4.3.7 Особенности построения многочастотных АРУ. Размещение АРУ на магистрали.

Более подробно материал по данному вопросу изложен в [5, стр. 397…401; 7, стр. 114…118]

Форма частотной характеристики тракта в процессе эксплуатации изменяется, компенсацию этих изменений необходимо производить во всем диапазоне частот. Поэтому применяют корректирующие устройства, включающие несколько ПАК, причем частотная характеристика каждого ПАК должна изменяться независимо от изменений ЧХ остальных. Каждый переменный корректор управляется регулятором по величине отклонения соответствующего контрольного сигнала, частота которого выбирается в области наибольшего изменения затухания данного ПАК.

Устройство АРУ состоит в данном случае из нескольких (по числу контрольных сигналов) контуров регулирования и называется многочастотным.

Как отмечалось ранее, для упрощения реализации ПАК аппроксимируют ЧХ суммой плоской, наклонной и криволинейной составляющих, что приводит к использованию РП, РН и РК (см. п.4.2.5). Для регулировки этих корректоров необходимо использовать свои контрольные частоты. Однако в процессе регулирования ЧХ каждого корректора происходит (в общем случае) изменение уровня не только на той частоте, на которой работает данный корректор, но и на других КЧ. В результате могут возникнуть взаимные влияния между отдельными устройствами АРУ, приводящие к увеличению длительности, а иногда и к появлению колебательного характера переходного процесса в отдельных контурах АРУ. Для исключения взаимного влияния частотно-зависимых регуляторов выходы ПКК отдельных устройств АРУ подключаются к блоку логики или счетно-решающему блоку (СРБ).  С помощью этого блока уровни КЧ регулируются таким образом, чтобы ПАК компенсировал изменения затухания, обусловленные только внешними факторами.

Если приемлемая точность коррекции в диапазоне частот может быть обеспечена при использовании не более трех корректоров (не более трех КЧ), то независимая работа данных корректоров может быть обеспечена и без СРБ при соответствующем выборе КЧ и частотных характеристик регуляторов [5].

Рассмотрим частотные характеристики наклонного Δа_нк и криволинейного Δа_кр регуляторов (рис.4.125).

 

               

 

Рис.4.125 ЧХ наклонного и криволинейного регуляторов

 

Частотная характеристика наклонного регулятора имеет одну точку вращения (поворота) на частоте f₀₁, в которой изменение затухания Δа_нк = 0 при любых регулировках корректора. Если частоту f₀₁ выбрать в качестве КЧ плоского корректора, то регулировка наклонного корректора не будет влиять на работу плоского.

ЧХ криволинейного корректора имеет две точки вращения на f₀₂ и f₀₃ . Чтобы он не влиял на работу наклонного и плоского корректоров, целесообразно выбрать для наклонного корректора КЧ, равную f₀₂, а для плоского – f₀₃, причем с учетом сказанного выше необходимо обеспечить равенство f₀₁ = f₀₃.

Контрольная частота плоского корректора обычно выбирается там, где затухание тракта  – максимально, т.е. в области верхних частот линейного спектра: f_пл ≈ f_в. Наклонный корректор в этом случае проектируют так, чтобы точка вращения f₀₁ = f_пл. Контрольную частоту РН выбирают в той области частот, где при законченной регулировке РП будет наибольшее отклонение р_вых от номинального уровня. Очевидно (рис.4.125), что это соответствует области нижних частот линейного спектра, поэтому КЧ наклонного корректора выбирают равной f_нк ≈ f_н.

Криволинейный корректор проектируют так, чтобы его точки вращения были равны f_нк и f_пл. Наибольшее отклонение затухания для РК будет в области средних частот, именно там и выбирают КЧ f_кр криволинейного корректора. Например, в АСП К-60П, у которой f_н = 12 кГц и f_в = 252 кГц, контрольные частоты РП, РН и РК выбраны равными соответственно 248, 16 и 112 кГц. Точные значения КЧ окончательно выбирают с учетом особенностей построения генераторного оборудования.

При проектировании устройств АРУ стремятся к минимизации числа корректоров и КЧ, а также к упрощению конструкции ПАК. При сравнительно небольших отклонениях затухания участка (участков) тракта стараются обойтись только плоским корректором, используя одну КЧ (плоская регулировка).

Если точность коррекции в диапазоне частот при этом оказывается недостаточной, то включают наклонный корректор, но управление им осуществляют по уровню КЧ плоской регулировки, т.е. используют общий ПКК. Наклон частотной характеристики РН изменяют пропорционально отклонению уровня КЧ плоской регулировки (плоско-наклонная регулировка).

Если перечисленного недостаточно, вводят вторую КЧ и, соответственно, второй ПКК, с помощью которых осуществляется регулировка наклонного корректора (двухчастотная регулировка: плоская и наклонная). В самых неблагоприятных случаях используют три КЧ и три корректора (трехчастотная регулировка: плоская, наклонная и криволинейная).

Для упрощения и снижения стоимости линейного тракта используется иерархический принцип размещения устройств АРУ с разным числом КЧ: через каждые m ЛУС, охваченных одночастотной АРУ, включают линейный усилитель, охваченный двухчастотной системой АРУ, а через каждые n ЛУС с двухчастотной АРУ включают усилитель с трехчастотной АРУ.

Участок линейного тракта, расположенный между двумя соседними линейными усилителями с К-частотной АРУ, образует секцию К-частотной АРУ   (К = 1, 2, 3).