Работа 6 Бронников, Кужелев, Жангериев 0182

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра РС

ОТЧЕТ

по практической работе №6

по дисциплине «Основы автоматики и системы автоматического управления»

Тема: МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ

Бригада №4

Студенты гр. 0182		Жангериев Р.В. Кужелев Е.Л. Бронников Д.Д.
Преподаватель		Богачев М.И.

Санкт-Петербург

2023

Цель работы:

1) знакомство с функциональными элементами САУ радиотехнического назначения – системы фазовой автоподстройки частоты;

2) приобретение навыков в моделировании нелинейной САУ радиотехнического назначения.

Описание схемы моделирования:

В работе исследуются точностные и динамические характеристики нелинейной системы фазовой автоподстройки частоты, функциональная схема которой содержит фазовый детектор (дискриминатор), усилитель, управляемый генератор.

1. Моделирование фазового дискриминатора:

* Schematics Netlist *

C_C1 0 PHout2 1e-9

R_R4 PHout2 PHout1 32k

R_R3 0 PHout1 1e9

R_R2 0 PHin2 1e9

R_R1 0 PHin1 1e9

E_E1 PHout1 0 VALUE {V(PHin1,0)*V(PHin2,0)}

V_V1 PHin1 0 DC 1 AC 1

+SIN 0 1 1meg 0 0 -180

V_V2 PHin2 0 DC 1 AC 1

+SIN 0 1 1meg 0 0 -180

Начальная фаза -180:

Начальная фаза -150:

Начальная фаза -135:

Начальная фаза -120:

Начальная фаза -90:

Начальная фаза -60:

Начальная фаза -45:

Начальная фаза -30:

Начальная фаза -10:

Начальная фаза 0:

Начальная фаза 10:

Начальная фаза 30:

Начальная фаза 45:

Начальная фаза 60:

Начальная фаза 90:

Начальная фаза 120:

Начальная фаза 135:

Начальная фаза 150:

Начальная фаза 180:

2. Моделирование управляемого генератора:

* Schematics Netlist *

R_R1 0 UG1in 1e9

R_R3 0 UG1out1 1e9

R_R2 0 UG1out 1e9

V_V1 UG1in 0 DC 1 AC 1

+PWL 0 0 1ns 1

G_G1 0 UG1out1 VALUE { 0.1*V(UG1in) }

E_E1 UG1out 0 VALUE { sin(6.28*(1meg*TIME+V(UG1out1))) }

C_C1 0 UG1out1 1e-6

K1 = 0.1:

K1 = 0.5:

K1 = 1:

K1 = 3:

K1 = 5:

3. Моделирование системы синхронизации.

Начальная фаза 90, частота задающего генератора 1 мГц:

Начальная фаза 90, частота задающего генератора 10 Гц:

Начальная фаза 90, частота задающего генератора 100 Гц:

Начальная фаза 90, частота задающего генератора 200 Гц:

Начальная фаза 90, частота задающего генератора 1000 Гц:

Начальная фаза 90, частота задающего генератора 100 Гц:

Начальная фаза -90, частота задающего генератора 100 Гц:

Вывод: В результате выполнения практического задания были приобретены навыки в моделировании нелинейной САУ радиотехнического назначения и исследованы функциональные элементы САУ радиотехнического назначения – системы фазовой автоподстройки частоты, а также точностные и динамические характеристики нелинейной системы фазовой автоподстройки частоты.

Бронников, 3 вопрос. Какой порядок астатизма имеет система ФАПЧ (ответ обосновать)? В рассмотренной в работе* системе ФАПЧ содержится один интегратор, а значит она имеет первый порядок астатизма. Такая система не создает ошибки по частоте, однако имеет фазовую ошибку, зависящую от начального рассогласования частоты управляемого генератора. *-в работе рассматривали систему, составленную из фазового дискриминатора (с одним интегратором) и управляемого генератора (без интеграторов). В системе ФАПЧ может быть минимум первый порядок астатизма. Если добавить интеграторов в сглаживающий фильтр (см. рисунок), находящийся между фазовым детектором и генератором, то увеличиться порядок астатизма.

Кужелев, 7 вопрос. Объяснить форму биений на выходе фазового дискриминатора в случае, когда начальная расстройка частот Δf превышает полосу схватывания системы.

При начальной расстройке частоты, превышающей полосу схватывания, режим слежения не достигается в силу того, что постоянной составляющей в напряжении фазового дискриминатора недостаточно для полной компенсации расстройки частот. Быстродействие управляемого генератора оказывается недостаточным для отработки напряжения фазового дискриминатора, из-за чего его форма приближается к синусоидальной.

Жангериев, 2 вопрос. Описать методику расчета постоянной времени RC – цепи в фазовом дискриминаторе.

От постоянной времени зависит длительность переходного процесса и частота среза цепи, нужно, чтобы была отфильтрована высокочастотная (вторая гармоника и выше) в спектре поступающего на ФНЧ сигнала, так как дискриминационная характеристика составляется из разности фаз первых гармоник опорного напряжения и исследуемого сигнала, при этом требуется вменяемое время нарастания переходного процесса. В данной работе 32 мкс оказалось примерно подходящим значением.