Jeśli chodzi o układ ARW i detektor szczytowy to działa dosyć prosto.
Dioda
D1 jak to dioda prostuje jednopołówkowo napięcie wyjściowe.
Kondensator
C3 ładuje się do wartości szczytowej napięcie Uwy .W praktyce około 0.9 Uwe lub nawet mniej...wiadomo spadek napięcia na diodzie
D1 i R7.
I tak np. dla
Uwymax=5V kondensator będzie naładowany do ok. –4.5V (doda D1 przepuszcza tylko ujemne połówki)
Rezystory
R8 i R9 stanowią obwód rozładowywania kondensatora
C3 jaki i filtr RC.
Wiadomy gdy z jakiś powodu napięci Uwy zmaleje to kondensator musie się rozładować by ustabilizować wartość Uwy.
Stała czasowa tego obwodu nie może być zbyt mała. Bo wtedy amplituda Uwu będzie pływać. W praktyce przyjmujemy
t=C3*(R8+R9)>10...20*1/fmin
Tranzystor
T1 pracuje tu w roli rezystora sterowanego napięciem.
Rezystory
R5, R6 wprowadzają sprzężenie zwrotne poprawiając liniowość naszego zmiennego rezystora na
T1. W praktyce R5=R6=100k...1M
A to dlatego ze:
1/Rds = (2•Idss/Vp²)[(Ugs-Vp) - Uds/2].
ten czynnik
Uds/2 (lub coś koło tego) jest źródłem nieliniowości, a podanie dokładnie tej wartości na bramkę eliminuje go z równania i czyni
Rds liniową. I to właśnie realizują
R5 i R6.
http://graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm
Nasz sterowany napięciem rezystor na
T1 wraz z
R3 i R4 decydują o wzmocnieniu wzmacniacza U1A.
A tym samym zapewniają warunek amplitudy.
Ku=1+[R3/(R4+Rds)] jak wiemy wzmocnienie te powinno wynosić 3 dla zadanej Uwy.
I teraz tak trzeba dobrać wszystkie rezystory by dla Uwy=5V...czy jaką tam chcemy, wzmocnienie U1A wynosiło równo 3.
Jak ten warunek zostanie spełniony to wzrost Uwy spowoduje wzrost napięcia ujemnego na C3 a tym samym wzrost ujemnego napięcia na bramce co przytka tranzystor i wzmocnienie U1A zmaleje zmniejszając amplitudę Uwy.
Tak samo gdy Uwe zmaleje napięcie na C3 stanie się bardziej dodatnie a tym samym tranzystor bardziej się otworzy co spowoduje zmniejszenie Rds i tym sam wzrost wzmocnienie i Uwy.
Jak widać pętla ARW dąży do utrzymana stałej amplitudy.
To tyle teorii w praktyce ciężko jest przeprowadzić jakieś dokładne obliczenia głównie z powodu mało dokładnego wzoru na Rds i wartości trzeba dobierać eksperymentalnie.
Np. Obliczmy układ dla
F=2KHz
R3=10K
R4+Rds=5K (warunek na wzmocnienie)
Z katalogu BF245A obliczamy że
Rdsmin=1/gm=1/2mS=500ohm
R4=4.3K (czym mniejsze Uds tym lepsza liniowość rezystora na T1. A rezystor R4 tworzy dzielnik napięć z Rds)
Czyli
Rds ma wynieść 700ohm dla Uwy=5V
Co wystąpi dla Uc=-2.6V (wzory w linku)
Ale w pspicu wyznaczyłem sobie Rds w funkcji Uc dla tranzystora BF245A
I odczytałem że Rds=700ohm wystąpi dla Uc=-2V
Znając Rds mamy już z górki.
Napięcie na kondensatorze C3 wyniesie około 5V*0.9=-4.5V
A na bramce ma być -2V wiec wystarczy dobrać dzielnik napiec na R8, R9 tak by to zadanie zastało spełnione.
Dla F=2Khz stała czasowa C1 i R5+R6 musi być większa od 5ms
Zakładamy że R5+R6=100K
C3>=5ms/100k=47nF=470nF
I ostatecznie
R9=43K i R8=56K
R5=R6=220K
C2=C2=33nF
R1=R2=2.4K
I to by było tyle obliczeń, w praktyce i tak trzeba wstawić potencjometry do układu żeby uniezależnić się od rzutu produkcyjnego tranzystora jak i tolerancji elementów.
Po symulanci tak obliczonego układu
Mamy Uwy=5.6V ( a to dlatego ze napięcia na kondensatorze jest wyższe od zakładanego 4.5V)...zmiana R9 na 56K daje Uwy 5V.
F=2KHz
A co do zmiany częstotliwości to wystarczy zmiana jednego z elementów.
Albo R1, R2 albo kondensatorów C1, C2
Jasne to jest ?