Плата фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)

Плата фазовой автоподстройки частоты (Рис. 1) используется как синтезатор частот для получения кварцованной сетки частот с дискретностью 100 Гц и представляет собой двухкольцевую систему ФАПЧ с устройством поиска. Система фазовой автоподстройки частоты используется в качестве узкополосного фильтра, обеспечивающего дополнительное ослабление побочных частот.

ФАПЧ

Рис. 1. Плата фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)
Увеличить (откроется в новой вкладке)

Для формирования на выходе платы напряжения частоты в диапазоне 55,5-65,4999 МГц с дискретностью 100 Гц, которое является сигналом первого гетеродина приемопередающего тракта, на плату ФАПЧ (рис.2) подаются следующие опорные частоты:
на смеситель У171 через точку ТК76 - высокочастотный сигнал 9-18 МГц с дискретностью 1 МГц;
на смеситель У174 через точку ТК77 - высокочастотный сигнал 33,4-34,3 МГц с дискретностью 0,1 МГц;
на детектор фазовый У170 через контактную точку ТК79 подается высокочастотный сигнал 13,1-13,1999 МГц с дискретностью 100 Гц.

Плата ФАПЧ состоит из следующих функциональных узлов: двух генераторов У164, У165, обеспечивающих перекрытие диапазонов частот 55,5-60,5 МГц и 60,5-65,4999 МГц соответственно, коммутирующих диодов Д133, Д134, смесителя У171, усилителей первой промежуточной частоты У172, У173, смесителя У174, усилителей второй промежуточной частоты У168, У175, У176, повторителя эмиттерного У183, детектора фазового У170, фильтра нижних частот У166, усилителя УПТ и схемы поиска (генератора напряжения У232).

В двухкольцевой системе ФАПЧ одно кольцо является широкополосным (быстродействующим) (У164 или У165, Д133 или Д134, У171-У176, У168, У183, У170, У166), а другое кольцо узкополосным (инерционным) (У164 или У165, Д133 или Д134, У171-У176, У168, У183, У170, У232).

Для осуществления поиска (перестройка диапазона) используется узкополосное кольцо. При наличии всех опорных частот в кольце ФАПЧ наступает режим синхронизации (захват и удержание), и генератор напряжения У232 начинает работать в режиме "УПТ".

В режиме синхронизации (слежения) быстрые и небольшие изменения частоты компенсируются широкополосным кольцом, так как полоса удержания кольца при максимальном выходном напряжении с детектора фазового, равном 1 В, и крутизне управляющего элемента Д3 (ГПД), равной 20-30 кГц/В; будет равна 20-30 кГц.

Большие медленные изменения частоты ГПД (например, от воздействия температуры) компенсируются узкополосным кольцом. Большая полоса удержания узкополосного кольца достигается за счет использования в режиме слежения большого усиления УПТ.

Рассмотрим принцип работы системы ФАПЧ.

Плата ФАПЧ (рис. 1) включает в себя два генератора плавного диапазона (ГПД), охваченных кольцом фазовой автоподстройки частоты.

С выхода ГПД сигнал через усилители апериодические У177 и У178 подается на смеситель У171. Этот смеситель собран по схеме с общим эмиттером на транзисторе 2Т306 В.

Кроме сигнала ГПД на этот же вход смесителя подается опорный сигнал частоты 9-18 МГц с дискретностью 1 МГц с платы формирования сетки частот через 1 МГц. В коллекторную цепь транзистора включен контур, настроенный на разностную частоту 46,5-47,5 МГц. Усилитель резонансный У172 собран по схеме с общим эмиттером.

Функциональная схема ФАПЧ

Рис. 2. Функциональная схема платы ФАПЧ

Общая полоса пропускания тракта первой промежуточной частоты составляет 1,8 МГц на уровне 0,8 (46,1-47,9). Сигнал этой частоты через усилитель апериодический У173 подается на вход смесителя У174. На этот же вход подается опорный сигнал частот 33,4-34,3 МГц с платы формирования сетки частот через 0,1 МГц. Этот смеситель и полосовой усилитель У175 составляют резонансную систему в тракте второй промежуточной частоты 13,1-13,1999 МГц с полосой 400 кГц на уровне 0,8.

Сигнал с частотой 13,1-13,1999 МГц через усилитель резонансный У175, усилители апериодические У176, У168 и повторитель эмиттерный У183 поступает на вход детектора фазового У170. Регулировка уровня напряжения в кольце осуществляется с помощью резистора R107. На другой вход детектора фазового У170 через усилитель апериодический У169 подается сигнал опорной частоты 13,1-13,1999 МГц. Детектор фазовый собран по схеме с удвоением напряжения. С выхода ДФ сигнал подается на фильтр нижних частот У166 (ФНЧ) и генератор У232. В состав фильтра входит последовательный контур L1, С2, настроенный на частоту 100 кГц. ФНЧ ослабляет побочные частоты, отстоящие от полезного сигнала на 100 кГц. С выхода ФНЧ сигнал подается на варикап Д3 (ГПД).

При подаче питающих напряжений или при перестройке на другую частоту сигнал на выходе ДФ отсутствует. В этом случае устройство У232 работает в режиме генерации.

На его выходе появляется пилообразное напряжение с частотой 6-8 Гц. Это напряжение подается на диод Д1, входящий в контур ГПД. Емкость этого диода, а следовательно, и частота генератора начинают изменяться по закону пилообразного напряжения генератора, т.е. идет поиск. Учитывая, что ДФ имеет отрицательный и положительный участки характеристики (рис. 3), поиск ведется в таком направлении по частоте, что сначала на выходе ДФ появляется положительное напряжение, которое не влияет на работу генератора. Поиск продолжается до появления на зыходе ДФ отрицательного напряжения.

Генератор изменяет частоту ГПД до тех пор, пока вторая промежуточная частота не будет близка к частоте 13,1-13,1999 МГц. При этом на выходе ДФ появляются биения с разностной частотой:
F = foп - fc
где F -частота биения;
foп - опорная частота 13,1-13,1999 МГц;
fc - частота на выходе тракта ПЧ.

Когда разность частот foп и fc достигает 6±1 кГц, биения с ДФ через фильтр нижних частот (У166) поступают на варикап Д3 и вводят ГПД в полосу захвата системы. В режиме синхронизации на выходе ДФ появляется постоянное напряжение, которое переводит генератор У232 из автоколебательного режима в режим усилителя постоянного тока.

Эпюры напряжений

Рис. 3. Эпюры напряжений

Затем под действием отрицательного нарастащего напряжения с выхода ДФ напряжение на диодах Д1, Д3 устанавливается в пределах рабочего диапазона согласно выбранным частотам опорных сигналов.

С выхода ГПД через усилитель апериодический У177 напряжение подается на усилитель апериодический У179. Усилитель У179 собран на транзисторе 2Т306 В по схеме с общим эмиттером.

С выхода (4) сигнал поступает на выходной усилитель апериодический У180 и через ТК57 поступает на выход прибора П1В-Мк П1-Ш3.

С выхода (4) У179 сигнал подается на вход датчика автоконтроля (У182), С выхода датчика автоконтроля выпрямленное напряжение через ТК45 поступает на прибор П12-Мк (П12М-Мк).

Др42 ослабляет паразитные сигналы, имеющие частоты ниже 30 МГц. R154 и R155 служат для регулировки уровней сигнала частоты 55,5-65,4999 МГц и напряжения автоконтроля соответственно.

При перестройке на другую частоту на некоторое время выключается сигнал одной из опорных частот, вследствие чего исчезает напряжение на выходе ДФ, и генератор У232 переходит в режим поиска.

РадиоЭйр.ру рекомендует

Детская одежда Mayoral в интернет-магазине ДетвораШоп

Меню

Спонсоры

Ссылки