Быстродействующая АРУ (БАРУ) или мгновенная АРУ (МАРУ)

Наиболее эффективным методом защиты от перегрузки приемника импульсной помехой является так называемая мгновенная автоматическая регулировка усиления (МАРУ). Схема МАРУ отличается от обычной схемы АРУ тем, что скорость действия МАРУ значительно больше, поэтому она реагирует на каждый поступающий импульс.

В приемниках РЛС часто применяется система мгновенной регулировки усиления (МАРУ). Она в основном предназначена для борьбы с импульсными помехами, имеющими большую амплитуду. Такие помехи появляются вследствие отражений от холмов, плотной облачности, от поверхности воды (если РЛС установлена на самолете).

Такая помеха, воздействуя на приемник без системы МАРУ, вызывает перегрузку ряда его каскадов, вследствие чего наступает резкое уменьшение чувствительности приемника. Результатом этого может быть пропуск полезных сигналов. Система МАРУ в ряде случаем защищает ПРМ от длительной перегрузки. Ее основной особенностью является малая инерционность. Система МАРУ почти мгновенно срабатывают под воздействием помехи, уменьшая на время ее действия коэффициент усиления нескольких каскадов УПЧ. Сразу после исчезновения помехи чувствительность приемника полностью восстанавливается, и он может принимать слабые сигналы.

Схема МАРУ позволяет отделить полезный сигнал от помехи и в том случае, когда они действуют на входе приемника одновременно. Допустим, что частота немодулированной помехи равна частоте полезного сигнала и оба колебания воздействуют на вход приемника синфазно. Результирующий сигнал для такого случая изображено на рис. 2.228,г. Если амплитуда помехи достаточно велика, а напряжение смещения постоянно (нет системы МАРУ), то полезный сигнал не будет выделен (рис. 2.232,а). Если же в данном каскаде имеется система МАРУ, то на время действия помехи отрицательное смещение возрастает, и полезный сигнал будет выделен (рис. 2.232, б).

Рисунок – Функциональная схема быстродействующей АРУ (БАРУ)

При других фазовых соотношениях помехи и сигнала, а также при несовпадении их частот результат будет аналогичный.

Шумовая АРУ (ШАРУ)

Схема шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ) предназначена для поддержания неизменным среднего уровня шумового напряжения на выходе приемного устройства при значительном изменении интенсивности активной шумовой помехи (АШП) на его входе.

ШАРУ является разновидностью инерционной автоматической регулировки усиления непрерывного действия. Особенность ее со­стоит в том, что входным возмущением цепи ШАРУ является не сигнал, а шум. Поэтому в цепь ШАРУ включается селектор (детектор) шума, обеспечивающий подачу на ее вход выборки шума. В частности, таким селектором может служить стробируемый каскад, открываемый в момент отсутствия сигналов.

Рисунок – Осциллограмма шумового напряжения

Схема ШАРУ представляет собой систему автоматического регулирования коэффициента усиления УПЧ. Продетектированный (детектором ШАРУ) выходной шум УПЧ сглаживается узкополосным фильтром, благодаря чему на выходе фильтра выделяется напряжение, пропорциональное среднему уровню шума. Это напряжение усиливается в УПТ и подается на первые 2...3 каскада УПЧ для регулировки их коэффициента усиления. Чем больше уровень помехи на выходе УПЧ, тем больше величина регулируемого напряжения на выходе схемы ШАРУ и тем меньше коэффициент усиления УПЧ. Быстродействие, однако, не должно быть очень высоким, чтобы схема не срабатывала по полезному сигналу и не ухудшала отношение сигнал-помеха. Чтобы не снижать усиление сигналов при отсутствии помех, схема ШАРУ должна вырабатывать регулирующее напряжение лишь при воздействии на ее вход шумовых сигналов, превышающих номинальный уровень. Это обеспечивается с помощью порогового устройства (устройства отсечки). Средний уровень шумового напряжения на выходе приемного устройства определяет величину напряжения срабатывания порогового устройства при заданной вероятности ложной тревоги F.

Схема ШАРУ, постоянную времени которой выбирают равной t_шару =(10...20)×t_и, не реагирует на полезные сигналы и отдельные выбросы помехи, благодаря чему обеспечивается линейная обработка сигналов (полезные сигналы не ограничиваются, структура помехи в установившемся режиме не изменяется). Но вследствие инерционности схемы ШАРУ изменение коэффициента усиления приемника происходит с некоторым запаздыванием относительно моментов изменения интенсивности помехи на входе приемника. В результате, если например, уровень помехи на входе быстро возрастает, то вследствие того, что коэффициент усиления приемника еще в течение некоторого времени (t_шару) будет оставаться прежним, возрастает уровень помехи и на выходе приемника. На экране индикатора появляется кратковременныйзасвет (передняя кромка помехи). Если же, наоборот, уровень помехи на входе резко уменьшится, то на экране появится темное пятно. Приемник с ЛАХ на изменения интенсивности помехи реагирует практически мгновенно и указанных явлений на экране индикатора наблюдаться не будет. Однако он реагирует и на отдельные выбросы помехи, из-за чего обработка сигналов становится нелинейной (структура помехи нарушается, сигнал частично ограничивается).

ВЫВОДЫ

1. Усилитель с АРУ предназначен для поддержания стабильного по выбранному критерию выходного напряжения относительно меняющегося входного.

2. Работа системы с АРУ основана на управлении его коэффициентом усиления.

3. Системы сАРУ позволяют поддерживать как неизменный уровень сигнала, так и поддерживать амплитудные отличия между сигналами.

4. В зависимости от условий работы ПРМ применяется тот или иной вид АРУ.

5. В зависимости от способа подачи регулируемого напряжения АРУ подразделяют на обратные, прямые и комбинированные.

6. Параметры ФНЧ определяют время реакции усилителя с АРУ.