Импульсный логарифмический усилитель с автоматической регулировкой усиления в диапазоне частот 1 МГц…8 ГГц

Abstract

В настоящее время проблема перегрузки импульсных радиолокационных приемников отраженными от целей сигналов особенно актуальна, что связано с появлением новых видов радиотехнических систем различного назначения. Для защиты от перегрузки применяется ряд методов: автоматическая регулировка усиления (АРУ) в зависи-мости от уровня входного сигнала, разделение динамического диапазона на части и многоканальное усиление, применение усилителей с логарифмической амплитудной характеристикой и т. д. Хорошие результаты дает сочетание логарифмического усиления и АРУ сигнала. В статье описан импульсный логарифмический усилитель с инерционной автоматической регулировкой коэффициента усиления сигнала, работающий в диапазоне частот 1 МГц…8 ГГц, приведены его функциональная и принципиальная электрическая схемы. Малогабаритный экспериментальный макет устройства разработан с применением современной элементной базы, что существенно расширило возможности его применения. Рассмотрены физические основы выбора необходимой полосы пропускания, которая не приводит к искажениям спектров радиоимпульсов и динамического режима работы инерционной АРУ. Приведены экспериментально полученные амплитудные характеристики. Параметры макета: коэффициент усиления K0 на линейном участке ~53 дБ; динамический диапазон входных сигналов ~55 дБ; входное и выходное сопротивления Rвх » Rвых = 50 Ом; напряжение питания ±12 В (ток потребления 100 мA), ±5 В (ток потребления 20 мA).

На цей час проблема перевантаження імпульсних радіолокаційних приймачів відбитими від цілей сигналів особливо актуальна, що пов’язано з появою нових видів радіотехнічних систем різного призначення. Для захисту від перевантаження застосовується низка методів: автоматичне регулювання посилення (АРП) за- лежно від рівня вхідного сигналу, поділ динамічного діапазону на частини і багатоканальне посилення, застосування підсилювачів з логарифмічною амплітудної характеристикою та ін. Добрі результати дає поєднання логарифмічного посилення та АРП сигналу. У статті описаний імпульсний логарифмічний підсилювач з інерційним автоматичним регулюванням коефіцієнта посилення сигналу, що працює в діапазоні частот 1 МГц...8 ГГц, наведено його функціональну та принципову електричну схеми. Малогабаритний експериментальний макет пристрою розроблений із застосуванням сучасної елементної бази, що істотно розширило можливості його застосування. Розглянуто фізичні основи вибору необхідної смуги пропускання, яка не призводить до спотворень спектрів радіоімпульсів і динамічного режиму роботи інерційного АРП. Наведено експериментально отримані амплітудні характеристики. Параметри макета: коефіцієнт посилення K0 на лінійній ділянці ~53 дБ; динамічний діапазон вхідних сигналів ~55 дБ; вхідний і вихідний опори Rвх » Rвих = 50 Ом; напруга живлення ±12 В (струм споживання 100 мА), ±5 В (струм споживання 20 мА).

At present, the overload problem of pulsed radar receivers of signals reflected from targets is particularly relevant, which is caused by the appearance of new types of radio engineering systems for various purposes. To protect amplifiers against overload, a number of methods are used: automatic gain control (AGC) depending on the level of the input signal, separation of the dynamic range into parts and multichannel amplification, the usage of amplifiers with a logarithmic amplitude characteristic, etc. Good results are obtained by a combination of logarithmic gain and signal AGC. The paper describes a pulsed logarithmic amplifier with inertial automatic adjustment of the signal gain factor, operating in the frequency range from 1 MHz to 8 GHz. The functional and the principal electrical circuits are shown. A small-scale experimental model of the device was developed using a modern element base which greatly expanded the possibilities of its application. The physical basis for selecting the necessary bandwidth, which allows avoiding the distortion of radio pulses spectra and the dynamic mode of operation of the inertial AGC, is considered. Experimentally obtained amplitude characteristics are given. The parameters of the layout are as follows: the gain factor K0 in the linear section ~53 dB; the dynamic range of input signals ~55 dB; input and output resistance Rin » Rout = 50 Ohm; supply voltage ±12 V (consumption current of 100 mA), ±5 V (consumption current of 20 mA).