0716 (Методическое пособие №0716), страница 5

«ПИФ» «ВКЛ» - кнопка включения ПИФ. «С1К1» и «С1К2» - кнопки включения КС-цепочек с параметрами С1К1 и С1К2. «Усиление» «К1» и «К2» - кнопки переключения коэффициентов усиления К1 и К2 петли ОС. На цифробуквенном дисплее отображаются измеряемые величины и номер пункта работы. Под дисплеем расположены следующие кнопки: ««» - кнопка перелистывания страниц с пунктами работы к началу; «>»> - кнопка перелистывания страниц с пунктами работы к концу; «Т» - кнопка сброса контроллера управления. 4З Программа и порядок выполнения работы Ознакомившись с описанием лабораторной установки вкпючнть питание и саму установку нажатием кнопки «Вкл».

Все переюпочения производятся с помощью кнопок на передней панели установки, вкпюченное состояние кнопки инднцнруется светодиодом Измерения выполняются встроенными приборами под управлением микроконтроллера, а результаты измерений выводятся на цифробуквенный дисплей. Выбор измерямых величин н 'подключение их к цифробуквенному дисплею производятся кнопками выбора пункта лабораторной работы (««», «»»). 'Задание 1. Измерение амплитудно-частотной характеристики входного фильтра.

1. Включить генератор высокой частоты ГВЧ, отключить генератор шума ГШ и петлю обратной связи ОС. Изменяя частоту~ в пределах 440-510 кГп. измерить напряжение сигнала б~ на выходе полосовбго сумматора «Х». 3. Результаты измерений занести в таблицу. Построить график зависимости Уг = РД,). Определить значение центральной частоты входного фильтра -Д> и его полосу пропускания АР' (по уровню 0,7).

Задание 2. Измерение собственной частоты колебания генератора, управляемого напряжением, ГУН -до. Измерение производится при разомкнутой петле обратной связи (усилители К1 и К2 отключены от У ). Задания 3. Измерение полосы захвата и полосы удержания ФАПЧ без фнльтращти. 1 Включить генератор, управляемый напряжением, ГВЧ н ФНЧ; отключить конденсаторы С1 и С2. 2.

Установить коэффициент усиления К1. 3. Плавно увеличивая частоту г, в диапазоне от минимального значения до максимального, зафиксировать нюкнюю частоту захвата ~ н верхнюю частоту удержания/' . 4. Плавно изменяя 4 в обратном порядке от максимального значения до минимального, зафиксировать верхнюю частоту захватат" и нижнюю частоту удержаиия2 . 5. Определить полосы захвата (Агз = г" — /' ) и удержания (ЬР'г = 1; -7" ) для данных параметров схемы ФАПЧ. б. Повторить измерения для коэффициента усиления К2. Задание 4. Исследование зависимости полосы захвата и полосы удержания ФАПЧ от типа и параметров низкочастотных фильтров в петле обратной связи. 1. Включить генератор высокой частоты ГВЧ и фильтр низкой частоты ФНЧ.

2. Подключить усилитель К1 и интегрирующий конденсатор в ФНЧ вЂ” С1. 3. Плавно увеличивая частоту 7", в диапазоне от минимального значения до максимального, получить зависимость ДЩ=РД;-5о) 4. Получить эту же зависимость при плавном уменьшении частоты г, в обратном порядке, от максимального значения до минимального. 5. Построить график Я)=гЯе) и по нему определить полосы захвата и удержания для данного режима работы схемы ФАПЧ. б.

Подключить усилитель К1 и интегрирующий конденсатор в ФНЧ вЂ” С2. Определить полосы захвата и удержания. Измерения проводятся в соответствии с методикой задания 3. 7. Подключить усилитель К2 и интегрирующий конденсатор в ФНЧ- С1. Определить полосы захвата и удержания, Измерения проводить в соответствии с методикой задания 3. 8. Подключить усилитель К2 и интегрирующий конденсатор в ФНЧ вЂ” С2.

Определить полосы захвата и удержания. Измерения проводить в соответствии с методикой задания 3, Включить генератор высокой частоты ГВЧ и цропорционалъно-интегрирующий фильтр ПИФ. 9. Подключить усилитель К1 и цепочку С1К1 в ПИФ. Определить полосы захвата и удержания, Измерения проводить в соответствии с методикой задания 3. 10. Подключить усилитель К1 и цепочку С 1К2 в ПИФ. Определить полосы захвата и удержания. зз Измерения проводить в соответствии с методикой задания 3. 11.

Подключить усилитель К2 и цепочку С1К1 в ПИФ. Определить полосы захвата и удержания. Измерения проводить в соответствии с методикой задания 3. 12. Подключить усилитель К2 и цепочку С132 в ПИФ. Определить полосы захвата и удержания. Измерения проводить в соответствии с методикой задания 3, Заданые 5.

Исследование влияния уровня шума на полосы захвата и удержания в системе ФАПЧ. 1. Измерения уровня сигнала и уровня шума производятся разными вольтметрами, работающими параллельно (для измере ния шума используется квадратичный вольтметр). В зависимости от вида измеряемого сигнала кнопкой <сВкл» включается соответствующий генератор (ГВЧ или ГП1). При совместном включении генераторов измеряется суммарный сигнал Уг.

2. Включить генератор высокой частоты ГВЧ. Измерить уровень сигнала У, на резонансной частоте сумматора 3. Включить фильтр низкой частоты ФНЧ, интегрирующий конденсатор С1 и подклю*ппь усилитель К1. Провести измерения полосы захвата ЬР, и удержания ЬРу при уровнях шума в диапазоне Ц„=О-1В со средним шагом 0,2. Измерения уровня шума У проводятся при отключенном сигнале. Измерения полос захвата н удержания проводить при одновременно включенных генераторах сигнала и шума по методике задания 3. Результаты измерений занести в таблицу.

4. Включить пропорционально-интегрирующий фильтр ПИФ, интегрирующую цепочку К1С1 и подключить усилитель К1. Провести измерения полосы захвата ЬГ, удержания М' при различных уровнях шума в диапазоне У = 0-2 В в соответствии с методикой задания 3. Содержание отчета Отчет о лабораторной работе должен содержать; 1. Наименование и цель работы. 2. Функциональную схему исследуемой системы ФАПЧ. 3. График зависимости Уг = Р(г",). 4.

Таблицы с результатами измерений и экспериментальные зависимости (г';-г",)=Г(г;7„) для задания 4. 5. Результаты измерений и расчетов полосы захвата ЬГ, и ~~~о~~ удержания ЬР» для ~зданий 3 и 4. 6. Таблицы измерений и расчетов полосы захвата Ьг", и полосы удержания ЬГ„при различных уровнях шума для задания 5, 7.

Анализ полученных результатов. ° Объяснить зависимость изменения ЬР„от коэффициента усиления К в петле обратной связи ФАПЧ. ъ Объяснить зависимость ЬГ, от величины емкости коцденсатора интегрирующего фильтра «ФНЧ» при постоянном значении коэффициента усиления К. ° Провести сравнение экспериментальных значений отношения АГ,/ЬР' для интегрирующего и пропорционально- интегрирующего фильтра при К=сопзь ~ Проанализировать влияние уровня аддитивного шума на полосы захвата н удержания для интегрирующего и пропорционально-ннтегрируияцего фильтров. 8. Выводы.

Контрольные вопросы 1. Какие функции вьшалвпот системы ФАПЧ и каковы их основные параметры? 2. Каковы принципы работы и схемы систем ФАПЧ? Какими способами можно изменять частоту управляемого генератора? 3. Как,определяется полоса захвата и полоса удержания системы ФАПЧ? 4. Какие типы фильтров используютоя в цепи регулирования? Из каких соображений выбираются параметры фильтров? 5. Что понимают под временем захвата системы ФАПЧ и от чего оно зависит? б.

Какое влияние оказывает аддитивный входной шум на работу системы ФАПЧ? 7. Какова методика измерения полосы захвата и полосы удержания системы ФАПЧ при отсутствии внешних шумов и их наличии? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР Частотным детектором(ЧД) называется устройство, предназначенное для получения на выходе напряжения, изменяющегося в соответствии с законом изменения частоты входного сигнала. В частотных детекторах частотно-модулированное колебание преобразуется в колебание, модулированное по амплитуде и фазе, либо в последовательность импульсов, модулированных по частоте, с последующим применением амплитудного или фазового детектора и фильтра низкой частоты.

При этом для воспроизведения формы модулирующего сообщения х(г) с наименьшими нелинейными искажениями детекторная характеристика должна быть линейной. Частотно модулированный сигнал записывается следующим образом: где У, — амплитуда входного сигнала со средней частотой ш. Ьв„- девиация частоты. Цель лабораторной работы — эксперименталъное исследование цроцесса детектирования ЧМ сигналов, выполняемого на основе: ° преобразования изменения частоты колебания в изменение амплитуды с последующим детектированием с помощью амплитудного детектора; ° преобрязованн» изменения частоты колебания в изменение фазы с последующим детектированием с помощью фазового детектора; ° дробного частотного детектора.

Детекторная характеристика частотного детектора представляет собой зависимость выходного напрвяжения и от величины Ьв отклонения мгновенной частоты сигнала относительно средней частоты сз„Уровень нелинейных искажений„имеющий место при детектировании, определяется видом детекторной характеристики и тем меньше, чем меньше степень нелинейности этой характеристики в диапазоне изменений мгновенной частоты входного сигнала. Крутизна детекторной характеристики определяется для линейного участка этой характеристики как производная: йг ~чд = й(~а) По аналагии с параметрами усилительных приборов крутизна Б„д характеризует передаточные свойства частотного детектора. Частотная характеристика представляет собой зависимость амплитуды низкочастотного сигнала 14~ на выходе частотного детектора от частоты модуляции Й при условии постоянства амплитуды модулирующего сигнала.

Для уменьшения зависимости результата частотного детектирования от паразитной амплитудной модуляции входного сигнала и,(г), вызванной, например, прохождением его через избирательные цепи предварительных каскадов с неравномерной АЧХ в полосе пропускания, перед детектором обычно включают амплитудный ограничитель, либо сам детектор строят таким образом, чтобы в нем самом осуществлялось зто ограничение. Описание лабораторной установки Лабораторны установка предназначена для автоматизированных экспериментальных исследований процесса детектирования ЧМ сигналов„выполняемого на основе: ° расстроенного контура н диодного детектора, ° фазового детектора с одиночным контуром, ° дробного частотного детектора Вид лицевой панели лабораторной установки приведен на рис.5.1.