Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Если считать иг! и и; строго постоянными числами, то относительная нестабильность Л)р1)р рабочей частоты СЧ при прямом синтезе сохранена равной нестабильности ЛГ„,1Г"„частот ЭГ. Однако на практике все перечисленные математические операции реализуются иетошю.
Рассмотрим простейший пример — прямой синтез сетни опорных частот из колебания ЭГ нри помаши умножителя частоты высокого порядка (т = !О ... ... 100) (рис. 24.!). Спепиальный нелинейный прсобразователь — генератор гармоник (ГГ) — формирует из синусондального колебания ЭГ изт (!) зталониупо последовательность 'коротких импульсов игг (!) (рис.
24.2, а). Если длятельпость импульсов т1г ~( Т,т = Ц т, то их спектр, показанный на рис. 24.2, б, богат гармониками. С папашью селектора гармоник (СГ), содержшдсго узкополосный перестрапваемый 4»ильтр, можно выделить из дискретного спектРа необхоДЯмУю гаРмоникУ с частотой т)ат Основнан погРешность в умножптепях частоты высокого порядка возникает из.за того, что напряжение на выходе СГ создается не только током вьшранной гармоники, но и тонами рида соседних гармоник, попэдапошнх в полосу пропускаиия СГ.
Это проявляется в пульсэнни с псриодоч Т = 1/г т огибаюшей выходного колебания СГ (рис. 24.2, а). ту уу лп 342 При перестройке СГ в широком диапазоне с одной выбранной гармоники на другую трудно получить узкую полосу пропускания. Для решения этой задачи получили распространение две схемы: двойного преобразования частоты г«схема с вычитанием ошибки») и синхронизации частоты АГ системой ФАП; выбор гармоники осуществляется простейшим фильтром СГ после генератора гармоник (ГГ) или перестройкой подстраиваемого АГ. В селекторе гармоник с двукратным преобразованием частоты (рис. 24.3) в смесителе СМ, частоты всех составляющих спектра ГГ понижнютгя ни частоту )„„вспомогательного гетеродина Г.
Подбором г, выбранная частота тг"„— )„„совмещается с центральной частотой узкополосного неперестраи- ГУ ваемого фильтра ФУ (например, г'0»нр«д кварцевого). г)а выходе смесипг ~!Т теля СМ, сигнал с суммарной частотой ш)пт )гет + )гет = Рис. о4 !. структурная схема датчика — — тгэт перестраиваемым фильтопориых частот ром Ф отделяется от остальных Пгг итг Рис 242 Временные (а) н спектральные (б) характеристики формирования опорных часгот комбинаций. Частота у„,т исключается, и восстанавливается первоначальная гармоника гп~„„.
Соседние гармоники на выходе СМя существенно ослаблены ФУ, поэтому требования к Ф значительно облегчены. Медленные уходы частоты гетеродина не влияют на выходной сигнал тпу„, п только определяют полосу ФУ, С помощью единственной операции умножения невозможно получить густую сетку большого объема.
Один из простейших методов прямого синтеза состоит в последовательном суммировании частот с за. данным шагом гт„. Их получают от группы из А! умножителей, работающих от общего ЭГ с частотой ~„= г', (рис. 24.4), Пусть каждая из опорных частот ры ~„..., гм, получаемых от датчиков опорных частот ДОЧ,, ДОЧ„..., ДОЧм, построенных по схеме на рис. 24.1, может принимать ) значений. После смесителя СМ, (рис. 24.4) и фильтра Ф,, используя только суммарные комбинации первого порядка, имеем )а частот, после СМ, и фильтра Ф, получаем )а частот и т.
д. На выходе синтезатора частота уп может принимать 1н значений. Если Ряс 24 3 Структурная схема селектора гармоник с двукратным преобрааовапием частот заз Ркс 24 4 С.тоткекое сеток частот принять 1 = 9, а опорные частоты Г„= 10" ' Гт, где и = 2, 3, ..., М, то значения ~р заполнят множество из 9м частот, расположенных в десятичной системе записи, т. е. такой синтезатор может служить в качестве декадного СЧ, который весьма удобен на практике. Однако описанную схему применять невыгодно, так как перестраиваемые фильтры Ф„, ..., Фм получаются все разными и работают в очень тяжелых условиях — в широком диапазоне частот и с очень узкой полосой, определяемой шагом десятичной сетки, т. е.
минимальным значением частоты ~„. Декадные СЧ можно строить на различных принципах П41, однако в них всегда стремятся реализовать идентичные декады, что существенно упрощает конструкцию СЧ. Такие идентичные декады можно применить, если, используя уже рассмотренную схему на рис. 24А, включить на выходе каждого из идевтичных перестраивгемых фильтров Ф„..., Фи, делитель частоты на 10. При этом все ДОЧ также получаются идентичными и вырабатывают по 10 одинаковых опорных частот, выбираемых 10-позиционным переключателем (например, 1ое = 90, 100, 110, ..., 180 кГц при 1"„= 1О кГц, а декаду частот ДОЧ, нужно, сместить на один шаг вверх, т. е.
взять в нем ~„= 100, 110, ..., 190 кГц и включить на выходе ДОЧ, делитель частоты на 10). В таком СЧ при М = 3 частота на выходе го принимает значения от 100 кГц до 199,9 кГц с шагом г", = 100 Гц. Кроме описанных, возможны и другие методы построения СЧ, основанные на прямом синтезе, но все они требуют применения перестраиьаемых фильтров и отличаются сложностью реализации сетки большого объема с мелким шагом. 24.Э.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И СВОЙСТВА СИСТЕМ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙИИ ЧАСТОТЫ В основе фазовой синхронизации АГ с помошыо ФАП по сигналу эталонной частоты лежит измерение текущей разности фаз колебаний подстраиваомого автогенератора (ПГ1 и ЭГ с последующим использованием сигнала ошибки для коррекции частоты и фазы ПГ. В фазовом дискриминаторе (ФД) простейшей ФАП (рис. 24 б) текущая фаза григ (() колебаний ПГ сргвииваетвя в фазой эталонного сигнала грч, (() и вырабатывается сигнал ошибки еФд ((), который преобразуется цепью управления (ЦУ) в виде ФНЧ в управляющее напряжение а (г), подаваемое на управ|пель частоты УЧ. Подбор параметров ЦУ придает системе необходимые фильтрующие и динамические свойства.
Под действием управляющего напряжения в колебн. тельный контур ПГ через УЧ вносится корректирующая частотная расстройка Лго ((). Добавляясь к собственной частоте свободного ПГ юпг, она уменьшает исходное рассогласование фаз Ч. (й =- григ (()— — грэг(() колебаний ПГ и ЭГ. При моиохроматическом эталонном сигнале возможен стационарный синхронный режим, когда на фазовом дискриминаторе устанавливается постоянная разность фаз фе = сопя(, за счет которой исходная расстройка собственной часто~ы ПГ относительно эталонной устраняется полностью. Получим соотношения, описывающие работу сРАП. Примеч напряжения и„(() и ипг (() от ЭГ и ПГ на входах ФД близкимп к гарлзоническим, т.
е. и„(() = ()„(() гоз чт„((), ппг (() = Цпг (() Х ус з!п <рпг ((). Текущим фазам колебаний ЭГ и ПГ грет (() = =-ю,т (+ тат((), Фпг (() = созт(+тпг (() придадим для общности дальнейшего рассмотрения вариации о„(() и тпг (г) относительно равномерно нарастающей эталонной фазы ю„й т. помощью модуляции амплитуды (у„(() и фазы и„(() учитываются возмущения и помехи, поступающие к системе ФАП со стороны ЭГ. Модуляция (з'пг (() обычно невелика, она подавляется выбором режима ПГ.
Вариация фазы тпг (г) имеет существенное значение, она определяет индекс паразитной ФМ, т. е. уровень боковых часто~ на выходе ПГ. Прежде чем составлять уравнение системы, рассмотрим характеристики основных звеньев структурной схемы ФАП (рпс. 24.5). Возможны различные способы построения схем ФД, Часто используется балансная схема (рис.
24.6, а), где применено встречное дезектнрование векторной суммы Пз = Опг + Пзт и векторной разности Пз = Ппг — Взт холебаннй ПГ и ЭГ (рнс. 24,6, б). Выходным напряжением ФЛ еед является разность кап рязкений, выпрямленных амплитудными детекторами на диодах Дг и Лз. При этом взаимно компен. счруются постоянные составляюшие выпрямлеикых напряженка, которые не зависят от разности фаз Ф (З) колебаний ПГ и ЭГ. Считая козФфинненты перела- Г ~1Ю Уг из дз Рис. 246, Схема (а) и ч кторная аиа.
грамма (б) балансного Фюоаого детек- тора Рис. 24 5 Структурная схема системы Фазовой автопод. стройки чзстоты чи амплитудных доган!оров одннакоиыми Кп, = К е = Кд и обозначая а = сг„„'(гп,, е в !-— -Кд ьгп! ()' )+и'-)-ги ми Ч вЂ” )'!+а' — 2э ып Ч . (24.!) Это выражснпс удобьо записывать в вндс еФд Е (Цзт ° В!!с) ' (гг Цет ЦП!') (24.2) гдс Е (ьг,т, ьгпг,) — наибольшие напряжение, вырабатыаасмос ФД и зависящсс от амплитуд колебаний ЭГ и ПГ, а Е (!р, (гет, (lпг! — нормированная я единице характеристика ФД, т.
с. безразмерная зависимость ого выходного напряжения от разности фаз входных напряжсний Ес вид опрсдсляьтся соотношснисм амплитуд Ьаз и УП! Если а (( ), то, используя разложение корня в ряд, получаем из (24 Н Г((гзт (гПГ) =Е(()зт)=2Клбзт р (!р Сгзт, Ьгнт)ахР(!р)=щп !р. (24 3) Это означает, что при малом сигнале ЭГ харахтеристиха ФД нмсвт синусоидальную форму, е сс размах примерно равен удвоенной амплитуде сигнала ЭГ. Перейдем к модулях!ганной характеристике ПГ с УЧ, т с зависимости Лы (е ) корректирующий расстройки от управляющего напряжения В систсмак ФАП обычно приминают электронное управление частотой.
В качестве УЧ используют, например, варикап, связанный с контуром ПГ, емкость которого зависит от напряжения ег В общим случае модуляционная характсристиха нелинейная, однако для инженерных расчетов сс обычно аппрохсимиругот в вида прямой с хрутизнои — Яг (см 4 22 5) ю = аз, — Егег (24 4) Цепь управления (ЦУ), вхлючснная в трахт ФЛП между ФД и УЧ, чаще всего представлястсобои ФНЧ, хоторый использую! хля подавления помсх, искажаю!них эталбнный с!пиал При автоподстройхс ПГ по сеткс эталонных частот колсбания соседних частот сетки являются поисками Прн мслхом шаге сетки особенно ценно свовственное ФДП достоинство, состоящсс атом, что в основном соссднис частоты можно подавлять нс в высокочастотном тракта до ФД, а в цспп обратной связи на низкой частоте, сглажпв,!я сигнал ошибки на выходе ФД с помощью ФНЧ с очень узхой полосой пропусхания В качестве ФНЧ применя!отся различкыс схемы, часто нспользуготся простейшие ГтС фильтры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
