ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
лях м гетеродинах время /„ не должно пропитать единиц или /щеяткон миллисекунд.
Для сравнительно инерционных систем это время может достигать нескольких секунд. Требования ко времени перехо да, по существу, определяют и методы перестройки частоты. В первом случае необходимо применение практически безынер ционных элементов (ферроварнометров, полупроводниковых конденсаторов — варикапов), во втором — наиболее целесооб разно использование механических способов перестройки час тоты (конденсаторов переменной емкости, катушек с перемен ной индуктивностью).
7.Мощность выходного сигнала на выходе системы стаби лизации при заданном значении входного сопротивления уча стков устройства, непосредственно следующих за системой ста билизации, как правило, составляет единицы пли десятки мил ливатт. Это объясняется тем, что для получения высокой ста бильности частоты системы стабилизации д.м.ч. должны рабо тать в энергетически облегченном режиме, при котором про ще создать соответствующие температурные условия. Увеличе ние же мощности сигнала должно осуществляться вне рас сматриваемых систем.
8.При формировании д.м.ч. неизбежно возникновение па
разитной амплитудной и угловой модуляции вследствие пуль сации питающих напряжений, флуктуации частот настройки цепей селекции и т. п. В некоторых видах аппаратуры нормы на указанные уровни модуляции весьма жесткие и оказывают существенное влияние на выбор схем. Следует отметить, что характеристики, рассмотренные выше, тесно связаны между собой и являются различными мерами сходных физических яв
лений.
При проектировании блоки, в которых содержатся элемен ты схем стабилизации частоты, стремятся поставить в облег ченные условия работы, расположить их в местах, имеющих наилучшие температурные условия и наиболее удаленных от выходных каскадов (усилителей мощности) и источников элек тромагнитных излучений. Системы стабилизации частоты в целом, отдельные каскады и узлы необходимо тщательно экра нировать, ибо при работе схемы возможно возникновение по мех радиоаппаратуре на различных точках дискретного мно жества за счет паразитного излучения и связей по цепям пи тания.
§ 4. Структурные схемы систем стабилизации дискретного множества частот и их классификация
Известно большое количество структурных схем систем стабилизации д.м.ч., отличающихся между собой как принци-
■Ю
пом построения и техническими характеристиками, так и схе мами отдельных каскадов.
Рассмотрение структурных схем удобно проводить одно временно с их классификацией. В основу последней могут быть положены отличия в принципах образования д.м.ч., методах фильтрации побочных составляющих, перестройки цепей се лекции и коммутации и, наконец, в управлении органами пе рестройки.
Принципы построения систем стабилизации
В соответствии с первым признаком системы стабилизации д.м.ч. разделяются на две группы: построенные по принципу частотного синтеза (синтезаторы) и по принципу частотного
анализа.
При создании д.м.ч. алгебраическим суммированием не скольких в общем случае предварительно преобразованных частот, когда частота выходного сигнала как бы «собирается» из отдельных составляющих (гармоник), принято говорить,
что использован метод синтезирования.
На рис. 2.3 приведен рассматриваемый вариант структур ной схемы. Кварцевый генератор КГi создает колебания одной из частот f„\ 1 .../к 1 -г?1> необходимые для запуска генератора нелинейных колебаний или, как его обычно называют, генера тора гармоник ГГЬ В качестве последнего используют схему, обеспечивающую на выходе импульсы малой длительности ли бо колебания специальной формы. Селектор или фильтр гар моник ФГ) предназначен для выделения одной или нескольких гармонических составляющих из спектра сигнала на выходе ГГь Опорную частоту на выходе ФГ,, необходимую для обра зования рабочей частоты / р. обозначим через Д ч 1 •
Селектор представляет собой сочетание линейных каскадов усиления с пассивными частотно-избирательными цепями (иногда линейные каскады усиления могут отсутствовать). Звенья фильтрации бывают узкополосными или широкопо лосными, перестраиваемыми по диапазону или неперестраиваемыми. Аналогично работают каскады КГг, ГГг, ФГ2.
Следует заметить, что в некоторых случаях степень филь трации гармоник селекторами с пассивными цепями может оказаться недостаточной, и поэтому на практике применяют специальные схемы, подробно рассматриваемые ниже.
В смесителе CMt происходит алгебраическое сложение час тот /о.ч 1 и /о.., з . либо их гармонических составляющих. На структурной схеме в квадратах соответствующих смесителей в левом углу указаны знаки суммирования. Для выделения по лезного колебания и подавления комбинационных служат
41
|
|
|
J»4l |
|
НОИ' |
nr. |
гг, |
<*>r, |
I*, 9‘ |
|
Q>r, |
|
|
|
|
rr. |
|
|
|
/\" - Л/i |
|
|
|
/ \ |
|
|
|
i |
|
|
|
X |
* ПФ, Л■3?^ i |
PSP, |
i |
|
<f>rs |
|
ГО |
|
~ T |
|
/\—|Л/<
1
/ . ,/ i CZ> .*- X
Рис. 2.3
фильтпы промежуточной селекции Г1Ф, состоящие из активных и пассивных элементов. На выходе ПФ1 выделяются колеба ния частоты /ь которая также является опорной частотой. На конец, в сумматоре СМ,„ выделяются колебания частоты / ш, которая должна быть равна заданному значению t дискрет ного множества. Задачей выходного устройства ВУ является образование сигнала с частотой / р, удовлетворяющего требо ваниям, предъявляемым к системам стабилизации д.м.ч. по ослаблению побочных частот, заданному уровню полезного сигнала и другим характеристикам.
Если обозначить число гармонических составляющих, вы деляемых ФГ| с одним из кварцев </i в KXi через щ, ФГо — через 02, ФГ3 — через п3, ..., ФГШ— через ат, то величина А' и количество кварцевых резонаторов определяются из равен ства
г—т |
т*~т |
N =* f] arq, ; |
//„-= V q, , |
IГ=1
акоэффициент эффективности будет равен
г~т
П аг1г
Р
_N_
ГК,
/■=1
Из уравнения (2.5) следует, что Р > 1.
В некоторых схемах выходные колебания на последующие каскады могут сниматься не только с ВУ, но и после звеньев промежуточных преобразований (см. пунктирные стрелки на рис. 2.3). Такой случай может, например, встретиться в при емных устройствах с многократным преобразованием частоты входного сигнала.
В отношении схемы рис. 2.3 необходимо сделать еще не сколько замечаний. Во-первых, иногда вместо одной или не скольких групп кварцевых генераторов используют парамет рические автогенераторы с плавным перекрытием диапазона, называемые в некоторых радиостанциях надтональными ге нераторами. При этом частоты /ы.гколебаний этих автогенера торов во много раз меньше опорных кварцованных частот, и поэтому вес нестабильности / нт.г в результирующей нестабиль ности / р весьма мал *. Во-вторых, в тракте образования д.м.ч. частот находят применение делители частоты, позволяющие
Практическая реализация такой схемы рассматривается в § 2 гл. III.
43
уменьшить количество кварцевых резонаторов пки и повысить стабильность частоты *. Однако с рассматриваемой точки зре ния принципиального значения такое включение не имеет, и поэтому оно не отражено на рис. 2.3.
Методы частотного анализа в системах стабилизации д.м.ч. предполагают многократное сравнение между собой различ ных частот. В отличие от синтеза частота / р здесь «расчленяет ся» на части и сравнивается в каждой ступени расчленения с заданными опорными величинами. Другими словами, разницу между системами стабилизации д.м.ч., построенными в соот ветствии с методами синтеза и анализа, можно охарактеризо вать следующим образом: в первом случае дискретное множе ство образуется в результате суммирования («собирания») от дельных частотных составляющих, а во втором — имеющееся дискретное множество анализируется с помощью этих состав ляющих и на основании полученного результата производится выбор частоты / р.
Необходимыми элементами схем анализа являются выход ной автогенератор, могущий создать колебания на любой тре буемой частоте / р, и источники колебаний с опорными часто тами. В результате сравнения в специальном устройстве дол жен быть выработан корректирующий сигнал, обеспечиваю щий минимальное отклонение частоты автогенератора от / р. Е качестве такого устройства используют системы автомати ческой подстройки частоты (АПЧ). Системы АПЧ основаны па принципе автоматического регулирования и решают в рассмат риваемом случае задачу поддержания с определенной точ ностью равенства регулируемой величины своему номинально му значению. С этой целью используют метод сравнения регу лируемой величины с опорной и выработку корректирующего сигнала для компенсации воздействия дестабилизирующих факторов. В системах д.м.ч. объектом регулирования является стабилизируемый автогенератор (СГ), а регулируемой вели чиной — частота Д . г его собственных колебаний (рис. 2.4). Ра бота КГ, ГГ и ФГ не отличается от работы аналогичных кас
кадов на рис. 2.3. Смесителем СМР является каскад, в кото ром сравнивается преобразованная частота СГ /'<м=Г„, с эта
лонной частотой / этПоследняя так же, как и / оч, образуется в результате выделения гармоники частоты кварцевого гене ратора КГЭ и обозначается по-другому только для удобства последующего изложения. В датчике рассогласования ДР про исходит сравнение преобразованной регулируемой величины / с параметром, характеризующим настройку ДР. На выходе
* См., например, § 5 гл. 3 и § 2 гл. 4.
44