Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Точное его решение получено лишь для кусочно-линейной аппроксимации характеристики ФД !26). Из зависимостей относительной полосы захвата у„= Лом/()о от безразмерной постоянной времени интегрирующего фильтра для трех видов характеристики )т (р) фазового дискриминатора (рис. 24 12) следует, что требования подавления помех ограничены уменыпением полосы захвата с ростом постоянной времени 6. стога ПГ Гэ груГой и-тройкой устанавливается вблизи желаемой гармоники ЭГ и!1, выбранной ннутри рабочего диапазона се~ки частот.
Система ФАГ! обеспечивает точное совпадение тенущей частоты ПГ с частот! й гармоники. Помимо зтои операции прправшивания частот система ФАП выгюпняет фуикци!о узкополосного фильтра, выбирающего нужную гармо- НИКУ т)ш ИЗ С. ГКИ Чае!О! Па ВЫХОДЕ ГГ. СОСЕДНИЕ ГаРМОНИКИ (ГП вЂ” 1) !эт и (пт + !) )„и смежные с ними создают напряжения биений на выходе ФД.
Если оии проникнут в управитель частоты, колебания ПГ будут модулироваиы по фазе и чистого спектра сигнала ! и получить не удастся. Поэтому ФНЧ играет очень нажну!о роль, не пропуская возмущающке сигналы на вход УЧ. Г!олосу пропускания фильтра можно сделать сколь угодно узкоп и получить любуюстепень фильтрации побочных составляющих, хотя при этом существенно ухудшаются динамические свойства системы ФАП и затрудняется вхождение ее в синхронизм, т. е. резко сокращается полоса захвата ФАП, Описанная схема имеет тот же недостаток, что и схема на рис. 24.1: малое число дискретных частот на выходе.
В более сонершепком СЧ «епряиого синтеза (рис. 24.13, б) нз котсбанпя ЭГ путем деления н делителях частоты ЛЕЛт и ЛЕЛ, и умножения в генераторах гармоник ГГ, и ГГ, формгруютсн две шпалы опорных частот (ОЧ]. редкая н частая (например, с п.агом 100 и 1 кГп). Автогенератор ПГ,, входяший в сисгечч ФАП,, имеет широкий диапазсн настройки (например, от 2 до 30 МГц), а ПГэ— узкий (от 100 до 200 кГц). Каждый из них грубо настраивается в окрестности частоты выбрани«и гармоники соответственно редкой н частой сетон ОЧ Благодаря действию ФДП, частота ПГ, изменяется дискретно через 100 кГп, з частота ПГа л результате работы ФАП, — через ! кГц Лалее частоты ПГ, н ПГ, складываются прн помощи системы ФДПз и смесителя СМ, (ак что частота ПГ, в точности приравнивается сумке часчот ПГ, и ПГа.
Лля этого ПГ, предварительно грубо настраивается на частоту, близкую к сУмче частот !!зг~ + )пгш погле чего пРоисходит захв,ы (т е. сьнхнонизм1 частоты )пг этой суммой Таким образом, с помощью сравнительнс иеслонсгнш схемы на выходе СЧ получается множество частот от 1,3 до 30,2 МГц, с шаг«и ! кГц. В такач СЧ можно осушествить набор нужных частот декадными переключателями, что очень удобно в эксплуатации. Злчй ЦИФРОВЫЕ СИНТЕЗАТОРЫ ЧАС1О1Ь! Цифровым!! синтезаторами частот (ЦСЧ) называют устройства, вырабатыва!ощие гармонические колебания в заданном диапазоне дискретной, етки частот и построенные в основном на элементах цифровой схемотехники. ЦСЧ имеют преимущества н отношении габаритных размеров, надежности, технологичности и более экономичны, чем синтезаторы, построенные по другим принципам.
Обычно ЦСЧ реалпзукзт по методу непрямого синтеза, используя систему ФАП, работакнцую в импульсном режиме (ИФАП па рис. 24.14). В отличие от обычной ФАП в пее введены форлгирователи пилообразного (ФЭ) и прямоугольного (ФГ) импульсов, а ФД заменен импульсным фазовым детектором (ИФД). Примем счячзлз, что делитель частоты повторения импульсов с переменным коэффициент«к деления (ЛПКЛ) пропускает все импульсы и не влияет на работу (!СЧ.
В НФЛ, на который через ФГ поступают импульсы от ПГ н пнлообраз- аг 4оз И ЮД ДПКД гдг Рис. 24!4. Структурная схема цифрового синтезатора с импульсной фазовой автоподстройкой (а) и временнйе диаграммы в асинхронном режиме (бз нос напряжение от ЭГ, с помощью ключевой схемы фиксируется уровень пило. образного напряжения ЭГ в момент прихода импульса ПГ.
Запоминающая схема поддерживает этот уровень до прихода следующего импульса ПГ. В результате на выходе ИФД получается ступенчатое напряжение е,ьд, которое сглаживается фильтром ФНЧ и, воздействуя на управитель УЧ, меняет частоту ПГ. В синхронном установившемся режиме последовательность импульсов ПГ попадает на одну и ту же точку пилообразного напряжения, положение которой зависит от начальной расстройки ПГ и ЭГ. На выходе ИФД в этом случае получается постоянное напряжение, которое через УЧ создает расстройку, необходимую для поддержания синхронизма. Обычно на постоянное напряжение ИФД накладываются всплески в моменты коммутации из-за неидеальности ключевых схем. Они ухудшают чистоту спектра выходного сигнала и должны быть отфильтрованы ФНЧ в ЦУ.
Приведенное описание работы ИФАП справедливо и при использовании такой системы в качестве синтезатора частоты. Для получения сетки частот импульсы от ПГ подаются на ИФД через ДПКД— делитель с переменным (управляемым) коэффициентом деления. Это устройство выполняется на основе триггерных счетчиков с обратными связями и по командным сигналам может изменять коэффициент деления л„в широких пределах. Пусть, например, установлено и = 10 и на ИФД поступает каждый десятый импульс из последо.
и вательнасти импульсов, образованных в ФГ напряжением ПГ. Тогда, 12 Зак. чаб 343 если частота ПГ примерно в 10 раз выше частоты ЭГ, в системе образуется подстраивающее напряжение, которое создает состояние синхронизма колебаний ПГ и ЭГ. Установив теперь и = 10 + 1 = 11 и увеличив примерно на 10% частоту ПГ, снова получим на выходе ДПКД частоту поделенных импульсов, близкую к ш„, и снова система может войти в синхронизм, Таким образом, меняя коэффициент деления ДПКД в пределах возможностей схемы, зависящих от числа двоичных разрядов счетчика, и перестраивая грубо (теми же командными сигналами) ПГ, получим на выходе любую из частот сетки, сохраняющую стабильность частоты ЭГ. Кольцо автоподстройки о ДПКД нет смысла проектировать на очень большое число частот.
Выгоднее и проще, используя принцип сложения сеток частот с различным шагом, в одном ЦСЧ объединить несколько колец. В настоящее время синтезаторы именно такого типа применяются наиболее часто. Известны также и другие методы построения ЦСЧ, основанные на различных способах обработки последовательности импульсов, имеющих вталонную частоту повторения и не требующих использования систем ФАП. Обычно в таких ЦСЧ наблюдается повышенный уровень побочных составляющих в спектре выходного сигнала.
14.ь. Ввднтовые стдйддрты В синтезАтОРАх чАстОты Как отмечалось в 5 24.1, современные квантовые стандарты частоты (КС) обладают предельно малой нестабильностью частоты— порядка 1О"'а ... 10 'а. Позтому их применение в качестве опорных эталонных генераторов в синтезаторах частоты чрезвычайно перспективно. Однако непосредственному использованию квантовых стандартов препятствует их высокая рабочая частота и малая выходная мощность. Так, молекулярный генератор на пучке молекул аммиака генерирует колебания с частотой !не = 23 870 130 кГц (а = 1,25 см), цезиевый стандарт работает на частоте 9 192 632 кГц () ж 3,2Б см) и т.
д. Выходная мощность КС обычно не превышаег !О-'а Вт. Для использования колебаний КС в диапазоне единиц — сотен мегагерц нужны устройства, преобразующие частоту КС в более низкую без потери стабильности, с увеличением мощности колебаний. Их называют схемами переноса стабильности частоты КС. В схемах переноса используют либо автоподстройку частоты высокостабильного кварцевого автогенератора (КГ) по сигналу КС, либо неуправляемый кварцевый автогенератор в схеме двойного гетеродинного преобразования частоты КС (так называемые схемы с вычитанием ошибки КГ). В упрошенной схеме переноса с вычитанием ошибки (рнс.
24.15, а) частота КГ умножается в и раа н смешивается с аталопной частотой /ас в смесителе СМ,. на выходе см~ выделяется слабый снгнал промежуточной частоты !не — и!кг, который усиливается в многокаснадном усилителе УПЧ н поступает на вход деянтеля частоты с ковффнпнентом деления и. С выхода делителя сальный снгнаа с чавтотой 1ас/н — !кг вместе с колебанием КГ поступает к смеснтеав СМ,, На выходе СМа прн помошн фильтра выделяется сигнал с суммарной частотою Рис 24.!5 Схемы переноса стабильности квантового эталона с вычитанием ошиб.
кн (а) и фазовой аптоподстройкой частоты (б) равной ()нс!и — )кг) + )кг /нс)п. В выходном сигнале квазистатичео. кие уходы частоты КГ взаимно иснлючзются н зтабильноеть выходной частоты определяется стабильностью частоты КСс В схеме переноса о ФАП (рис.
24.!5, б ) КГ снабжен управителем частоты (УЧ). Как н в предыдупгей схеме, частота подстраиваемого КГ умножаетея з и раа и смешивается с частотой КС в смесителе (СМ) Сигнал разиостиой частоты Гас — пГкг после Усиленна в УПЧ подаетсЯ вместе а колебанием КГ иа фазовый детектор (ФД) Выходное напряжение ФД через ФНЧ в цепи управления (ЦУ) и управитель УЧ изменяет частоту КГ так, что в стационарном синхронном режиме она становится равной гасl (и + 1), а разность фаз колебаний, подводимых к ФД, устанавливается йостояниой. Прн атом квазистатические уходы частоты КГ полностью устраняются системой ФАП и стабильность выходной частоты равна стабильности частоты КС Обе рассмотренные схемы содержат в основном одинаковые элементы: умножители и делители частоты, многокаскадный УПЧ, высокостабильный КГ, и для медленных уходов частоты КГ представляются равноценными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
