Amplificatorul propus cu control automat al amplificării (AGC) poate fi utilizat pentru "soft" și cu distorsiuni minime ale limitării nivelului de semnal în raport cu valoarea maximă. Acesta din urmă este important de subliniat: controlul câștigului nu se bazează pe valoarea rădăcină medie-pătrată a semnalului, și anume la absolut. Acest lucru este necesar pentru unele sisteme de procesare a vorbirii, sisteme de comunicații etc.
Amplificatoarele convenționale cu AGC în astfel de aplicații nu pot funcționa corect și, în plus, au niveluri destul de ridicate de distorsiune armonică comună. Deoarece se bazează pe nivelul semnalului RMS și, prin urmare, au o întârziere în reacția AGC, astfel de amplificatoare au adesea o altă caracteristică foarte neplăcută, care poate fi numită "semnal temporar decolorare" sau "colaps". Acest efect se manifestă într-un amplificator cu AGC, când circuitul de control al amplificării începe să funcționeze în modul de capturare, adică atunci când este activat controlul feedback-ului AGC. Acest lucru este inerent la astfel de amplificatoare, care se manifestă în scăderea instantanee a nivelului semnalului, cu creșterea lentă ulterioară până la punctul de reglare a caracteristicilor de transfer.
În plus, amplificatoarele simple utilizate cu AGC reacționează diferit la jumătate de undă pozitivă și negativă a semnalului, deoarece, de regulă, este utilizat un redresor cu jumătate de undă. Uneori, acest lucru poate fi inacceptabil, de exemplu, dacă nivelul de modulare este strict stabilit sau dacă suprasarcina ADC este inacceptabilă. Aceste efecte negative ar trebui excluse, în special în acele sisteme care sunt destinate transmiterii sau procesării discursului, în care inteligibilitatea vorbirii este esențială. Schema schematică a limitatorului de semnal "moale" fără deficiențele de mai sus este prezentată în Figura 1.
Limitator de nivel semnal slab.
Dispozitivul constă dintr-un atenuator variabil (R4, RDS_VT1), amplificator (DA1-1), precizie-un redresor (DA1-2, DA1-3) de control și de prag (VT2) cu integrator capacitiv (R7, C4). (RDS_VT1 este rezistența canalului VT1). Semnalul de intrare este alimentat la amplificator printr-un atenuator reglabil. Spre deosebire de dispozitivele convenționale, atenuatorul trebuie să fie configurat astfel încât semnalul de intrare a fost imediat atenuat de aproximativ 1 dB. Acest lucru trebuie făcut cu feedback-ul AGC off. Reglajul se face prin tunderea R6. Aceasta din urmă este extrem de important, deoarece această configurație elimină efectul dăunător, numit mai sus ca un „fading temporară.“
În dispozitivul propus se utilizează un tranzistor cu efect de câmp cu câmp p (VT1) cu o tensiune mare de deconectare (VGS_OFF) și o rezistență adecvată a canalului deschis (RDS_ON) ca legătură de control a AGC. Optimal va fi un tranzistor cu VGS_OFF în intervalul de la 3 la 7 V și RDS_ON de ordinul a 400 - 200 Ohm.
Alegerea tipului de tranzistor de reglare este foarte importantă, deoarece afectează scăderea efectului "decolorării timpului".
Rezistența canalului tranzistorului VT1 în stare deschisă (RDS_ON) împreună cu valoarea nominală a rezistenței R4 determină domeniul maxim dinamic al dispozitivului în partea din adâncimea de reglare AGC. Calculați acest interval folosind formula
Motivul pentru distorsiunea armonică generală ridicată a amplificatoarelor convenționale cu AGC sunt distorsiunile neliniare mari introduse de atenuatorul reglabil. Pentru a reduce aceste distorsiuni, este posibil cu ajutorul unui lanț RC suplimentar special (C3, R13, R14), adică prin introducerea feedback-ului negativ al porții în elementul de reglare VT1. A doua problemă (reacția la amplitudinea oricărui semn) este rezolvată prin utilizarea unui circuit de redresare cu undă de undă de precizie.
Un element important al circuitului de comandă este tranzistorul VT2, care modifică tensiunea de intrare a tranzistorului VT1 în conformitate cu nivelul absolut al semnalului de intrare. Când tensiunea la poarta VT1 scade, rezistența acesteia scade, ceea ce reduce coeficientul de transmisie al atenuatorului. Astfel, nivelul de ieșire al circuitului nu va depăși valoarea setată atâta timp cât tensiunea de intrare a tranzistorului VT1 nu devine zero. În acest caz, tranzistorul VT1 va fi complet deschis.
Inteligibilitatea vorbirii depinde de timpul constant al integratorului (R7, C4), care poate fi selectat experimental. Valorile acceptabile pentru semnalul de vorbire sunt R7 = 330 kΩ și C4 = 10 μF. Rezistorul de tăiere R12 stabilește amplitudinea maximă necesară a semnalului de ieșire. Subliniem încă o dată că circuitul nu funcționează cu valori rms! Firește, amplitudinea maximă poate fi mai mică decât semnalul de ieșire decât trecerea de prag VT2, tranzistori de siliciu pentru joasă tensiune de circa 0,68 V. Aceasta înseamnă această valoare a amplificatorului de amplitudine se comportă ca o linie normală, apoi își schimbă raportul de transmisie, stabilind amplitudinea maximă semnalului la un nou nivel, după care rulează din nou liniar fără compresie până când integratorul este restabilit și se realizează o captură nouă. Nivelul necesar al semnalului de intrare poate fi setat prin selectarea câștigului corespunzător DA1-1, care poate fi calculat din formula
Firește, acest lucru este adevărat numai în banda de frecvență de lucru.
Dispozitivul descris are un timp de răspuns foarte scurt, care este mai mic decât jumătate din perioada semnalului de intrare.
Principalele caracteristici ale opririi ușoare:
- Redresor cu undă de undă de precizie;
- Element de control al pragului cu integrator;
- FET-canalul P ca element de control al atenuatorului (VT1) trebuie să fie selectat cu o tensiune mare de deconectare (VGS_OFF);
- Presetarea punctului de lucru al atenuatorului tranzistorului de comandă (VT1);
- Introducerea unui atenuator negativ de reacție în elementul de reglare care minimizează distorsiunea neliniară.
Descrierea redresorului cu undă de undă utilizată în această schemă poate fi găsită în cartea: L. Falkenberry "Aplicarea amplificatoarelor operaționale și a circuitelor lineare", Per. cu engleza. - M. Mir, 1985. Ambele cărți sunt disponibile pe Internet și sunt disponibile pentru descărcare. Într-un astfel de redresor, este mai bine să se utilizeze diode Schottky, de exemplu, BAS40-04, pentru a îmbunătăți acuratețea semnalelor mici, dar acest lucru nu este relevant pentru circuitul în cauză.
Rezistența canalului deschis RDS_ON pentru FET cu putere redusă nu este întotdeauna indicată în specificații, dar este ușor de calculat prin panta (S) a tranzistorului, deci RDS_ON = 1 / S. Apropo, în schemă este posibil să se folosească tranzistorul intern de efect KP103M1: S = (1,3 ... 4,4) mA / V, VGS_OFF = (2,8 ... 7) V.
Dacă amplitudinea maximă a semnalului de ieșire ar trebui să fie mai mică decât valoarea de 0,68 V specificată în articol, atunci câștigul în redresorul cu undă de undă complet trebuie schimbat. Amplificarea necesară este stabilită prin creșterea valorilor rezistențelor R11 și R3 în raport cu valorile rezistoarelor redresoare rămase. Pentru funcționarea corectă a redresorului, nu uitați să respectați raportul rezistențelor R11 = R3, R5 = R1 = R2. În acest caz, câștigul redresorului este calculat ca KU = R3 / R5.
Trimiteți-le prietenilor: