|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы  Рис. 3.9. Сигнал на выходе фазового детектора в отсутствие синхронизации при частотном биении между входной частотой и частотой ГУН. На рис. 3.9 показан выходной сигнал фазового детектора в отсутствие синхронизации при частоте биений Д/ - /i - fo, где fi - входная частота, а /о - частота ГУН. Частота ГУН есть собственная частота, модулируемая частотой биений, и это обусловливает сильную асимметрию формы выходного сигнала. Рассмотрим случай, когда Д/ значительно меньше ширины полосы пропускания фильтра. Сигналы с выхода фазового детектора пройдут фильтр, не затухая, и размах напряжения на выходе фильтра превысит максимальный диапазон управляющего напряжения, иа который рассчитана схема. Поскольку при этом напряжение иа выходе достигает значения, которое делает Передаточные характеристики этих контуров трех типов сведены в табл. 3.1. Переходный процесс в контуре, когда происходит внезапное изменение иа входе, также важен при проектировании ФАП, Переходную характеристику можно вывести из уравнения (3.6), Рис. 3.6-3.8 иллюстрируют ответную реакцию канала контура второго порядка с высоким усилением иа различные изменения входа, рассмотренные выше. Одно важное заключение вытекает из анализа этих кривых: чем меньше собственная частота ш„, тем дольше контур выходит иа установившееся значение (при оптимальном выборе затухания 0,7). 3.1г. Установление Как отмечалось выше, все рассмотрение основывалось иа допущении, что контур ФАП находится в режиме захвата. Установление - это процесс приближения частоты автоколебания ГУН к поступающей на вход частоте. Как было замечено выше, поведение контура вне режима захвата нелинейно и очень сложно, и поэтому математический анализ процесса установления также очень сложен. Однако изучение физической работы контура вне режима захвата поможет нам разобраться в этом вопросе. частоту ГУН равной входной, и правилен наклон указанного размаха (правильны либо положительный, либо отрицательный наклоны для работы следящей системы), ГУН автоматически подстраивается под входную частоту, не совершая никаких циклических поисковых процессов. Максимальная разница между входной частотой и средней частотой ГУН, для которой в контуре устанавливается автоподстройка без циклического поиска, называется полосой захвата контура А/з. Его можно выразить следующим образом: А/з = 2со„, Ah<B, (3.20) где В - ширина полосы контура. Для большей полосы захвата ширина полосы контура должна быть также большой. Если частота биений значительно выше, чем ширина полосы контура, то иа выходе фильтра сигнал будет очень малым, не будет модуляции частоты иа выходе ГУН и схема никогда не будет синхронизирована. Однако на некоторых промежуточных входных частотах (вне полосы захвата) будет появляться иа выходе фильтра конечный сигнал, возможно даже не охватывающий максимальное управляющее напряжение. Из рис. 3.9 видно, что при этих условиях иа выходе фазового детектора будет присутствовать ограниченная постоянная составляющая. Если используется активный фильтр, то емкость интегратора будет медленно заряжаться, а смещающее напряжение при этом будет увеличиваться. Если направление этого напряжения правильно и входная частота находится в пределах допустимого диапазона ГУН, то контур будет медленно переходить в режим захвата. Максимальная разница между входной частотой и частотой ГУН, для которой в конце концов осуществляется режим захвата, называется полосой удержания Afy. Процесс удержания обычно медленный, и он произойдет только тогда, когда направление постоянного напряжения правильно. Правильно спроектированная схема ФАП поэтому не должна зависеть от явления удержания, однако она должна иметь полосу захвата, которая будет соответствовать максимальной ожидаемой разнице между входной частотой и частотой ГУН. Это является самой трудной задачей в разработке ФАП. В большинстве применений требуется, чтобы ширина полосы контура была мала для получения чистого выхода ГУН при наличии большого входного шума. С другой стороны, большая полоса захвата требует широкой полосы контура. Во многих применениях это приводит к необходимости использования дополнительных устройств и достижения с их помощью установления контура.  Рис. 3.10, Установление методом развертки.  Рис. 3.11. Метод изменения ширины полосы для специального установления. Специальное установление. Во многих применениях, особенно при восстановлении несущей радиочастоты, центральная частота ГУН может отличаться от входной частоты достаточно сильно из-за чувствительности схемы автогенератора к разбросу величин элементов. Центральная частота ГУН (обычно в каскаде промежуточной частоты) может составлять от 30 до 70 МГц, а ее смещение относительно входной частоты может быть максимум 100 кГц. Ширина полосы любой практической схемы ФАП обычно намного меньше и может быть порядка 1 кГц. Поэтому становится необходимым использование внешних устройств для достижения установления. Еще один пример - схема восстановления синхронизации в системе передачи данных, которая часто требует ФАП с чрезвычайно узкой полосой пропускания для реализации свободных от джиттера тактов синхронизации. Здесь дополнительные средства являются также необходимыми для достижения установления контура. Сушествует три метода, которые в основном используются для специального установления. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |