Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Автоматика радиоустройств 

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 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

§ 22 2] Системы автоматического слежения за частотой колебаний

Таким образом,

Иф.д ftS 2 Kv.ilmi COS ф = Кф.лит1 COS ф.

Величина

называется коэффициентом передачи ФД.

Наибольшего и наименьшего значения (+2Kv.Uт\) выходное напряжение достигает при ф=0±2йя и ф=я±2&п (k - натуральное число).

Umz <g Umi иФ.д - 2 KnUmz cos ф.

Если амплитуда колебаний одинакова, т. е. Umi = Umi=um, то для разности фаз ф= =0-е-я (рис. 22-7,6).

ф.д = 2 У~2КЛ Um cos + ф j .


Рис. 22-8. Кольцевой фазовый детектор.

В случае малых сигналов, когда детектирование квадратичное,

где Кд - коэффициент детектирования (черта сверху означает усреднение по времени). Отсюда получаем:

ыф.д=2Яд 7 2-

Для синусоидальных входных сигналов, сдвинутых по фазе на угол ф,

Кольцевой - ФД (рис. 22-8) отличается от балансного ФД наличием диагональных диодов Д3 и Дц. Он используется в том случае, когда требуется более точно выполнить операцию умножения и усредне-

ния, так как благодаря диагональным диодам осуществляется компенсация нечетных гармоник входных сигналов. Коэффициент передачи кольцевого ФД при прочих равных условиях приблизительно в 2 раза ниже, чем балансного.

С 0JB5

С1.0,05


втгп

Рис. 22-9. Несимметричный (одноламповый) коммутаторный фазовый детектор.

Коммутаторные ФД обычно используются на сравнительно низких частотах (до нескольких сот килогерц), поскольку в слу- чае колебаний очень высоких частот возникают трудности получения коммутирующего опорного сигнала достаточной амплитуды.

В несимметричном ФД (рис. 22-9) опорный сигнал поступает на экранирующую (или третью) сетку пентода. Амплитуда напряжения опорного сигнала Uon должна быть такой, чтобы осуществлялась коммутация анодного тока лампы. В отсутствие сигнала рассогласования ир, подаваемого на управляющую сетку, анодный ток i имеет прямоугольную симметричную форму (рис. 22-10, с, диаграмма /). При подаче сигнала рассогласования ыр анодный ток лампы ta=tai будет повторять по форме этот сигнал, причем приращение постоянной составляющей At зависит от разности фаз ф между сигналом рассогласования и первой гармоникой опорного напряжения.

Приращение среднего значения выходного напряжения выражается соотношением

ЫФ-Д~ ~ Ump cos ф,

где S-крутизна характеристики пентода;

Ra-сопротивление нагрузки; Ufop - амплитуда сигнала рассогласования.

Сглаживание (усреднение) осуществляется фильтром R&C .

/ 2я \

aC = r>> j.

Общее напряжение на аноде лампы

U& = £а - (0,5 /оЯа + Alafla),



\


ftp-

\ J

/ 1

\ */

1 jeiifttl)

r* * - ~~j

T .

-- - - -

>

Рис. 22-10. Временные диаграммы, характеризующие работу коммутаторного фазового

детектора.

о - для фазового сдвига Ф=0; б - для фазового сдвига ф-д/2; У - анодные токи ламп при подаче только опорного сигнала; 2 - сигнал рассогласования; 3, 4 - анодные токн ламп прн подаче сигнала рассогласования, диаграммы ta2 относятся к схеме симметричного ФД (рис. 22-11).

где /о - постоянная составляющая анодного тока при i7mp=0.

Во многих случаях наличие постоянной составляющей значительной величины нежелательно. Кроме того, ее величина зависит от параметров лампы и от амплитуды коммутирующего напряжения. Поэтому изменения постоянной составляющей, обусловленные нестабильностью анодного тока и амплитудой коммутирующего напряжения, могут привести к изменению выходного напряжения, сравнимого с изменением напряжения, обусловленного отклонением фазы ср.

В симметричном ФД опорное напряжение подается на аноды ламп (рис. 22-11), так что осуществляется коммутация анодных (а токов, как это видно на диаграмме рис. 22-10. Постоянная времени вы-

бирается из условия RC> -, где со -

круговая частота входных колебаний.

По схеме, аналогичной рис. 22-11,6, может быть построена схема ФД на транзисторах (рис. 22-11,в).

Если сигнал рассогласования не подан, то в симметричной схеме однотипные уСи.

лительные элементы, одинаковые номиналы элементов R и С), выходное напряжение равно нулю, так как падения напряжения постоянных составляющих на резисторах R одинаковы по величине и противоположны по знаку. При подаче сигнала рассогласования симметрично на управляющие электроды усилительных элементов (сетки ламп или базы транзисторов) токи усилительных элементов повторяют по форме сигнал рассогласования, в результате чего анодные (коллекторные) токи .получают приращения л/ противоположных знаков, абсолютные значения которых зависят от сдвига фаз ср. Выходное напряжение лампового ФД с элементами RC в цепи катода (рис. 22-11, а) выражается соотношением

ф-д= - 5д RVm cos ср=

= Аф.д Um cos ср. (22-3)

Коэффициент передачи ФД:

L dUm ]Ф=о я А



Здесь

l+0,bSR+0,bRIRm

1

~ llSR + 0,B + 0,BISRm

Rbh S - внутреннее сопротивление и крутизна характеристики ламп.

Приведенная формула справедлива при условии, что во время действия коммутирующего напряжения лампы работают в линейном режиме. При отсутствии сигнала рассогласования И действии опорного напряжения Uon через лампу проходит ток с амплитудой 1т- Последний находится как пересечение нагрузочной прямой, всходящей ИЗ ТОЧКИ. Ua=Uou ПОД уГЛОМ 01 =

=arctg 2/R, с сеточной характеристикой Uc = Uc0. Рабочая точка, определяемая пересечением этих линий, должна располагаться в области, наиболее удаленной от нелинейных участков характеристик ламп. Чтобы достичь этого, на сетки ламп подается дополнительное смещение от источника (положительный полюс источника обращен к сет--Кам)

см = Uca -f 0,5 ItiiRk - Uca -f* /о-к-

Здесь /0=0,5 Im - постоянная составляющая анодного тока одной лампы при отсутствии сигнала рассогласования.

Если нагрузочные элементы RC располагаются в анодных цепях ламп и выходное напряжение снимается с анодов (рис. 22-11,6), то коэффициент передачи ФД

К 2 у г. 2 S

я я l+*/2RB

(предполагается, что лампы работают в линейном режиме). Ясно, что коэффициент передачи ФД в этой схеме может быть значительно выше, чем в схеме с элементами RC в катодных цепях ламп.

Основной недостаток описанных схем состоит в наличии дрейфа нуля, обусловленного изменением постоянных составляющих токов усилительных элементов. Поэтому при использовании таких схем требуется начальная балансировка, которая осуществляется переменным резистором Re сравнительно небольшого сопротивления (порядка 3-5 ком).

Фазовые детекторы обладают инерционностью, обусловленной наличием RC-фильтра. Для изменения амплитуды на входе при постоянном значении ср детектор может быть представлен инерционным звеном с передаточной функцией

Гф.д = RC.

Частотные различители (детекторы, дискриминаторы). Преобразовательные свойства частотного дискриминатора (ЧД),

используемые в системах АСЧ, выражаются равенством \

ч.д = Кч.к([ - [ ) =

= Кч.я&! (22-4)

и представляются структурной схемой на рис. 22-12. Здесь f - частота входных колебаний; Кч.к - коэффициент передачи ЧД, Af=f-fo - расстройка.


Рис. 22-11. Коммутаторный фазовьй детектор о ** симметричным входом.

Частота f0, при которой выходное напряжение ЧД равно нулю, называется п е -реходной частотой (собственно частотой настройки).

В реальных схемах зависимость ич.п~ =cp(f) [или ыч.д=ср(Д7)] имеет вид дискриминационной кривой (рис. 22-13). Она называется основной характеристикой ЧД. Соотношение (22-4) выполняется лишь на линейном участке аЬ характеристики вблизи переходной частоты fo.

Коэффициент передачи ЧД

К - (dU4-A / du4-M )




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 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.