Использование среды «DesignLab» для моделирования устройств радиоавтоматики: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Основы автоматики и САУ», страница 7

При задании параметров (атрибутов) «GVALUE» записать К1(число)*V(UG1in). Положить С=1мкф, тогда коэффициент управления частотой К1 имеет размерность мГц/в.

Например, при К1=0,4 и  V(UG1in)=1в частота генератора равна 1,4мГц.

  Для реактивных элементов схемы указать начальные установки (IС).

Моделирование управляемого генератора

В режиме «Transient» провести моделирование генератора и убедиться, что управление его частотой происходит в соответствии с заданным значением К1.

6.2. Моделирование системы синхронизации (2 часа)

1. Составить схему моделирования системы синхронизации (системы ФАПЧ) без корректирующего звена, добавив схему задающего генератора. Для этого необходимо выполнить следующие манипуляции (предполагается, что схемы фазового детектора и управляемого генератора на рабочем поле уже имеются):

- управляемый генератор выделить рамкой, занести в память и продублировать в другом месте экрана (комбинации клавиш: Contr_C и Contr_V); изменить идентификаторы портов, скорректировать атрибуты;

 - генераторы VSIN и один генератор VPWL удалить;  

         - идентификаторы портов на входе  EMULT привести в соответствие с

идентификаторами портов на выходах управляемых генераторов, а идентификатор на входе управляемого генератора системы ФАПЧ привести в соответствие с идентификатором порта на выходе фазового дискриминатора.

Замечание. В качестве задающего генератора также можно использовать источник синусоидального напряжения «VSIN» или источник с частотной модуляцией «VSFFM», но при этом следует обеспечить полное соответствие частот генераторов.

2. Установить параметры системы ФАПЧ:

       К_V=4*10³[1/c]=w_СР<1/RC@3*10⁴;  

       К_V=К_ФД*К_УГ,  где К_ФД =1[в/рад] - крутизна дискриминационной характеристики (при малом значении динамической ошибки); К_УГ=4*10³[рад/c в]=0,64*10³[Гц/в]. Следовательно коэффициент управления частотой генератора системы ФАПЧ равен К1=0,64*10^-3[мГц/в] (коэффициент управления частотой задающего генератора выбрать самостоятельно в соответствии с решаемой задачей).

3. Не забыть удвоить амплитуду сигнала в одном из генераторов (атрибуты «EVALUE»). Убедиться, что амплитуда второй гармоники на выходе фазового дискриминатора равна 1в.

4. Установить в задающем генераторе частоту 1мГц  и начальную фазу -p/2. Посмотреть процесс на выходе фазового дискриминатора. Подобрать начальное напряжение на емкости ФНЧ так, чтобы скомпенсировать переходные процессы в апериодическом звене при гармоническом воздействии с нулевой постоянной составляющей.

5. С помощью ЛХ оценить длительность переходных процессов в системе и установить соответствующее время моделирования (параметры директивы «Transient» выбрать разумно, не допуская длительного моделирования (более 5мин)).

6. Изменить частоту задающего генератора на 10Гц, 100Гц, 200Гц, ... и измерить отклонение разности фаз генераторов от p/2 в конце переходного процесса (это установившееся значение ошибки системы e_j). Задача решается проще, если измерить среднее значение V(PHout2) в установившемся  режиме и определить интересующую величину по дискриминационной характеристике.

Построить зависимость ошибки e_j  от начальной расстройки частот генераторов Df (кривая должна быть симметричной относительно начала координат). Для малой расстройки частоты вычислить коэффициент

                                          [1/с]

и сравнить его с заданным коэффициентом К_V.  Зависимость e_j (Df) объяснить.

7. При постоянной расстройке частот Df = 100Гц построить переходные процессы (выход  фазового дискриминатора) при начальной фазе задающего генератора ±p/2. Результат объяснить.

8. Теоретически оценить полосу удержания системы и сопоставить оценку с результатами п.6. Экспериментально измерить полосу схватывания (с разумной точностью, не требующей длительного моделирования). Зарисовать биения на выходе фазового дискриминатора в случае, когда начальная расстройка частот Df превышает полосу схватывания системы.