Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 51
Текст из файла (страница 51)
повысить ночсхоустойчивосзь приемника. Возможен и такой метод демодуляции ЧМ сигнала, при котором е (>) в широкополосной ФАПЧ используется для персстройкиД а не гн Такая система называется спедяпрцэ> ~/ленипрг>з> и отличается от рассмотренной раисе слсдящсй ФАПЧ видом объекта регулирования. Обе системы по своим свойствам близки друг другу. Вышс нри изучении принципов работы АПг! предполагалось, что в систслп>х обрабатываются нснрсрывныс (аналоговые) сигналы Такой ш>дхол, облсг пнощий понимание физики процессов, не мо>коз считаться исчср~>ыва>ои>им, поскольку в настоящее время неро п>йп~се распространение получили цифровыс методы передачи и приема информации. Эти тенденции, четко прослеживаемые и в методах построения АПЧ.
превращают последние в импульсные или в более общем слу ~ае в цифровыс САР. Функциош>ль>к>с наз>щ ~е>~ие и конечный эффект работы такого рода систем остакжся теми >ко, что и в рассмотре>н>ых аналоговых АПЧ, несмотря на более слож>ь~е физические процессы и процедуры матсматичсского >и~ализа.
1)ереход на цифровую элементную базу позволяет добиться резкого улучшения электрических, массогабаритных, энергетических и других характеристик устройств, органической часы,>о которых являются АПЧ. Примеры подобных лискре>ных систем ав>оподстройки частоты рассматриваются в й <> б. ГЛАВА б 264 6.6. СИНТЕЗАТОРЫ ЧАСТОТ В ГЕТЕРОДИННЫХ ТРАКТАХ В РПрУ широко используются различные методы синтеза дискретного множества (сетки) гетеродинных частот (,г, ..., Гс, ..., /;с из одной эталонной частоты у"„[11 — 14). В СЧ не только формируются указанные частоты, но и выделяются колебания любой из них без ухудшения стабильности. Последняя должна определяться только эталонным (опорным) генератором (ЭГ), использующим для фиксации значсния Г„прецизионный кварцевый резонатор или квантовый стаггдарт.
Функциональная схема включения ЭГ и СЧ приведена на рис. 6.16, на котором принято, что выходной сигнал ес г(г) имеет частоту г„. к рпрк сг Оу Рис. блб Лггг оритм рггГкгг'ы СЧ задаезся системой управления (СУ). Если в присмггикс используется не одно, а несколько преобразований часгогы, го гш разгпгх выходах СЧ ггсобходимо одновременно имсгь соогвстсгвукпцес число гетеродинных частотггых «подставок». Показатели, характсризующие рабозу СЧ, можно разделить на несколько групп.
К первой относят: диапазогг частотЛ„ шаг сетки частот (разрешающая способность),г„„число дискретных частот гк относительная ггсстабильгюсть ьзстоты 5,. Во вторуго — динамическую — входят: быстродействие (время г„,, в течеггис которого устаггавливается стационарный режим в СЧ) и вид псрсходгюго процесса. Третья — спектральная — позволяет оценить фильтрующие свойства СЧ. т.с. способность его выделять колебания полезной частоты гга фоггс помех. Спектральные показатели задаются в виде гюрм на «чистоту» спектралыюй линии сигнала ее г(Г).
Они могут задаваться как в частотной, так и во временной области. В первом слу гас речь идет о допустимых уровнях мощности детерминировагнгых (Рг„.,) или слу гайггых (Р,„) помех, а во втором — о паразитгюм огклонсггии частоты либо набеге фазы колебаний за время набл юле н ия. !голее распространсггы частотные представления, согласно когорым вводят ггарамсгры, определяющие отггошение сигналгпоме- Гетеродинный тракт, регулировки и индикация 265 ха на выходе СЧ: г>гиг=-Рог,(Рк„и В,,=-Рс,)Р,„, где Рсч — мощность полезного сигнала с частотой Гг, Значение к>„, измеряется обычно в децибелах, т.е.
г>„,= 101я (Рс,(Р„„). Для характерно гики .О,, внутри полосы пропускания канала связи (внутриполосные помехи). в котором работает приемник, используются спектральные плотности мощности (СПМ) паразитных отклоггений частоты (ПОЧ) или фазы (ПОФ): Ь~(Р) или ое(г), где Р— частота анализа (отстройки) от несущей частоты ~,, К четвертой группе показателей относятся энергопотребление, номиналы питающих напрямгений, допустимая пульсация и т.п. Пятая (одна из важнейших) включасг в себя массогабаритные показатели, элементнук> базу, надежность, серийноспособность и др.
В ряде случаев доминирующими становятся требования к стоимости СЧ. Многие из названных показателей находятся в жестком взаимном противоречии, так что попьпки найти компромиссные решения приводят к значительному усложнению СЧ. Особо следует упомянуть о трудности одновременного достижения высококачественных динамических и спектральных характеристик. Для того чтобы получить дискретное множество частот из одной — эталонной, она должна подвергнуться различным когерентным преобразованиям.
Напомним, что два гармонических колебания считаются когерентными, если отношение приращений их полных фаз при г равно постоянному числу. Так, колебания на входе и выходе умножителя частоты в Т. раз е„(г) = (>',„соз (о>г+ гре) и е,„н(~) = = ~l„и, соз А (в>г+ гре) когерентны между собой, поскольку отношение приращений их полных фаз (аргументов косинуса) равно 1. Следовательно, умножение частоты является когерентным преобразованием. Таким является и деление частоты.
Суммирование или вычитание частот двух когерентных колебаний также относится к когерентным преобразованиям Если >ке аналогичная операция производится над некогерещными сигналами (например, образованными двумя независимыми источниками), то выходное колебание будет некогерентным по отношению к входным воздействиям. Далее, если одно колебание синхронизируется по другому с помощью ФАПЧ. то они когерентны между собой, а если для этих целей используется ЧАПЧ— то некогерентны. Сказанное объясняется тем, что в первом случае ф,'к,= 0 и Ага ., = сопзй а во втором Лг(>, = сопя и 0 и, следовательно, Лгр,,= сопя! и О. В современных СЧ требуется, чтобы стабильность любой из сформированных частот полностью определялась ЭГ, и поэтому в процессе синтеза автогенераторы, независимые от ЭГ, не участвуют.
Что касается системы ЧАПЧ, то она включается ГЛАВА В 266 в комбинации с ФАПЧ для расширения полосы захвата последней и повышения быстродействия СЧ. Методы когерентного синтеза частот можно классифицировать по способу фильтрации помех, образующихся в процессе образования колебаний есч(~). Если для достижения этих целей применяется ФАПЧ, то говорят об активном или косвенном синтезе, если фильтры на элементах с сосредоточенными или распределенными постоянными — то о пассивном или прямом синтезе.
Синтезаторы частоты того или другого типа могут быть выполнены полностью на аналоговой, либо цифровой элементной базе или в смешанном аналого-цифровом варианте. В первом случае синтезатор частот называется иицзоговььи, во втором и третьем — Ппфроввьи (ЦСЧ). Активные СЧ. Аналоговая схема такого рода устройства была описана в я 6.4 (см. Рис. 6.10, б). Однако в настоящее время стремятся перейти к использованию цифровых АПЧ, а следовательно, к построенным на их базе ЦСЧ.
Структурная схема ЦСЧ с импульсной частотно-фазовой автоподстройкой частоты (ИЧФАПЧ) изображена на рис. 6.17, где кольца ИЧАПЧ и ИФАПЧ очерчены соответственно штриховыми линиями. К ИЧАПЧ относятся импульсный частотный детектор (ИЧД), реверсивный счетчик импульсов (РСИ), ЦАП, делители частоты с переменным (А() и фиксированным (М) коэффициентами деления (ДПКД и ДФКД), формирователи импульсных последовательностей (ФИП) и гетеродин (Г), объединенный с УЭ. Кроме части из названных звеньев ИФАПЧ включает в себя импульсный фазовый детектор (ИФД) и ФНЧ. Схема отражает стационарное состояние ИФАПЧ, поэтому напряжения на выходах ИЧД, ИФД, ЦАП и ФНЧ обозначены, как и на рис.
6.16, 6, прописными буквами. Зачерненными углами отмечены звенья, построенные на цифровой элементной базе. Рис. вл7 Гетеродинный тракт, регулировки и индикация 267 Принято, что гетеродин и ФНЧ вЂ” аналоговые устройства, хотя в принципе и они могу~ быть выполнены в цифровом виде, однако во всех случаях сигнал на выходе СЧ должен быть как можно более близким к гармоническому. Обозначения /„н/;„/гп и /;, на выходах цифровых блоков характеризуют частоты повторения импульсов в соответствующих точках схемы. В стационарном режиме частоты /м=Я;Я и /т„=/„/М равны друг другу, а фазовый сдвиг между колебаниями еи(г) и есч(~) составляет Лгр„, Последний термин по отношению к импульсным последовательностям следует трактовать как разность фаз между их первыми гармониками.
Делители ДПКД и ДФКД представляют собой счетчики импульсов. Коэффициент деления ДПКД выбирается с помощью подачи кодированной команды от СУ. Для смены рабочей частоты /л на соседнюю Г«г,п достаточно изменить значение Аг, на единицу, так что /ю.п/Лгг ~ = (Гн+л )/(Лг,.,), откУда следУет, что л,„= = Г,/Лт=7",,. Таким образом, необходимость применения ДФКД диктуется тем обстоятельством, что обычно Р' « /и.
Типовые Г„ значения равняются 5 или 1О МГц, а г =10" Гц, где а принимает значения от 1 или 2, в ДКМ диапазоне до 3 или до 6 в метровом и более высокочастотных диапазонах. При достаточно густой сетке частот частота сравнения оказывается весьма низкой, вследствие чего возникает серьезная проблема подавления колебаний с частотой /;р в ФНЧ. Для решения этой задачи приходится уменьшать П,1к,, с тем, чтобы выполнить равенство Пе„н «„Г„. В результате полоса захвата ИФАПЧ составляет только 5...10 'Ъ шага сетки час~от. Поскольку /„на несколько порядков больше г„, при включении СЧ или в процессе перехода с одной частоты сетки на другую приходится использовать дополнительные технические средства для начальной грубой настройки (ГН) частоты гетеродина, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
