0716 (Методическое пособие №0716), страница 4

2. Включить АРУ. 3. Включить ФНЧ1. 4.Установить порог Цу = Ц. 5. Изменяя уровень сигнала ГВЧ от 3 до 300 мВ, измерить напряжение на выходе УПЧ при трех коэффициентах усиления АРУ К1„К2, КЗ. Уровни входного, и выходного сигналов высвечиваются иа дисплее в п.1. 6. Установить порог Ц, =от. 7. Изменяя уровень сигнала ГВЧ от 3 до 300 мВ, измерить напряжение на выходе УПЧ прн трех коэффициентах усиления АРУ К1, К2, КЗ.

Уровни входного и выходного сигналов высвечиваются на днСплее (п.2). в. Результаты измерений занести в табл. 3.3. Задание 4. Исследование переходных характеристик простого АРУ для ФНЧ первого и второго порядков. Порядок выполнения: 1. Опопочить импульсный генератор (модуляция выключена). 2. Установить уровень ГВЧ, равный 50 мВ.

3. Включить импульсный генератор (модуляция включена). 25 Таблица 3.3 1000 400 300 200 100 20 4. Установить порог Уп = Уо = О. 5. Подключить осциллограф к «ВЫХ.З». 6, Для ФНЧ1 и трех значений коэффициента усиления АРУ К1, К2, КЗ зарисовать осциллограммы регулирующего напряжения Ур АРУ. 7. Для ФНЧ2 и трех значений коэффициента усиления АРУ К1, К2, КЗ зарисовать осциллограммы регулирующего напряжения Ур АРУ. Содетаканне отчета 1.

Наименование и цель работы. 2. Структурную схему исследуемой системы АРУ. 3. Таблицы с результатами измерений амплитудных характеристик АРУ н графики Увььг = у(Улг): - без АРУ (задание 1); - простого АРУ при различных коэффициентах усиления АРУ (задание 2); -АРУ с задержкой при различных коэффициентах усиления АРУ и различных значениях порога (задание 3). На графиках Улд. и Увыг привести в логарифмическом масштабе, как показано на рис.3.2. 1 2 3 45б78 10 203040 100 200 у (мл) Рис. 3.2 Пример графика амплизудной характеристики в логарифмическом масппабе 4.расчеты коэффициента регулирования у для простого АРУ при различных коэффициентах усиления АРУ:у = и ~ф, где и = (У, /Уе;,)дг -динамическнй диапазон изменения уровня входноге сигнала, ф =(У „ /У „.„)лыг - допустимый динамический диапаюн изменения уровня выходного сигнала Рассчитать коэффициент регулирования у в децибеллах; у' = 2018а'- 2018 ф (дБ) 5.

Осциллограммы переходных процессов на выходе АРУ при различных порядках ФНЧ и коэффициентах усиления АРУ. б. Анализ полученных результатов: - объяснить различие амплитудных характеристик простого 26 АРУ и АРУ с задержкой; - объяснить зависимость амплитудных характеристик от коэффициента усиления АРУ. Сравнить максимальное и минимальное значения напряжений на выходе УПЧ Улььг при различных коэффициентах усиления АРУ. Контрольные вопросы. 1. Функции, выполняемые системой АРУ. Основные параметры систем АРУ.

2. Принципы работы и схемы систем АРУ. 3. Способы изменения коэффициента передачи управляемых каскадов. Достоинства и недостатки этих способов. 4. Определение времени установления переходных процессов в системе АРУ. 5.Из каких соображений выбирается постоянная времени фильтра АРУС ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 ФАЗОВАЯ АВТОПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ 4.1.

Общие сведении Системой фазовой автопбдстройки частоты (ФАПЧ) называется система автоматического регулирования, обеспечивающая автоматическое регулирование частоты управляемого генератора в устройствах приема и обработки сигналов в соответствии с частотой входного сигнала и использующая в качестве измерительного элемента фазовый детектор: Система ФАПЧ используется для подстройки частоты гете- родина в супергетеродвнных ралиопрнемных устройствах, выделения несущей частоты в демодуляторах систем передачи сообщений при реализации когерентного приема сигналов, измерения частоты с помощью узкополосных следящих фильтров, при формировании высокостабильных колебаний в синтезаторах частот различных радиотехнических устройств и тд. Системы ФАПЧ могут быть реализованы в аналоговом и цифровом виде.

Особенностью системы ФАПЧ (находящейся в состоянии синхронизации) является нулевая статическая ошибка по частоте, т.е. равенство частот колебаний подстраиваемого генератора (гетероднна) и,(г) = У,созсо,г и эталонного (входного) колебания и,(г) = У,сова>,г. Вместе с тем в электронных системах ФАПЧ существует статическая ошибка регулирования по фазе, т.е. статическое отличие фаз колебаний подстраиваемого генератора, управляемого напряжением (ГУН), и эталонного сигнала Системы ФАПЧ обычно имеют сравнительно узкий диапазон начальных расстроек, в котором они осуществляют подстраивающее действие. При анализе работы системы ФАПЧ рассматривают режимы удержания и захвата. Режим удержания называется установившийся режим равенства частот в;-ш„соответствующий эффективной работе системы ФАПЧ при медленных изменениях начальной расстройки.

При этом имеются в виду изменения, скорость которых много меньше скорости переходных процессов в системе, Режимом захвата называется процесс, возникающий при скачкообразном изменении начальной расстройки и заканчивающийся установлением режима удержания. Характерным различием этих режимов является то, что в режиме захвата существенную роль играют переходные процессы. Основными характеристиками систем ФАПЧ являются следующие: - полоса удержания ٠— область начальных расстроек ГУН, внутри которой система ФАПЧ.

эффективно работает в режиме удержания; - надоев захвата зО, — область расстроек ГУН, внутри которой система ФАПЧ эффективно работает в режиме захвата; - время захвата г, — время втягивания системы ФАПЧ в режим синхронизации, существенно зависящее от значения начальной рассзройки между частотой входного колебания и частотой колебаний.ГУН. Основными элементами структурной схемы системы фазовой автоподстройки частоты (рис.

4.1) являются: фазовый детектор — ФД, фильтр низкой частоты — ФНЧ, усилитель — УС, управляющий элемент — УЭ и перестраиваемый (синхронизируемый) генератор — ГУН. ФД Рис. 4.1 Структурная схема системы ФАПЧ Цель лабораторной работы — экспериментальное исследование процесса фазовой автоподстройки частоты: ° определение зависимости полосы пропускаиия и полосы удержания от значения коэффициента усиления н параметров фильтра низкой частоты (интегрирующего и пропорционально интегрирующего) в петле обратной связи системы ФАПЧ; ° изучение влияния аддитивного входного шума на основные характеристики системы ФАПЧ 4.2.

Описание лабораторной установки Лабораторная установка предназначена для автоматизированных экспериментальных исследований процесса фазовой автоподстройки частоты. На установке исследуются: ° зависимость полосы захвата и удержания ФАПЧ от значения коэффициента усиления, вида и параметров интегрирующего и пропорционально-интегрирующего ФНЧ в петле обратной связи; ° влияние аддитивного шума на основные характеристики ФАПЧ.

Внд лицевой панели лабораторной установки приведен на рис. 4.2. На левом верхнем поле изображена функциональная схема установки. На нижнем поле расположена панель 'ручного управления с переключателями режимов работы, на правом поле — цифробуквенный дисплей с отображением пунктов работы и результатов измерений исследуемых параметров системы ФАПЧ. Рис. 4.2. Вид лицевой панели установки Лабораторная установка состоит нз генератора ююдного сигнала, генератора шума и устройства ФАПЧ (см. рис. 4.2).

Генератор высокочастотного сигнала — ГВЧ ("О-*') формирует синусоидапьный высокочастотный сигнал и,(г)=У,созв,г, регулируемый по частоте в пределах 440-510 кГц. Генератор шума — ГШ ("Ою") вырабатывает аддитивный нормальный шум с изменяемым в пределах 0-2 В среднеквадратическим значением напряжения 1)щ. Сигналы У,(г) и У (~) суммируются в избирательном резонансном усилителе с полосой пропускания 35 кГц. Система ФАПЧ состоит нз фазового детектора — ФД (' ~р")„ фильтра низкой частоты — ФНЧ; пропорционально- интегрирующего фильтра (ПИФ); усилителей с коэффициентами усиления К1 и К2 и перестраиваемого управляемого напряжением генератора — ГУН ("Оь1").

Для проведения исследований в лабораторной установке предусмотрено изменение следующих параметров системы ФАПЧ: ° вида КС-фильтров — интегрирующего (ФНЧ) и пропорционально-интегрирующего (ПИФ); ° параметров фильтров: зо значений интегрирующих конденсаторов в ФНЧ С1 и С2, значений КС-цепочек в ПИФ- К1С1 н К2С1; ° коэффициента усиления петли обратной связи ОС вЂ” К1 и К2. Значения параметров: С1 = 22 нФ, С2 = 2 нФ, К1 = 430 Ом, К2 = 51 Ом, отношенне К1/К2 = 1,5.

На задней стенке установки имеется разъем источника питания и контрольные выходы: «Вых 1» - напряжение >.>' «Вых 2» - напряжение У «Вых 3» - напряжение 0 Панель ручного управления состоит из трех полей: Поле «ГВЧ» - генератор высокочастотного сигнала и,(т). «ВКЛ» - кнопка включения генератора. «ЧАСТОТА» - потенциометр регулировки частоты, Поле «ГШ» - генератор шума. «ВКЛ» - кнопка включения генератора шума «АМПЛИТУДА» - потенциометр регулировки величины уровня шума Поле «ФАПЧ» «ФНЧ» «ВКЛ» - кнопка включения ФНЧ. «С1» и «С2» - кнопки подключения конденсаторов С1 и С2.