16. Назначение устройства ару в многоканальных системах и их классификация.

Устройство автоматической регулировки усиления предназначены для поддержания уровней передачи магистрали в заданных пределах и для стабилизации остаточного затухания каналов связи.

Принцип действия устройств АРУ заключается в следующем

Р ис 1 Схема управления регулятора АРУ при включении на входе усилителя.

С оконечной передающей станции «А» от генератора контрольных частот (ГКЧ) непрерывно передается в линию ток контрольной частоты 1КЧ, предназначенный для управления величиной затухания переменных выравнивающих контуров-регуляторов АРУ, включаемых на входе усилителей или в цепи их отрицательной обратной связи ООС (регуляторы АРУ могут включаться одновременно между каскадами и в цепи ООС усилителя).

Рис.2 Схема управления регулятора АРУ при включении в цепь ООС.

Ток КЧ усиливается усилителями УС на промежуточных усилительных пунктах и оконечной приемной станции Б. Часть тока КЧ с выхода каждого УС ответвляется в приемник контрольного канала (ПКК) и подается на управляющее устройство, которое управляет работой регуляторов АРУ.

Если регулятор АРУ включен на входе усилителя, то при увеличении затухания линии и, следовательно, уменьшении уровня тока КЧ затухания регулятора АРУ под действием управляющего устройства уменьшается на величину приращения затухания линии. При уменьшении затухания линии, т. е при увеличении уровня тока КЧ затухание регулятора АРУ увеличивается. Таким образом, в каждый момент времени сумма затуханий и регулятора АРУ будет равна постоянной величине, а, следовательно, уровень сигнала на входе и выходе промежуточных и оконечного усилителей также будет постоянным. Поэтому при включении регулятора АРУ на входе усилителя усиление усилителя должно быть всегда максимальным и равным сумме затуханий усилительного участка линии и регулятора АРУ.

Преимущество этого метода включения регулятора АРУ заключается в том, что он позволяет осуществлять автоматическую регулировку в широких пределах. Поэтому такой метод включения регуляторов применяется в системах передачи по воздушным линиям, где пределы изменения затухания очень велики. Недостатком этого метода является то, что вносимое регулятором АРУ затухание снимает уровень полезного сигнала на входе усилителя вследствие чего защищенность полезного сигнала от собственных помех усилителя всегда будет минимальной, даже при минимальном затухании самой линии.

Если регулятор АРУ включен в цепь ООС усилителя рис.2., изменения величины и частотной характеристики затухания регулятора АРУ за счет воздействия управляющего устройства при изменении уровня тока КЧ соответственно изменяют глубину ООС усилителя, а, следовательно, и его усиление. Такое включение регуляторов АРУ не снижает помехозащищенности сигнала от собственных шумов и при уменьшении затухания линии помехозащищенность возрастает. Однако при увеличении затухания линии соответственно увеличивается усиление усилителя за счет уменьшения глубины ООС и одновременно уменьшается его затухания нелинейности. Т.е. возрастают нелинейные помехи. При значительном уменьшении затухания линии, т.е. значительном увеличении усиления, могут создаваться условия для самовозбуждения усилителя. Поэтому регулирование величины и частотной характеристики усиления усилителя при помощи регуляторов, включенных в цепь ООС усилителя, можно осуществлять лишь в небольших пределах.

В аппаратуре многоканальных систем передачи по кабельным линиям требуется выполнять регулировку величины частотной характеристики усиления усилителей в небольших пределах, так как величина и частотные характеристики затухания кабельных линий изменяются относительно мало. Поэтому в этих системах автоматическое регулирование усиления при помощи регуляторов АРУ, включенных в цепь ООС усилителей нашло широкое применение, для увеличения пределов автоматического регулирования в этих системах регуляторов АРУ включается в цепи ООС усилителей, а часть – между усилительными каскадами. Это позволяет избежать снижения помехозащищенности от собственных помех, так как сигнал подвергается усилению еще до регулятора АРУ.

Кроме устройств АРУ, в которых управление регуляторами осуществляется токами КЧ (АРУ прямого действия), существуют и устройства АРУ косвенного действия не требующее токов КЧ. К таким устройствам относятся грунтовые АРУ, принцип действия которых основан на следующем. В грунт закапывается терморезистор с прямым подогревом, сопротивление которого изменяется при изменении температуры грунта (вызывающем и изменение затухания кабеля). Поскольку терморезистор включается в цепь ООС усилителя, то при изменении его сопротивления соответственно изменяется затухание в цепи ООС, а, следовательно, и усиления усилителя. Точность регулировки усиления с помощью грунтовых АРУ невелика, так как сопротивление терморезистора определяется температурой грунта в месте его закопки, а затухание участка кабеля определяется температурой грунта на всей длине этого участка, которая в общем случае может быть различной. Поэтому в отечественных системах передачи применяют как грунтовые АРУ, так и АРУ с использованием токов КЧ.

Причем последние служат для компенсации неточностей автоматической регулировки за счет грунтовых АРУ.

Для изменения затухания регуляторов АРУ прямого действия в современных системах передачи по симметричному кабелю и в некоторых системах передачи по воздушным линиям используются реверсивные двигатели. Работают эти двигатели следующим образом. При изменении тока КЧ управляющее устройство подключает напряжение к двигателю таким образом, что ротор двигателя начинает вращаться по (или против) часовой стрелке, чем вызывает изменение подогрева терморезистора, включенного в схему регулятора АРУ, или переключение звеньев переменных выравнивателей, а, следовательно, изменение затухания регулятора тока АРУ.

В системах передачи по коаксиальным кабелям для изменения затухания регуляторов АРУ используются магнитоэлектрические двигатели, состоящие из магнитной системы и находящийся в постоянном внешнем магнитном поле подвижной обмотки, через которую протекает выпрямленный ток КЧ. При изменении величины тока КЧ обмотка совершает возвратно-поступательное или возвратно- вращательное движение и тем самым изменяет затухание регулятора. Поскольку обмотка магнитоэлектрических двигателей перемещается в среде, заполненной вязкой жидкостью, то трение при ее движении практически отсутствует. Поэтому для работы таких двигателей требуется значительно меньшая мощность, чем для работы реверсивных. Устройство АРУ, в которых для изменения подогрева терморезисторов используются двигатели, называются электромеханическими.

Схема систем АРУ - ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ.

Если в системах передачи по кабельным линиям требуются очень малые пределы регулировки усиления, подогрев терморезистора может осуществляться непосредственно выпрямленным током КЧ. Такая система АРУ называется ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ.

Основным достоинством электротермической системы АРУ является отсутствие в ней движения механических частей. Это повышает надежность системы и уменьшает ее габариты. Однако такая система АРУ имеет существенные недостатки: малые пределы регулировки; автоматическая регулировка всех усилителей при резких изменениях уровня токов КЧ начинается очень быстро и одновременно. В результате в конце линии происходит значительная перерегулировка уровня, после чего регуляторы АРУ продолжают регулировку до восстановления номинального уровня, но уже в другом направлении. Таким образом, резкие изменения уровня токов КЧ приводят к резким колебаниям уровня передаваемых сигналов. Поэтому электротермическая система АРУ не нашла широкого применения. Перерегулировка уровней имеет место и в электромеханической системе АРУ, однако, из-за инертности двигателей уровень передаваемых сигналов при такой системе АРУ будет изменяться медленнее.

Перерегулировка уровней будет тем меньше, чем меньше включено в линию усилителей с регуляторами АРУ, управляемыми током от одного генератора КЧ. Для уменьшения величины перерегулировки необходимо уменьшить количество регуляторов АРУ, управляемых одним током КЧ. Для этого, во-первых, во многих усилителях используют грунтовые АРУ, не зависящие от этого тока, во-вторых, сокращают длину секций регулировки. В некоторых системах передачи, например, по воздушным линиям, требуются очень большие пределы регулировки усиления. В этих случаях при вращении двигателей переключаются звенья переменных выравнивателей, включаемых на входе усилителей. Такая система АРУ называется ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ