мально допустимое значение длительности переходного процесса /у„ при изменении частоты сигнала скачком на Д/. Кроме того, при расчете используются данные, полученные при проектировании приемника, в частности, крутизна статической характеристики УЭ Syg, полоса пропускания УПЧ Пуц и напряжение сигнала на его выходе Уцц. В ходе расчета системы АПЧ дод^нн быть определены параметры системы и отдельных ее узлов (УПЧ, ЧД, фНЧ, УПТ).

Порядок расчета: 1. Определяют начальную расстройку. Если максимщц>-ные значения Д/стах гтах имеют противоположные знаки и регулярный характер, то при разностном преобразовании частоты

max тая *

Если известны дисперсии случайны? изменений частот сигнала и гет*-родина, то за начальную расстройку можно принять

Д/н=1.5-/;Г^.

2. Находят требуемый коэффициент автоподстройки

АПЧ = Д/н/Д/о. д-

3. Выбирают УЭ и режим его рвботы так, чтобы получить диап(1р| электроИной регулировки частоты гетеродина - 2Д/д. Определяй! крутизну статической характеристики УЭ Sy.

4. Определяют требуемое значение крутизны статической характеристики ЧД системы АПЧ

где /Сф - коэффициент передачи ФНЧ (см. п. П.2).

5. Рассчитывают ЧД так, чтобы получить максимальную крутизну его статической характеристики 5цд При этом выбирают амплитуду тока коллектора транзистора /j 0,5/ д^, где /д - ток насыщения транзистора.

6. Определяют полосу втягивайия системы АПЧ при 5цд = 5цд

Д^вт = 1 у 4/к г5уэД<Э тщ/чд/к -

где fej = 0,8 для ЧД на двух связанных контурах и fej = 0,9 для ЧД иа расстроенных контурах; эш1п - минимально достижимое затухание нагружеиныя контуров ЧД; /цд-частота настройки ЧД; /Сд - коэффициент передачи диодных детекторов ЧД (см. гл. 9); - емкость контуров ЧД. Значение йэ min можно вычислить по формуле min = *о + ( Г22Э +/ х. д)/211/чдСк do - затухание ненагруженных контуров; 22Э~ °Д ая проводимость транзистора ЧД, включенного о общим эмиттером; /?uj, д - входное сопротивление диодных детекторов ЧД.

7. Если Д/и^ > 2Д/ц, определяют максимальную крутизну характеристики ЧД по формуле [83]

ЧД max = 2Ктд/Д^л4 min-

где 2 = 0>14 для ЧД на двух связанных контурах и 2 = 0>24 для ЧД иа расстроенных контурах. Если 8цд > 8цд т. в системе АПЧ не применяют УПТ. Если 5чд < Зцд J, применяют УПТ е коэффициентом усиления

УПТ ЧДтЛчд max

8. Если Af вт < 2А/ , рассчитывают ЧД так, чтобы получить ие максимальную крутизну его характеристики, а достаточную полосу частот между экстремумами характеристики [83]

Wm.3 = 3(Abt.t)VVA.

где kg =0,46 для ЧД на связанных контурах н kg = 0,25 для ЧД на расстроенных контурах; AF = 2- требуемая полоса втягивания системы АПЧ.

9. Определяют крутиз! статической характеристики ЧД

где dn Jfjj..

10. Вычисляют требуемый коэффициент усиления УПТ

упт ЧДт/ЧД-

11. Находят требуемое напряжение сигнала ПЧ на входе ЧД £/чдт = = I jis > где I 213 - модуль прямой взаимной проводимости транзистора, включенного с общим эмиттером, на частоте настройки ЧД. Если £/цд.р больше, чем напряжение на выходе основного УПЧ приемника £/дц, то перед ЧД используют дополнительный УПЧ с коэффициентом усиления упч=чдт/пч. Для стабилизации крутизны статической характеристики ЧД при изменении уровня входного сигнала транзисторы ЧД вспользуют в режиме ограничения. Для этого вы<Й1рают коэффициент усиления дополнительного УПЧ в два-три раза больше расчетного. Чтобы АЧХ УПЧ слабо влияла на псшосу втягивания системы АПЧ, следует выбирать полосу пропускания УПЧ большей необходимой полосы втягивания.

12. Выбирают постоянную времени ФНЧ так, чтобы длительность переходного процесса не превышала заданного значения ty и достигалась устойчивость системы АПЧ (с запасом). Если система АПЧ должна работать при малых уровнях сигнала, то постоянную нремеии ФНЧ выбирают, учитывая также требования в отиошекни допустимых флюктуации ПЧ. Для оценки влияния запаздывания сигнала в тракте ПЧ ва устойчивость системы АПЧ определяют время запаздывания = У^/Пущ' где - коэффициент, значения которого находят по графику, приведенному на рис. 11.7, Яупц -

полоса пропускания УПЧ.

Минимально допустимое значение постоянной времени ФНЧ, прн котором достигается устойчивая работа системы АПЧ, определяют по формуле

Ч т1п = 2(АПЧ-1) V -

Максимально допустимое значение постоянной времени ФНЧ, при котором длительность переходного процесса <у„ не превышает допустимой (у^. д, определяют по формуле (11.6) или (11.7). Если окажется Тф тщ > ф. max- можно выбрать постоянную времени ФНЧ, равную Тф ; прн этом необходимо расширить полосу пропускания УПЧ так, чтобы выполнялось условие устойчивости системы АПЧ, т. е. ЯупчТзз- где з = ятф в^/2 (/Сдпц - 1).

Пример. Заданы: Д/ = 2 МГц; Д/ д = 0,2 МГц; /цд = 30 МГц; <у„ д = = 0,5 мкс. Определяем Д-д^ц = 2/0,2 = 10. Пусть Сф = 0,8; 5уэ = 2МГц/В. Вычисляем 5цд = (10 - 1)/2 0,8 = 5,63 В/МГц. Пусть ЧД на двух связанных контурах выполнен на транзисторе, у которого 1 = 10 мА, §22Э = мкСм, У2э1 = 40мСм. Принимаем /j = 4 мА. Пусть в результате расчета ЧД получено Сд = 0,6; R j=i5kOm; С, = 50 пф. Принимая do = 0,01, найдем in = 0,01 + (10- + 1/5 10 )/6,3 . 30 10 - 50 \0-1 = 0.03; AF == = 0.8 /4.4. 10-3 . 2 . 108 . 0,6 . 0,03 30 10750 - = 7 МГц > 2Д/ =.

= 4МГц. Определяем 5чдх = 0,14. 4- Ю-з . 0,6/302. Ю^а . 50 .10-12.0,032 = = 8,3 В/МГц > 5,63 МГц, поэтому УПТ не нужен. Находим /цд 4 . 10-3/40Х X 10-3 = 0,1 В. Пусть Яупч = 5МГц, причем УПЧ содержит две расстроенные тройки контуров. Из графика (рис. 11.7) находим уз = 1,2. Вычисляем 1,2/5 = 0,24 мкс; Тф = 2 (10-1) 0.24/я = 1.38 мкс; Тф = О.Бх X 10-3 . lo/lg 10 (10 - 1) = 2,5 МКС. Принимаем Тф = 2 мкс.

Электронная система ФАПЧ гетеродина супергетеродинного приемника непрерывных сигналов

Исходные данные: как и иа разработку системы АПЧ, кроме допустимой остаточной ошибки, которая для системы ФАПЧ равна нулю.

Порядок расчета. 1. Определяют начальную расстройку так же, как и для системы АПЧ, и принимают Af > 2Д/ .

2. Выбирают УЭ и режим его работы так, чтобы получить диапазон электрои-иой регулировки частоты гетеродина тах~ /г min > Д/и- Определяют крутизну статической характеристики УЭ Syg и у^ах-

3. Вычисляют полосу удержания системы AFy по (11.10) или (11.11). Должно выполняться условие AF >. AFbt- противном случае необходимо выбрать другой УЭ или уменьшить Д/ц, применив дополнительно систему АПЧ (см. рис. 11.5).

4. Задаются сопротивлением ФНЧ (рис. 11.2, а) и определяют коэффициент передачи ФНЧ Кф (11.2).

5. Выбирают ФД (см. п. 9.2) и определяют максимальное напряжение на его выходе фдщах- применен балансный ФД, то целесообразно выбрать амплитуду сигнала иа его входе порядка нескольких вольт, а амплитуду опорного напряжения (напряжения гетеродина) <g U. Практически достаточно, чтобы (Удд = (0,2 . .. 0,3) и^. При этом максимальное иапряжеиие на выходе ФД и ФД = д^оп да ~ коэффициент передачи диодных детекторов ФД (см. п. 8.3).

6. Определяют необходимый коэффициент усиления усилителя в ЦР К^ =

= шах/ФД шах^ф- сли Ку<1, усилитель ие нужен.

7. Определяют Тф из условия (11.8) н вычисляют ty по формуле (11.9). При этом получается большая полоса втягивания AFgT=AFy, однако значение Тф может оказаться соизмеримым с постоянными времени других элементов ЦР и система ФАПЧ будет неустойчивой. В таких случаях выбирают AF, лишь несколько больше требуемой. Если значение ty больше допустимого <У j необходимо пересмотреть требования к системе ФАПЧ.

8. Если принято Af < А/уд. выбирают Тф из условия устойчивости системы ФАПЧ. Для этого определяют время запаздывания сигнала в УПЧ по формуле (11.12), вычисляют отношение ДРд^/г/Сфдпч произведение зКфдпч-По графику иа рис. 11.8, а находят произведение /Сфдпч'ф вычисляют Тф.

9. Вычисляют здоп по формуле (11.17). Если <з >з. доп' система ФАПЧ неустойчива. В этом случае увеличивают полосу пропускания УПЧ, чтобы уменьшить <з, и определяют новое значение Тф.

10. Если ДРз^/ДРуд < 0,5, значение Тф можно определить по формуле Тф = 0,215ДРуд/(ДР)2. В этом случае ty = 2тф 1п (Af /A/J. Если ty < <у, проверяют устойчивость системы, т. е. выполнение условия t < t Если же ty > ty до в системе не удается реализовать требуемые параметры.