Вопрос 5. Автоматическая подстройка частоты гетеродина
Уход частоты может отслеживаться путём изменения частоты или фазы. Поэтому различают два вида подстройки ФАПЧ и ЧАПЧ. Комбинация этих двух систем образует комбинированную настройку. АПЧ - для повышения стабильности настройки, которая определяется частотой гетеродина приемника.
ЧАПЧ:
Следящей системой является ЧАПЧ, а стабилизирующей ФАПЧ.
Работа основана на переходной характеристике частотного детектора.
В частотном детекторе происходит сравнение мгновенного значения частоты fпр(t) с внутренним параметром ЧД – переходной частотой fд. Сигнал ошибки после прохождения через ФНЧ и усиления в У преобразуется в управляющее напряжение и поступает на варикап.
В стабилизирующей схеме сравнение частот происходит на ФД, где частота ОГ равна fпр. Эта часть схемы может отсутствовать.
ФАПЧ (синтезатор частот обеспечивающий дискретную перестройку):
Следящей системой является ФАПЧ, а стабилизирующей ЧАПЧ.
ДОЧ–датчик опорных частот. Генерирует необходимое количество опорных частот, которые затем после преобразования сравниваются на ФД. Управляющее напряжение пропорционально разности фаз в ФД и подаётся на управляющий элемент гетеродина. Управляющая часть синтезатор частот–перестройка приёмника с дискретным шагом. «+» не зависит от ПЧ
Такие системы могут находиться в двух режимах работы: 1)неустойчивый; 2)установившийся (стационарный).
В общем случае неустановившийся (или стационарный??) не возможен, но наступает если уровень возмущений постоянен.
Стационарный режим не является состоянием покоя.
Различают эффективный и неэффективный режимы. Эффективный соответствует нормальной работе систем. В неэффективном имеет место самовозбуждение и различного рода разрегулирования. Но и тот и другой – стационарные.
Параметры системы автоподстройки:
Полоса захвата – максимальная начальная расстройка, при которой возможен стационарный установившийся режим.
Полоса удержания – максимальная частотная расстройка, при которой сохраняется установившийся режим.
Полоса удержания больше полосы захвата за счёт инерционности ФНЧ.
Конечная оценка работы характеризуется коэффициентом автоподстройки
КАПЧ = ∆fпр.нач. / ∆fпр.ост. = ∆fг.нач. / ∆fг.ост. = 1 + SУЭSЧД, где ∆fпр.нач. - ∆f приемника начальная, ∆f приемника остаточная, ∆f гетеродина начальная, ∆f гетеродина остаточная, SУЭ – крутизна упр. элемента, SЧД – крутизна частотного детектора.
В общем случае ЧАПЧ имеет большую полосу захвата и удержания, но меньшую точность настройки и стабильность, чем ФАПЧ.
АРУ применяется в приёмниках с АМ модуляцией и при ЧМ не требуется, т. к. информация передаётся изменением частоты или фазы.
Для АМ сигналов (ДВ,СВ,КВ) характерна ситуация, когда слабый сигнал принимается на фоне сильной помехи. Поэтому применение ЧАПЧ приведёт к уходу на частоту помехи, поэтому применяют синтезаторы.
В УКВ используют АПЧГ. В современных РПУ гетеродин выполняется в виде синтезатора и позволяет устранить воздействия на частоту внешних факторов (2 схема). В некоторых РПУ на УКВ применяется ЧАПЧ, а на АМ термокомпенсация.