Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Применение возбудителей с АПЧ в указанных диапазонах частот позволяет упростить построение радиопередатчика, так как возбудитель может быть сделан более мощным, соответственно число усилительно-умножительных каскадов радиопередатчика сокращается.Недостаток схем возбудителей с АПЧ – меньшая стабильность и большее времяустановления частоты.
Кроме того, возникают трудности в создании устройства, подстраивающего частоту АГ, если мощность последнего превышает (5…10)Вт.Возбудитель с АПЧ состоит из опорного генератора, АГ плавного диапазона (АГПД)и системы АПЧ, называемой также кольцом автоподстройки, которая включает сравнивающее устройство, фильтр нижних частот (ФНЧ) и управляющий элемент (УЭ). Структурная схема возбудителя с АПЧ представлена на рис.23.9.ОпорныйгенераторfОГСравнивающее ус-воФНЧВыходfАГПДfУЭРис.23.9Опорный генератор обеспечивает создание колебаний необходимого диапазона частот fОГ с высокой стабильностью.
Он может быть построен, например, по интерполяционной схеме. Колебания от опорного генератора используются для стабилизации частотыавтоколебаний f АГПД, имеющих невысокую стабильность. В системе АПЧ колебания отобоих генераторов (опорного и АГПД) поступают на сравнивающее устройство, вырабатывающее на выходе напряжение, которое через ФНЧ и УЭ автоматически приводит частоту АГПД к частоте опорного генератора.Схемы с АПЧ обеспечивают эффективное ослабление комбинационных частот, возникающих в опорном генераторе. Основную роль в подавлении комбинационных частотиграет сравнительно узкополосный ФНЧ, стоящий на выходе сравнивающего устройства.Частота среза ФНЧ выбирается низкой, меньше нижней частоты модуляции (манипуляции) АГПД.В зависимости от типа сравнивающего устройства различают две системы АПЧ: система частотной автоподстройки (ЧАП) и система фазовой автоподстройки (ФАП).
Прииспользовании ЧАП роль сравнивающего устройства (СУ) выполняет частотный детектор(ЧД), дающий на выходе напряжение, зависящее от разности частот АГПД и опорного генератора (ОГ). Система ЧАП чаще всего реализуется по схеме, представленной нарис.23.10. Сигналы генераторов поступают на смеситель (СМ), с выхода которого сигналразностной частоты поступает на частотный детектор (ЧД).381В системе ФАП, представленной на рис.23.11, в качестве сравнивающего устройства(СУ) используется фазовый детектор (ФД), напряжение на выходе которого определяетсяразностью фаз сравниваемых колебаний.ОГСМfОГf – fОГАГПДВыходffФДОГfОГЧДАГПДФНЧffФНЧВыходУЭУЭРис.23.10Рис.23.11В системе ЧАП действие дестабилизирующего фактора на частоту АГПД устраняется не полностью, а компенсируется лишь частично.
Это связано с использованием в качестве сравнивающего устройства (СУ) частотного детектора (ЧД), напряжение на выходекоторого отлично от нуля только при наличии остаточной расстройки, то есть когда(**)f – fОГ ≈ fЧД,где fЧД – средняя частота частотного детектора (ЧД).Если будет выполняться точное равенствоf = fОГ + fЧД,то напряжение на выходе ЧД будет равно нулю и управляющего сигнала на выходе ФНЧне будет. В то же время для компенсации дестабилизирующего фактора этот сигнал должен быть, а он возможен только при выполнении примерного соотношения (**).Частичная компенсация дестабилизирующего фактора, а также увеличение нестабильности частоты f АГПД за счёт нестабильности средней частоты ЧД fЧД являютсяважнейшими недостатками систем ЧАП.9В системе ФАП обеспечивается более высокая стабильность частоты выходных колебаний, чем в системе ЧАП, за счёт исключения влияния остаточной расстройки фазового детектора (ФД) и нестабильности его средней частоты.
В системе ФАП частота подстраиваемого АГПД оказывается точноравной частоте опорного генератора, тоОГ 1СМ 1АГПД Выходесть f = fОГ. При этом сигнал на выходеffОГ 1fФД не равен нулю. Однако система ФАПпо сравнению с ЧАП обладает более узФ1УЭкой полосой схватывания, определяемоймаксимально допустимой величинойf – fОГ 1начальной расстройки АГПД, при котоОГ 2СМ 2рой после включения система АПЧ норfОГ 2мально функционирует. Кроме того, всистемах ФАП несколько хуже подавление ненужных комбинационных частот.Ф2ЧАП и ФАП в возбудителях иногдаf – fОГ 1 – fОГ 2применяются совместно, и такие системысокращённо называют ЧФАП.
В этих системах реализуются достоинства ЧАП и9ОГ NСУФНЧОчевидно, еслиfОГ N изменится fЧД, то произойдёт изменение f, а это ненужно. Существуют схемы ЧД (например, ЧД нулевых биений), которые свободны от указанных выше недостатков. Однако они сложны, чтоограничивает их применение.Рис.23.12382ФАП. Находят также применение системы с двумя кольцами ЧАП, сокращённо называемые системами ЧАП – ЧАП.Возбудители с АПЧ относятся к непрямым синтезаторам. Часто они строятся поболее сложным схемам, имеющим несколько опорных генераторов, как показано, например, на рис.23.12.
Такая схема целесообразна на СВЧ, когда достижимая частота опорногогенератора заметно ниже рабочей частоты.Декадные синтезаторы частотДекадные схемы синтезаторов используют десятичную систему образования дискретных частот. Как правило, в подобных схемах используют один КАГ на частоту fK свысокой стабильностью, а дискретные частоты образуются путём многократного умножения, деления и преобразования частоты fK.Установка частоты в таких синтезаторах производится декадными переключателя10ми, поэтому отпадает необходимость в громоздких градуировочных таблицах (требуемых в интерполяционных схемах при большом числе частот и соответственно сменныхКвР) и градуировочных графиках (требуемых в компенсационных схемах и устанавливающих связь между частотой АГПД и требуемой рабочей частотой).
Поэтому декадныесинтезаторы получили широкое распространение.Одна из возможных структурных схем декадного синтезатора представлена нарис.23.13.КАГfКУмножитель 1(ГГ 1)Ф1f1Выхf – f1fК / 10Умножитель 2(ГГ 2)Ф2f2СМ 2f – f1 – f2fК / 10Делитель1:10АГПДffКДелитель1:10fСМ 1fК / 100Умножитель 3(ГГ 3)Ф3f3УЭФДСумматорРис.23.13Из частоты стабильного КАГ fК формируются с помощью делителей частоты в 10 разчастоты, имеющие десятичную градацию: 0,1fК и 0,01fК. Эти частоты и частота fК поступают на генераторы гармоник ГГ 1, ГГ 2, ГГ 3 соответственно, на выходах которых образуются колебания, содержащие большое количество гармонических составляющих, кратных указанным частотам.
С помощью фильтров Ф 1, Ф 2, Ф 3 выделяется любая из интересующих гармоник f1, f2, f3. Получение рабочей частоты f = f1 + f2 + f3 осуществляется внелинейном преобразователе – сумматоре. Возникающие при нелинейном преобразованииненужные комбинационные частоты должны быть подавлены.
Наиболее просто эта задачарешается в схеме с использованием диапазонного автогенератора АГПД, частота которогостабилизируется с помощью кольца ФАП. На схеме (рис.23.13) в это кольцо входят смесители СМ 1, СМ 2, фазовый детектор ФД и управляющий элемент УЭ. Фильтры (фильтрующие устройства) Ф 1, Ф 2, Ф 3 и делители частоты также выполняются в виде АГ,стабилизированных кольцами автоподстройки. Основным элементом кольца автоподстройки в этом случае является импульсно-фазовый детектор, на один вход которого подаётся непрерывный сигнал, а на другой – кратковременные импульсы. Система ФАП в10Переключатели на 10 положений.383рассматриваемой схеме обеспечивает равенство частот f3 = f – f1 – f2, из чего следует, чторабочая частота f = f1 + f2 + f3. Соответственно правая часть схемы, выделенная нарис.23.13, рассматривается как сумматор частот.В схеме (рис.23.13) интервал (шаг) сетки частот ∆F0 = 0,01fК. Добавляя каскады деления частоты, можно уменьшить этот интервал.
Если в схему ввести каскады умножениячастоты fК в 10 раз (аналогично каскадам деления частоты), то можно поднять вверх диапазон рабочих частот.Нетрудно усмотреть сходство в схемах (рис.23.12) и (рис.23.13). Различие только втом, что в схеме (рис.23.12) частоты опорных генераторов в общем случае не кратны 10,но они могут быть в отдельных случаях гармониками одного КАГ.Рассмотренный декадный синтезатор, как видно из представленной структурнойсхемы (рис.23.13), построен на принципе частотного анализа и, следовательно, относитсяк непрямым синтезаторам частоты.Наличие перестраиваемых АГ различных диапазонов с кольцами фазовой и импульсно-фазовой автоподстройки существенно усложняет декадный синтезатор. Подобныевозбудители обычно находят применение в стационарных радиопередатчиках.Лет 25 – 30 назад начали широко использоваться декадные синтезаторы, работающиена принципе синтеза выходной частоты.
Известны они как декадные синтезаторы сидентичными декадами. Структурная схема такого декадного синтезатора частот представлена на рис.23.14.f /ОП1:101:101:10ПФПФПФСМ 1П1f1СМ 2f2fК-1П2fВЫХСМ КПКfОП 0ОГДОЧfОП 9Рис.23.14Возбудитель содержит опорный генератор (ОГ) из частоты которого в датчике опорных частот (ДОЧ) формируются 10 опорных частот: fОП0, fОП1, fОП2,…, fОП9, связанных соотношениемfОП n = fОП0 + n∆f,где n – номер опорной частоты (n = 0…9); ∆f – интервал сетки частот ДОЧ.На выходе ДОЧ также имеется опорная частота f /ОП, которая связана с частотой fОП0соотношениемfОП0 = 9 f /ОП.В возбудителе имеется К идентичных декадных преобразователей частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
