Тема 4. Занятие 8 спс и апч рлс п-18
Общие сведения о системе автоматической подстройки частоты.
Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) применяется в связи с необходимостью поддерживать величину промежуточной частоты приемника неизменной при изменении частоты передатчика и гетеродина под влиянием случайных факторов (изменение температуры, нагрузки, напряжения и т.д.) или при перестройке частоты.
Схемы АПЧ — это системы автоматического регулирования (САР). Системы АПЧ весьма разнообразны по структуре и конструктивному выполнению, однако, общая блок-схема АПЧ по большей части имеет вид рис. 1.
Рис.1 Блок-схема АПЧ
Постоянное значение промежуточной частоты (например, fпр = fг - fм) можно поддерживать путем подстройки частоты передатчика fм или частоты гетеродина fг. При подстройке частоты fг объектом перестройки в схеме (рис. 1) будет гетеродин, а соответственно входным и выходным сигналами системы будут f1 = fм. f2 = fг, а при подстройке частоты fм объектом будет передатчик, а сигналы f1 = fг , f2 = fм.
Для измерения отклонения промежуточной частоты от заданного значения схема АПЧ имеет в своем составе измерительное устройство, включающее обычно смеситель, усилитель промежуточной частоты УПЧ и различитель (дискриминатор). Принцип работы схемы и особенности элементов измерительного устройства (смесителя, УПЧ, дискриминатора).
Возможны частотные и фазовые системы АПЧ. В частотных системах автоподстройки измерительное устройство реагирует непосредственно на текущее значение расстройки частоты, а в фазовых системах — на величину отклонения фазы, т. е. на разность фаз между эталонным и стабилизирующим колебаниями.
В частотных системах в качестве различителя применяется частотный дискрими-натор. В фазовых системах автоподстройки вместо частотного дискриминатора используется фазовый дискриминатор и генератор эталонной частоты. В остальном система фазовой автоподстройки совпадает с частотной и поэтому работу АПЧ рассмотрим на примере частотной системы автоподстройки.
Напряжения гетеродина и передатчика подаются на смеситель, который вырабатывает новое напряжение, частота которого, называемая текущей промежуточной частотой, равна разности частот fг и fм. Это напряжение поступает на УПЧ системы и после усиления подается на частотный дискриминатор. Частотный дискриминатор сравнивает текущую промежуточную частоту с номинальной промежуточной и вырабатывает напряжение рассогласования, величина и полярность которого зависят от величины и знака отклонения промежуточной частоты (частотного рассогласования). Все элементы, находящиеся между различителем и объектом перестройки, обычно называют регулирующим или управляющим устройством.
Регулирующее устройство служит для усиления и преобразования напряжения рассогласования в регулирующее напряжение, величина и форма которого удобны для воздействия на элемент подстройки. Под действием регулирующего напряжения частота гетеродина (или передатчика) изменяется так, что разность fг - fс (или fс - fг) примерно равна номинальной промежуточной частоте.
Регулирующее устройство во многом определяет тип и поведение всей системы АПЧ.
По типу регулирующего устройства схемы АПЧ делятся на электронные, электромеханические и термические.
В электронных схемах все элементы регулирующего устройства выполнены на электронных приборах. Наиболее часто используются усилители постоянного тока, тиратронные и фантастронные схемы.
В электромеханических схемах в качестве исполнительного элемента применяются маломощные электродвигатели или реле, механически изменяющие частоту гетеродина или передатчика.
В схемах АПЧ с термической настройкой осуществляется изменение частоты специальных клистронов под влиянием изменения температуры.
Для стабилизации и улучшения характеристик системы в регулирующее устройство могут вводиться дополнительные элементы в виде интегродифференцирующих звеньев, фиксирующих и сглаживающих цепей (фильтров), дополнительных обратных связей.
Обычно электронные АПЧ обеспечивают хорошее качество регулирования без применения каких-либо специальных методов коррекции. В электромеханических же схемах часто применяются дополнительные обратные связи, на тахогенераторах.
Основными показателями качества систем АПЧ являются:
- точность подстройки; величина остаточной ошибки в метровом диапазоне обычно равна 25÷ 100 кгц, а в сантиметровом диапазоне – 200 ÷ 300 кгц;
- диапазон поиска (полоса электронной настройки гетеродина) обычно составляет 0,5÷ 1,0% несущей частоты.
Назначение системы АПЧ
Система автоматической подстройки частоты (АПЧ) служит для стабилизации разности частот генератора передающего устройства (блок 50) и гетеродина приемника (блок 5), равной номинальному значению промежуточной частоты.
Система АПЧ устраняет возможные погрешности в установке частот генератора и приемника при перестройке станции, а также автоматически компенсирует уход частоты под влиянием изменения температуры, влажности, напряжения питания и других дестабилизирующих факторов путем соответствующего изменения параметров анодно-сеточного контура генератора.
Состав системы АПЧ
Система АПЧ включает в себя: направленный ответвитель АПЧ блока 42, канал АПЧ приемника (блок 5), усилитель АПЧ (блок 85) и автоматы АП-1, АП-4 генератора передающего устройства (см. стр.26, рис. 25).
Функциональная схема системы АПЧ