеличении сигнала на входе широкополосного двухкаскадного усилителя возрастает значение управляюще­го напряжения и, как отмечено ранее, уменьшается дифференциальное сопротивле­ние диодов в цепях шунтирующих элемен­тов, следствием чего является изменение коэффициентов передачи, а следовательно, и коэффициента усиления по напряжению так, как показано на кривой 1 (рисунок 1.12) при отключенных диодах 23 и 26 и иллюстри­руется кривой 2 (рисунок 1.12) при подключенных диодах 23 и 26. При этом следует отметить, что разомкнута цепь подачи управляющего напряжения в эмиттерную цепь транзистора 6 широкополосного двухкаскадного усилите­ля. Зависимость коэффициента усиления по напряжению широкополосного двухкаскадно­го усилителя при подаче управляющего напряжения в эмиттерную цепь транзистора 6 и отключении диодов 27, 28 приведена в виде кривой 3 (рисунок 1.12).

Поскольку управляющее напряжение по­дается одновременно как на диоды шунти­рующих элементов, так и в эмиттерную цепь транзистора первого каскада широкополосно­го двухкаскадного усилителя, то суммарное значение регулировки коэффициента усиле­ния по напряжению иллюстрируется кривой 4 (рисунок 1.12).

Следует отметить, что поскольку управ­ляющее напряжение подается на диоды шунтирующих элементов и в эмиттерную цепь транзистора первого каскада широкопо­лосного двухкаскадного усилителя через автономные RC-фильтры, то при уменьше­нии значения сопротивления резистора 30 фильтра в эмиттерной цепи транзистора первого каскада широкополосного двухка­скадного усилителя происходит изменение (увеличение или уменьшение) тока управле­ния в цепи эмиттера транзистора первого каскада ранее указанного усилителя, а следовательно, сдвиг его регулировочной характеристики. Это позволяет обеспечить суммарную регулировочную характеристику коэффициента усиления по напряжению всего радиоприемного устройства с высокой степенью линейности. Формула изобретения имеет вид: раадиоприемное устройство, содержащее последовательно соединенные линейный тракт, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усилитель цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) и фильтр АРУ, включенные между дополнительным выходом амплитудного детектора и управляющим входом регулируемого усилителя промежу­точной частоты линейного тракта, отлича­ющееся тем, что регулируемый усилитель промежуточной частоты выполнен в виде последовательно соединенных элемента с регулируемым коэффициентом передачи, уп­равляющий вход которого является управля­ющим входом усилителя промежуточной частоты, и избирательного усилителя с постоянным коэффициентом передачи, эле­мент с регулируемым коэффициентом пере­дачи выполнен в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредствен­ными связями, первый из каскадов выполнен в виде усилителя на транзисторе, включен­ном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, второй - в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной отрицательной обратной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу преобразователя частоты линейного тракта и выпол­ненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение первого диода, параллельно которому включен первый резистор, и второго резистора, а другая - второй диод, причем первый и второй диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополос­ного двухкаскадного усилителя через первый разделительный конденсатор, Г-образного делителя напряжения, подключенного к выходу широкополосного двухкаскадного уси­лителя через второй разделительный конден­сатор, в продольном плече которого включен третий резистор, а в поперечном - парал­лельно соединенные цепи, одна из которых содержит третий диод, другая - последова­тельно соединенные четвертый резистор и четвертый диод, причем третий и четвертый диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последо­вательно соединенных пятого резистора и шестого резистора, параллельно которому включен конденсатор, причем отвод делите­ля, образованный точкой соединения пятого резистора с шестым, подключен к другому t выводу резистора в цепи эмиттера транзи­стора первого каскада широкополосного двухкаскадного усилителя, при этом точка соединения первых диода и резистора, другой вывод пятого резистора и точка соединения четвертых резистора и диода является управляющим входом элемента с регулиру­ющим коэффициентом передачи.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49