3.2. Полоса удержания

Область удержания определяется как диапазон частот, сосредоточенный во­круг собственной частоты ГУН, в котором система ФАПЧ может поддерживать режим синхронизма с внешним опорным сигналом. При этом предполагается, что система ФАПЧ первоначально захватила и удерживает частоту входного сигнала. Область удержания также известна как область слежения. Область удержания — это диапазон частот, в котором после того, как произошел захват частоты, система ФАПЧ будет точно отслеживать частоту внешнего опорного сигнала. Полоса удержания (синхронизации) — диапазон частот в области удер­жания слева или справа от опорной частоты (т. е. область удержания в 2 раза шире полосы удержания). Связь между областью удержания и полосой удержа­ния показана в виде частотной диаграммы на рис. 4.

Рис. 4. Область отслежива­ния частоты системы ФАПЧ

Области захвата и удержания прямо пропорциональны коэффициенту усиле­ния по постоянному току петли обратной связи системы ФАПЧ. Область захва­та никогда не бывает больше и почти всегда меньше, чем область удержания.

Взаимосвязь между областями захвата и удержания и полосами захвата и удержания частоты показана в форме частотной диаграммы на рис. 5. Обратите внимание, что области удержания больше или равна области захвата, а полоса удержания больше или равна полосе захвата частоты.

Рис. 5. Области захвата и удержания частоты системы ФАПЧ

3.9. Генераторы, управляемые напряжением

Генератор, управляемый напряже­нием ГУН, — это генератор с устойчивой частотой колебаний, определяемой внешним напряжением смещения. На выходе ГУН получают частоту, а на его вход поступает напряжение смеще­ния или управляющий сигнал, кото­рый может быть постоянным или переменным напряжением. Когда к входу ГУН приложено постоянное или медленно меняющееся напряже­ние, его выходная частота пропор­ционально изменяется.

Рис. 6. Зависимость частоты ГУН от управля­ющего напряжения смещения

На рис. 6 показана передаточная характеристика (зависимость выходной частоты от входного напряжения смещения) для типичного ГУН. Выходная частота f₀ при нулевом смещении – это собственная частота ГУН f_n, определяемая внешней RC-цепью, а изменения выходной частоты, вызванные изменениями входного напряжения, называются девиацией частоты . Следовательно:

,

где f₀ – выходная частоты ГУН.

Для симметричной девиации собственная частота ГУН должна быть расположена в центре линейной части передаточной характеристики. Передаточная функция ГУН определяется выражением:

где К₀ - передаточная функция, Гц/В; — изменение входного управляющего напряжения, В; — изменение выходной частоты, Гц.

3.10. Фазовые компараторы

Фазовый компаратор, иногда называемый фазовым детектором, представляет собой нелинейное устройство с двумя входными сигналами: внешней опорной частотой f_i и выходным сигналом ГУН f₀- Выходной сигнал фазового компа­ратора представляет собой произведение двух сигналов с частотами fi и f₀, и поэтому содержит частоты их сумм и разностей (f_i±f₀).

На рис. 7 представлена зависимость выходного напряжения от разности фаз сигналов при одинаковой их частоте.

Рис. 7. График зависимости выходного напряжения фазового компаратора от сдвига фаз