Общая характеристика системы, принцип действия, структурная схема

В современных радиотехнических устройствах различного назначения и системах радиоуправления широко применяются автоматические системы, которые называются системами радиоавтоматики. К ним относятся устройства фазовой и частотной автоподстройки частоты, автоматической регулировки усиления, системы измерения координат движущихся объектов, измерители дальности, различные следящие фильтры и другие.

Системы ФАПЧ широко используются при решении задач радиоприема. В первую очередь к ним относятся подстройка гетеродина преобразователя частоты в супергетеродинных приемниках, выделение несущей частоты в радиолиниях передачи информации для осуществления когерентного и корреляционного приема, а также синхронизация приемного коммутатора каналов радиотелеметрических систем, демодуляция ЧМ- и ФМ-сигналов, деление и умножение частоты и т.д. Такое широкое применение ФАПЧ только в технике радиоприема обуславливает необходимость сведения всех конкретных устройств, выполняющих перечисленные задачи, к типовой структурной схеме системы ФАПЧ (рис. 1).

Рис. 1. Функциональная схема системы ФАПЧ

Основными элементами системы ФАПЧ являются фазовый детектор (ФД), фильтр низкой частоты (ФНЧ), управляющий элемент (УЭ) и перестраиваемый генератор (ПГ). На один вход ФД в общем случае поступает полезный сигнал Uс(t) от эталонного генератора (ЭГ).

Основное функциональное назначение системы ФАПЧ отслеживание фазы входного сигнала Uс(t). Для этого на второй вход ФД подается напряжение ПГ Uг(t), а на выходе ФД получается напряжение Uфд(t), зависящее от разности фаз входного сигнала и сигнала перестраиваемого генератора. Выходное напряжение ФД фильтруется в ФНЧ с целью удаления шума и других ненужных частотных составляющих и воздействует на УЭ, который изменяет частоту ПГ, приводя ее в соответствие с частотой ЭГ. В отсутствие шумов в такой замкнутой следящей системе автоматического регулирования устанавливается стационарный режим, при котором частоты ЭГ и ПГ равны, а разность фаз этих напряжений постоянна. При этом обеспечивается синхронная работа этих двух генераторов, а, следовательно, и слежение за фазой сигнала Uс(t).

Принцип работы также отражен на структурной схеме (рис. 2).

Рис. 2. Структурная схема ФАПЧ

В структурной схеме возмущение n(t) учитывает влияние на качество работы системы флуктуационной составляющей напряжение, а воздействие dwг - влияние нестабильности частоты ПГ.

фазовый автоподстройка петлевой слежение

Другие материалы

Разработка статистической модели и исследование адаптивных алгоритмов защиты от комбинированных помех
моделирование Радиолокация представляет собой отрасль радиотехники, обеспечивающую получение сведений об объектах путем приема и анализа энергетических, пространственно-временн ...

Разработка принципиальной схемы и конструкции приемного устройства шумоподобных сигналов
Проблема создания широкополосных приемных устройств (ШПУ) с расширенным динамическим диапазоном традиционно является одной из основных задач радиоэлектроники СВЧ. Основной причиной, препятст ...

Создание простейшего устройства, реагирующего на изменение показаний фотодатчика
Современную микроэлектронику трудно представить без такой важной составляющей, как микроконтроллеры. Микроконтроллеры незаметно завоевали весь мир. В последнее время на помощь человеку п ...