Расчет системы АРУ

3.6 Расчет системы АРУ

На рис 3.6 приведена принципиальная схема АРУ.

Рис3.6

Необходимые пределы регулирования системы АРУ, приведенной на рис3.6

(3.97)

Задаемся максимальной величиной тока коллектора регулируемых каскадов

и величиной

Коэффициент усиления регулируемых каскадов

(3.98)

при q=1(0дБ) – К_регmax=73.71(дБ);

при q=0.1(-20дБ) – К_регmin=13.71(дБ);

Пределы регулировки

 (3.99)

Принимая R₃=16 кОм определяем коэффициент управления.

 (3.100)

В качестве детектора системы АРУ будем использовать транзисторный амплитудный детектор, расчет которого приведен ниже.

Определяем крутизну детектирования

 (3.101)

Выбираем сопротивление нагрузки детектора

(3.102)

Поскольку входное сопротивление операционного усилителя достаточно большая величина (100кОм), то согласно формуле 3.102, R_к должен иметь сопротивление порядка 500 кОм, при этом коэффициент передачи будет иметь огромную величину. Поэтому для предотвращения самовозбуждения амплитудного детектора, шунтируем выход АД сопротивлением R₇=R_вхн=300 Ом.

 (3.103)

Коэффициент передачи детектора

Входное сопротивление амплитудного детектора

 (3.104)

где а=4, b=0.25 – вспомогательные коэффициенты.

Определяем сопротивление делителя R₅ задавшись R₄=1кОм и U_б0=0.4 В

(3.105)

Принимаем R₅ равным 30 кОм.

Емкость С₃ найдем по формулам 3.56, 3.57.

Принимаем С₃=0.2 мкФ.

Необходимый коэффициент усиления ОУ

(3.106)

Так как к_ус>1, то будем применять усиленную АРУ. В качестве УПТ примем ОУ типа К104УД1.

Для обеспечения времени замедления работы АРУ выбираем конденсатор

 (3.107)

где t_а=0.1 сек – постоянная времени цепи АРУ.

Выбираем С₂=6.2 мкФ.

Сопротивления R₁, R₂ выбираем из условия обеспечения нужного коэффициента усиления ОУ. Зададимся величиной сопротивления R₂=1 кОм, а R₁ найдем из следующего соотношения

(3.108)

Поскольку такого номинала нет, то соединяем последовательно резисторы номиналов 620 Ом, 10 Ом.

Дроссели и емкость С₁ предназначены для предотвращения возможных обратных связей между каскадами, поэтому, не производя расчета принимаем Др1=Др2=Др3=0.1Гн, С₁=0.1мкФ.

3.7 Расчет стереодекодера

Ввиду специфического вида стереосигнала (положительная огибающая повторяет правый канал, отрицательная левый) его можно декодировать с помощью двух амплитудных детекторов, один из которых декодирует положительные полупериоды стереосигнала, а второй отрицательные. Произведем расчет диодного одного амплитудного детектора, расчет второго будет полностью аналогичным, единственное их отличие заключается во включении диодов в схеме. Принципиальная схема стереодекодера приведена на рис 3.7

Рис3.7

Выбираем тип диода так, чтобы его граничная частота намного превышала частоту детектируемого сигнала и обратное сопротивление было по возможности большим. Этим условиям удовлетворяет диод Д9Е.

Исходя из отсутствия нелиней ных искажений за счет разных сопротивлений нагрузки по переменному и постоянному току, вычисляем величину сопротивления R₁

(3.109)

где м=0.8 – коэффициент глубины модуляции

R_н=10 кОм –входное сопротивление усилителя низкой частоты.

Из характеристик выпрямления по известным величинам U_вхд, R₂ находим рабочую точку и в ней определяем S=10^-2 мА/В, R_д=100 Ом, m_д=1.

Вычисляем вспомогательные коэффициенты

(3.110)

 (3.111)

Из условия отсутствия нелинейных искажений и допустимых частотных на высших частотах модуляции находим допустимую величину емкости конденсатора С₁ шунтирующего нагрузку детектора R₁

(3.112)

где С_н=10^-9Ф входная емкость УНЧ.

(3.113)

где М_в=1.2.

Так же должно выполняться условие

(3.114)

370·10^-9>10·10^-12

где С_д=1 пФ проходная емкость диода.

Выбираем С₁=С₂=2 нФ, чтобы она не превышала минимальной из рассчитанных.

Находим коэффициент передачи детектора по напряжению

(3.115)

Определяем величину входного сопротивления детектора

 (3.116)

Определяем емкость разделительного конденсатора, исходя из допустимых частотных искажений в области низких звуковых частот

(3.117)

Принимаем С_р=3 мкФ.