1. функциональная схема цепи управления соответствует простейшему случаю (см. рис. 4.11, а, б).

2. В качестве управляющего элемента выбираем ТУЭ с потенциальным управлением. Для выполнения заданного условия /1-1-/2 = const в качестве одного из возможных вариантов ТУЭ выбираем дифференциальный (см. рис. 4.13, в).

3. Определяем ДС/у = аА/а<a/max (a-l/S ориентировочно задаемся порядка 50 мВ/мА).

4. Определяем структуру преобразователя:

а) в состав преобразователя включаем детектор, преобразующий напряжение сигнала Um в напряжение постоянного тока Un- Выбирая амплитудный детектор и считая, что коэффициент передачи детектора Кяет= 1. определяем At/n~AC7m=C/mmai-C/mmln;

б) преобразователя закона управления в структурной схеме не предусматриваем;

в) определяем коэффициент передачи Ku=AUy/AUjt и в зависимости от его величины выясняем необходимость в УПТ.

5. Вспомогательная цепь должна содержать делители напряжения для питания баз транзисторов Т1~ТЗ (см. рис. 4.13, в).

При системотехническом подходе на этапе эскизного проектирования производится выбор типовых блоков (ИС). При этом составляется несколько вариантов и на основании различных критериев (габаритно-весовых, энергетических, экономических и т. д.) выбирается оптимальный вариант.

5.3.3. Разработка принципиальной сжемы

Этот этап проектирования различается при системотехническом и схемотехническом подходах.

При системотехническом подходе для выбранных типовых блоков производится выбор й расчет внешних компонентов (цепей питания, температурной компенсации, цепей частотной коррекции ОУ и т. д.), при необходимости осуществляется согласование или стыковка выбранных блоков. Требуемые в этом случае расчеты являются традиционными для любых элементов радиотехнических устройств.

При схемотехническом подходе составляется полная

принципиальная схема и производится предварительный электрический расчет этой схемы; при необходимости выполняется уточненный электрический расчет. Элементы схем, которые при этом подлежат расчету: источники тока или напряжения, УПТ, стабилизаторы и т. д., не являются специфическими для УЭА. Поэтому для проектирования таких элементов рекомендуем воспользоваться литературой [2, 34 и др.].

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев Г. П. АРУ на основе диодного потенциометрическо-го резистора.- Радиотехника , 1974, № 8.

2. Алексенко А. Г. Основы микросхемотехники. Изд. 2-е. М., Сов. радио , 1976.

3. Априков Г. В. Регулируемые усилители. М., Энергия , 1969.

4. Аркадьева Г. Д., Игнатов А. Н. Полевые транзисторы в системах АРУ транзисторных радиоприемников.- Радиотехника , 1977, № 1.

5. Балабанян Н. Синтез электрических цепей. М.-Л., Госэнерго-издат, 1961.

6. Берестнев П. Д. АРУ в транзисторной аппаратуре. Куйбышев, Куйб. кн. изд-во, 1973.

7. Берман Л. С. Варикапы. М,-Л., Энергия , 1965.

8. Богданович Б. М. О принципиальной возможности регулирования усиления без искажения формы частотной и фазовой характеристик тракта.- Вопросы радиоэлектроники , сер. Техника телевидения , 1969, № 2.

9. Богданович Б. М. Об использовании неискажающих пассивных четырехполюсников регулируемого затухания в транзисторных усилительных трактах.- Вопросы радиоэлектроники , сер. Техника телевидения , 1969, № 5.

10. Богданович Б. М. К вопросу об уменьшении нелинейных искажений в аттенюаторах на нелинейных управляемых сопротивлениях.- Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника , 1969, № 10.

И. Богданович Б. М. Основы теории и расчета малосигнальных усилителей с контролируемыми нелинейными искажениями. Минск, Вышэйшая школа , 1974.

12. Богданович Б. М., Забеньков И. И. Температурная стабильность нелинейных характеристик полупроводниковых диодов.- В сб.: Электронная техника в автоматике . Под ред. Ю. И. Конева. Вып. 8. М., Сов. радио , 1976.

13. Богданович Б. М., О кулич Н. И. О применении одноэлементных регуляторов усиления, не изменяющих форму частотных характеристик тракта.- Радиотехника , 1971, № 10.

14. Богданович Б. М., Окулич Н. И. Одноэлементные неискажаю-щие регуляторы затухания.- Электросвязь , 1973, № 6.

15. Богданович Б. М., Окулич Н. И. Стабилизация частотных характеристик усилителя с нелинейной нагрузкой в области нижних частот.- В сб.: Радиоэлектроника . Вып. 3. Минск, Вышэйшая школа , 1973.

16. Бутлицкий И. М. Устройства АРУ многоканальных устройств связи. М., Связь , 1974.

17. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. М., Сов. радио , 1973.

18. Глориозов Е. А., Ссорин В. Г., Сыпчук П. П. Введение в автоматизацию схемотехнического проектирования. М., Сов. радио , 1976.

19. Гуревич И. В. Основы расчетов радиотехнических цепей. М., Связь , 1975.

20. Дзехцер Г. Б., Орлов Д. С. p-i-n диоды в широкополосных устройствах СВЧ. М., Сов. радио , 1970.

21. Дьяконов В. П. Управляемый оптоэлектронный делитель переменного напряжения.- Приборы и техника эксперимента , 1977,

22. Есаков В. Ф., Кудрин И. Г., Шноль М. М. Автоматическая регулировка усиления в усилителях низкой частоты. М., Энергия , 1970.

23. Коробов Р. М., Крымер Л. Н. Аппроксимация характеристик полевого транзистора.- В сб.: Радиотехника и электроника . Вып. 5. Минск, Вышэйшая школа , 1975.

24. Крисилов Ю. Д. Автоматическая регулировка и стабилизация усиления транзисторных схем. М., Сов. радио , 1972.

25. Крылов Г. М., Смирнов Г. А. Транзисторные усилители с автоматической регулировкой усиления. М.-Л., Энергия , 1967.

26. Носов Ю. Р. Оптроны для микроэлектронной аппаратуры.- В сб. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы . Вып. 2.

27. Окулич Н. И. Влияние узкополосной нагрузки на стабильность частотных характеристик транзисторного усилителя с регулируемым усилением.- В сб.: Радиотехника и электроника . Вып. 5. Минск, Вышэйшая школа , 1975.

28. Окулич Н. И. Синтез резистивных управляемых аттенюаторов для трактов со стабильными частотными характеристиками.- Радиотехника , 1978, № 9.

29. Окулич Н. И. Проектирование трактов с резистивными управляемыми аттенюаторами по заданной форме частотных характеристик - Радиотехника , 1978, № 12.

30. Окулич Н. И., Волчок Е. В. Расчет узкополосного регулируемого усилительного тракта со стабильными частотными характеристиками.-В сб.: Радиотехника и электроника . Вып. 6. Минск, Вышэйшая школа , 1976.

31. Пасынков В. В., Чиркин Л. К-, Шинков А. Д. Полупроводниковые приборы. Изд. 2-е. М., Высшая школа , 1973.

32. Полупроводниковые диоды (параметры, методы измерения). Под ред. Н. И. Горюнова и Ю. Г. Носова. М., Сов. радио , 1968.

33. Принципы и методы регулировки усиления в транзисторных усилителях. Изд. 2-е. М., Энергия , 1974.

34. Проектирование и применение операционных усилителей. М., Мир , 1974.

35. Шафер Д. В. Расчет,.настройка и испытание транзисторных усилителей с АРУ. М., Связь . 1968.

ПРИЛОЖЕНИЕ. ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОВ С РЕЗИСТИВНЫМИ УЭА

Постановка задачи

Проблема получения высокой точности и стабильности коэффициента передачи усилительного тракта становится в настоящее время весьма актуальной в связи с резким повышением требований к современным радиотрактам. В ряде отраслей радиотехники стоит вопрос о создании трактов с относительной погрешностью установки коэффициента передачи порядка десятых и даже сотых долей процента. В особенности это касается усилительных трактов для масштабных усилителей и преобразователей, различной радиоизмерительной аппаратуры и т. д. Задача существенно усложняется, если коэффициент передачи должен быть регулируемым. Тривиальный путь ее решения заключается в повышении точности и стабильности элементов и узлов трактов путем постоянного совершенствования технологии производства, использования подстроечных элементов и т. д. Ниже рассмотрен другой подход, основанный на применении таких схемных решений, которые позволяют на основе плохих элементов строить высокоточные и стабильные тракты.

Одноэлементное регулирование

Регулируемые коэффициент передачи Т и элемент т связаны между собой для реального тракта определенной функциональной зависимостью Т(т). При этом отклонение параметра т от своего номинального значения Ото на величину Дт вызывает соответствующую абсолютную погрешность установки коэффициента передачи ДТ. Для случая линейной зависимости Т(т)=ат относительные погрешности Дт/т и ДТ/7 оказываются равными. Уменьшение ДГ/Г по сравнению с Ат/т может быть получено при условии, что угол наклона касательной к зависимости Г(т) в точке А с координатами то, Г (Ото), где Шо лежит в пределах интересующего диапазона mmin<mo<mmai, будет меньше угла наклона прямой, проходящей через начало координат и точку А.

Введем величину

fl =

Am m

характеризующую выигрыш в уменьшении погрешности установки коэффициента передачи Т. При ДтО (и соответственно ДГ->-0) В->1/5, где 5 - относительная, или логарифмическая, чувствительность:

dlnT т dT

S = -

dlnm

Уменьшение чувствительности коэффициента передачи к изменению регулируемого элемента, т. е. увеличение В, приводит к уменьшению эффективности регулирования. Очевидно, наибольшая эффективность регулирования будет достигнута при условии, что во всем диапазоне изменения т чувствительность остается постоянной и рав-

ной наибольшему допустимому значению So. Таким спойстпом ()6.iin-дает степенная функция

Г(т) = т, (П.1)

у которой

Диапазон регулирования D = 7mai/7min связан для зависимости (П.1) с диапазоном изменения регулируемого элемента d=dmixldm\n следующим образом:

Последнее соотношение указывает па невозможность получения результатов, которые удовлетворяли бы требованиям практики. Так, например, при заданном D=IQ и желаемом 5=10 необходимый диапазон изменения m составляет 10 порядков. При использовании для регулирования переменного резистора erq сопротивление в этом случае должно изменяться, предположим, от Л~т)п=10м до /?~та1=10ГОм, что нереэльно на практике. Для легко реализуемой величины (i=1000 при том же выигрыше В=10 получим Д 2 (!).

Согласно теореме Боде [17], величины 7 и от для любой линейной электрической цепи связаны между собой дробно-линейной зависимостью

где часть коэффициентов а,- и 6,- может быть равна нулю. Для такой зависимости чувствительность при изменении т не остается постоянной величиной:

с (агЬо-аМт

аойо + (аЛ + аоМп + аАт

Это обстоятельство приводит к тому, что характеристики реального устройства оказываются хуже, чем в случае идеальной зависимости (П.1). Таким образом, возможности получения низкой чувствительности при хорошей эффективности регулирования весьма ограничены, что является следствием противоречивости этих требований.

Приемлемые на практике результаты могут быть получены только при условии, что требования к низкой чуистпитсльностн и высокой эффективности регулиронанин должны ныполпптьгя ме однонременно, а в разных областях изменения т. В ряде случпеи штрсчистся необходимость получения высокой точности устпнопки K(i4()()muiriiTB передачи при некоторых, вполне определенных cio ммичениих. Ирн других значениях коэффициента передичи может быть иолучеми ни-сокая эффективность регулирования, Риссмотрнм 11о,1М(1жи1)(ти тиких способов регулирования.

Из выражения (П.З) следует, что нулепой чупстиитслытстн коэффициента передачи Т к изменению регулируемого лсмепти т можно добиться в следующих случаях:

1) для ненулевых значений Оо и Ьо - при от->-();

2) для ненулевых значений а[ и bi - при ni-*-oo;

3) для ненулевых значений всех at и й; -при ныполнс.....i yivin-

вия aibo-ao6i = 0 (так называемого условия параметрический инни-риантностй).