Автоматическая регулировка усиления

Автоматическая регулировка усиления

Автоматическая регулировка усиления, АРУ (англ. automatic gain control , AGC ) — процесс, при котором выходной сигнал некоторого устройства, как правило электронного усилителя, автоматически поддерживается постоянным по некоторому параметру (например, амплитуде простого сигнала или мощности сложного сигнала), независимо от амплитуды (мощности) входного сигнала. В аппаратуре, использующейся для прослушивания радиовещательного эфира, АРУ также называют устарелым термином автоматическая регулировка громкости (АРГ), а в приёмниках проводной связи — автоматической регулировкой уровня. В импульсных приёмниках (радиолокационных и других) применяют АРУ, учитывающие особенности работы в импульсном режиме.

АРУ применяется для исключения перегрузки выходных каскадов приёмников при больших входных сигналах. Используется в бытовой аппаратуре, в приёмниках спутников связи и т. д. Также, существует ручная регулировка усиления (РРУ), выполняется на пассивных или активных (электронных) радиоэлементах или с помощью аттенюаторов. [1]

В 1925 Гарольд Олден Уилер изобрел автоматическую регулировку громкости (АРГ) и получил патент. Карл Кюпфмюллер [en] издал анализ систем АРУ в 1928. [2] К началу 1930-х все бытовые радиоприемники включали автоматическую регулировку громкости. [3]

Существует три типа АРУ: простая, усиленно-задержанная и просто задержанная. Или по типу сигнала схемы АРУ бывают двух типов:

Также, если искажения сигнала не важны, применяют схему ограничителя.

Напряжение сигналов, поступающих на вход приёмника, как правило значительно меняется: из-за различия передаваемой мощности передатчиков и расстояний их от места приёма, замираний сигналов при распространении, резкого изменения расстояний и условий приёма между передатчиком и приёмником, установленными на движущихся объектах (самолётах, автомобилях и т. д.), и других причин. Это приводит к недопустимым колебаниям или искажениям сигналов в приёмнике. Система АРУ стремится минимизировать различия напряжения выходного и входного сигнала приёмника. Это осуществляется посредством цепей, которые передают выпрямленное детектором регулирующее напряжение на базы транзисторов, усилителей высокой, промежуточной частоты и преобразователя частоты, которые уменьшают их усиление с увеличением напряжения сигнала на входе и наоборот: происходит компенсация в приёмнике изменений напряжения входных сигналов. Основные параметры систем АРУ:

• Динамический диапазон (дБ) — это глубина изменения входного сигнала (разница между минимальным и максимальным сигналом), при котором ещё выходной сигнал находится в допустимых пределах;
• Время срабатывания АРУ (дБ/с) — отражает скорость реакции АРУ на скачок входного сигнала. Данный параметр равен бесконечности (нулевое время срабатывания) для ограничителя сигнала.

Важным свойством системы АРУ является наличие выхода, показывающего уровень входного сигнала (невозможно сделать для ограничителя).

Обратная

Эта схема получила такое название, из-за того, что управляющее напряжение (U_упр) подается со стороны выхода в направлении входа РУ. Пропорционально уровню входного сигнала обеспечивается управляющее напряжение, благодаря коэффициенту передачи КД детектора АРУ (ДЕТ): U_упр = КД ⋅ К_упр ⋅ U_вых. Фильтр АРУ (ФНЧ) отфильтровывает составляющие частот модуляции и пропускает медленно меняющиеся составляющие напряжения Uупр. Цепь АРУ называется простой, если она состоит только из детектора и фильтра. В цепь АРУ может включаться усилитель, устанавливаемый после детектора (УПТ).

Прямая

Входное напряжение U_вх детектируется, и за счёт этого формируется управляющее напряжение U_упр. Выходное напряжение получается путём умножения U_вх на коэффициент усиления K_o. Таким образом, при увеличении U_вх уменьшается K_o; при этом их произведение может оставаться постоянным, что позволяет реализовать идеальную характеристику АРУ, но практически добиться этого не удается. Прямая схема АРУ имеет некоторые существенные недостатки, один из которых состоит в необходимости включать перед детектором в цепи АРУ дополнительный высокочастотный (ВЧ) усилитель с большим коэффициентом усиления, прямая АРУ также нестабильна, то есть подвержена воздействию различных дестабилизирующих факторов. В связи с этим она нашла ограниченное применение.

Пассивная

Пассивные АРУ-устройства, не потребляющие электрическую энергию, то есть не имеющие в своём составе источников тока. Как правило, такие пассивные АРУ выполняются в виде аттенюаторов, каждый из резисторов которого представляет собой термосопротивление (термисторы). С повышением температуры сопротивление увеличивается, что вызывает уменьшение вносимого ослабления аттенюатором. И, наоборот, при понижении температуры окружающей среды ослабление аттенюатора увеличивается.

АРУЗ — автоматическая регулировка уровня записи в устройствах магнитной звукозаписи.

В общем случае АРУЗ выравнивает амплитуду звукового сигнала для записи равномерного и качественного звука.

Автоматическая регулировка уровня записи применяется в съемочной технике и других устройствах магнитной звукозаписи, используемой в видеопроизводстве для предотвращения проблем ручной регулировки уровня записи звука. При ручной регулировке уровня записи звука необходимо постоянно следить за индикатором звука и устанавливать приемлемый уровень записи звука согласно уровню принимаемого звукового сигнала. Это отвлекает от работы с визуальным содержанием кадра. При этом даже при постоянном слежении за индикатором записи звука избежать кратковременных перегрузов или, наоборот, потери звуковой информации не удаётся. Ручное регулирование уровня записи трубет временных затрат, что негативно сказывается на результатах работы.

Как устроен аппарат защиты

Чтобы разобраться в причинах всех неисправностей, нужно рассмотреть устройство автомата. Он состоит из пары силовых контактов, теплового разъединителя и электромагнитного разъединителя.

Тепловой разъединитель срабатывает медленно, при незначительном (до 2 и более раз в зависимости от время-токовой характеристики конкретного автоматического выключателя) превышении номинального тока. Электромагнитный — при коротком замыкании или превышении тока в несколько раз, срабатывает за доли секунды. С первого взгляда может показаться, что ломаться здесь нечему, но давайте рассмотрим каждую из упомянутых неисправностей отдельно.

Защитный автомат предназначается прежде всего для защиты надежности электрической проводки квартиры от перегрузок и коротких замыканий. Замыкание обычно становится причиной мгновенного возникновения в сети токов категории “сверх” (значительно превышающие норматив тока). Сверхток (для квартирной цепи до 12,6 Ампер) может приводить к выработке огромного количества энергии. Ее не в силах перенести ни один домашний прибор, после чего в участке замыкания можно наблюдать вспышку (электрическая дуга).

Если сразу не позаботиться об отключении аварийного электричества, можно столкнуться с очень опасными последствиями в виде пожаров или удара сверхтоком. Чтобы уберечь себя от короткого замыкания и моментального выхода из строя аварийного электричества, следует обзавестись аварийным выключателем. Моментальность отключения имеет продолжительность менее 0,1 секунды.

Неисправности автоматических выключателей, автомат защиты при перегрузках сети

Иная функция автомата защиты — обеспечение безопасности сети от перегрузок. В конструкции автомата защиты предусмотрена пластинка из биметалла в виде расцепителя, который при перегреве выводит электрическую цепь из строя. Пластина перегревается во время перегрузок сети. Разумеется, моменты нагрева и выхода цепи из строя не совпадают, а происходят в определенном друг от друга промежутке. Исходя из уровня нагрева выключателя, промежуток может составлять от 0,5 секунды до пары секунд.

Признаки сбоя в работе автомата защиты электрической сети
Если вы замечаете, что у вас довольно часто выбивает автомат защиты, причинами этому могут служить следующие факторы:

l сеть перегружена;
l короткие замыкания электро цепи;
l повреждены провода и кабели, что может приводить к перегрузкам и замыканиям.

Прежде всего следует провести диагностику электросети на перегруженность и короткие замыкания. Если ни того, ни другого не выявлено, но выключатель все же отключен, вполне возможен сбой в работе непосредственно автомата защиты.

Как проверить автомат защиты электросети

В самостоятельном порядке можно проверить выключатель следующим образом:

l убедитесь в полной отключении электрического питания щита квартиры;
l затем нужно отключить от питания автоматический выключатель;
l регулируйте рычажок автомата защиты. Его включение и выключение должен сопровождать звучный щелчок;
l не слышите щелчка? Устройство неисправно и нуждается в незамедлительной замене.

Если слышите щелчок, при помощи устройства измерения замерьте уровень сопротивления между клеммами выключателя. Во включенном состоянии уровень должен быть приближен к нулевому показателю. При выключенном автомате защиты показатель должен стремиться к бесконечности. Но стоит учитывать, что даже если проверка дала результат, подтверждающий неисправность выключателя, это еще не говорит о выходе из строя всего устройства в целом, а именно теплового расцепителя автомата.

Вообще стоит помнить, что нередко можно наткнуться и на заводской брак автомата защиты, потому выбирать устройство следует особенно внимательно. Раз велика вероятность приобретения заведомо неисправного аппарата, чего уж говорить о периодическим сбоях в его работе?

К примеру, устройство работало некоторое время, после чего затихло. Результатом этого может быть слишком большая перегрузка сверхтоком. Не стоит отметать и вариант выхода из строя непосредственно защитного автомата — часто именно из-за этого устройство время от времени отключается. Рекомендуем менять автоматический выключатель на новый, перед этим снова произведя замер защитного автомата.

Установить автомат защиты совсем не сложно — скорее наоборот, сделав это самостоятельно, вы убережете себя от надобности поиска неисправности всей электрики жилища.

Приведем простой пример, встречающийся в практике регулярно:

Если к автоматическому выключателю будет подключен электрический прибор, значительно превышающий оптимальную мощность функционирования автомата, тепловой расцепитель непременно срабатывает и размыкает силовой контакт устройства.

А теперь самой важное. Допустим, 16-амперный автомат способен выдержать мощность до 4 кВт. Если мы подключим к нему электрический обогреватель на 3 кВт, устройство не выйдет из строя, потому как мощность в амперах составит не более 14. Но если к этому автомату мы подключим не один, а несколько подобных приборов обогрева, мощность мигом увеличится вдвое, превышая уровень оптимального мощности двукратно. Расцепитель тепла непременно отключит его.

Если поверхность силового контакта изношена, внутренняя часть автомата может очень сильно нагреваться. Это случается по той причине, что переходным сопротивлением нагревается контакт, да настолько сильно, что корпус устройства постепенно плавится. В результате контакт быстро размыкается и после остывания пластика остается в таком некорректном положении. Поэтому в последующем если вы пытаетесь включить автомат, происходит разлом механизма включения и отключения аппарата.

Почему быстро изнашивается силовой контакт? Предпосылками к этому могут быть слишком частые процедуры отключения и включения устройства, даже при оптимальных показателях нагрузки. Автомат защиты сам по себе не предназначается для подобного, выступая в качестве защитного прибора от перегруженности сети и коротких замыканий.

Подобный рабочий режим непременно станет причиной скорейшего износа контактов, возникновению зазоров, а как итог — переходного сопротивления. Иная предпосылка — низкий уровень качества силовых контактов. В данном случае все претензии могут быть направлены только к изготовителю.

Таким образом, можем прийти к простому выводу: следует приобретать не самые дешевые выключатели. Иначе вы рискуете нарваться на быстрый износ контактов даже при нормальных показателях нагрузки. Лучше немного переплатить, чем в последующем тратить солидные суммы денег и личное время на поиск неисправностей электрики квартиры.

Сопутствующие вопросы:

Звоните мы решим все вопросы!

Тел./факс: +7 (812) 466-46-29

Общая почта: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Технические вопросы: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Электролаборатория: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

График работы: пн-пт с 9:00 до 18:00

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1084970-ustrojjstvo-shumovojj-avtomaticheskojj-regulirovki-usileniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство шумовой автоматической регулировки усиления</a>

Устройство автоматической регулировки усиления радиолокационного приемника

Номер патента: 1632203

. 3 не30 превысит порог Р, и тогда на выходе блока4 будет логический «0», Информация на выходе блока 4 управляет работой переключателя 5.При наличии логической «1» на управляющем входе переключателя 5 на его выходепроходит видеосигнал с канала СДЦ приемника, при наличии логического «0» — видеосигнал с нормального канала.На втором или третьем выходе измерителя 1 амплитуды появляется логическая»1″, если в 1-й зоне пространства было превышение порога В или порога С. Величинапорога В блока 1 соответствует динамическому диапазону системы СДЦ, Величинапорога С меньше порога В на величину затухания, вносимого при изменении на одиндискрет коэффициента ослабления в приемном тракте,501632203 Ь=6;,и+1 при М=1 и Н,п=1 и 61,п бмакс61,п=61,п — 1 — 1.

Устройство для автоматической регулировки усиления радиолокационного приемника

Номер патента: 1840882

Устройство для автоматической регулировки усиления радиолокационного приемника, содержащее соединенные последовательно, регулируемый усилитель, детектор, устройство стробирования, ограничитель и, соединенные последовательно, интегратор и запоминающее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия регулировки, в него введены второй регулируемый усилитель, регулируемый аттенюатор и, соединенные последовательно, формирователь напряжения сравнения, элемент сравнения и элемент запрета, при этом вход второго регулируемого усилителя соединен с управляющим входом элемента запрета и подключен к выходу детектора, управляющий вход соединен с управляющим входом первого регулируемого усилителя и подключен к выходу.

Устройство автоматической регулировки усиления для приемника импульсного локатора

Номер патента: 1277354

. излучаемого импульса (фиг. 2 о,3),отраженным импульсом (фиг, 26,1) вмомент времени 1: управляющее напряжение создают и поддерживают до следующего второго излучаемого импульса.Отраженный импульс усиливается вовремя действия управляющего напряже 25ния и его используют для измерениярасстояний, Отраженные импульсы дляизмерения не используют, опи служаттолько для создания управляющего напряжения,30Отраженные импульсы с регулируемого усилителяподаются через переключатель 2 на выход устройства ина пиковый детектор 3, Переключатель 2 управляется с выхода Т-триггера 5, поэтому отраженные импульсыраспределяются между пиковым детектором 3 и выходом устройства черезодинИмпульс, попадающий на пиковыйдетектор 3, создает управляющее напряжение для.

Устройство автоматической регулировки усиления супергетеродинного приемника

Номер патента: 252407

. источника постоянного тока автоматической регулировки усиления, таково, что транзистор 6 находится в полузакрытом состоянии, когда его коэффц циент преобразования близок к оптимальному.При этом падение постоянного напряжения на резисторе таково, что диоды 4 и 5 находятся В открытом состоянии, 1,огда 1 гх динамическое сопротивление невелико, Напряжение сигнала, 15 поступающего на вход трзнзцсгора 6 черездиоды 4 и 5, а напряжение гетеродцна — через диод 5, подаются без ослабления, Коэффициент передачи схемы прц этом максимален.Прц возрастании уровня входного сигнала 20 напряжение, снимаемое с источника постоянного тока автоматической регулировки усиления, зменяеся так, что колле 1 торный ток через транзистор 6 возрастает по абсолютному.

Устройство для автоматической регулировки усиления многоканального приемника

Номер патента: 767945

. регулировки усиления (АРУ).Сигнал обратной связи 1.1 оГр поступает с нагрузки 4 через разветвитель 5 на фор3767945 мирователь 6. Из сигнала ошибки 11 оы = = 1.акоп — 11 оор;, (где 1 — номер канала) формируется регулирующее напряжение 1.) р для усилителя 2.Величина выходного напряжения на нагрузке 4 для канала, на который подан сигнал управления (например, для первого) определяется выражением 1-1 н = КьКз 11-1,Формула изобретения Устройство автоматической регулировкиусиления многоканального приемника, содержащее Х каналов, каждый из которыхсодержит .усилитель с управляемым коэффициентом передачи, к управляющему входу которого подключен формирователь управляющего сигнала, отличающееся тем, чтос целью повышения точности стабилизации20.

Как предотвратить возможные неисправности охранной пожарной сигнализации

Следует отметить, что чаще всего предотвратить неисправность пожарной сигнализации можно путем приобретения качественного оборудования и проведения монтажа системы специалистами, имеющими все необходимые разрешения и подтвержденную квалификацию.

Например, обратившись к нам. Наш инженер осмотрит объект в любой удобный день недели. Выезд возможен даже в выходные и праздники, чтобы не отвлекать персонал от исполнения его обязанностей.

Помимо монтажа АУПС, мы также осуществляем проверку сигнала с целью выявить неисправность пожарной сигнализации, проводим общий пожарный аудит, обучаем ваших сотрудников использованию установленной системы. Даем гарантию, что при отсутствии выявленных нарушений вы сможете пройти проверку по пожарной безопасности и официальные проверяющие органы не будут вас беспокоить до трех лет.

По всем вопросам монтажа систем автоматической пожарной сигнализации обращайтесь по телефону, указанному на сайте, или закажите обратный звонок.

Почему не работает и что с этим делать?

Если диагностика показала, что сама насосная станция исправна, то тогда следует обратить внимание непосредственно на реле давления. Алгоритм действий будет зависеть от того, как проявляется неисправность этого блока.

Часто срабатывает

При стабильном давлении в гидробаке, главная причина самопроизвольных частых включений насоса — сбой настроек автоматики. Для регулировок к системе должен быть подключен манометр.

Наиболее востребовано в местном водоснабжении реле РДМ-5, с предустановленными настройками порогов срабатывания:

• нижнее давление — 1,4 атм.,
• верхнее — 2,8 атм.

Пошагово, это стандартное реле регулируется так:

1. Снять крышку блока.
2. Правым вращением гайки пружины большего размера поднять до нужного, например 3,8 атм., давление отключения. При этом поднимется и нижняя граница запуска.
3. Левым вращением регулятора меньшей спирали установить нужную дельту давлений.

Не отключает насос

К самым распространенным причинам несрабатывания реле на отключение насоса относятся:

• Залипание и в, тяжелых случаях при мощных пусковых токах, оплавление контактов прерывателя. Если контакты не повреждены, то дефект устраняется их зачисткой тонкозернистой наждачкой, мелким надфилем или пилкой для ногтей.
• Завышен перепад между порогами срабатывания реле. Следует выставить рекомендованные производителем или оптимальные для конкретного насоса настройки.

Желательно поддерживать дельту давлений в интервале от 1,2 до 1,6 атм.

Щелкает и часто отключается

На практике можно встретиться с еще одной неисправностью блока автоматики, отвечающего за давление воды, — периодическое щелкание.

Если причина не связана, как описывалось выше, с поломкой в самой системе водоснабжения, (чаще – завоздушивание) или отсутствие давления в гидробаке (порвана мембрана), значит дело в автоматике.

Обобщив многочисленные мнения по этой проблеме на форумах инженерной тематики, можно сделать вывод, что имеется только один возможный вариант ее решения — попытаться устранить частое срабатывание автоматики (щелкание) увеличением разницы порогов срабатывания реле.

Просто не срабатывает

Реле может не замыкается на включение по следующим причинам:

1. Недостаточное напряжение в сети — автоматика требовательна к этому параметру.
2. Окисление контактной группы — необходимо разобрать устройство и почистить контакты.
3. Установлен завышенный предел давления отключения автоматики.
4. Известковые и прочие отложения в пятивыводном штуцере с манометром, подключающем реле к насосу (пятернике), или забито отверстие мембранного отсека — необходимо снять реле и почистить деталь.
5. Попадание песка в мембранную часть блока, что мешает воздействию диафрагмы на поршень. Последнее часто наблюдается, если насос закачал песок. Необходимо разобрать реле, аккуратно все вычистить и промыть.

Как продлить жизнь автоматическому выключателю

Запомните два совета:

• Не перегружайте защищаемую линию током выше номинального.
• Не выключайте автомат под нагрузкой.

Если с первым советом всё понятно, то второй немного сложнее. Когда через контакты протекает ток и вы собираетесь их разъединить возникает дуга. Это происходит по причине истинности законов коммутации: “Ток в индуктивности не может прекратится моментально”.

Даже если нагрузка активная, например обогреватель, кабеля имеют свою паразитную индуктивность. Еще более опасно размыкать автоматический выключатель, если к нему подключена нагрузка типа электродвигателей или осветительных сетей с большим количеством дросселей (ДРЛ, ДНат, ЛЛ) — индуктивность еще большая, дуга тоже. Отсюда дефекты контактов, их обугливание, ускоренный износ и залипание.

Мы ознакомились с тем, какой дефект чем вызван. Автоматические выключатели служат довольно долго, если работают в пределах номинальных условий. Ремонту современные автоматы не подлежат, поэтому мы не рекомендуем разбирать их, лучше замените, на качественный аналог, например Moeller или ABB. Для бытовых приборов и активной нагрузки используйте автоматы с буквой B, для подключения нагрузки со значительными пусковыми токами (двигателя) лучше подойдут аппараты с буквой D, а цифра после буквы обозначает величину допустимого тока. Не допускайте подключения окисленных проводов и всегда затягивайте клеммы. Придерживаясь данных советов, неисправности автоматических выключателей буду возникать гораздо реже, и вам не придется беспокоиться за безопасность эксплуатации проводки в квартире либо доме.