Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 41
Текст из файла (страница 41)
6.11. ФАЗОВАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПОДСТРОЙКА Устройство по схеме на рис. 6.!5,6 действует как фазовая АПЧ, если цепь сравнения ЦС представляет собой фазовый детектор. . В этом случае регулирующее напряжение (/р„зависит от угла сдвига фаз «Г между напряжениями опорного ( ) и странваемого (ПГ) генераторов. Зависимость имеет периодический характер (рис. 5.21) и в общем виде может быть представлена функцией (/„,„=ф(~р)Кь.
Здесь Кф — коэффициент передачи .фильтра нижних частот. В льтате воздействия па управляющую цепь напряжение резу. (/р„вызывает изменение частоты генератора на 6/=~( р„). П между частотами подстраиваемого и опорного генераторов возникла начальная расстройка 6/. Действие АП 4 приведет к г изменению частоты генератора па некоторое значение 6'/, и расстройка станет равной Л// б/ — 6'/. Согласно рис. 5.21 (/р,„в зависимости от фазового сдвига ~р может быть как положительным, так и отрицательным; следовательно, и знак 6'/ может быть различным. С учетом принятых обозначений Л/=6/ — ь!ф(р) Кф!. (6.9) Для выяснения общего характера явлений в такой цепи рассмотрим частный случ ": с.:учан: будем считать изменение частоты ма— ФЙЧ мый участок характеристики в первом приближении — линейным, б'/= (!/2п)5,(/р,„, далее положим, что от- .
К =1. Учтем также, что изменения угловой частоты и фазы связаны зависимостью Лы=2яЛ/=Ар/Ж. Следовательно, (6.9) можно представить в виде с(ф/сЫ ж бы — З,,ф(ф). (6.!О) Полученное уравнение позволяет построить фазовый портрет и получить представление о процессе изменения ф р ия казы подстоаиваемого генератора. С учетом вида функции ф(~р) фазовые траЗО1 Рис. 6,22 екторни для четырех значений бо> показаны на рис. 6.22.
Стрелками отмечено то оостоятельство, что при положительной производной дя~/г// фазовый угол изменяется в положительном направлспни, т. е. изображающая точка движется вправо, а при отрицательной производной точка движется влево. Фазовая траектория а соответствует отсутствию начальной расстройкп (бо>=0) и показывает, что фазовый сдвиг стремится к устойчивому значению ~2=0. При начальной расстройке бо>, чему соответствует траектория б, фаза у также приближается к устойчивому значению, но не равному нулю.
При достижении устойчивого состояния частоты генераторов равны и между колебаниями устанавливается постоянный фазовый сдвиг ~р„,. Этот сдвиг тем больше, чем больше начальная расстройка бо>. Если начальная расстройка б/ превышает максимальное значение расстройкн б'/ „., которую может обеспечить напряжение от фазового детектора (/„„,„, то траектория не пересекает ось абсцисс (кривая в). Знак производной»/Ч>/»// остается неизменным, и система не приходит к устойчивому состоянию, т.
е, подстройка не действует. Отсюда следует, что предельная расстройка, компенсируемая фазовой АПЧ, б/,„=~((/р,„„). Если цепь подстройки действует одинаково при регулирующих напряжениях обеих полярностей, то полоса удержания цепи равна 26/,„. В рассматриваемом случае она совпадает с полосой захвата, поскольку при бо> Ло>,„ кривая пересекает ось абсцисс в двух точках, одна из которых устойчива. При расстройке в обратную сторону (фазовая траектория г) процессы аналогичны рассмотренным, но устойчивое положение смещается относительно нуля (или 2п, 4п и т. д.)' не вправо, а влево.
Из рпс. 6.22 видно, что цепь фазовой АПЧ может служить частотным детектором. Действительно, остаточный фазовый сдвиг ~р„, зависит, а при небольших отклонениях частоты сигнала практически прямо пропорционален изменению частоты, В то же время напряжение на выходе фазового детектора прн небольших сдвигах фазы пропорционально гр„». Следовательно, в некоторых 202 т от изменения частоты любого из п еделах оно линейно зависит б ний.
ных п оцессов прн азовой ф " АПЧ сложен из-за р х р и высокого порядка диффе> ФИЧ б , и щт ти пренебречь инерционно- фазовом де гек то е и п >и возможности и """ю «р щх зве ь р е и иемника, прн малых ~ е, елах линейных участков ха го !стек . " ~ можно описать, представив го детектора и управляющей цепи можп (6.10) в виде Л о> = й гр/й = б о> — 5» 5и Кф ч, 'оскольку ~р= ! о> ( = ! Л (/)Ж можно представить зто уравнение в о операторной форме; Л о> (р) =- бо» (р) — 5» 5и Кф (р) [ Л и> (р)/ р[, откуда Л о> (/) -».б о> (р) рД/> + 5» 5и Ко (/ ) ' ств ет - О, полученное уравнение подтверчастогы бж~~м~- ждает, что с тсч еппем времени отклонение час ся к нулю. ( ) =1/(1+рт) (см, $ 6.6) и Для однозвснного фильтра Ко,'р) = Л о> (/) -э б го (р) р (1 + р т)/[ р (! + р т) + 5» 5д[. епь азовой АПЧ с однозвенным фильтОтсода аиды, мо ц ф отличие от частотной характеризуетс +5.5 =О, корни которого имеют вид Р 1' з-1~ 2» ная часть корня отрицательна, цепь ус>ибж~м~ы ы~т, с течением времени частота при лижа 45 5 т) ! процесс установления частояпному значению; но прн 4» „т и ты оказывается коле лебательным.
оты фазовая ф АПЧ б печио ес Прп медленных изменениях ~аст ф . В дияамию синх оиизацию генераторов. воет практически полную си .р . дия , в словиях изменяющейся частоты а дм "' ""' ' '" ' анен т е имеются ~мх„'жмоты и по между колебаниями непостоянен, т, е, имею частоте. ме, т. е. п>и отсутствии фильтра и В безынерционной системе, т. е.
при отс лосе пропускания прочих ц сравнительно широкои по о е и у ы мгновенно. Как было отмеч В вата равнялась бы полосе удержания. ре лоса захвата будет меньше поло у р сы де жания. 203 Рнс. б.23 204 6.12. ПОИСКОВАЯ АВТОМАТИ"!ЕСКАЯ НАСТРОЙКА Современные средства связи обеспечивают точную настройку на заданные част оты и высокую стабильность частот, что делает ненужным автоматический поиск сигнала, если частота его известна. онсковая настройка приемника требуется тогда, ког а точное положение о когда вестно. органов управления настройкой заранее неиз- Имеется много вариантов схем поисковой настройки.
Типичный вариант показан на рис. 6.23. Для формирования управляющего напряжения здесь служит интегратор И. Напряжение и»- вход интегратора поступает от суммирующей е СЦ ™Я н. а вход через электронный ключ К подается постоянное напряжение от источника ИН, которое вызывает на вь р р р в ительпо медленно нарастающее напряжение гходе рсг В результате действия 1га«г на управляющую цепь УЦ частота подстраиваемого гетеродина ПГ равномерно изменяется. Н д овремепно поступает в пороговую цепь сброса ЦС. апряПо достижении напРЯженнем агре, Установленного пРедела 1поРога) от ЦС на вход 2 суммирующей цепи интегратора п р кого значения и полярности, что своим действием на интегратор оно быстро возвращает его выходное напряжение к возобновляется исходному значению, после чего начинается по новляется нарастание 1га,„, которое вновь продолжается до достижения порога, и т.
д. Как нетрудно ви еть, цепью сб оса б видеть, интсгратор с пряжения. с роса образует генератор пилообразно изменяющего ся на- Предположим, что па вход преобразователя частоты Пр помени, ког а ступит достаточно сильный си~пал с частотой ,' . В . момент вре- ни, когда частота )„гетеродигга ПГ окажется равной 1,+),ю пРеобРазованнаЯ частота Ä— 1 станет Равной гг П г с ой,гак и сигнал по- УПЧ .
На выходе усилителя появится напряжение, которое подается на частотный детектор ЧД. Продетектированное напряжение от частотного детектора, поступая на вход 3 суммирующей це- пл эпч пи СЦ интегратора, одновременно воздействует на ключ К и разрывает цепь подачи напряжения от источника ИН. С этого момента времени нарастание ар«„ вызванное интегрированием напряжения от источника ИН, прекращается. Дальнейшее изменение напряжения зависит от полярности напряжения на входе 3 интегратора.
Допустим, па- Рнс. 6.24 пример, что преобразованная частота сигнала ниже поминального значения и соответствует точке А на характеристике частотного детектора, показанной нс. 6.24. При этом напряжение от частотного детекьй рис... р изменению тора положительное. Интегрирование его приведет к изме е и 1Уг„и частоты гетеродина ПГ, Напряжение включено в такой полярности, что вызываемое нм изменение частоты приведет к повыгпению преобразованной частоты и приближению ее к точном значению )„га (стрелка на рнс. 6.24). Прн совпадении преобразованной частоты сигнала с «нуленой» частотой частотного детектора )„га напряженгге 1г' на выходе частотного детектора равно пулю н частота гетероднна остается неизменной.
Если преобразованная частота сигнала окажется выше 1я„а и соответствует, например, точке В на рис. 6.24, то напряжение 1У, поступающее на интегратор, будет иметь обратную полярность. В результатс интег.рировапня этого напряжения 1У„.„, а вместе с пим н преобразованная частота оудет изменяться в обратном направлении. Слсдователынх устройство будет непрерывно осуществлять автоматическую подстройку гетероднна приемника. В сл гае замирания сигнала или перерыва в работе принимаемой радиостанции напряжения па входах интегратора буду осутствовать н напряжение на его выходе в течение некоторого времени будет оставаться практически неизменным. Если в интеграторе изменение («дрейф») выходного напряжения происходит медленно, вызываемая нм расстройка гетеродина за время пропадания невелика и не приведет к прекращению приема.
По возобновлении сигнала вновь начинает работать подстройка. Для возобновления нли продолжения поиска, например для настройки на другую станцию, требуется замкнуть ключ.К. 6.1,3. СИ11ТЕЗАТОРЫ ГЕТЕРОДИННЫХ ЧАСТОТ Как показано н $ 630, точность н стабильность нйомежуючаой частоты, обычно предсгааляющей собой разнесть 1„— 1, нлн )с — )г, определяются главным образом сгабнлннастью гстерогзгна. Стабнльгюсгь 1гередатчнкон, а следовательио, н частоты гю как кран к лраннло, достагоню высока, за неключепнем отдельны« случаен, например, связанных с лраянленнем аффекта Дон р .
бо ф- Л ле а. Ванболее аффективный способ получения стабильных частот заключается з прнмененин гармосгагмронанного озорного гегеродкна. Формироаанне напряженая практяче- 20» 206 Рис, 6.25 скн любой частоты нз напряжения опорного гетеродина осуществляется с помощью синтезаторов. Бочьшинство синтезаторов основано на цифровом преобразовании частот и рассчитало на цифровое управление, т. е. на прямое задание частоты цифровым набором ее значения. Использование этого принципа облегчает дистанционное и автоматическое управление настройкой прнемпнна Цнфропые команды управления можно получать от кнопочного илн нного органа ручного управления, а при автоматическом управлении — от микрокомпьютера. Упрощенная структурная схема синтезатора, который может также слу;кнть типовым узлом более слоигных синтезаторов, показаяа па рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
