|
| |
|
Главная Журналы увеличить время задержки. При этом длина разностного вектора АоАи вызванная частотной модуляцией сигнала, увеличится, а средняя длина разностного вектора, вызванная помехой, останется без изменений. Значительное увелтение задержки приводит к тому, что длина разностного вектора становится непропорциональной разности фаз и, значит, отклонению частоты. Это справедливо для вектора АоАг, соответствующего отклонению фазы Р2 (рис. 18). При дальнейшем  Рис. 18. Автокорреляционный метод приема ЧМ сигналов. увеличении задержки характеристика частотного детектора становится периодической в пределах полосы, занимаемой ЧМ сигналом. Чтобы уменьшить нелинейные искажения, вводят отрицательную систему /(В 10 5 О -5 -10 -15 -20 -25
обратную свизь, для чего используют систему фазовой автоподстройки частоты. Задержку в этом случае выполняет фильтр нижних частот в цепи ФАПЧ. В зависимости от характеристик системы ФАПЧ синхронные ЧМ приемники делятся на два типа: бесконтурные приемники н приемники с максимальной чувствительностью. Выигрыш в отношении сигнал/помеха на выходе ЧМ приемника по сравнению с этим же отношением на входе получается благодаря тому, что ЧМ сигнал, занимая более широкой спектр частот, чем модулирующая частота, имеет большую пропускную способность. На рис. 19 показаны зависимости отношения сигнал/помеха на входе Рвх и выходе рвых приемника от пропускной способности высокочастотного и низкочастотного трактов. При построении кривых учтены коррекция предыскажений и распределение спектров высокочастотного и модулирующего сигналов. Выходной низкочастотный спектр помехи предполагается треугольным. Приравнивая пропускные способности трактов по высокой и низкой частоте, можно определить выигрыш, получаемый При частотной модуляции, как разность выходного и входного отношений сигнал/по.меха, выраженных в децибелах. Синхронный ЧМ приемник с оптимальными параметрами позволяет получить помехоустойчивость, близкую к помехоустойчивости идеального приедгаика. DJ1 2 710 20 Рис 19. Пропускная способность трактов ЧМ радиовещания. СИСТЕМА ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ Рассмотрим более подробно «ястему ФАПЧ, структурная схема которой локазана на рис. 10. Она может использоваться для выделения несущей частоты амплитудно-модулированиого колебания или для помехоустойчивого детектирования сигналов с частотной модуляцией. Прн отсутствии помех и небольшой расстройке сигнала относительно собственной частоты синхронного гетеродина рабочий участок характеристики фазового детектора можно считать линейным. В этом случае коэффициент передачи замкнутой цепи ФАПЧ определяется по формуле, известной из линейной теории обратной связи: Ко.с=К.(1+5К„)-. (7) где Кос - коэффициент передачи системы с замкнутой цепью обратной связи; Ка - коэффициент передачи системы с разомкнутой цепью обратной связи; В - коэффициент передачи с выхода системы на вход. За коэффициент передачи системы примем отношение управляющего напряжения синхронного гетеродина к отклонению фазы входного сигнала: = Кф.дСф (1 -- /Сф.л/Сф/СуКс.г)~> где /Сф.д - коэффициент передачи фазового детектора; - коэффициент передачи фильтра нижних частот; Ку - коэффициент передачи управляющей схемы. Значения этих коэффициентов подставляются нз выражений (17), (18), (19), (22), (27). Коэффициент передачи синхронного гетеродина /Сс.г=1 й- Нормнрованная амплитудно-частотная характеристика коэффициента передачи в зависимости от разностной частоты сигнала еии-хронного гетеродина и помехи или модулирующей частоты ЧМ колебания показывает, во сколько раз угловая модуляция синхронного гетеродина меньше, чем модуляция суммы сигнала и помехи на входе системы ФАПЧ. Эта характеристика описывается формулой 1 -bm4»Q» + [(mx + 1/Qy)* - 2 + (x/Qy)« где Q - разность частот синхронного гетеродина н помехи или модулирующая частота ЧМ колебания; т - параметр фильтра, определяемый соотношением емкостей или сопротивлений; т - постоянная времени фильтра нижних частот; йу-толоса удержания системы, равная отклонению частоты синхронного гетеродина прн максимальном выходном напряжении фазового детектора. Выходное напряжение фазового детектора увеличивается с ростом напряжения входного сигнала, поэтому полоса удержания лро-иорциональна амплитуде входного сигнала. Нормированные характеристики коэффициента передачи цепи фазовой автоподстройкн частоты показаны на рис. 20, где за обобщенную расстройку х и переменный параметр t приняты выражения: x=VQ; (10) % = 0,5(mVQ+vVs). (11) Круговая диаграмма позволяет лри заданной расстройке одновременно определить амплитуду и фазу коэффициента передачи. Достаточно просто находятся частоты, на которых характеристика имеет .макси.мум или равна единице; 22 м  , = (Vl+ 2fnQyX- 1) тЧ=; (12) QS = 2Qy/x. (13) Эти точки можно принять за контрольные при настройке системы с помощью ЧМ генератора. Как видно из выражения (9), за пределами полосы пропускания коэффициент передачи системы уменьшается обратно пропорционально разности частот гетеродина и помехи, чем и объясняются избирательные свойства системы. Когда параметр фильтра равен нулю, подавле- -q,. ние помехи становится пропорциональным квадрату разности частот синхронного гетеродина и помехи. Избирательность в этом случае лучше, чем в схеме с непосредственным захватом частоты гетеродина внешним высокочастотным сигналом но частотная характеристика имеет значительную неравномерность в полосе пропускания. Амплитудно-частотная характеристика системы ФАПЧ без фильтра совпадает с характеристикой избирательности гетеродина, синхронизированного входным высокочастотным сигналом: {а=1,Т+ЩЩ)Г (14) При большом уровне входного сигнала может произойти самовозбуждение цепи фазовой автоподстройки частоты. Требование безусловной устойчивости схемы записывается в виде т„«:тт-М/йу, (15) где Тп-сумма постоянных вре.мени паразитных цепей. Для обеспечения устойчивости следует уменьшать постоянные времени цепей, образованных выходными сопротивлением и емкостью фазового детектора, управляющей схемы, усилителя, колебательного контура синхронного гетеродина. Таким образом, все каскады, входящие в замкнутую цепь ФАПЧ, должны быть широкополосными. Труднее всего спроектировать устойчивую систему ФАПЧ с интегрирующим фильтром. В бесконтурных приемниках недостатком системы ФАПЧ .может быть гистерезис настройки. Чтобы произошел захват частоты син- Рис. 20. Круговая диаграмма коэффициента передачи системы ФАПЧ. 0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
||||||||||||||||||||||||||||||||