4. Изобразить структурную схему системы ФАПЧ синтезатора.
5. Построить асимптотическую ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы, используя результаты расчетов по п. З. Определить запас, устойчивости по фазе и шумовую полосу системы.
5. Лабораторное задание
1. Снять зависимость частоты выходного сигнала СЧ от номера канала.
Тумблеры Вк1 – Вк3 установить, в положение 1 (рабочий режим синтезатора). К выходу синтезатора (гнездо Г5) подключить частотомер. Изменяя с помощью шифратора (переключатель ШНК расположен на передней панели макета) номер канала от 0 до 9, измерить частоту ПГ.
2. Снять регулировочную характеристику ПГ. Тумблер ВкЗ установить в положение 2 (см.рис. 11), положение тумблеров Вк1, Вк2 — любое. К управляющему входу ПГ (гнездо Г4) подключить вольтметр постоянного тока, к выходу ПГ (гнездо Г5) -частотомер. Управляющее напряжение Uу изменять от 0 до 5В с шагом 0,5В (потенциометр "Рег.Uy." установлен на передней панели макета.
3. Снять дискриминационные характеристики ИЧФД.
Тумблер Вк1 установить в положение 1, а тумблер Вк2 и ВкЗ в положение 2. К выходу ФНЧ (гнездо ГЗ) подключить вольтметр постоянного тока. Изменяя с помощью переключателя фазовый сдвиг сигнала, снимаемого с выхода фазовращателя (4 –разрядный регистр сдвига), от 0 до 2π с шагом 2π/5 рад, снять фазовую дискриминационную характеристику ИЧФД. Не меняя положения тумблеров Вк1 и ВкЗ установить тумблер Вк2 в положение 1. С помощью шифратора каналов установить номер Ni =0 (номинальная частота синтезатора 1 МГц). Изменяя управляющее напряжение от 0 до 5В, снять частотную дискриминационную характеристику ИЧФД, фиксируя значение Uу, соответствующее нулевой частотной расстройке (частоту ПГ измерять частотомером, подключенным к гнезду Г5).
4. Снять АЧХ и ФЧХ фильтра нижних частот. Выключить питание макета. Тумблер ВкЗ установить в положение 2 (положение Вк1 и Вк2 любое). Ко входу ФНЧ (гнездо Г2) подключить генератор сигналов, а к выходу (гнездо ГЗ) – вольтметр переменного тока и фазометр (опорный вход фазометра подключить к гнезду Г2). Амплитуду сигнала установить равной (1-2)В и поддерживать неизменной а процессе эксперимента (контроль производить по вольтметру генератора сигналов). Особое внимание обратить на точки, соответствующие частоте сравнения f0 и ее гармоникам 2f0 и 3f0.
Примечание. Для снятия АЧХ и ФЧХ фильтра можно использовать двухлучевой осциллограф, подав на его входа сигналы со входа и выхода ФНЧ.
5. Определить полосы захвата и удержания. С помощью шифратора установить номер канала Ni = 0. Включить питание макета. Установить тумблеры Вк1-ВкЗ в положение 1 (рабочий режим синтезатора) и убедиться, что частота fГ равна номинальному для данного канала значению (с помощью частотомера, подключенного к гнезду Г5). Тумблер Вк1 перевести в положение 2. Ко входу ДЧ (гнездо Г1) подключить генератор сигналов и второй частотомер, а к выходу ФНЧ (гнездо ГЗ) –осциллограф. Установить амплитуду сигнала приблизительно 5В. Плавно изменяя частоту сигнала от 90 до 130 кГц, снять зависимость частоты ПГ от частоты входного сигнала, фиксируя моменты захвата и срыва сложения (соответственно по исчезновению биений и их появлению на экране осциллографа). Повторить эксперимент, изменяя частоту сигнала в обратном направлении от 130 до 90 кГц (особое внимание следует обратить на точки, соответствующие захвату и срыву слежения).
6. Определить нестабильность частоты ПГ. Тумблера Вк1-ВкЗ установить в положение 1 (рабочий режим синтезатора). Переключатель рода работы частотомера, подключенного к выходу ПГ (гнездо Г5), установить в положение "Внешн.пуск”, а переключатель “Время измерения” - в положение ТИЗМ = IС. Произвести 10 – 20 измерений частоты fГ. По результатам измерений определить статистические характеристики:
- среднее значение частоты ПГ
- среднеквадратическое отклонение частоты
и относительную нестабильность
Здесь n - число измерений, fГi - номинальное значение частоты для выбранного канала.
6. Содержание отчета
1. Результаты выполнения домашнего задания.
2. Результаты экспериментальных исследований (таблицы, графики, осциллограммы напряжений).
3. Краткие выводы по всем этапам исследований.
7. Контрольные вопросы
1. Принцип действия синтезатора частот.
2. Какой вид имеют дискриминационные характеристики ИЧФД (фазовая и частотная) и регулировочная характеристика ПГ?
3. Какой смысл имеют параметры: время захвата и время подстройки? Чем они определяются?
4. Каким требованиям должна удовлетворять полоса захвата кольца ФАПЧ синтезатора? Чем она определяется?
4. Каким требованиям должка удовлетворять полоса захвата кольца ФАПЧ синтезатора? Чем она определяется?
5. Какой вид имеет структурная схема кольца ФАПЧ? При каких условиях она применима?
6. Какой порядок астатизма имеет система ФАПЧ синтезатора? Чему равна установившаяся фазовая ошибка при типовых воздействиях (постоянное, линейное, квадратичное).
7. Какой вид имеет асимптотическая ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы?
8. Из каких соображений выбираются параметры ФНЧ кольца ФАПЧ синтезатора?
9. Чем определяется уровень ПСС на выходе синтезатора?
10. Как определяется шумовая полоса системы?
11. Как производится оптимизация системы по уровню фазовых шумов на выходе синтезатора?
12. Чем характеризуется спектральная чистота выходного сигнала синтезатора?
Литература
1. Бондаренко, В.Н. Основы автоматики / Учебное пособие – ИПЦ КГТУ: 2004.
2. Шахгильдян, В. В. Системы фазовой автоподстройки частоты / В. В. Шахгильдян, А. А Ляховкин. – М.: Связь, 1972.
3. Манасевич, В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование / В. Манасевич. – М.: Связь, 1979.
4. Зарецкий, М. М. Синтезаторы частот с кольцом фазовой автоподстройки / М. М. Зарецкий, М. Е. Мовшович. – М.: Энергия, 1974.
5. Левин, В. А. Синтезаторы частот с системами импульсно-фазовой автоподстройки частоты / В. А. Левин. – М.: Радио и связь, 1989.
6. Рыжков, А. В. Синтезаторы частот в технике радиосвязи / А. В. Рыжков, В. Н. Попов. – М.: Радио и связь, 1991.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.