35.Фазовая автоматическая подстройка частоты. Структурная схема. Характеристика регулирования

Структурная схема додетекторного тракта приемника с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ) приведена на рисунке 6.17. Отличие построения системы ФАПЧ от системы ЧАПЧ состоит в том, что вместо частотного дискриминатора в ней используется фазовый с опорным генератором, настроенным на номинальное значение промежуточной частоты.

Рисунок 6.17 – Додетекторный тракт приемника с ФАПЧ

Фазовый детектор вырабатывает регулирующее напряжение, которое зависит от фазового сдвига выходного сигнала УПЧ относительно опорного сигнала, вырабатываемого опорным генератором

.

Фазовый сдвиг зависит от постоянного начального фазового сдвига и зазового сдвига, обусловленного остаточным отклонением частоты

.

В пределах линейного участка характеристики управителя отклонение частоты гетеродина, вызванное управителем, равно

.

Воспользовавшись уравнением автоподстройки (7.1), получим

.

Последнее соотношение позволяет построить фазовый портрет системы ФАПЧ, т.е. зависимость первой производной мгновенной фазы от ее значения (рисунок 6.18).

Из рисунка видно, что косинусоида с амплитудой , приподнятая над осью абсцисс на расстояние , пересекает эту ось.

Рисунок 6.18 – Фазовый портрет системы ФАПЧ

Белые точки пересечения являются точками устойчивого равновесия, т.к. увеличение фазы по сравнению с значением в этой точке приводит к отрицательному значению производной , т.е. скорости изменения фазы. В результате система возвращается в прежнее состояние. Случайному уменьшению фазы соответствует положительное значение производной. И в этом случае система возвращается в состояние, соответствующее данной точке.

Аналогичным образом можно показать, что черные точки являются точками неустойчивого равновесия.

Наличие хотя бы одной точки устойчивого равновесия означает, что в установившемся режиме .

Следовательно, пока имеет место пересечение кривой оси абсцисс, остаточное отклонение равно нулю при заданном начальном отклонении.

Условием наличия точек пересечения является .

Характеристика регулирования системы ФАПЧ представлена на рисунке 6.19.

Рисунок 6.19 – Характеристика регулирования системы ФАПЧ

Система выходит из состояния автоподстройки при , следовательно,

.

При наличии ФНЧ для вхождения системы в состояние автоподстройки необходимо, чтобы начальное отклонение было меньше граничной частоты полосы пропускания фильтра, поэтому полоса захвата системы меньше полосы удержания.

36. Радиоприем сигналов амплитудной модуляции. Прохождение ам сигнала через частотно-избирательную систему радиоприемника

Пусть на входе селективного тракта приемника действует сигнал

,

где - амплитуда несущей, m – коэффициент глубины модуляции, - частота модуляции, - частота несущей.

Определим сигнал на выходе тракта.

Случай 1. АЧХ тракта симметрична относительно частоты несущей, ФЧХ – антисимметрична (рисунок 7.1)

Рисунок 7.1 - АЧХ и ФЧХ селективного тракта и спектр АМ сигнала при совпадении