Радиоавтоматика: Методические указания к самостоятельной аудиторной работе, страница 4

Для нормальной работы приемника необходимо, чтобы спектр час­тот принимаемой радиостанции находился в пределах полосы пропуска­ния УПЧ, для чего несущая промежуточная частота совпадала бы с се­рединой полосы пропускания УПЧ. Добиться этого без системы АПЧ очень сложно, так как  даже при небольшой нестабильности частоты гетеродина из-за довольно узкой полосы пропускания УПЧ сигнал при­нимаемый станции может выйти па край полосы пропускания УПЧ или даже быть потерянным. Например, если частота принимаемой станции составляет 25 МГц, а промежуточная - 465 КГц, то частота гетероди­на будет также около 25 МГц (на 0,465 МГц меньше). Реальная долго­временная нестабильность частоты гетеродина может составлять 10^-3, что дает 25 КГц. В то же время полоса пропускания УПЧ может быть даже меньше 25 КГц. Поэтому в данном случае система АПЧ совершенно необходима. Рассмотрим работу системы АПЧ. На рис.1.6,б показана типичная характеристика частотного дискриминатора. Если несущая промежуточная частота совпадает с номинальной , и управление рабочей точкой варикапа не производится, то все в по­рядке. При отклонении частоты  или  происходит изменение , что приводит к появлению ошибки регулирования (рис.1.6,б), по­является напряжение , которое смещает рабочую точку на вольтфарадной характеристике варикапа с целью постановки промежуточной частоты в номинальное значение. Однако точной установки уже не по­лучится, так как, если предположить достижение промежуточной час­тотой номинала , то исчезает , а следовательно, и напря­жение , без которого регулирование гетеродина невозможно. Это особенность статической системы – управляющее воздействие есть уси­ленный сигнал ошибки. Такой сигнал ошибки можно уменьшить, увели­чив усиление в УПТ, но свести его к нулю невозможно. Если же за­менить частотный дискриминатор на фазовый, то система становится астатической и, как показано в ранее рассмотренном примере по рис.1.1, возможно регулирование с точностью до постоянной фазы, что по частоте дает идеальное совпадение. Конечно, придется доба­вить в схему эталонный генератор . Почему же замена дискрими­наторов дает качественное изменение свойств системы? Потому что фазовый дискриминатор в системе частотной подстройки является интегрирующим звеном: разность фаз пропорциональна интегралу от разности частот.

В итоге, несмотря на небольшое число рассмотренных примеров систем радиоавтоматики, все же можно сделать кое-какие обобщения по принципам их построения. Прежде всего, в этих системах всегда есть объект регулирования и средства управлениям его параметрами (исполнительные устройства). Необходимы также устройства сравне­ния, усилители, датчики и, конечно, отрицательная обратная связь. На рис.1.7 показан простейший вариант обобщенной функциональной схемы системы автоматического регулирования.

Рис.1.7

Задачи для самостоятельного решения в аудитории

Задача I.I. Предложите вариант функциональной схемы системы стабилизации скорости движения магнитной ленты видеомагнитофона. Можете использовать любые известные Вам функциональные элементы. При этом попробуйте создать астатическую систему.

Задача I.2. Нарисуйте амплитудные характеристики в координатах

  систем АРУ по рис. 1.4 и 1.5.

Задача I.3. Предложите функциональную схему автоматического наведения на Землю антенны самоходного аппарата, работающего на поверхности Луны и выполняющего движение по произвольной траектории. Считать для простоты, что Солнце над лунным горизонтом на­ходится довольно низко, а Земля - в зените.

Задача I.4. Пусть имеется генератор ВЧ с линейной частотной модуляцией (ЛМЧ):

                                                                                                                 вых

Пилообразным напряжением, приложенным к варикапу, частота ге­нератора ВЧ должна изменяться по линейному закону. Вследствие не­линейности пилообразного напряжения и характеристики системы ва­рикап-генератор добиться хорошей линейности изменения во времени частоты генератора ВЧ практически невозможно.

Предложите вариант включения генератора ЛЧМ в состав автома­тической системы, способной резко повысить линейность генератора с ЛЧМ.