Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 52
Текст из файла (страница 52)
для введения ее в полосу Л/,. Структурная схема рис, б.17 отражает вариан~ применения ИЧАПЧ для решения этой задачи. Предположим, что начальная расстройка Л/„= /„— /л настолько велика, что 1Л/„)»Л/н Тогда в зависимости от знака Л/„на одном из выходов ИЧД («+н или « — я) появляется импульсная последовательность ечд(~), поступающая на счетный вход РСИ. Если сигнал возникает в цепи «+», то к числу, записанному в счетчик, при поступлении каждого импульса добавляется единица, а если в цепи «-я, то единица вычитается.
Соответственно код ГН на выходе РСИ увеличивается либо уменьшается. В ЦАП он преобразуется в ступенчатое управляющее напряжение ет (/), возрастающее или убывающее, но всегда направленное на уменьшение1М,~ Измене- ГЛАВА б 268 ние е„~(г) от ступеньки к ступеньке прекратится только тогда, когда ~екУщее значение РасстРойки частоты гетеРоДина относительно 1и станет меньше зоны нечувствительности ИЧД, внутри которой ечл(1) = Е„д = О.
Остаточная расстройка ф;„в ИЧАПЧ должна быть меньше Л); для того, чтобы в фазовом кольце произошел захват и наступил стационарный режим 1синхронизм). Окончание этапа грубой настройки 1или так называемого поиска) индицируется ИЧД, который выдав~ специальный сигнал, разрешающий работу ИФАПЧ. В реальных схемах СЧ вместо двух колец регулирования используется одно — ИЧФАПЧ с датчиком рассогласования типа импульсного частотно-фазового детектора (ИЧФД), работающего в режимах частотного и фазового детектирования.
В первом случае ИЧФД эквивалентен ИЧД со статической характеристикой, близкой к релейной с зоной нечувствительности ф„, 1сплошная линия на рис. 6.18). Во втором — СХ ИЧФД имеет вид периодической пилообразной функции от Льэ, что свойственно любым фазовым детекторам (рис. 6.19). о эя чсэ, Рис. 6.19 Рис. 6.16 В обоих случаях по оси ординат отложена постоянная составляющая Е„„напря>кения на выходе ИЧФД. Критерии смены режимов ИЧФД могут быть различными. например нарушение последовательности поступления входных импульсов. Если между двумя соседними импульсами еэ>л(>), т.е.
внутри интервала времени, равного периоду Т,р=1/~р, располагаются два или более импульса есчд(1), то логикой работы схемы выносится решение о том, что ф =1(),1У) — Я > О, и на выходе ИЧФД появляется постоянное напряжение Е„„, соответствующее логической единице. ПРи отсУтствии импУльсов есчд11) внУтРи Указанного интервала, что может быггь только в случае Л1 < О. вырабатывается напряжение Е„„, соо~ве~с~вующее логическому нулю.
В синхронном режиме, когда происходит постоянное чередование импульсов еэгл11) и есчд(>), на выходе ИЧФД появляется импульсная последовательность со сква>кностью, зависящей от Ля>, и Гетеродинный тракт, реП>лировки и индикация 269 зависимость Е„„от Ля> носит пилообразный характер. Приведенные на рис. 6.18 и 6.!9 статические характеристики не позволяют, однако, адекватно описать все многообразие процессов в ИЧФЛПЧ. Так, в области относительно небольших расстроек ф' (но при ~ ЛГ~ > Л7;„/2) сигнал ИЧФД на самом деле имеет вид периодической импульсной последовательности с модуляцией импульсов по ширине 1длительности). В этом случае Е„, изменяется так, как это показано штриховыми линиями на рис. 6.18.
При включении ЦСЧ и наличии частотной расстройки постоянная составляющая на выходе ИЧФД, выделяемая в ФНЧ, непосредственно или после некоторых функциональных преобразований воздействует на ЧЭ и заставляет7'; войти в полосу захвата ИФЛПЧ. Структурная схема, показанная на рис. 6.17 (даже с учетом объединения двух контуров регулирования в один), отражает далеко не все способы сохранения высокой фильтрующей способности ИФАПЧ при малой полосе захвата последней. Стремление уменьшить возникающие при этом противоречия привело к интенсивному развитию альтернативных методов активного синтеза частот.
Так, широко применяется ДПКД с дробным коэффициентом деления М, 1ДДПКД). В этом устройстве интервал между соседними значениями Лг„, равен не единице, а некоторой постоянной величине Ь <1. Можно показать, что в данном случае Е = Ь~;е, поэтому, задавая. например, Ь = О, 1, получаем, что частота сравнения на порядок превышает шаг сетки частот.
Очевидно, что в таких условиях подавление колебаний с частотой )кг значительно облегчается, что приводит к расширению полосы захвата ИФАПЧ. Однако, как показывает анализ, в сигнале на выходе ДДПКД происходит периодическое скачкообразное изменение временного интервала между соседними импульсами, что приводит к появлению в спектре ес ф) вРедных дискРетных составлЯющих с частотами, отличными от7',а.
Добиться расширения ф:, при сохранении высококачественных спектральных характеристик СЧ можно также путем использования нелинейного или коммутируемого ФНЧ. При включении ЦСЧ или смене рабочей частоты полоса Пенн в переходном режиме делается достаточно широкой, а по достижении стационарного состояния происходит ее резкое уменьшение. Одним из наиболее радикальных путей улучшения характеристик СЧ с ИФЛПЧ является применение принципа трансформации шага сетки частот, реализуемого в многокольцевых структурах системы автоподстройки.
В качестве примера рассмотрим двух- кольцевой СЧ (рис. 6.20). ГЛАВА б 270 ВНЧ, ИЕАПЧ, г -з 1 Рис. 0.20 Для упрощения на рисунке не изображены полосовые фильтры на выходах ПЧ, и ПЧ,, а также каскады ФИП. Через СГ обозначен стабилизируемый автогенератор — объект регулирования во внутреннем (не выходном) кольце ИФАПЧ, В стационарном ре- ЖИМЕ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РВВЕНСТВВ: ГЧИ =.6а = (1Н-.)с с)~Ж~ И 7срЗ = .=7м,= ~у„'„— 7„:„)(Ась т.е. 7„„=Л',— Ас, 7„0 ьйд7ЧВ.
Отсюда следует. что, изменяя Ул и Ап на единицу, можно получить перестройку гетеродина на г =1;рз — Г„,. Таким образом,7",„, и Г„. могут быть значительно больше Ес„т.е. условия подавления колебаний с частотами сравнения значительно благоприятнее, чем в схеме на рис. 6.17, при одном и том же значении Е . Как видно из рис. 6.20, в схеме используется несколько ступеней когерентного частотного преобразования, что является недостатком многокольцевых ЦСЧ, Дело в том, что в процессе преобразования наряду с полезными составляющими (в данном случае — с суммарными частотами) в спектре выходного сигнала содержатся вредные комбинационные компоненты, задача подавления которых должна решаться в выходном контуре ИФАПЧ.
Аналоговые пассивные СЧ. Общим для всех акгивных СЧ является использование большого числа ступеней различных когерентных преобразований исходной эталонной частоты.Г„. Очевидно, что кансдая такая ступень должна обладать высокоизбира~ельными цепями для тщательной фильтрации комбинационных и гармонических помех. Для выбора заданной частоты выходных колебаний указанные цепи обычно не перестраиваются, а переключаются с помощью быстродействующих электронных ключей (чаще всего на рчзп-диодах). Развитие техники аналогово- Гетеродинный тракт, регулировки и индикация 271 го пассивного синтеза получило значительное ускорение в связи с разработкой широкой номенклатуры высокоизбиратсльных фильтров на ПАВ и КФ.
Применение этих элементов позволило значительно улучшить характеристики СЧ: резко уменьшить массу и габаритные размеры, повысить надежность и тд. Цифровой пиггивный синпгез может быть реализован несколькими методами; созданием импульсной последовательности с частотой (гя осуществлением вычислительных процедур, позволяющих сформировать квазигармоническое колебание с этой же частотой, и др. На выходе пассивного ЦСЧ должен быть включен фильтр для подавления дискретных помех, образующихся в процессе цифровой обработки сигналов. Ограничимся рассмотрением аналоговых СЧ.
Общим для них является тракт высокократного умно>кения частоты ( УЧ ), состоящий из генератора гармоник ( ! Г ) и фильтра ( Ф ). В ГГ создается последовательность очень коротких (по сравнению с периодом Т,„=- !((„'„входного колебания) импульсов с интенсивными высшими гармониками. В Ф должны эффективно полавляться все составляющие спектра, кроме той, на которую фильтр настроен. В реальных схемах на выходе ГГ включается не один, а несколько («гребенка») фильтров ( ГФ ), переключаемых с помощью электронных коммутаторов. Если число фильтров обозначить через (, то схему УЧ можно считать простейшим пассивным синтезатором с числом частот сетки л =( и шагом л" = („,. Сзуммируя частоты двух таких СЧ, можно получитыг = (, трех — п = ( и т.д.
Структурная схема аналогового пассивного СЧ с идентичными декадами изображена на рис. 6.2 !. Число декад принято равным двум, но подробно раскрыт состав только первой декады. Она состоит из УЧн ПЧ, и формирователя выходной частоты Фн Выбор требуемого значения (;ио происходит с помощью трех пар сопря>кенных ЭК, одновременно переключающих входы и выходы каж- 2-я яика»я Г-я яккяяя гг> Рис. В.зт ГЛАВА б 272 лого из десяти фильтров, входящих в три ГФ. Алгоритм работы ЭК задается СУ, не показанной на рисунке.
На выходе Уь!, создаются колебания одной из десяти частот /;ь где / = О, 1, ..., 9, отстоящих друг от друга на интервал /,и.= /,'„.. Тогда Г,„,„, = Гы/10 = .= (/,ы + 7~>)/10. Во второй декаде в УЧ, формируется одна из десяти час~от/.'ц где /г = О, 1, ..., 9, с шагом >с,„> = / „„ь Тогда /„,„= /„'10 = ( /'„„„-> /,, ) 7 ! О = ( /;ы -ь /н ч-10 /'„, ) 710'. (6.27) Обозначим значения низших частот на выходах УЧ, и УЧ, через 6в и />о Тогдаун=/~~>ь /Гл н 6~=7>оч./гГ ь Условием иде>пичности первой и второй декад является выполнение равенств/,,=-/.„и /.».ы>=7 ы, где /-,«о= К ~ >/~о)/10. Ото>ода следует, что /;„= = 97,'м.
С учетом приведе~и>ых соотношений выражение (6.27) приводится к виду (6.28) Из (6.28) видно, что, изменяя независимо друг от друга / и /г (по командам от СУ), можно синтезировать и =//г частот на выходе второй декады с шагом Г„, = Еы/10 . Применение и идентичных декад позволяет уменьшить шаг до величины Е„,= Еы/10 . 11а рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
