АВТОМАТИЧЕСКАЯ подстройка частоты гетеродина




 

Значение промежуточной частоты ƒПР супергетеродинного приёмника определяется разностью частот принимаемого сигнала и колебаний местного гетеродина: fПР = fГ – fС. Непостоянство частоты любого из этих колебаний вызывает изменение промежуточной частоты и расстройку каскадов УПЧ, что неизбежно приводит к уменьшению мощности принимаемого сигнала и появлению нелинейных и частотных искажений.

В приёмниках различного назначения для предупреждения ухода частоты радиосигнала за пределы полосы пропускания широко применяется система автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ). Такая система позволяет реализовать более узкую полосу пропускания линейной части приёмника, что особенно важно при повышенных требованиях к его чувствительности и помехоустойчивости. Её эффективность оценивается отношением отклонения промежуточной частоты от своего номинального значения при выключенной АПЧГ ∆ƒПР. к отклонению промежуточной частоты при включенной АПЧГ ∆ƒПР.АПЧГ:

КАПЧГ = ∆ƒПР ⁄ ∆ƒПР.АПЧГ

КАПЧГ называется коэффициентом автоподстройки и может лежать в пределах от 30 до 50.

Рассмотрим пример статической следящей системы АПЧГ, состоящей из управляемого гетеродина Г, управителя У, фильтра нижних частот ФНЧ и частотного детектора ЧД (Рис.8).

 

 

Рис.8 Структурная схема АПЧГ приемника

 

Частотный детектор преобразует отклонение промежуточной частоты от номинального значения в изменение напряжения на его выходе. Величина и полярность выходного напряжения частотного детектора ±UЧД зависит от степени и направления расстройки ±∆ƒП.

Для получения постоянного регулирующего напряжения ±UРЕГ выходное напряжение ЧД необходимо отфильтровать в ФНЧ. Требования по выбору постоянной времени ФНЧ tАПЧГ = RАПЧГСАПЧГ аналогичны АРУ (tАПЧГ = 0,1…0,3 сек).

В качестве управителей в приёмниках используются варикапы – полупроводниковые диоды, ёмкость которых при включении их в режиме обратного смещения, зависит от разности потенциалов между электродами (Рис.9). Под действием регулирующего напряжения ±UРЕГ изменяется ёмкость варикапа, включённого в задающий контур, подстраивая частоту гетеродина.

Рассмотрим функциональную схему приёмника с АПЧГ приведённую на Рис.9.

- 8 -

Рис.9 Функциональная схема АПЧГ.

 

Наиболее просто реализовать систему АПЧГ в УКВ (FM) диапазоне, где вещание ведётся с частотной модуляцией (ЧМ). В этом диапазоне приёмник уже имеет частотный детектор (ЧД) для детектирования сигнала промежуточной частоты, который можно также использовать как совмещённый детектор АПЧГ. Его полоса захвата 2∆ƒЗ = ƒ2 - ƒ1 равна удвоенной расстройке +∆ƒ = ƒ2 - ƒПР и -∆ƒ = ƒ1 - ƒПР относительно частоты настройки ЧД ƒПР и лежит в пределах 200…300 кГц.

Если частота гетеродина ƒГ равна номинальному значению - напряжение на выходе балансного частотного детектора рано нулю.

При уходе частоты гетеродина ƒГ в сторону её уменьшения (несущая частоте принимаемого сигнала ƒС постоянная) промежуточная частота ƒПР = ƒГ – ƒС уменьшается и на выходе ЧД появится отрицательная постоянная составляющая сигнала –UВЫХ, которая после фильтрации в фильтре нижних частот RАПЧГСАПЧГ образует отрицательное регулирующее напряжение –UРЕГ.

При увеличении ƒГ на выходе ЧД появится положительное регулирующее напряжение +UРЕГ.

Варикап VD1 вместе с индуктивностью L1 и сопрягающими конденсаторами С2 и СГ образуют задающий контур гетеродина. VD1 включён в режиме обратного смещения подачей на его катод положительного потенциала +UСМ через делитель напряжения R2R3 от источника питания ЕК. Переменным резистором R2 можно осуществлять плавную перестройку по диапазону, изменяя ёмкость варикапа от СМИН до СМАХ. Блокировочный конденсатор С1 ≈ 0,01 мкФ закорачивает катод VD1 на общий провод, исключая потери сигнала на R3.

Любое изменение регулирующего напряжения на аноде варикапа приведёт к изменению его ёмкости, а следовательно и частоты гетеродина, направленное на компенсацию её ухода от номинального значения. Символически этот процесс можно описать так:

ƒГ+UВЫХ+UРЕГUVD1CVD1ƒГ

 

Очевидно, что АПЧГ будет также противодействовать перестройке приёмника по диапазону с одной радиостанции на другую, а при широкой полосе захвата этот процесс станет невозможным.

 

- 9 -

Поэтому во всех радио и телевизионных приёмниках предусмотрено ручное или автоматическое отключение АПЧГ до полной настройки на несущую частоту радиостанции (на Рис.9 выключатель S1).

Учитывая, что управляющий ток варикапа, включённого в обратном направлении, незначительный (IVD1.ОБР = 0,1…10 мкА) сопротивление фильтра нижних частот RАПЧГ можно увеличить до 1…1,5 МОм, а ёмкость конденсатора САПЧГ при этом уменьшится до

 

САПЧГ = (0,1…0,3 с) ∕ RАПЧГ = (0,1…0,3) ∕ 1,5·106 Ом = 0,1 мкФ

 

 






Дата добавления: 2016-07-05; просмотров: 6718; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.