Системы АПЧ, стабилизирующие частоту гетеродина. В этом случае АПЧ осуществляет подстройку частоты гетеродина (Г) под эталонную частоту (рис. 10)

1. Системы АПЧ, стабилизирующие частоту гетеродина. В этом случае АПЧ осуществляет подстройку частоты гетеродина (Г) под эталонную частоту (рис. 10).

Рис. 10. Структурная схема системы АПЧ, стабилизирующей частоту гетеродина.

 В качестве источника колебаний эталонной частоты могут использоваться высокочастот­ные контуры, которые опреде­ляют стабилизируемую частоту. Измерительный элемент (ИЭ) при этом представляет собой частотный детектор (ЧД), настроенный на эталонную частоту. Эталоном могут также быть колебания генератора эталонной частоты (ГЭЧ). Колебания гете­родина и эталонного генератора сравниваются в ИЭ, в качестве которого может использоваться фазовый детектор (ФД). Напряже­ние, пропорциональное отклонению частоты гетеродина от эталонной, используется в качестве сигнала ошибки в цепи управления гетеродина, состоящей из фильтра нижних частот (ФНЧ), усили­теля постоянного тока (УПТ) и регулятора частоты (РЧ).

Рис. 11. Структурная схема системы АПЧ, Рис.12. Схема АПЧ с

стабилизирующей промежуточную частоту поисковым устройством

2. Системы АПЧ, стабилизирующие промежуточную частоту сигнал f_п, т. е. разность (или сумму) частот сигнала (передатчика) f_с и гетеродина f_г. которые могут независимо меняться под дейст­вием различных причин (рис. 11). В таких системах АПЧ, в от­личие от систем первой группы, содержится еще смеситель (С) и усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Как и в системах пер­вой группы, промежуточная частота здесь сравнивается с эталонной, в качестве которой можно использовать частоту настройки ЧД или частоту ГЭЧ.

Часто в системах АПЧ используют поисковое устройство (ПУ), управляющее частотой гетеродина по определенной программе (рис. 12). После того как частота гетеродина достигает значения, обеспечивающего попадание сигнала в полосу приема, в устрой­стве захвата (УЗ) вырабатываются сигналы «захвата» и перестройка частоты гетеродина прекращается. В качестве ИЭ в этом случае можно использовать резонансный контур, настроенный на стабили­зируемую частоту гетеродина (для первой группы систем АПЧ) или на промежуточную частоту (для второй группы систем АПЧ). В некоторых системах АПЧ одни и те же каскады (чаще всего это выходные) могут сначала работать в режиме «поиска», а затем при «захвате» переходить в режим слежения за частотой сигнала. Известны системы АПЧ, которые используются как измерители ча­стоты сигнала.

По виду схем различают: электронные системы АПЧ, в которых используют только электронные элементы для усиления и преобра­зования сигналов, а также для регулировки частоты, и электро­механические системы АПЧ, в которых наряду с электронными элементами содержатся механические регуляторы частоты.

Электронные системы АПЧ обладают большим быстродействием, чем электромеханические, а электромеханические системы АПЧ позволяют обеспечить больший диапазон подстройки частоты. Часто используют комбинированные системы, в которых применены и электромеханические и электронные АПЧ. При этом обеспечивает­ся сравнительно большой диапазон подстройки частоты и достаточ­ное быстродействие.

По характеру сигнала различают: непрерывные, импульсные и дискретные системы АПЧ. В дискретных системах АПЧ регули­рующее напряжение формируется из импульсов одного такта работы приемника, а используется в следующем такте .

По типу измерительного элемента системы АПЧ делятся на частотные (АПЧ) и фазовые (ФАПЧ). В частотных системах АПЧ в качестве измерительного элемента используются частотные де­текторы, а в ФАПЧ — фазовые детекторы.

По быстродействию системы АПЧ делятся на быстрые (БАПЧ) и медленные инерционные. В медленных системах АПЧ время установления переходного процесса во много раз больше времени установления переходного процесса в приемном Канале, опреде­ляемого полосой пропускания канала (для импульсных приемных устройств — несколько периодов повторения импульсов). В БАПЧ время установления переходного процесса меньше длительности импульсных сигналов.

По характеру зависимости ошибки от величины внешнего воз­действия системы АПЧ делятся на статические и астатические. Ста­тическими называются такие АПЧ, в которых при постоянном внеш­нем воздействии имеется постоянная установившаяся ошибка, зависящая от величины воздействия. Астатическими называются такие системы, в которых при любом постоянном внешнем воздей­ствии установившаяся ошибка равна нулю. Система является аста­тической, если в ее составе имеются интегрирующие элементы. Примером астатической системы АПЧ является ФАПЧ.

Основными узлами АПЧ являются гетеродин, регулятор часто­ ты гетеродина, частотный или фазовый детектор и фильтр низких частот. Кроме того, в систему АПЧ могут входить смеситель, пре­образователь напряжения, усилители и эталоны частоты (источники эталонных колебаний).

ЛИТЕРАТУРА

1.  Охрименко А.Е. Основы извлечения, обработки и передачи информации. (В 6 частях). Минск, БГУИР, 2004.

2.  Девятков Н.Д., Голант М.Б., Реброва Т.Б.. Радиоэлектроника и медицина. –Мн. – Радиоэлектроника, 2002.

3.  Медицинская техника, М., Медицина 1996-2000 г.

4.  Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств, М., Радио и связь, 2006.

5.  Чердынцев В.В. Радиотехнические системы. – Мн.: Высшая школа, 2002.

6.  Радиотехника и электроника. Межведоств. темат. научн. сборник. Вып. 22, Минск, БГУИР, 2004.