Justering och konfiguration av elektroniska produkter. Syftet med justering och driftförhållanden för radioelektronisk utrustning och anordningar

Justeringar i radiomottagare .

I radiomottagningsenheter upprättas och underhålls de nödvändiga driftslägena med hjälp av justeringar enskilda element kretsar som ger båda bästa förutsättningarna ta emot en användbar signal och omvandla den till information.

Alla typer av justeringar kan delas in i två huvudgrupper:

Justeringar som ändrar seme-parametrarna och bildar mottagarens frekvens- och fasegenskaper;

Justeringar som ger de erforderliga driftslägena för mottagarelementen.

Den första gruppen inkluderar inställning till en given frekvens eller inställning till arbetsfrekvens inom vissa gränser. Justering av mottagarens selektiva egenskaper och dess bandbredd, inställning av vissa fasförhållanden.

Den andra gruppen inkluderar inställning av de specificerade elektriska lägena för aktiva enheter (transistorer och lampor), inställning av lägen för individuella komponenter, justering av förstärkningen av mottagningsvägen och matchning av individuella kretselement. Beroende på det avsedda syftet är de listade justeringarna uppdelade i produktion, teknisk och operativ. De första utförs under produktionsprocessen eller under reparationsprocessen. Dessa inkluderar justering av kretsarna med trimkondensatorer eller spolkärnor, justering av filter, inställning av nödvändiga spänningar på elektroderna, matchande matarledningar, etc.

Driftsjusteringar kan vara antingen manuella eller automatiska.

De viktigaste är:

Justering av mottagarens inställningsfrekvens;

Selektivitetsjustering;

Vinstjustering.

Frekvensjustering.

Frekvensjustering inkluderar förinställning till den mottagna signalens nominella frekvens och justering under drift.

Mottagaren kan ställas in både av referensgeneratorn och av den mottagna användbara signalen. Antalet avstämbara element bestäms av mottagarkretsen och frekvensområdet. Inställningen till en given frekvens kan antingen vara jämn inom mottagarens arbetsområde eller fast, vilket säkerställer installationen av ett ändligt antal frekvenser.

Inställningen kan utföras antingen manuellt eller med hjälp av en elektromekanisk drivning, med fixering av förinställda arbetsfrekvenser. I superheterodynmottagare av centimeter- och millimeterområdet är förväljaren i de flesta fall bredband och mottagaren ställs in genom att ställa in lokaloscillatorfrekvensen. I en klystron lokaloscillator kan detta göras genom att mekaniskt justera resonatorn, eller genom att ändra spänningen på reflektorn.

När man använder kvarts lokaloscillator frekvensstabilisering i mottagare, utförs avstämning antingen genom att byta kvartskristaller eller genom att använda flera kvartsoscillatorer som ger ett rutnät av stabila frekvenser i ett givet område.

I superheterodynmottagare med en avstämbar förväljare kopplas inställningen av UHF- och lokaloscillatorkretsarna. Ändring av frekvenser under inställning bör säkerställa en konstant mellanfrekvens.

I de flesta fall utförs kretsjustering med variabla kondensatorer, strukturellt kombinerade till en enhet. Beroende på typen av mottagare och dess syfte kan kondensatorerna vara luft- eller filmdielektriska, diskreta kondensatorer eller varicaps.

Variabla kondensatorer har en tillräcklig täckningskoefficient för kapacitansintervallet, hög kvalitetsfaktor och linjäritet för kapacitansändring. Nackdelarna är de ganska stora dimensionerna hos avstämningsenheten, komplexiteten i designen med ett stort antal samtidigt avstämbara kretsar och den långa inställningstiden.

När man använder ett block av kondensatorer med variabel kapacitans är parametrarna för de enskilda elementen i blocket ungefär desamma överlappningskoefficienterna för kapacitansen och följaktligen kommer frekvensområdet att vara ungefär detsamma. Dessa kondensatorer ger emellertid inte en konstant frekvensskillnad i omvandlarna till superheterodynmottagare.

Vid mellanfrekvens f etc=f G-f Med intervallöverlappningskoefficienterna måste vara olika.

Med samma överlappningskoefficient kommer skillnaden mellan avstämningsfrekvenserna för UHF- och lokaloscillatorkretsarna att ligga inom räckvidd, eftersom UHF-kretsarna kommer att vara avstämda i förhållande till signalfrekvensen. Detta kommer att leda till en minskning av förstärkningen, som minskar ju mer desto bredare förstärkarens bandbredd.

För att eliminera denna nackdel är kretsinställningarna ihopparade. Ett av parningsalternativen är att införa ytterligare kondensatorer i lokaloscillatorkretsen.

Induktans L G L väljs så att i mitten av området båda kretsarna har en skillnad i inställning lika med f etc. Kondensatorer väljs enligt följande: C V»C min, och C A«C Max. I det här fallet, på låga frekvenser arbetsområde när C = C Max kondensatorkapacitet C A spelar ingen roll, men kapacitansen för kondensatorn C V reducering av den resulterande kapacitansen hos oscillatorkretsen ökar dess resonansfrekvens och följaktligen den lokala oscillatorfrekvensen, vilket bringar frekvensskillnaden närmare värdet för mellanfrekvensen.

En diskret kondensator är ett lager av kondensatorer med konstant kapacitet med serie-parallell anslutning av grupper. Användningen av dessa kondensatorer minskar inställningstiden, som främst bestäms av hastigheten på styrkretsen och själva omkopplaren. Förskjutna alternativ är möjliga när diskreta kondensatorer och diskreta induktorer används samtidigt för att omarrangera oscillerande system.

Den största nackdelen med att trimma med diskreta kondensatorer är det begränsade antalet inställningar och komplexiteten hos omkopplingskretsarna.

I kaskader med relativt låg effekt används en varicap som ett frekvensavstämningselement, vilket är praktiskt taget tröghetsfritt vid ändring av kapacitans och kräver en styrspänningskälla med låg effekt. Användningen av varicaps gör att du kan automatisera installationsprocessen.

En betydande nackdel med en varicap är den betydande olinjäriteten hos dess egenskaper, vilket förbättrar mottagarens selektiva egenskaper. Ett alternativ för att minska inverkan av karakteristikens olinjäritet är att öka förspänningen som appliceras på dioden. Det är möjligt att inkludera ytterligare en linjär kondensator i den kapacitiva delen av kretsen, men detta minskar frekvensområdets täckningskoefficient.

Det bästa resultatet av att kompensera för karakteristikens olinjäritet erhålls genom korsströmssekventiell inkludering av varicaps.

I det här fallet, tack vare kompensation av jämna strömövertoner, reduceras påverkan av olinjäritet av egenskaper. I det här fallet är det nödvändigt att säkerställa axlarnas symmetri genom att välja varicaps enligt parametrarna.

Inställning genom att ändra induktans utförs med variometrar eller diskreta induktorer. I det första fallet används mekanisk rörelse av spolkärnan inuti dess ram eller stängning av en del av varven med hjälp av en strömavtagare. I detta fall är överlappningskoefficienten cirka 4÷5. Det måste dock beaktas att samtidigt med en förändring av spolens induktans ändras dess kvalitetsfaktor också, och själva avstämningsmekanismen är ganska komplex och besvärlig, vilket begränsar antalet samtidigt avstämbara kretsar. Användningen av en diskret induktor möjliggör elektronisk inställning, som liknar inställning med en diskret kondensator, men är ännu mer besvärlig.

I professionella mikrovågsmottagare används en icke avstämbar ingång och omkopplade filter. Med en icke-avstämbar bredbandsförväljare matchas antennen, UHF och frekvensomvandlaren med bredbandstransformatorer, och inställningen uppnås med hjälp av lokaloscillatoravstämning.

I praktiken används filtermetoden för att ställa in en mottagare i stor utsträckning, där hela området av driftsfrekvenser täcks av ett antal icke-avstämbara filter, vars bandbredd väljs med en marginal för ömsesidig överlappning. Antalet filter bestäms av mottagarens selektivitetskrav och begränsas av styrkretsens komplexitet.

För att ta emot signaler i frekvensområdet är det således nödvändigt att utföra ett antal operationer, inklusive att byta motsvarande kretsar, byta antenner, etc.

Ett viktigt steg i driften av alla mottagande enheter är exakt inställning till arbetsfrekvensen, vilket inkluderar inställning av de erforderliga lokala oscillatorfrekvenserna (det kan finnas flera av dem i professionella mottagare) och inställning av resonansförväljarkretsarna till signalfrekvensen. När man arbetar med frekvenssyntes i lokaloscillatorn är det möjligt att stämma relativt enkelt inom en kort tidsperiod. Det är dock svårare att snabbt justera förväljaren genom att slå på önskat delområde och justera resonanskretsarna. I detta fall används olika omkopplingskretsar, vars element måste ha en hög kontaktresistans för den kopplade strömmen i öppet tillstånd och ett minimum i stängt tillstånd. De måste också ha en liten genomströmningskapacitans mellan kontakterna vid arbetsfrekvensen. I selektiva kretsar utförs omkoppling av mekaniska eller elektriska element.

Reed-brytare är förseglade och magnetiskt styrda kontakter gjorda av en mjuk magnetisk legering. Kapseln fylls med inert gas eller evakueras. När kapseln förs in i ett magnetfält stängs kronbladen och när fältstyrkan försvagas öppnas de på grund av sin egen elasticitet. Magnetfältet skapas av en speciell kontrollspole.

Omkopplingsdioder med elektroniskt styrd har hög resistans vid omvänd förspänning och har låg differentialresistans vid framåt förspänningsström.

Justering av mottagarens bandbredd.

Mottagarens selektiva egenskaper säkerställs vanligtvis under dess konstruktion, men i vissa fall uppstår ett sådant behov under drift. Så, i mottagare av anslutna radiolänkar, gör detta det möjligt att försvaga inflytandet från störande stationer som är angränsande i frekvens.

Justering kan utföras diskret eller smidigt och som regel manuellt. De justerbara elementen kan vara selektiva system av den linjära delen av mottagningsvägen, huvudsakligen i förstärkaren, såväl som i lågfrekventa kaskader.

För att smidigt justera passbandet i förstärkarbanan används justerbara filter, som är ett system av två avstämbara kretsar kopplade till varandra med hjälp av en kvartsresonator och är belastningen för ett av förstärkarstegen. Sålunda, när du ändrar avstämningen av kretsarna, kan du justera passbandet, eftersom när de är avstämda till en mellanfrekvens är passbandet maximalt, och när det avstäms blir det smalare. Gränserna för bandbreddsjustering bestäms av de tillåtna vinstförlusterna.

I mottagare som har koncentrerade urvalsfilter i IF-vägen, justeras selektiviteten genom att byta filterelement samtidigt som rektangulariteten hos resonanskarakteristiken bibehålls inom vissa gränser.

I postdetektordelen av mottagaren justeras bandbredden genom att ändra frekvenssvaret i området för höga och låga frekvenser (timbre control). Passiva tonkontroller ingår i förstärkarens ingångskrets. En regulator som minskar förstärkningen i högfrekvensområdet är parallellkopplad med förstärkarens ingångskrets och representeras i följande form.

Värdena på R p och C väljs mycket större än de liknande ingångsparametrarna för förstärkaren. Vid Rp=0 bestäms minskningen i frekvenssvar praktiskt taget av tidskonstanten τ = c R y. Om R p ≠0 kommer minskningen endast att vara upp till frekvens f 1 , varefter resistansen Χc =1/ωc blir betydligt mindre än Rp och inte påverkar den resulterande resistansen hos kretsen med Rp. Frekvenssvaret ändras inte förrän frekvensen, varefter det minskar på grund av kapacitansen Cy. En passiv tonkontroll som ökar förstärkningen i lågfrekvensområdet har följande form och fungerar på samma sätt som RfCf-kretsen.

Få justeringar i RPU.

För en given förstärkningsstegkrets, K 0 =p 1 p 2 SR e, där p 1 och p 2 är motsvarande kopplingskoefficienter, S är lutningen för transistorns kollektorkarakteristik, R e är den ekvivalenta belastningsresistansen, med hänsyn till shuntningen av kretsen av transistorn och lasten. Förstärkningen kan justeras genom att ändra valfritt värde som ingår i detta uttryck. När man väljer styrmetoder är det nödvändigt att erhålla en signifikant förändring i K 0 från styrspänningen, en liten styrström och ett litet beroende av andra förstärkarparametrar när förstärkningen ändras.

Justera förstärkningen genom att ändra karakteristikens lutning.

Denna justering utförs genom att ändra driftsläget för det aktiva elementet, så att det kan betraktas som modalt. I det här fallet är det nödvändigt att ändra förspänningen på styrelektroden, vilket kommer att leda till en förändring i lutningen vid arbetspunkten (i en bipolär transistor, förutom S, q-ingång och q-utgångsändring). Reglerspänningen kan tillföras både baskretsen och emitterkretsen.

I denna krets kommer förspänningen vid E-B-övergången att vara U eb = U 0 - E ρ. När E ρ U ökar, minskar eb, vilket kommer att leda till en minskning av kollektorströmmen I k0 och Sk, och som en konsekvens, en minskning av K 0. Förstärkningsstyrkretsen måste ge en ström i denna krets som är ungefär lika med I 0e, vilket innebär att I ρ måste vara relativt stor. Det är att föredra att mata E ρ till baskretsen när U eb = U 0 - E ρ. Justeringsströmmen I ρ =Ig är Ig ≈(5÷10)I 0b och är liten.

Denna krets ger mindre stabilitet på grund av frånvaron av ett motstånd i emitterkretsen, eftersom dess närvaro kommer att leda till en minskning av justeringseffekten. Annars är det nödvändigt att öka E ρ.

Justering genom att ändra R e kan utföras på olika sätt.

Genom att inkludera en diod i kretsen.

När E ρ >U k är dioden stängd och går inte förbi kretsen. R e och K 0 är stora.

Vid E ρ

Justering genom att ändra kopplingsfaktorer.

Spänningen från kretsen matas till delaren Z 1 Z 2. Genom att ändra ett av motstånden kan du ändra p 1. Justeringskretsen för p 2 är liknande. Spolar med variabel induktans eller kondensatorer med variabel kapacitans kan användas som motstånd. Detta kan dock inte undvika konturavstämning. Bästa resultat erhålls genom att använda en dämpare med variabel förstärkning kopplad mellan stegen. Justerbara delare, kapacitiva delare på varicaps och bryggkretsar används som dämpare.

När |E ρ |<|U 0 | диоды Д 1 и Д 2 открыты, а Д 3 закрыт. Коэффициент передачи максимален. По мере увеличения E ρ динамическое сопротивление диодов Д 1 и Д 2 увеличивается, а Д 3 – уменьшается, minska dämparens förstärkning.

Det är möjligt att använda det som ett kontrollerat motstånd fälteffekttransistor, när under påverkan av E ρ ändras resistansen i dess kanal.

Dämpare baserade på stiftdioder, som har ett stort utbud av resistansförändringar och låg kapacitans, används ofta.

Funktionen av stiftdioder styrs genom att ändra förspänningen i transistorbaskretsen. Vid nollspänning är justeringarna D 1 och D 2 stängda och D 3 är öppen (dämpningen är minimal). När E ρ är maximalt är Di och D2 öppna, D3 är stängt (dämpningen är maximal).

Justering K 0 med hjälp av en justerbar OOS-krets.

OOS införs i transistorns emitterkrets. Återkopplingsdjupet justeras genom att ändra kapacitansen för varicap. När Ereg ökar stänger dioden starkare, medan dess kapacitans minskar, och återkopplingsspänningen ökar, vilket minskar K0.

I postdetektordelen av mottagaren liknar metoderna för att justera K 0 resonansförstärkare. Smidig potentiometrisk förstärkningskontroll används oftare, och i bredbandsförstärkare används den vanligtvis i lågimpedanskretsar. I bredbandssteg används ofta förstärkningskontroll med justerbar återkoppling.

En justerbar spänningsdelare används för att ändra den konstanta spänningen vid basen.

Förstärkningsjustering utförs genom att ändra växelströmsresistansen i emitterkretsen, vilket resulterar i att återkopplingsdjupet och kaskadförstärkningen ändras.

Spänningen tillförs det andra steget genom en kontrollerad delare. Z2 inkluderar ingångsimpedansen för det efterföljande steget.

Automatisk förstärkningskontroll (AGC).

AGC är utformad för att bibehålla utsignalnivån från den mottagande enheten eller förstärkaren nära ett visst nominellt värde när insignalnivån ändras. Användningen av AGC är nödvändig eftersom insignalnivån kan ändras ganska snabbt och kaotiskt, vilket inte kan reageras på med manuell justering.

Det finns många anledningar till förändringar i insignalnivån:

Ändra avståndet mellan strålningskällan och mottagaren;

Förändringar i radiovågsutbredningsförhållanden;

Byte av mottagare från en station till en annan;

Ändra den inbördes riktningen för de mottagande och sändande antennerna; etc.

I radarmottagare kan man till de uppräknade orsakerna lägga till fluktuationer i målets effektiva reflekterande yta, förändringar i mål med olika effektiva ytor och slumpmässiga förändringar i polariseringen av mottagna vågor.

Helst bör mottagarens utspänning förbli konstant efter att ha nått ett visst utspänningsvärde som säkerställer normal drift av terminalenheten. I detta fall ska vinsten ändras enligt lagen

K=U ut min /U in vid U in ≥ U i min

AGC-kretsar är byggda enligt två principer: "bakåt" justering och "framåt" justering. Annars kallas de även omvända och direkta. Omvända AGC-system (system med återkoppling) i dem, punkten där spänningen som bildar regleringsåtgärden plockas upp är belägen längre från mottagaringången än den punkt där regleringsåtgärden appliceras.

I direkta AGC-system är punkten vid vilken AGC-utlösningsspänningen hämtas belägen närmare mottagarens ingång än den punkt där styrspänningen påläggs.

Omvända AGC-system kan inte säkerställa fullständig beständighet för U ut, eftersom det är en indata till AGC-systemet och måste innehålla information för en motsvarande ändring av den regulatoriska åtgärden. Dessutom kan detta system inte samtidigt ge ett stort justeringsdjup vid U ut ≈konst och hög prestanda av stabilitetsskäl. Samtidigt skyddar detta system från överbelastning alla kaskader som är belägna längre från ingången än tillämpningspunkten för kontrollåtgärden.

Direkt AGC-system kan i princip ge idealisk styrning när U ut ≈konst med U in ≥ U i min och godtyckligt hög hastighet. I verkligheten är detta inte möjligt, eftersom graden av konstantitet för utspänningen bestäms av specifika data för elementen i AGC-kretsen och mottagarkretsarna, med förbehåll för tekniska variationer i parametrar, tid och modändringar. Vid användning av detta AGC-system skyddas kaskader som är placerade längre än tillämpningspunkten för den regulatoriska påverkan från överbelastning.

Själva AGC-systemet utsätts för en signal med ett brett dynamiskt område, är föremål för överbelastning och måste innehålla sin egen återkoppling. Detta system i sig förvandlas till en separat mottagarkanal med en ganska komplex krets.

I praktiken används omvända AGC-system mer allmänt, och det är möjligt att använda kombinerade AGC-system.

Blockschemat för omvänd AGC kan presenteras enligt följande

Styrspänningen tillförs förstärkaren från utgångssidan. AGC-detektorn säkerställer att E ρ är proportionell mot utspänningen, dvs. E ρ =K d U ut. AGC-filtret filtrerar bort komponenterna i modulationsfrekvenserna. Detta schema kallas en enkel AGC. Före eller efter detektorn kan en förstärkare slås på i AGC-kretsarna, och då anses AGC:en vara förstärkt.

Blockschemat för en direkt enkel AGC innehåller samma element.

Funktionsdiagrammet för den kombinerade AGC inkluderar följande element.

Det omvända AGC-systemet bildas av detektorn D ARU1, filtret F1 och alla kaskader av huvudvägen som är belägna mellan ingångspunkten för styrspänningen Upi och utgången från högfrekvensenheten (HFB).

Den direkta AGC-kretsen inkluderar en detektor D ARU2, ett filter F2 och en konstantspänningsförstärkare U ARU2. Reglerspänningen U ρ2 införs i UHF och ULF, vilka kan finnas eller inte. Filter Ф 1 och Ф 2 ger AGC-kretsarna den nödvändiga trögheten, på grund av både stabiliteten hos AGC 1 och avsaknaden av demodulering av amplitudmodulerade signaler i AGC 1 och AGC 2.

Det finns inget behov av att minska förstärkningen av svaga signaler (Uin< U вх мин), не обеспечивающих номинального выходного напряжения при максимальном усилении всех каскадов. Для придания цепям АРУ пороговых свойств они запираются принудительным смещением и отпираются тогда, когда напряжение входного сигнала превысит напряжение запирания. Как правило напряжения запирания (задержки) подаются на детекторы или усилители (На схеме E 31 и E 32).

Fördröjningen kan anges baserat på signalens medelvärde eller maximum. AGC-krets 1 har ingen speciell förstärkare och är inte ett förstärkt system. AGC 2-systemet är förstärkt, det har ett större regleringsdjup och kan ge ett mindre dynamiskt omfång för utsignalen.

Med en svag signal vid mottagarens ingång och maximal förstärkning vid dess utgång, hörs brus som skapas av externa störningar och mottagarens eget brus. För att eliminera denna defekt används tysta AGC-system.