Лекция№ 12 Схемы апч.

Схемы АПЧ имеют две разновидности: частотная АПЧ и фазовая АПЧ.

Ф азовая является наиболее развитой и совершенной системой. АПЧ – система автоматического регулирования, которая позволяет автоматически следить за изменением частоты стабилизируемого генератора по отношению к частоте опорного генератора и сводить эти изменения к минимуму.

Здесь fэ – частота эталонного генератора, fг – частота подстраиваемого генератора. При частотной автоподстройке частоты fэfг, а при фазовой АПЧ fэ=fг. В результате схемы частотной и фазовой АПЧ имеют отличия.

Рассмотрим функциональную схему частотной АПЧ, показанную на рисунке (3.40). Подстроечный генератор нельзя стабилизировать по каким-либо причинам. Частота fд – комбинационная (fд=nfэmfг). Выбирается одна из комбинационных частот, которая нас устраивает. Этот сигнал поступает на ЧД, у которого имеется опорный контур с частотой fд. На выходе ЧД образуется сигнал ошибки (СО), который мы фильтруем с помощью ФНЧ. Этот фильтр выделяет постоянную составляющую, то есть выделяет те частоты, с которыми меняется нестабильная частота. Отфильтрованный сигнал ошибки поступает через управляющий элемент к подстроечному генератору и обеспечивает его автоподстройку.

Е сли сигнал подавать на ЧД у которого есть опорный контур, настроенный на частоту fд, без использования преобразователя частоты, то такая система не даст эффекта, так как будет вносится дополнительная нестабильность. Задача преобразователя частоты состоит в том, чтобы, сохранив абсолютную нестабильность частоты генератора, перекинуть частоту в ту область, где мы можем построить сравнивающее устройство. Для того, чтобы этот переброс спектра произошел без изменения абсолютной нестабильности, необходимо на второй вход ПЧ подавать стаб. Сигнал fэ.

Р ассмотрим ЧД и посмотрим, как работает схема в динамике. Контур L-C настроен на частоту fg. В катушку подаём сигнал по переменному току. Дроссель необходим для обеспечения протекания выпрямленного тока детектора. R-C цепь можно назвать ФНЧ. Выпрямленный ток диода 1 создаёт падение напряжения на R1, а выпрямленный ток диода 2 создаёт падение напряжения на R2. Выпрямленный ток зависит от приложенного напряжения. Напряжения U1 и U2 – противофазны.

Напряжение U поступает на оба диода. Если fg=fg’, то напряжения на Д1 и Д2 сдвинуты на 90. При резонансе контур имеет чисто активное сопротивление, поэтому напряжение находится в фазе с протекающим током. При расстройке резонанса фазы напряжения и тока смещаются в ту или в другую сторону. Это отражает рисунок (3.42). В результате дискриминационная характеристика этого ЧД будет выглядеть следующим образом (см рис 3.43). Эта характеристика тем шире, чем шире полоса ЧД. За п ределами полосы пропускания сигнал быстро уменьшается. Если система сработала, то она поддерживает генератор на некотором стандартном значении частоты. При этом fg=fg’ и СО=0, то есть не требуется никакой поправки. При fgfg’ частота начинает отклоняться от стандартного значения, что приводит к появлению сигнала ошибки того или иного знака, который поступает на управляющий элемент и изменяет частоту генератора.