Основной усилитель в ультразвуковых сканерах (стр. 2 из 2)

.

Отсюда видно, что с ростом U_упр входной ток детектора, а значит и его выходной сигнал, растут.

Для выделения объектов в ближней зоне U_упр изменяют по закону ломаной 1, для выделения в дальней зоне – по закону ломаной 2, а смещая его вверх или вниз, регулируют общее усиление. Выходной ток детектора усиливается двухтактным усилителем тока с очень малым дрейфом. Недостатками рассмотренной ВАРУ является малое количество ступеней регулирования и неадекватность регулировочной характеристики среднестатистическому закону затухания ультразвука.

Более совершенной является система ВАРУ, представленная на рис.7. Здесь используется регулируемый усилитель и специальный (полиномиальный) генератор управляющего напряжения. Усилитель ВАРУ представляет собой аналоговый перемножитель сигналов. Его коэффициент усиления определяется формулой

Рисунок 7. ВАРУ с полиномиальным управляющим генератором.

K_u = SR1, где S – крутизна транзисторов VT1 и VT2.

При воздействии управляющего напряжения на базу транзистора VT3 его коллекторный ток растет, а значит растут и эмиттерные токи транзисторов VT1 и VT2, что приводит к увеличению их крутизны и коэффициента усиления.

Управляющее напряжение формируется с помощью интеграторов на операционных усилителях DA1 и DA2. Интегрируемое напряжение поступает от потенциометров и может иметь различную полярность. Каждым из потенциометров осуществляется регулировка усиления в определенной зоне (глубине). Для этого они подключаются к интегратору коммутирующими ключами.

На интервале данной зоны регулирования интегратор DA1 интегрирует некоторое постоянное напряжение U₀ и его выходное напряжение будет равно

, где t = RC

Выходное напряжение второго интегратора будет равно

.

Таким образом, управляющее напряжение изменяется по закону параболы (отсюда и название генератора – полиномиальный). Параболический закон изменения уже достаточно близок к экспоненциальному. Регулируя потенциометрами напряжение U₀, можно изменять крутизну управляющего напряжения на отдельных участках, как это показано на рис.3. Процесс интегрирования инициируется строчным импульсом СИ, который замыкает ключи, разряжающие конденсаторы интеграторов.