Расчет узлов радиоприемных устройств - под ред. проф. Протопопова А.С., страница 7

о. Определить поатоннную времени однозвенного УЕ -Фильтра АРУ по данным табл.. 6А. Таблица 6.4 Рис. 7.1 7. РАСЧЕТ СИСТИНА АВТОИМПСКОИ ПО СТОИКИ ЧАСТО% 7.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПЩЛЛьНИЯ, РАСЧЖТйВ СООТНОШВНИИ, СХИМЫ Для алежения за изменяющейся частотой колебаний сигнала и гетеродина в радиоприемных устройатвах используютая две разновидности систем автоматической податройки частоты (АЫЧ): частотная (ЧАЛЧ) и фазовая (ФйИ). На риа. 7.1 приведена часть функциональной схемы супергетеродинного приемника а системой ЧАЛЧ. 3 нем ЧАПЧ поддерживает значение промежуточной чаатоты в пределах полосы пропуакания усилителя промежуточной частоты (ЯИ).

йзмерительным элементом системы ЧАПЧ является чаатотный дискриминатор (ЧД), который вырабатывает и подает на управлякщий элемент (УЗ) напряжение, величина и знак которого определяются Иаатройкой промежуточной чаатотыМ„) относительно ее номинального значения, соответствуплего середине полоаы пропуакания Л1Ч. Управляющий элемент изменяет частоту гете- родина так, что геличина и знак этого измснения определяются вели- 70 чиной и знаком регулирующего напряжения. Особенностью систем ЧИИ является наличие ошибки регулирования по частоте.

3 приемнике, часть 4ункциональной схемы которого приведена на риа. 7.2, для аитоподатройки частоты используетая систе- ма ФАНЧ. Измерительным элементом сиотемы МЯЧ язляетая фазовый детектор, который сравнивает Фазу сигнала промежуточной частоты а фазой опорного напряжения, создаваемого генератором эталонной чабтоты (ГЭЧ), равной номинальному значению ~„' . При этом устано- вившаяся ошибка по частоте при постоянном внешнем воздействии равна нулю, а сдвиг 4аз между указанными напряжениями имеет ко- нечную величину, Системы 4АПЧ обычно имеют узкий диапазон началь- ных рааатрозк и чаато аочетаютая а системами ЧАПЧ, ватупая в ра- боту, когда система ЧИЖ введет частоту гетеродина в "область втягивания" системы МЕЧ.

Показателями качества систем АНЧ непрерывного действия явля- ются: ошибка слежения а+О, козФФипиент автоцодатрокки К „„, полосы удерживания и втягивания (захвата)а~ и й~~, длительность переходного процесса ~~ при изменении начальуной раастройки яр~ „ скачком. 3 установившемся режиме систему АЛЧ характеризует уста- новившаяся ошибка 6У„ „„„ КоэЦщциент автоподатройки Х„„„оценивает эффективность йН. 3 у~твжщиьшемая режиме А'„„„= Щ'„ /б.~~л„„, Полоса удерживания - максимальное изменение промежуточной частоты относительно номинального значения, при котором выполня- етая з(фективная подстройка, если предварительно система находи- лась в режиме подстройки.

Полоса втягивания — максимальное изменение промежуточной частоты, в котором АПЧ выполняет подстройку, если предварительно она не нахсдилась в режиме подстройки. Ялительноать переходного процесса в системе АПЧ характеризует ее инерционные авойатва и зависит от параметров Фильтра нижних частот У , усиления в петле и дополнительных инерционностей в кейф Детекторная характеристика ЧК оценивается крутизиой5 В/мГц, и полоаой пропуакания аУ, . детекторная характеристика ФД оценивается крутизной 5„,, В/рнд. Регулировочная характериатика управителя частоты с гетеродином характеризуется крутизной Ю,., мГцЛ~.

Фильтры нижних частот, используемые в петле АПЧ, обычно представляют собой однозвенные и многозвенные ЮС-цепи, риа. 7.3,а. Рис. 7.3 .Быстродействие и уатойчивоать сиатемы ЛПЧ зависят также от инерционных свойств усилителя, нагрузки «йд и т.д. - так называемых дополнительных инерционностей.

Часто проблема устойчивости системы МПЧ может быть решена применением пропорционально-интегрируицего Фильтра (риа. 7.3,б). Коэф4ациент передачи Фильтра ~+р~ К «~Π— 2 17.1) У'РУД где Т = ца, т =~ю,-я к. 7.2. РАСЧЕТ СИСТЕМ ЧАСТОТНОЙ ЬВТОПОДСТРОЯЛИ ПРйаиУТОЧНОЙ чАСТОЖ 1. При раачете системы ЧАПЧ зэдаются следующие исходные данные. 1ииксимальнзя начальная расстройка В~~„~„«зависящая от неата бильности частот гетеродина и сигнала, а талке доплеровского сдвига частот, определенных на этапе эскизного расчета приемника, 2.

Требуемое установившееся значение остаточной ошиб- З '««««««««фаФ 3. Ммсимельно допустимое значение длительности переходного процеааа 1„ при изменении частоты сигнала скачком на велячи- ну л~ „, определяемое из технического задания вз проектирование приемника. 4. Промежуточнан частота~'„, тип и число колебательных си.- стем УПЧ я , полоса пропускания УПЧ 0 .

Эти данные определштая на этапе эскизного расчета приемника. 5. Крутизна 5 регулировочной харвктериатики управлянииего элемента УЭ. Она ацмделнется выбранным УЭ и его режимом работы при расчете гетеродина приемника так, чтобы диапазон электронной регулировки частоты гетеродина /' „- ~, > Гб~ 6. Исходнме данные, необходимые для раачета частотного детектора, который проектируется совмеатно с ЧЬПЧ. К ним относятся: а) параметр транзистора 1предполагается, что он вклияен по схеме а общим эмиттером): выходная проводимоать ьш, модуль проводимости прямой передачи на промежуточной частоте !У„,1, ток нааыщенил транзиатора Х«,«„~,' б) тип колебательных систем Чй, суммарная емкость контуров Сл, затухание ненагруженных контуров 4~; в) параметры амплитудного детектора, используемого в ЧД: козКициент передачи Х и входное сопротивление Ж~,„.

Б ходе расчета ЧАПЧ определяютая параметр системы и ее узлов: полоса захвата М~, крутизна ЧД Л , полоаа пропуакания частотного детектора л1, „ требуемое напряжение сигнала на входе ЧД д' ~, коэФФициент усиления уоилителя 4 и необходимость его применения, постояннея времени 4мльтра нижних частот й;„, При этом используютая следуииие аоотношения: коэ4$ициент азтопсдстройки при небольших отклонениях ~„ от номиннльного значения С7.2) С7.3) ч«вам ~ лм «~~~» лю Если б~ „, превышает значения, соответствуацде экстремумам детекторной характеристики ЧД, должно выполнятьая уаловие л«««««««««опт .

«р где К~« = 1 — коэФФициент передачи фильтра «р в установившемся ре жиме е при однозвенном Ю-Фильтре переходный процеас уатановления частоты эпериодичен. Постоянная времени Фильтра при условии линейности характеристики управления и детекторной характериотики % должна удовлетворять уоловию г ~,~,, (ИУЯ ' Яэхф Ф у Ю -)( — )-у л»»„„~ А1Щ Я -()( ) -~ мп» «7.4) — фа( †. /)1 Мь~т (~бич Ащд где я~~~, - требуемое значение полосы пропуакания ЧЛ. 3 системе ЧАПЧ полоса захвата л~, не зависит от постоянной времени г , поэтому можно повысить уатойчивооть системы увеличением х, при условии выполнения аоотношений «7.3) или «7.4).

Расчет системы частотной автоподстройки промежуточной чаатоты проводитая в слещхн(ей последовательности. 1. Находят требуемый коэффициент автоподатройки а3'нач »»»»»» л.х "»» 40»» УФ~В 2. Определяют требу(ое значение крутизны 5, частотного детектора системы И1Ч 5 (Ф„„~-()/5 К где Ю = 1 — коэффициент передачи 4ильтра нижних частот Ф по по- ч» атоннному току «см, рис. 7.3,а).

3. Рааачитнвнвт ЧЛ так, чтобы получить максимальное значение крутизны 5, =5, . При этом целесообразно уотранить зависимость 5 „от амплащды оигнела на выходе УПЧ. Тикая стабилизация 5, позволяет исключить зависимость усиления в петле ЧАПЧ, а значит,и переходных процессов от амплитуды сигнала на выходе УПЧ. где л = 0,14б лля ЧЛ на авязанннх контурах и л = 0,24 для ЧД на расотроенннх контурах; 1'„~- амплитуда тока коллектора, Х„ = 0,51„„~, определяемого йз паспортных данных транзистора; ~( частота настройки ЧЛ, равная промежуточной чаототе; "Ф .=4( Ф(б + — ~1лЧ эта о эээ ЮЬ 4э 4. Находят величину полосы захвата л~ АПЧ при 5 =5„„,„,.». «риа.

7.4) 4, = ~ кт г'6. эщ'пА,*~',, где- Й, = 0,8 для ЧЛ на двух связанных контурах и Ф, = 0,Э для ЧЛ на расстроенных к онтурэх» о. Если л»( <2а|„,„, частотный детектор рааачитывавт так, чтобы получить не максимальное значение 5 = 5,„„, а доататочнув полосу пропускания частотного детектора где Ф, = 0,46 для ЧЛ иа связанных контурах, Ж, = 0,2б длн ЧЛ на раастроенных контурах, л| = 2 н~„~„ - требуемая полоса захвата системы. 6. При достаточной н~ определяют крутизну детекторной характеристики ЛАТ 5~д Аэ ~»~»»» А ~~ «д х э» э 5к,ат 7. Знчиолявт требуемый козКициент усиления УПТ Ф„„,-— если 5, > 5,, Если частотный детектор рассчитан на максимальнув крутизну, то К, = 5„„, /5„ 8.

Внчиалявт требуемое напряжение сигнала на ~ходе ЧД (У,„„= = Х /17 „!. Если Б~, более амплитуды выходного напряжения УИЧ ~~ э ~..., то перед ЧЛ используют дополнительный УПЧ а коэ4фици»» ентом Ф >К Ж и„. Полосу УПЧ выбирают больше, чем д3' кафф»»» ФА»»» Ф»»Ф ф»»9 чтобы он не влиял на величину полосы захвата ЧАПЧ. Э.

Внбиравт поатояннув времени Фильтра нижних частот Ух так, чтобы длительность переходного процесса не превышала заданного значения К и достигалась устойчивость снатемн. Кроме того, и обц(ем случае при выборе х следует обеспечить отсутствие демо- у дуляции Ч14-сигнала, Минимально допустимое значение г„„при котором достигаетая уатойчивая работа системы ЧАПЧ„определяют по формуле уз »(»»» 2 у» ~~~»е л~» Х где хэ время запаздывания сигнала и тракте промежуточной часто тн, Гэ = ~" /П ~~" — коаф$ипиент, зависяций от типа колебатель- » „» эз у»»»»» ных систем и их числа и определяемый из графика рис. 7Л. О С» О»:.» 'О ' » СЭ СЭ О $ ~ » »» и н»»» ~ »-» н и»ч»ч е~ ж»-»»»ъ»-»»ч ь:~ ~о Ь» Р й' й ОЭ О» Ц» й' СО 0~» »»'» С:» С> СЭ СЭ»:» С» С» С» С» С;» « .Г-ле умеряю»»»зю»~~~~ Я-.м»» э гй»»»»»ива~ 4Ф»»Фу$имэгФ~ Я~-.ФФАМИЖФМФФЬ~ МФ'- ф»»»»4ЙЙМ»Ф4~ 4»»»ФЖфйФЖ,~ Я- Ф»»м Ф.»»й»»жимам»»»»»уФ- фф95ф»ММКФ~,а3Фйр Рис.

7.б МЭ $О»О»Ю »»»» н д»-» с»»»-» н ц»-» »::э сэ с;» с~ С'.» С» С:» С~ С» С:» С:» С» С» С» со с:» с» в с.» с» с»»»» с» о сч м»-»»-» с»»»-»»-» м»» с:» -:» Я»» с:2 8»» сР»-» Е о»» сэ с»»:» (:» с:» с:» с» сэ йй.ййййййй ° ° Д ° ° « ° ° ° ° сч»»» ~ »»»»»» ц» тсч Ж ЙжЯО3'~08(~»»»Г С;» С:»»» С» С»»$ $$ Э ~Э»» »ХЪ « М ж 'Ф»$ С:» сО с~э»4»$ С) »-Ф Р'»»»',» 'Ф '»»» 'Ф РЪ Ю сО 0Э «» «««««« Ф:4»-» М ЕВ»:" ЕЧ»-4 Р Н»" %0 Я сР с»»х$ о» ю»» с» с» »$»»»$ »О» Ф ' »»'»»И Ц'» Ж»"4»Ф С3 СР.М»» СЭ»"4 'Ф ° ««« ° ««« с~ с» ~~ с:»»=» ~» ~:» с:» с»»-» СЯ »4 ' »»'» «« « «4»»4 О» С» ~» '»3' 6'3 О»Ф Щ »»»! Й О,бе Оц3Ф Максимально допустимое значение ю„ при которой длительность переходного процесса не превышает допустимой, для однозвенно- ГО фильтра рис. 7Л,а, Определяетси по формуле»,7,З), если начальная расстройка не превышает полосы пропусканин частотного детектора л1 .