1. При (режим биений)

На приведенных ниже графиках показан характерный вид управляющего напряжения в режиме биений.

Как видно, длительности положительного и отрицательного полупериодов отличаются тем больше, чем меньше отношение начальной расстройки к полосе удержания. На графиках это отношение равно 1.5, 1.3 и 1.2. На первом графике знак расстройки отрицательный, на втором- положительный. За счет того, что средняя за период величина управляющего напряжения не равна нулю, средняя частота управляемого генератора приближается к частоте входного сигнала, но захвата не происходит. Режиму захвата соответствует условие

2.

В этом случае

Из формулы следует, что при устанавливается разность фаз , за счет чего и обеспечивается равенство частоты управляемого генератора частоте входного сигнала. Характер переходного процесса установления показан на следующих графиках , где , принято равным единице.

Схемотехника функциональных устройств схемы фапч.

К этим устройствам относятся фазовый детектор (ФД), генератор, управляемый напряжением (ГУН) и фильтр нижних частот (ФНЧ).

Простейшая схема фазового детектора может быть реализована в виде электронного ключа, управляемого опорным напряжением Uo:

Временная диаграмма работы этой схемы имеет вид

После прохождения сигнала Uout(t) через фильтр нижних частот выделяется постоянная составляющая, максимальная величина которой соответствует нулевому фазовому сдвигу, а минимальная- сдвигу на 90 градусов. Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе ФНЧ приходится уменьшать его полосу пропускания, что приводит к нежелательному уменьшению полосы удержания и полосы захвата. Максимальная полоса захвата может быть обеспечена при использовании в качестве фазового детектора схемы балансного модулятора с подавлением боковых частот. Принцип действия такой схемы основан на выполнении следующей последовательности операций:

-формирование квадратурных компонентов входного сигнала;

-формирование квадратурных компонентов опорного сигнала (сигнала управляемого генератора);

- перемножение косинусных компонентов входного сигнала и опорного сигнала;

-перемножение синусных компонентов входного сигнала и опорного сигнала;

-суммирование полученных произведений.

В предположении, что амплитуды входного и опорного сигналов приравнены единице, на выходах перемножителей получим:

Суммируя полученные выражения, получим сигнал на разностной частоте первоначальной расстройки, который, при выполнении условий захвата перейдет в сигнал постоянного напряжения пропорциональный . Пример реализации соответствующей схемы приведен ниже.

При использовании данной схемы задача подавления пульсаций на второй гармонике решается без применения ФНЧ, что дает возможность обеспечить максимально возможную полосу захвата.

Схема генератора, управляемого напряжением (ГУН).

Существуют различные варианты таких схем, рассмотрим одну из них, представляющую собой

мультивибратор с эмиттерной связью, в которой транзисторы VТ1 и VТ2 образуют усилительный каскад c положительной обратной связью.

За счет положительной обратной связи сколь угодно малое увеличение напряжения на коллекторе, например, транзистора VT1 приводит к возникновению лавинообразного процесса увеличения коллекторного тока транзистора VT2 до величины, ограниченной током, задаваемым транзисторами VT3 и VT4. При условии симметрии схемы (R1=R2, R3=R4=R), эти токи равны . За счет протекания тока через конденсатор С последний заряжается до тех пор, пока разность напряжений между базой и эмиттером не уменьшается до уровня запирания транзистора. После этого возникают условия для лавинообразного увеличения коллекторного тока транзистора VT1 и начинается перезаряд конденсатора С током противоположного направления. На коллекторе транзистора VT1 будет при этом наблюдаться последовательность прямоугольных импульсов, полупериод которых определяется временем перезаряда конденсатора С до уровня запирания одного из транзисторов VT1 или VT2. На коллекторе транзистора VT2 импульсы будут такими же по форме, но сдвинутыми во времени на пол периода. Считая, что перезаряд конденсатора происходит по линейному закону (начальный участок экспоненты), длительность полупериода можно определить из соотношения

, откуда . Таким образом, выбирая величину начального напряжения можно задать начальную частоту ГУН , при этом воздействие на схему управляющего напряжения приведет к изменению начальной частоты.