Исследование цифровых синтезаторов частот (ЦСЧ), страница 4

В цифровых синтезаторах частоты аномальными возмущениями могут быть большие скачкообразные изменения частоты и, следовательно, большие отклонения фазы синхронизируемых автогенераторов, происходящие за счет кратковременных неполадок в цепях коммутации, питания, программирования или больших импульсных помех, вызванных срабатыванием мощных потребителей электроэнергии и другими внезапными факторами, непосредственно не связанными с процессами управления в системе.

Также последствия проявляются в возникновении больших скоростей изменения стабилизируемых параметров процессов и, следовательно, больших отклонений их величин от заданных значений. Такие последствия могут с некоторой вероятностью приводить к кризису в направленности переходных процессов в системе [7].

Существо критического развития процессов состоит в том, что автоматическая система, поведение которой при некоторых допустимых возмущениях было таким, что она каждый раз возвращалась в заданное состояние покоя, т.е. поведение было детерминированным, при аномальных возмущениях теряет эту способность. Таким образом, детерминированная автоматическая система при воздействии аномальных возмущений становится стохастической, реализующей требуемый режим работы с некоторой вероятностью.

Кризис в развитии переходных процессов, вызванный кратковременным аномальным возмущением, приводит к еще более тяжелой для объекта управления ситуации – появлению устойчивых автоколебаний, являющихся крайне нежелательными.

В фазовых системах стабилизации частоты или фазы режим устойчивых автоколебаний проявляется в виде режима биения [8], когда разность фаз опорного и синхронизируемого автогенераторов непрерывно изменяется.

Вероятность этого можно объяснить следующим образом. Статическая характеристика фазового дискриминатора типа выборка-запоминание является периодической функцией разности фаз опорного и синхронизируемого колебаний, приведенных к его двум входам [8]. Следовательно, если кратковременным аномальным возмущением внесена расстройка по частоте между синхронизируемым и опорным колебаниями, и эта расстройка зафиксировалась фильтровыми элементами, то в системе возникает набег фаз. В результате этого управляющее напряжение ФД будет изменяться, принимая положительные и отрицательные значения, т.е. оно будет знакопеременным. Однако для устранения возникшей расстройки по частоте необходимо управляющее воздействие одного знака. Поэтому формируемое в системе управление будет на некоторых интервалах времени уменьшать расстройку, а на других увеличивать ее.

При некоторых параметрах системы и достаточно больших расстройках по частоте возможен динамический баланс между уменьшающим и увеличивающим расстройку действием системы, когда среднее значение расстройки по частоте будет постоянным. Следовательно, система войдет в режим биений, соответствующий режиму устойчивых автоколебаний.

Поэтому необходимо добиться, чтобы фазовая система возвращалась в исходное состояние покоя, т.е. система должна обладать устойчивостью.

Несколько иначе обстоят дела при применении ИФД, рассматриваемого в работе. Если кратковременным аномальным возмущением внесена расстройка по частоте между синхронизируемым и опорным колебаниями, причём эта расстройка находится в пределах полосы удержания ЦСЧ, то на выходе ИФД сформируется управляющее напряжение, но это управляющее напряжение будет только одного знака, приводящее к уменьшению возникшей расстройки. В итоге система вернётся в состояние покоя.

Необходимо отметить, что при функционировании радиоаппаратуры в условиях воздействия агрессивных факторов среды, параметры синтезируемого сигнала определяются не только компонентами электрической схемы устройства. Так, при повышенной влажности и резких многоцикловых изменениях температуры окружающей среды, выходящих за пределы ±50 ^оС, токи утечки в фазовых дискриминаторах будут определяться не только параметрами закрытых электронных ключей и сопротивлением изоляции конденсатора памяти изодромного звена. Они также определяются и проводимостью поверхности монтажной платы, защитное лаковое покрытие которой в таких условиях со временем частично повреждается и, следовательно, повышенная влажность значительно снижает сопротивление изоляции между монтажными точками электронного ключа и конденсатора памяти. Это приводит к уменьшению коэффициента качества дискриминатора на один-два порядка. Поскольку при этом увеличивается размах пульсаций, происходит повышение уровня негармонических побочных продуктов синтеза сигналов, которые представляют собой дискретные спектральные составляющие, расположенные в окрестности частоты формируемого колебания (рисунки 1.6, 1.7). В большинстве практических случаев эти побочные  продукты являются причиной уменьшения избирательности радиоприёмных устройств по соседнему каналу и излучения радиопередатчика на частотах смежных каналов [3].