Частотная автоподстройка частоты

В состав системы ЧАПЧ промежуточной частоты входят смеситель и УПЧ. Сигнал с выхода смесителя поступает на частотный дискриминатор (ЧД), который вырабатывает напряжение пропорциональное расстройке промежуточной частоты от переходной частоты ЧД. Это напряжение может быть усилено, в нем с помощью ФНЧ подавляются высокочастотные составляющие, вызванные наличием модуляции. Затем это регулировочное напряжение подается через управляющий элемент на гетеродин и подстраивает его частоту так, что бы расстройка уменьшалась. Структурная схема системы ЧАПЧ представлена на рис. 4.32.

Рис. 4.32. Структурная схема системы ЧАПЧ

В качестве управляющего элемента может быть использован любой электронный или электронно-механический прибор с управляемой напряжением реактивностью. Подстройка частоты осуществляется за счет изменения реактивности колебательных контуров или резонансных систем автогенератора. Чаще всего используют варикапы. Для уменьшения нелинейности настроечной характеристики, уменьшения детекторного эффекта рекомендуется использовать встречное включение двух варикапов, как это показано на рис. 4.33.

Рис. 4.33. Встречное включение варикапов в колебательной системе

Средством описания системы гетеродин – регулятор частоты является характеристика регулятора частоты, т.е. зависимость частоты гетеродина f _Г от величины регулировочного напряжения E _РЕГ, ее возможный вид представлен на рис. 4.34.

Рис. 4.34. Характеристика регулятора частоты

При этом вводится понятие крутизны регулятора частоты

.

Частотный детектор обязательно должен иметь в своей детекторной характеристике точку перехода через ноль и ось симметрии. То есть детекторная характеристика должна иметь вид, представленный на рис. 4.35.

Рис. 4.35. Детекторная характеристика ЧД

При этом ЧД характеризуется:

f ₀ – переходная частота, обычно выбирается равной номинальной промежуточной частоте f_НОМ;

А – апертура;

S _ЧД = D U /A – средняя крутизна.

Одним из основных способов описания системы АПЧ является статическая характеристика, т.е. зависимость остаточной расстройки по частоте Δ f _ОСТ от начальной Δ f _НАЧ. Ее вид представлен на рис. 4.36.

Рис. 4.36. Статическая характеристика системы ЧАПЧ

Основными параметрами системы ЧАПЧ являются:

1. Полоса захвата – это диапазон начальных расстроек частоты, в пределах которого система АПЧ переходит в режим слежения, если этот режим не был установлен заранее.

2. Полоса удержания – это диапазон начальных расстроек, в пределах которого возможно сохранение режима слежения, если этот режим был установлен заранее.

3. Коэффициент автоподстройки частоты определяет, во сколько раз система АПЧ уменьшает начальную расстройку по частоте.

К _АПЧ = D f _НАЧ/D f _ОСТ = в/а.

Так же эту величину можно определить через параметры системы:

К _АПЧ = 1+ S _ЧД S _РЧ.

Величины полосы удержания и полосы захвата определяются формой характеристик регулятора частоты и ЧД, точнее величиной апертуры ЧД и крутизной регулятора частоты, которые, в свою очередь, зависят от схемотехники этих узлов. Ширина полосы захвата обычно несколько меньше апертуры ЧД, а полосы удержания в несколько раз больше.