Параллельные апериодические упч

Параллельные апериодические упч

Реферат

 

В телевизионном приемнике первая цепь УПЧ содержит первый регулируемый (по усилению) усилитель, с которым последовательно включен второй регулируемый усилитель, а вторая цепь УПЧ содержит третий регулируемый усилитель, последовательно с которым включен четвертый регулируемый усилитель. Второй и четвертый регулируемые усилители аналогичным образом управляются сигналом АРУ, а первый и третий регулируемые усилители одинаковым образом также управляются сигналом АРУ, задержанным также на одинаковый интервал времени. Усиление радиочастотного усилителя регулируется сигналом АРУ, задержанным на большее время, чем УПЧ. Этот сигнал преобразуется с понижением частоты и с выхода первого детектора подается на первую и вторую цепи УПЧ через соответствующий избирательный фильтр. Выходной сигнал первого УПЧ далее преобразуется с понижением частоты для образования сигнала ПЧ звукового сопровождения. Выходной сигнал второго УПЧ детектируется для выделения видеосигнала. Детектор АРУ детектирует пики синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, для выработки управляющего сигнала. Технический результат: улучшается качество приема изображения и звука. 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Настоящая заявка является дополнительной к заявке на патент США N 07/940220 с приоритетом от 08.09.92 г.

Настоящее изобретение относится к усилителям промежуточной частоты (УПЧ), использующимся в устройствах приема телевизионных сигналов, например в телевизионных (ТВ) приемниках и кассетных устройствах записи видеосигналов, в которых осуществляется преобразование радиочастот с понижением до промежуточной частоты, на которой и работают такие усилители, называемые обычно "видео УПЧ" или "РIХ УПЧ".

Современная практика в отношении фильтрации и усиления на промежуточной частоте (ПЧ) в приемных устройствах телевизионных сигналов состоит в использовании фильтров на сосредоточенных элементах или "блочных" фильтров, включаемых в тракт перед основным блоком усиления, содержащим несколько каскадов с прямой связью и с ограничениями, связанными с особенностями монолитных интегральных схем (ИС). Подстройка внутри каскадов при этом не применяется. Усиленный сигнал ПЧ с выхода блока усиления в пределах ИС затем детектируется также в пределах монолитной ИС с тем, чтобы быть выведенным из ИС в виде полного видеосигнала вместе с сигналом звукового сопровождения частотой 4,5 МГц. Усиленный ПЧ-сигнал отфильтровывается от этих сигналов для уменьшения вероятности регистрации, которая могла бы привести к возбуждению блока усиления.

"Блочный" фильтр обычно представляет собой фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) и используется для формирования частотной характеристики, обеспечивающей достаточное ослабление сигнала соседнего канала, что необходимо в ТВ-приемниках. Дополнительные сведения о ПАВ-фильтрах, а также сосредоточенной фильтрации и усилении можно найти, например, в главе 13 книги "Справочник по телевизионной технике", К.Блэр Бенсон (гл. ред.), изд. МакГроу - Хилл Бук Компани, Нью-Йорк, 1986.

В отношении усиления по ПЧ возникают противоречивые требования, когда речь идет о наилучшем качестве приема сигналов изображения и звука. Противоречия эти усугубляются в том случае, когда для обеспечения основного усиления по ПЧ используется фильтр, стоящий в тракте усиления перед многокаскадным блоком усилителей. Для качественного приема сигналов изображения при высокой разрешающей способности применительно к горизонтальной развертке требуется, чтобы ПЧ-сигнал, подаваемый на детектор, был свободен от влияния в канале несущей частоты звука. Поэтому в телевизионных приемниках используют дискретные средства усиления с внутрикаскадной подстройкой и внутриканальной ловушкой несущей звука, которая обычно устанавливается перед видеодетектором. Кроме того, для качественного приема изображения требуется, чтобы сигнал ПЧ, подаваемый на видеодетектор, был свободен от влияния несущей частоты звука соседнего канала, поскольку это может привести к проникновению в изображение "звуковых биений". В ТВ-приемниках, использующих дискретные средства с внутрикаскадной подстройкой, ловушка звуковой несущей соседнего канала также включается перед видеодетектором и обеспечивает сильное подавление (до 40 дБ) такого влияния в пределах полосы частот, где может появляться звуковой сигнал (на ПЧ). Для обеспечения такого подавления при сохранении достаточно линейной зафазовой характеристикой полного видеосигнала несущая видео (в переводе на ПЧ) должна лежать у края характеристики ловушки подавления звука соседнего канала, причем подавление должно быть обычно не менее 6 дБ. Когда в тракте усиления по ПЧ перед блоком усилителей включается блочный фильтр, то внутриканальная ловушка и ловушка по соседнему каналу должны включаться внутри этого блочного фильтра, стоящего перед блоком усилителей, причем должно быть обеспечено достаточное усиление по ПЧ для прямой подачи сигнала на видеодетектор, который может быть использован для генерации звукового сигнала на основе внутренних параметров несущей.

Метод приема звукового сигнала ТВ-приемника на разностной несущей частоте дает более высокое отношение сигнал/шум, но только когда звуковая и видеонесущие (в переводе на ПЧ) не ослабляются относительно уровня середины полосы частот перед их смешением для генерации звукового сигнала ПЧ с частотой 4,5 МГц. Для обеспечения более качественного приема звукового сигнала с использованием блочной фильтрации еще один блочный фильтр и каскад блока усилителей дополнительно используются в настоящем изобретении из соображений нормальной работы видеодетектора. Как указывает автор изобретения, оба блока усилителей имеют предпочтительную одинаковую конструкцию и строятся на монолитных ИС, вследствие чего их характеристики также в основном одинаковы. В предпочтительном варианте каждый блок усилителей содержит каскад балансного преобразователя, построенный на одной микросхеме, поэтому частота выходного сигнала, снимаемого с микросхемы, отличается от частоты входного сигнала, подаваемого на микросхему. Это уменьшает риск регенерационного возбуждения блока усилителей. Для дальнейшего уменьшения регенеративного взаимодействия двух блоков усилителей один из этих блоков может вырабатывать балансные выходные сигналы в ответ на входной односторонний (несимметричный относительно оси времени) сигнал, а второй может вырабатывать односторонний сигнал в ответ на входные односторонние сигналы. Идентичность характеристик двух блоков усилителей особенно важна, поскольку это позволяет подавать параллельно на оба блока усилителей (для одинакового управления их усилением) сигнал автоматического управления усилением, который вырабатывается путем детектирования пиков синхронизирующих импульсов, поступающих от видеодетектора, включенного последовательно с одним из блоков усилителей.

В приемниках телевизионных сигналов, в которых осуществляется одиночное преобразование частоты перед видеодетектором, УПЧ обычно требуют для нормальной работы входных сигналов величиной от 50 микровольт до 100 милливольт эфф. , что составляет динамический диапазон около 66 дБ. В заявке на патент США N 07/940220 с приоритетом от 08.09.92, авторы Джек Рудольф Харфорд и Хенг Ба Ли, озаглавленной усилитель с переменным усилением, описываются блоки усилительных каскадов, пригодные для использования в настоящем изобретении. Права на патент по этой заявке переданы авторами компании Самсунг Электроникс. При использовании таких блоков усилителей их требуется всего два для достижении динамического диапазона 66 дБ автоматического регулирования усиления, при этом обеспечивается идентичность характеристик двух блоков усилителей.

Известен также телевизионный приемник по заявке DE N 37099002, кл. H 04 N 5/52, опубликованной 08.10.87, содержащий радиочастотный усилитель для приема телевизионного сигнала, включающего радиочастотную несущую изображения с боковой полосой частот амплитудной модуляции и радиочастотную несущую звукового сопровождения с боковой полосой частот частотной модуляции, причем радиочастотный усилитель выполнен с возможностью регулирования по усилению сигналом автоматической регулировки усиления, преобразователь с понижением частоты, выполненный с возможностью вырабатывания выходного сигнала промежуточной частоты на основе принятого телевизионного сигнала, средство для фильтрации выходного сигнала промежуточной частоты, выработанного на основе телевизионного сигнала для выделения из выходного сигнала промежуточной частоты части телевизионного сигнала, включающей несущую звукового сопровождения с боковой полосой частот частотной модуляции, и средство для фильтрации сигнала промежуточной частоты, полученного из телевизионного сигнала для выделения из него части телевизионного сигнала, которая содержит, в основном, несущую изображения и ее боковую полосу частот амплитудной модуляции, первую цепь усилителя ПЧ для создания усиленного выходного сигнала на основе выделенной части телевизионного сигнала, содержащей несущую звукового сопровождения и ее боковую полосу частот частотной модуляции, причем первая цепь усиления ПЧ выполнена с возможностью регулирования сигналом автоматической регулировки усиления, вторую цепь усиления ПЧ для усиления выделенной части телевизионного сигнала, содержащей, в основном, несущую изображения и ее боковую полосу частот амплитудной модуляции, причем вторая цепь усилителя ПЧ выполнена с возможностью регулирования по усилению сигналом автоматической регулировки усиления, средство для дальнейшего преобразования с понижением частоты усиленного выходного сигнала промежуточной частоты, полученного на основе той части телевизионного сигнала, которая содержит несущую звукового сопровождения и ее боковую полосу частот частотной модуляции, поступающей от первой цепи усилителя ПЧ для выработки выходного сигнала звукового сопровождения промежуточной частоты, средство для детектирования, выделяющее информацию о звуковом сопровождении, содержащуюся в виде частотной модуляции выходного сигнала промежуточной частоты, и содержит средство для подавления в выходном сигнале этого средства для детектирования реакции на колебания амплитуды выходного сигнала промежуточной частоты звукового сопровождения, видеодетектор, вырабатывающий на основе сигнала, поступающего от второй цепи усилителя ПЧ, видеосигнал, включая синхроимпульсы, детектор АРУ, выделяющий пики синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, и вырабатывающий сигнал автоматической регулировки усиления для подачи его на первую цепь усилителя ПЧ, на вторую цепь усилителя ПЧ, а также средство для задержки сигнала автоматической регулировки усиления перед его подачей на радиочастотный усилитель.

Телевизионный приемник, содержащий радиочастотный усилитель для приема телевизионного сигнала, включающего радиочастотную несущую изображения с боковой полосой частот амплитудной модуляции и радиочастотную несущую звукового сопровождения с боковой полосой частот частотной модуляции, причем радиочастотный усилитель выполнен с возможностью регулирования по усилению сигналом автоматической регулировки усиления, преобразователь с понижением частоты, выполненный с возможностью вырабатывания выходного сигнала промежуточной частоты на основе принятого телевизионного сигнала, средство для фильтрации выходного сигнала промежуточной частоты, выработанного на основе телевизионного сигнала для выделения из выходного сигнала промежуточной частоты части телевизионного сигнала, включающей несущую звукового сопровождения с боковой полосой частот частотной модуляции, и средство для фильтрации сигнала промежуточной частоты, полученного из телевизионного сигнала для выделения из него части телевизионного сигнала, которая содержит, в основном, несущую изображения и ее боковую полосу частот амплитудной модуляции, первую цепь усилителя ПЧ (первый тракт УПЧ) для создания усиленного выходного сигнала на основе выделенной части телевизионного сигнала, содержащей несущую звукового сопровождения и ее боковую полосу частот частотной модуляции, причем первая цепь усилителя ПЧ выполнена с возможностью регулирования сигналом автоматической регулировки усиления, вторую цепь усилителя ПЧ для усиления выделенной части телевизионного сигнала, содержащей, в основном, несущую изображения и ее боковую полосу частот амплитудной модуляции, причем вторая цепь усилителя ПЧ выполнена с возможностью регулирования по усилению сигналом автоматической регулировки усиления, средство для дальнейшего преобразования с понижением частоты усиленного выходного сигнала промежуточной частоты, полученного на основе той части телевизионного сигнала, которая содержит несущую звукового сопровождения и ее боковую полосу частот частотной модуляции, поступающей от первой цепи усилителя ПЧ для выработки выходного сигнала звукового сопровождения промежуточной частоты, средство для детектирования, выделяющее информацию о звуковом сопровождении, содержащуюся в виде частотной модуляции выходного сигнала промежуточной частоты, и содержит средство для подавления в выходном сигнале этого средства для детектирования реакции на колебания амплитуды выходного сигнала промежуточной частоты звукового сопровождения, видеодетектор, вырабатывающий на основе сигнала, поступающего от второй цепи усилителя ПЧ, видеосигнал, включая синхроимпульсы, детектор АРУ, выделяющий пики синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, и вырабатывающий сигнал автоматической регулировки усиления для подачи его на первую цепь усилителя ПЧ, на вторую цепь усилителя ПЧ, а также средство для задержки сигнала автоматической регулировки усиления перед его подачей на радиочастотный усилитель, при этом первая цепь усилителя ПЧ выполнена на первом регулируемом усилителе, последовательно с которым включен второй регулируемый усилитель, каждый из которых обладает соответствующим усилением, регулируемым соответствующим управляющим сигналом, вторая цепь усилителя ПЧ выполнена на третьем регулируемом усилителе, последовательно с которым включен четвертый регулируемый усилитель, каждый их которых обладает соответствующим усилением, регулируемым соответствующим управляющим сигналом, причем третий регулируемый усилитель аналогичен первому регулируемому усилителю по структуре и характеристикам регулирования усиления, а четвертый регулируемый усилитель аналогичен второму регулируемому усилителю по структуре и характеристикам регулирования усиления, входы регулирования усиления второго и четвертого регулируемых усилителей являются входами регулирования по усилению сигналом автоматической регулировки усиления соответственно первой и второй цепей усилителей ПЧ и через соответствующие средства для задержки сигнала автоматической регулировки усиления на одинаковый промежуток времени соединены с входами регулирования усиления соответственно первого и третьего регулируемых усилителей.

Телевизионный сигнал, принятый радиочастотным усилителем, содержит радиочастотную несущую изображения с боковой полосой частот амплитудной модуляции, а также радиочастотную несущую звукового сопровождения со своими боковыми полосами частотной модуляции, а сам радиочастотный усилитель регулируется по усилению под воздействием соответствующего управляющего сигнала, образующегося после задержки сигнала автоматического регулирования. Приемное устройство включает преобразователь с понижением частоты для образования выходного сигнала промежуточной частоты из телевизионного сигнала, усиленного радиочастотным усилителем. Предусмотрено также средство для фильтрации выходного сигнала промежуточной частоты с целью разделения телевизионного сигнала на части, поскольку он содержит несущую звукового сопровождения и боковые частоты частотной модуляции, с тем, чтобы направить затем эти составляющие в первый тракт УПЧ. Аналогичное средство предусмотрено для выделения несущей изображения и боковых частот амплитудной модуляции изображения, которые затем подаются во второй тракт УПЧ.

Предусмотрено также средство для дальнейшего преобразования с понижением частоты усиленного выходного сигнала промежуточной частоты и разделения на части телевизионного сигнала, состоящего из несущей звука и боковых частот частотной модуляции промежуточной частоты, которые поступают с первого тракта ПЧ. Затем ЧМ-составляющая, содержащая информацию звукового сопровождения, подвергается детектированию. При таком детектировании обеспечивается подавление в выходном сигнале детектора составляющих, вызываемых колебаниями амплитуды выходного сигнала ПЧ звукового сопровождения.

Видеодетектор детектирует усиленный выходной сигнал промежуточной частоты, разделяя на части телевизионный сигнал, содержащий несущую изображения и ее боковые частоты амплитудной модуляции, поступающие с второго тракта ПЧ, и вырабатывает видеосигнал, содержащий синхроимпульсы. Детектор АРУ (автоматической регулировки усиления) выделяет пики синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, и вырабатывает управляющий сигнал АРУ, подаваемый на второй и четвертый регулируемые усилители в качестве предназначенного именно для них управляющего сигнала.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема регулируемого усилительного каскада, наилучшим образом пригодного для использования в качестве первого каскада многокаскадного УПЧ. Этот усилитель описан в заявке на патент США N 07/940220 с приоритетом от 08.09.92 г.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема регулируемого усилителя, который наилучшим образом подходит для использования в качестве второго каскада многокаскадного УПЧ; он описан также в заявке на патент США N 07/940220 с приоритетом от 08.09.92 г.

На фиг. 3 представлена принципиальная схема последовательного соединения каскадов регулируемых усилителей, схемы которых приведены на фиг. 1 и 2. Это соединение также описано в заявке на патент США N 07/940220.

На фиг. 4 приведена принципиальная схема еще одного каскада регулируемого усилителя, который наилучшим образом подходит для использования в качестве входного каскада многокаскадного УПЧ и который также описан в заявке на патент США N 07/940220.

На фиг. 5 представлена принципиальная схема последовательного включения каскадов регулируемых усилителей, схемы которых показаны на фиг. 4 и 2, что также описано в заявке N 07/940220.

На фиг. 6 показана принципиальная схема третьего вида усилителя, пригодного для последующего последовательного соединения со схемами фиг. 3 или 5 и образования таким образом трехкаскадного УПЧ; на этой же схеме показан и второй детектор, на который подаются балансные усиленные сигналы, накладывающиеся на соответствующие потенциалы прямого смещения, идеально равные друг другу. Здесь также показан фильтр, построенный на одном чипе, вырабатывающий балансный сигнал тока ошибки на основе соответствующих потенциалов прямого смещения; сигнал ошибки подается обратно на балансный вход второго каскада регулируемого усилителя из состава последовательно соединенных каскадов, показанных на фиг. 3 или 5.

На фиг. 7 показана модификация регулируемого усилителя по схеме фиг. 1, также описанная в заявке на патент США N 07/940220.

На фиг. 8 представлена принципиальная схема модифицированного регулируемого усилителя по схеме фиг. 4, также описанная в заявке на патент США N 07/940220.

На фиг. 9 приведена блок-схема составных частей телевизионного приемника или видеомагнитофона, которые используются для восстановления таких составляющих передаваемого телевизионного сигнала, как аудиосигнал, видеосигнал и синхронизирующие сигналы. На схеме показаны входящие в состав телевизионного приемника по настоящему изобретению параллельные тракты УПЧ, каждый из которых содержит усилители промежуточной частоты, принципиальные схемы которых приведены на фиг. 3 и 6 или 5 и 6.

На фиг. 10 представлена частотная характеристика ПАВ-фильтра, предшествующего тракту УПЧ, с выхода которого (фиг. 9) видеосигнал ПЧ подается на видеодетектор.

На фиг. 11 представлена частотная характеристика ПАВ-фильтра, предшествующего тракту УПЧ, с выхода которого видеосигнал ПЧ подается на преобразователь с понижением частоты для образования звукового сигнала ПЧ (4,5 МГц).

На фиг. 12 приведена принципиальная схема задержки АРУ, предназначенная для использования совместно с последовательно включенными каскадами регулируемых усилителей, показанных на фиг. 5. В подобном описании настоящего изобретения термин "радиочастотный (РЧ) сигнал" следует использовать применительно к сигналам до преобразования с понижением частоты, т.е. до первого детектирования, а термин "ПЧ-сигнал" (промежуточной частоты) следует использовать в отношении сигналов после преобразования с понижением частоты, т.е. после второго детектирования. В телевизионных приемниках преобразование с понижением частоты осуществляется путем гетеродинирования входных радиочастотных сигналов различных каналов передачи с колебаниями генератора с подстройкой частоты, в результате чего образуются сигналы с пониженной радиочастотой, лежащей в пределах полосы промежуточных частот, соответствующим образом выбранной для усиления сигналов усилителями промежуточной частоты.

УПЧ, используемый для дальнейшего усиления звукового сигнала звукового сопровождения на разностной несущей после его детектирования, обычно называют "звуковым УПЧ". Во избежание путаницы в настоящем описании термин "видео УПЧ" будет применяться только к усилителям промежуточной частоты, с выхода которых сигнал поступает на вход звукового детектора, вырабатывающего звуковой сигнал на разностной несущей, а термин "PIX УПЧ" будет употребляться только в отношении "видео УПЧ", используемого для подачи входного сигнала на видеодетектор, вырабатывающий полный телевизионный видеосигнал. Термин "УПЧ" будет употребляться в качестве общего термина как для "видео УПЧ", так и для "PIX УПЧ", но не для "звукового УПЧ".

При осуществлении функций автоматической регулировки усиления (АРУ) желательно, чтобы соблюдались определенные эксплуатационные условия работы каждого каскада усилителя или другого устройства. Так, уровень входного сигнала должен превышать уровень внутреннего шума на величину, определяемую заранее заданным коэффициентом, но при этом входной сигнал не должен перегружать устройство или каскад, что может привести к искажениям сигнала и изменению режима смещения полупроводниковых приборов. Поэтому управляющий сигнал АРУ не должен вызывать нежелательного смещения приборов, что может привести к сдвигу рабочей точки устройств и приборов от ее расчетного положения. Например, рабочие точки усилителей и смесителей выбираются из соображений минимальных искажений выходных сигналов, а рабочие точки смесителей и детекторов выбираются так, чтобы получить относительно высокий уровень выходных составляющих второго порядка.

При относительно высоких уровнях сигнала порядка 1 милливольта или более особенно важно, чтобы регулировка усиления осуществлялась с учетом так называемого "окна шум/перегрузка". Если, с одной стороны, усиление первых каскадов многокаскадного усилителя снижено недостаточно, то в последних каскадах могут возникнуть перегрузка и искажения. Если же, с другой стороны, усиление первых каскадов слишком мало, то станет заметным термический шум. Желательно, чтобы свободное от шумов и неискаженное изображение достигалось при уровнях входного сигнала порядка 10 милливольт или около того (при измерении на импедансе типового уровня). Если показатель шум/перегрузка не отвечает требованиям, то искажения из-за перегрузки могут возникать даже при таких уровнях сигналов, когда можно было бы получить относительно свободное от шума изображение с малыми искажениями.

Хотя появление методов блочной фильтрации в комплексе с усилением было желательным явлением в технике телевизионного приема, это, тем не менее, усугубило проблему окна шум/перегрузка по ряду причин. Типовые ПАВ-фильтры, выпускаемые промышленностью и имеющиеся в продаже, используемые в качестве фильтров с сосредоточенными параметрами, имеют высокий уровень вносимых потерь и высокий импеданс, вследствие чего они эквивалентны источнику шума с относительно высоким импедансом. Вследствие этого шумовое поле окна шум/перегрузка уменьшается. Кроме того, шумовые сигналы, попадающие в полосу 4,5 МГц несущей изображения, демодулируются как шумы, "внедренные" в полосу видеочастот 0 - 4,5 МГц. Это происходит следующим образом. Сигнал промежуточной частоты лежит в полосе 41,25 - 45,75 МГц. Когда перед УПЧ стоит фильтр с сосредоточенными параметрами или блочный фильтр, шумы боковой полосы каскадов УПЧ, следующих за фильтром, не подавляются, как это имело место, когда фильтр был распределен покаскадно. Поэтому шум в полосе 4,5 МГц, сосредоточенный в области несущей изображения (по ПЧ) 45,75 МГц, не отфильтровывается при установке фильтра с сосредоточенными параметрами перед усилителем.

Другой фактор, осложняющий проблему окна шум/перегрузка, состоит в том, что используемые в усилителях типовые биполярные ИС среди прочих характеристик передачи имеют фиксированный уровень перегрузки по напряжению, что сужает перегрузочное поле окна шум/перегрузка. Кроме того, типовые биполярные транзисторы малых геометрических размеров обладают высоким сопротивлением доступа к базе (СДП) и потому имеют ухудшенные шумовые параметры по сравнению с большими оптимизированными приборами, имеющими низкое СДП, что также усугубляет данную проблему.

Окно шум/перегрузка может быть расширено в его перегрузочной части применением транзисторов различных конструкций, а в шумовой части путем трансформирования выходного импеданса ПАВ-фильтра в сторону его снижения, что может снизить действие фильтра как источника шума. Однако средства согласования импеданса, например трансформаторы или другие специальные схемы, дороги, громоздки и повышают требования к усилению системы, которая и так уже обладает большим усилением.

Проблема окна шум/перегрузка осложняется также еще и тем обстоятельством, что в каждом из известных регулируемых усилителей выходное напряжение смещения изменяется в функции управляющего воздействия при автоматической регулировке усиления. Это приводит к изменению напряжения смещения демодулятора, поскольку он обычно имеет гальваническую связь с УПЧ. Такие изменения весьма нежелательны по соображениям их воздействия на положение рабочей точки, о чем упоминалось выше. Последствия такого сдвига смещения должны быть скомпенсированы, и соответствующее напряжение смещения должно быть обеспечено. Но это влечет за собой усложнение схемы демодулятора и необходимость более высокого напряжения питания, чем это было бы необходимо для обеспечения достаточно небольших искажений без такого эффекта.

В качестве основного каскада УПЧ часто используют дифференциальный усилитель, состоящий из двух транзисторов с длинноцепочечной связью между эмиттерами и резистором в общей цепи, к которому подключается генератор постоянного тока. Источником постоянного тока может служить именно этот общий резистор, имеющий большое сопротивление и соединенный с удаленным постоянным потенциалом. Однако в усилителях на интегральных схемах, где желательно работать при малых потенциалах из соображений поддержания мощности рассеяния в приемлемых пределах, генератором постоянного тока обычно служит главный токовый канал другого транзистора, смещенного в режим работы по постоянному току. Хотя пара транзисторов с длинноцепочечной связью часто называется дифференциальным усилителем с эмиттерной связью, в действительности он часто оперирует либо односторонними входными сигналами, либо односторонними выходными сигналами, либо и теми, и другими. Регулировка усиления может осуществляться непосредственно путем уменьшения рабочего тока в общей цепи дифференциального усилителя, что уменьшает его общую проводимость заданным образом. Однако имеются определенные препятствия простому применению такого подхода. Во-первых, сопротивление источника шума увеличивается с уменьшением усиления, что сводит на нет достигнутое за счет большого сигнала улучшенное отношение сигнал/шум, и во-вторых, снижается способность манипулирования уровнем энергии, когда наибольшее значение имеет управление большими сигналами.

Известные апериодические усилители, построенные на ИС и используемые в качестве УПЧ в телевизионных приемниках коммерчески выгодных конструкций, обычно состоят из трех последовательных регулируемых каскадов, которые обеспечивают динамический диапазон порядка 66 дБ. В таких схемных конструкциях обычно применяется АРУ "Назад", при которой для достижения эффекта снижения усиления осуществляется управление активной межэлектродной проводимостью транзисторов. Усиление по напряжению такого невырожденного (без отрицательной обратной связи) транзисторного усилителя с общим эмиттером обозначается как gmRL, где gm - активная межэлектродная проводимость транзистора, а RL - сопротивление коллекторной нагрузки транзистора. Уменьшение межэлектродной проводимости транзисторов усилителя повышает сопротивление источников шума, приведенное к коллекторам, что увеличивает термический шум, создаваемый транзисторами. Это вызывает необходимость в использовании трех последовательных регулируемых каскадов для поддержания общего коэффициента шума тракта PIX УПЧ достаточно низким из коммерческих соображений. Другой подход к снижению усиления последовательно включенных каскадов усилителя состоит в уменьшении сопротивлений в коллекторах транзисторов, примером чего является хорошо известная АРУ "Вперед". Если межэлектродные проводимости транзисторов не подвергаются уменьшению, то не происходит и связанного с этим увеличения термического шума, создаваемого транзисторами, т.е. уменьшение сопротивлений в коллекторах транзисторов уменьшает и напряжения, создаваемые токами термических шумов.

В заявке на патент США N 07/940220, авторы Р.Харфорд и Х.В.Ли, описываются схемы для уменьшения коллекторных сопротивлений транзисторов дифференциальных усилителей с эмиттерной связью путем шунтирования этих сопротивлений приборами, имеющими электрически управляемую проводимость. Каждый из описанных в этой заявке регулируемых усилителей обладает очень малым уходом выходного напряжения смещения в функции управляющего воздействия регулировки усиления. Такие трехкаскадные УПЧ с первым и вторым регулируемыми каскадами усиления по напряжению пригодны для использования в контурах с обратной связью по постоянному току, где уменьшается разница между потенциалами прямого смещения, на которые накладываются балансные выходные сигналы промежуточной частоты. Поскольку эти регулируемые УПЧ имеют очень малый уход выходных напряжений смещения при регулировке, контуры с обратной связью по постоянному току могут быть дифференциальными по самой своей природе и не требовать коррекции величин этих потенциалов прямого смещения.

Поскольку третий каскад имеет фиксированный коэффициент усиления по напряжению порядка двадцати, даже когда усиление второго каскада понижено действием АРУ, в контуре обратной связи, работающем в дифференциальном режиме, усиление остается достаточным для надлежащего уравнивания потенциалов прямого смещения, на которые накладываются балансные выходные сигналы, хотя контур обратной связи даже не включает первого регулируемого УПЧ. Поскольку усиление второго каскада усиления по напряжению понижается под действием АРУ прежде, чем усиление первого каскада будет понижено под действием задержанной АРУ, то в такой же степени уменьшается разница между потенциалами прямого смещения, на которые накладываются балансные выходные сигналы ПЧ, что весьма важно для устранения условий разбаланса в первом регулируемом УПЧ.

Более того, вполне вероятно, что разность потенциалов прямого смещения, на которые накладываются балансные выходные сигналы УПЧ и которые влияют также и на разбаланс во втором регулируемом каскаде УПЧ, также будет уменьшена аналогичным образом.

Поскольку усиление первого каскада усиления по напряжению понижается под действием задержанной АРУ, разность потенциалов прямого смещения, на которые накладываются балансные сигналы с выхода УПЧ и которые также воздействуют на условия разбаланса в первом каскаде, по всей вероятности также будет уменьшаться еще в большей степени. Итак, дальнейшее снижение усиления второго регулируемого каскада УПЧ при действии задержанной АРУ на первый каскад регулируемого УПЧ можно считать допустимым, пока разность потенциалов прямого смещения, на которые накладываются балансные выходные сигналы УПЧ, поддерживаются в приемлемых пределах.

Включение только второго регулируемого каскада УПЧ каждого из параллельных трактов УПЧ, охваченных АРУ, в соответствующие контуры обратной связи, работающие в дифференциальном режиме, может облегчить надлежащее отслеживание усилений этих охваченных АРУ трактов УПЧ. Отклонения в характеристиках управления усилением этих усилителей под действием задержанной АРУ не должны приниматься в расчет при определении поведения контура обратной связи.

Как показано на фиг. 1, Q1 представляет собой биополярный транзистор, база которого служит для управления главным каналом проводимости между эмиттером и коллектором, что характерно и для всех других биполярных транзисторов, которые будут встречаться в настоящем описании. База и коллектор NPN-транзистора Q1 соединены накоротко для обеспечения работы в диодном режиме. Эмиттер транзистора Q1 соединен с источником опорного напряжения, показанного на рисунке в виде общей (земляной) шины. Опорный ток подается на соединенные базу и коллектор через резистор R1, один выход которого подключен к этим соединенным электродам, а второй принимает потенциал сигнала АРУ, подаваемый на клемму T1. Как показано на фиг. 1, сигнал АРУ поступает от генератора GC1 через клемму Т1.

Эмиттеры транзисторов Q2 и Q3 соединены с шиной того же опорного потенциала, что и эмиттер транзистора Q1, а базы их соединены с базой Q1 с тем, чтобы создать токовое зеркало по отношению к опорному току, подаваемому через R1. Эмиттеры транзисторов Q4 и Q5 соединены с резисторами R5 и R6 соответственно, вторые выводы которых объединены и через последовательный резистор R7 подключены к опорному потенциалу земляной шины, в результате чего транзисторы Q5 и Q6 образуют дифференциальную пару, в которую рабочий ток поступает через резистор R7.

Базы NPN-транзисторов Q6 и Q7 подключены соответственно к входным клеммам T5 и T6, на которые поступает входной дифференциальный сигнал и сопутствующий потенциал прямого смещения. Как видно из фиг.1, отрицательный полюс батареи B1 подключен к опорной земляной шине, а второй полюс создает дополнительное прямое смещение, которое входит в балансные входные сигналы, подаваемые генераторами S1 и S2 на базы Q6 и Q7. Транзисторы Q6 и Q7 включены по схеме с общим коллектором для образования эмиттерных повторителей напряжения. Эмиттеры этих транзисторов соединены с базами транзисторов Q4 и Q5, а также с резисторами R2 и R3 соответственно. Вторые выводы резисторов R2 и R3 объединены и связаны с одним из выводов резистора R4, второй вывод которого соединен с землей. На коллекторы транзисторов Q6 и Q7 подается положительное рабочее напряжение питания B2, снимаемое с клеммы T2. Источником питания является батарея B2, отрицательный полюс которой соединен с общей опорной шиной.

Коллекторы транзисторов Q4 и Q5 подключены к клемме питания T2 через резисторы R8 и R9 соответственно. Кроме этого, коллектор Q4 соединен с базой NPN-транзистора Q8, коллектор которого подключен к клемме T2. Эмиттер Q8 подключен к выходной клемме T3, а между этой клеммой и общей шиной включен источник тока IS1. Коллектор транзистора Q5 соединен также с базой транз