3.3. Содержание отчета
1. Функциональная схема синтезатора частоты (см. п.2 Задания).
2. Условия и результаты эксперимента по п.3 Задания, в т.ч.:
- значения Fr и uФД;
- осциллограммы биений на выходе ИФД1.
3. Настроечная характеристика управляемого генератора с указанием линейного участка и рабочей частоты.
4. Условия и результаты эксперимента по п.5 Задания, в т.ч.:
- значение Fr;
- осциллограммы переходных процессов для нескольких значений КФД;
- осциллограммы переходных процессов в режиме максимального быстродействия системы;
- осциллограммы переходного процесса, соответствующего условию tн>>Δt;
- значение Кv;
- асимптотические логарифмические характеристики системы ФАПЧ с указанием частоты среза;
- сопоставление экспериментального и расчетного значений времени нарастания переходного процесса.
5. Характерные переходные процессы, иллюстрирующие влияние КДПКД (см. п.6 Задания).
6. Характерные переходные процессы, иллюстрирующие влияние ФНЧ (см. п.7 Задания).
3.4. Контрольные вопросы
1. В чем заключаются особенности системы ФАПЧ, работающей в составе синтезатора частоты?
2. Как влияет делитель с переменным коэффициентом деления на показатели качества системы ФАПЧ?
3. Как меняется форма биений на выходе ИФД1 при захвате частоты?
4. Какими средствами обеспечивается увеличение полосы удержания системы ФАПЧ?
5. Записать разностное уравнение дискретной системы 1-го порядка и указать область допустимых значений для коэффициента усиления.
6. Объяснить влияние ФНЧ на качество переходных процессов системы ФАПЧ.
4. Исследование сау с минимизацией шумовой ошибки
(лабораторная работа 4)
Цель работы:
1) практическое изучение возможности параметрической оптимизации САУ в установившемся режиме по критерию минимума дисперсии шумовой (флюктуационной) ошибки;
2) Приобретение навыков работы с измерительной техникой.
4.1. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка включает в себя макет САУ, внешний генератор сигналов произвольной формы, используемый как генератор широкополосных случайных процессов v(t) (с нулевым средним и спектральной плотностью мощности SП(ω)), измеритель среднеквадратического значения шумовой ошибки (встроен в макет САУ) и цифровой осциллограф.
Макет САУ позволяет проводить исследование систем с функциями передачи в разомкнутом состоянии:
(вид функции передачи задается переключателем и переменным резистором).
Все САУ достаточно узкополосные, так что в пределах полосы пропускания САУ выполняется условие: SП(ω)≈ SП(0)=const и, следовательно, правомерно допущение о том, что v(t) – белый шум.
Измеритель среднеквадратического значения шумовой ошибки выполняет операцию сглаживания (RC-цепью с большой постоянной времени) модуля шумовой ошибки САУ, имеющего односторонний нормальный закон распределения. Случайный процесс на выходе сглаживающей цепи имеет среднее значение
,
которое и является оценкой уровня шумовой ошибки.
Дисперсия шумовой (флюктуационной) ошибки САУ определяется из выражения
,
где
- двусторонняя спектральная плотность
мощности шума v(t);
- эффективная (шумовая) полоса САУ.
Значения
для исследуемых в работе САУ приведены
в таблице. В этой же таблице даны
оптимальные соотношения параметров
САУ, при которых
(и, следовательно,
)
минимальна.
Как следует из выражения для , шумовая полоса САУ зависит от вида АЧХ (с учетом полосы системы и резонансных явлений, если они есть). Вид АЧХ САУ тесно связан с такими параметрами ЛХ, как ωСР и γ. Поэтому для теоретического анализа САУ рекомендуется выполнить построение ЛХ исследуемой САУ и с их помощью восстановить вид АЧХ (используются очевидные связующие признаки: с ростом ωСР увеличивается полоса системы и АЧХ расширяется; с уменьшением γ увеличивается степень колебательности переходных процессов и АЧХ приобретает резонансный пик, причем размер его зависит от γ).
Таблица
|
|
Оптимальные параметры |
|
|
- |
|
|
- |
|
|
|
