Двухканальная апч

Безинерционные АПЧ

Функциональная схема системы АПЧ:

ФЦ – фиксирующая цепь,

ВУ – видеоусилитель.

Основная особенность такой системы АПЧ заключается в том, что АПЧ замкнута и работает только во время длительности импульса, то есть:

τ_АПЧ << τ_и и τ_АПЧ < τ_и

В отсутствии импульса система АПЧ - разомкнута.

Задача ФЦ - поддержать после окончания импульса уровень последнего напряжения, который выработала система с приходом импульса.

11.2. Элементы системы апч

В общем случае в состав системы АПЧ входят:

ЧД - частотный дискриминатор (детектор),

УУ - управляющее устройство с перестраиваемым генератором (ГУН),

ФНЧ – фильтр,

У - усилитель.

Рассмотрим особенности их выбора.

ЧД - частотный дискриминатор (детектор).

ЧД является чувствительным элементом, следовательно, его детекторная характеристика отличается от детекторной характеристики ЧД в приемниках ЧМ - сигнала.

ЧД, применяемые в системах АПЧ, строятся только по балансной схеме, то есть его детекторная характеристика обязательно должна проходить через ноль. При этом вариант применения балансной схемы может быть любой.

В общем случае детекторная характеристика (ДХ) ЧД выглядит следующим образом:

Параметры детекторной характеристики ЧД:

1) Крутизна:

Характеристики дискриминаторов, в отличие от детекторов, могут быть не строго линейными и кососимметричными. Здесь важна только крутизна рабочего участка S_ЧД и эта крутизна должна быть как можно больше.

2) Рабочий интервал частот ∆f_ЧД :

В этом диапазоне производная dU_ЧД / d∆f_ЧД не меняет знак. Ширины полосы ∆f_ЧД определяется диапазоном нестабильности частот, с которыми должна бороться система АПЧ. f_ЧД определяется линейным участком ДX ЧД.

Всегда ∆f_ЧД > ∆f_нач. Чем полоса шире, тем лучше. Но одновременно широкую полосу и большую крутизну получить не возможно.

3) Форма скатов детекторной характеристики:

Возможны два варианта: 1*, 2*(см. на рис. выше), которые влияют на характеристики всей системы АПЧ в целом.

Управляющее устройство (УУ).

УУ предназначено для преобразования изменений регулирующего напряжения в изменения частоты опорного генератора или гетеродина. В современных АПЧ в основном применяются электронные УУ.

Достоинства – эти устройства практически безинерционные и не потребляют практически никакой мощности.

Недостатки - малый диапазон перестройки по частоте.

Такие управители строятся в основном на варикапах, варакторах или реактивных транзисторах.

Рассмотрим УУ на варикапе.

Используется его вольт-фарадная характеристика следующего вида:

Чтобы повысить диапазон частотной перестройки на практике делают так:

То есть два варикапа включают на встречу друг другу.

Рассмотрим УУ на реактивном транзисторе.

Y_аб - выходная проводимость;

I_д - ток делителя;

, где S - крутизна стокозатворной характеристики транзистора.

Под воздействием U_р меняется S то есть S(U_p), следовательно, y_аб(U_р), причем этой проводимости можно придать емкостной или индуктивный характер:

y_аб = + jωC_аб(U_р) + 1 / jωL_аб(U_р)

Этот реактивный транзистор включается также как и варикап, параллельно колебательному контуру эталонного генератора.

Достоинством такого управителя по сравнению варикапом является большой диапазон регулирования.

Недостаток – более сложная схема.

Основной характеристикой УУ является регулировочная характеристика (РХ) или характеристика управителя - зависимость изменения частоты генератора (гетеродина) от величины регулирующего напряжения:

Основные параметры регулировочной характеристики:

1. Крутизна:

2. Полоса: ∆f_p (определяется на линейном участке).

В случае появления нестабильности частоты характеристика перемещается по оси частот вверх или вниз.

Если f_Г > f_с, то S_ЧД S_р< 0

Если f_Г < f_с, то S_ЧД S_р > 0

ФНЧ (фильтр нижних частот)

Обычно это однозвенный RC-фильтр.

Роль ФНЧ в системе АПЧ - такая же, как и для системы АРУ.

Усилитель

Обычно это различные УПТ (усилители постоянного тока). Их ставят по необходимости. Основная задача усилителя - довести регулирующее напряжение до требуемого уровня.