Радиоавтоматика: Методические указания к самостоятельной аудиторной работе

Министерство высшего и среднего специального образования

РСФСР

НГТУ

РАДИОАВТОМАТИКА

Методические указания к самостоятельной аудиторной работе (САР) для студентов III курса РТФ специальности 2301 всех форм обучения

Новосибирск

1990 г.

Данная работа включает 5 тем из курса радиоавтоматики для самостоятельного изучения студентами. По каждой теме дается краткий теоретический материал, рассматриваются примеры решения задач и предлагаются варианты задач для решения.

Составил С.Е.Лявданский, канд.техн.наук, доц.

Рецензировал Т.Б. Борукаев, д-р техн.наук, проф.

Работа подготовлена на кафедре радиоприемных и радиопередающий устройств

Тема I. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ РАДИОАВТОМАТИКИ

Цель занятия. Изучить вопросы классификации систем радиоавтоматики, принципы организации процесса управления параметрами уп­равляемого объекта. Научиться самостоятельно составлять функцио­нальные схемы некоторых несложных систем радиоавтоматики.

Удобнее всего данную тему начать с классификационных призна­ков систем радиоавтоматики, которых довольно много, и они харак­теризуют автоматические систем с самых различных точек зрения. Рассмотрим основные из них.

I.I. Системы стабилизации, следящие, программного регулирова­ния. Назначением системы стабилизации является автоматическое поддержание одного или нескольких параметров объекта регулирования на заданных уровнях с определенными, обычно довольно небольшими, отклонениями. Например, система стабилизации частоты, стабилиза­тор постоянного или переменного напряжения, система стабилизации скорости движения магнитной ленты и др. Рассмотрим на уровне функ­циональной схемы одну из них – систему стабилизации частоты.

Допустим, необходимо застабилизировать частоту высокочастотно­го автогенератора. Один из вариантов функциональной схемы такой системы показан на рис. 1.1.

Рис.1.1

В качестве опорной частоты, под которую подстраивается частота генератора, здесь взята частота высокостабильного, например, кварцевого автогенератора. Частоты  и подаются на фазовый дискриминатор ФД, имеющий характеристику (рис.1.2).

Напряжение на выходе фазового дискриминатора на линейном участ­ке характеристики пропорционально разности фаз подаваемых на него сигналов. Это напряжение усиливается УНТ и в качестве сме­щения прикладывается к варикапу, изменяя величину его емкости, и тем самым перестраивая частоту контура автогенератора, куда под­ключен варикап. Если частота генератора  начнет отклоняться от частоты , то со временем между двумя гармоническими сигна­лами увеличивается разность фаз , увеличивается напряжение на выходе детектора и через УНТ прикладывается к варикапу. Полярность включения УПТ и варикапа необходимо выбрать таким образом, чтобы в результате произведенной подстройки рассогласование частот уменьшалось, а не увеличивалось, т.е. обратная связь должна быть отрицательной. Пос­ле завершения отработки схемой возникшего рассогласования несколь­ко изменится емкость варикапа, выходное напряжение фазового диск­риминатора и величина. И это состояние будет продолжаться до возникновения новых дестабилизирующих факторов. Особый интерес здесь представляет то, что два колебания и  при постоянст­ве или небольших колебаниях  имеют абсолютно одинаковые часто­ты. Разность фаз есть, она постоянна, а разности частот нет. Мы вернемся еще к этому несколько позже, при рассмотрении другого классификационного признака.

Назначением следящей системы является изменение состояния объ­екта регулирования по закону поступающего на систему внешнего уп­равляющего сигнала, т.е. какой-то параметр объекта регулирования как бы отслеживает закон, за­данный управляющим воздействи­ем. В качестве примера можно использовать ту же систему по рис.1.1, если подключить к эта­лонному генератору некий управляющий сигнал, изменяющий его частоту. Тогда частотабудет подстраиваться под , т.е. отслеживать закон изменения час­тоты.

                                          0

Рис.1.2.

Назначением системы программного регулирования является изменение состояния объекта регу­лирования по закону, заданному специальной программой, которая мо­жет быть заранее записана на магнитофон, перфоленту, устройство цифровой памяти, и т.п. и считываться в процессе работы. В качестве примера системы программного регулирования рассмотрим систему наведения антенны приемной станции космической телевизионной связи на спутник связи.

Высота полета спутников связи и их малые размеры практически исключают наведение антенны радиолокационными или оптическими ме­тодами. Поэтому система программного регулирования является наибо­лее жизнеспособной. На рис.1.3 показана упрощенная функциональная схема такой системы по одной из угловых координат (например, ази­муту).

Рис.1.3.