ФАПЧ. 2 лаба наша. Исследование системы фазовой автоподстройки частоты

• Название: Исследование системы фазовой автоподстройки частоты
• Дата: 02.06.2022
• Размер: 0.72 Mb.
• Имя файла: 2 лаба наша.docx
• Тип: Исследование; #564777

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Радиотехнических систем

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Радиоавтоматика»

Тема: Исследование системы фазовой автоподстройки частоты

Студенты гр. 8111		Кочетов Д.С.
		Кузьмин Н.П.
		Трусенко А.Э.
Преподаватель		Егоров И.В.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы:

1. 
   ознакомление с функциональными элементами системы ФАПЧ и принципом ее работы;
   
2. 
   исследование точности в зависимости от структуры и параметров системы;
   
3. 
   исследование возможностей изменения динамических свойств системы методом последовательной коррекции.
   

Описание лабораторной установки



Рисунок 1 – Лабораторная установка

Лабораторная установка состоит из макета системы ФАПЧ, генератора гармонических сигналов и осциллографа. Система ФАПЧ в простейшей комплектации содержит фазовый дискриминатор (преобразует разность фаз двух сигналов в управляющее напряжение), цепи коррекции и управляемый генератор (во времязадающей цепи этого генератора включен управляемый напряжением реактивный элемент).

Без учета нелинейности статических характеристик функциональных элементов и инерционности фазового дискриминатора функцию передачи системы ФАПЧ в разомкнутом состоянии можно представить в виде:



где – функция передачи корректирующей цепи; – коэффициент усиления.

Предусмотрены 3 варианта включения простейшей системы ФАПЧ (переключатель S1):

• 
  без коррекции ( =1);
  
• 
  с последовательной коррекцией вида: ;
  
• 
  с последовательной коррекцией вида: ,
  

причем постоянные времени цепей коррекции T₁, T₂ и T₃ зависят от номиналов резисторов и емкостей, указанных на макете.

Электронный интегратор, включённый в макет, имеет следующее напряжение на выходе операционного усилителя:



Из равенства токов на входном сопротивлении и ёмкости в цепи ОС получим



Таким образом, при передаточная функция электронного интегратора равна



Обработка результатов

1. Таблица и график зависимости , расчет и постоянных времени корректирующих элементов.

Также рассчитаем Kv для каждых пар значение по формуле 2.1, приведённой ниже и запишем в таблицу 1.



Таблица 1

f, кГц	8,4	8,5	8,6	8,7	8,8	8,9		9	9,1
Δf, кГц	-0,3	-0,2	-0,1	0	0.1	0.2	0.3		0.4
Δϕoc	-100	-60	-30	0	30	70		120	180
Δϕос, (с «эквивалент двигателя»)	-100	-50	-20	0	50	70	100		140
Кv,	1.08	1.2	1.2	0	1.2	1.03	0.9		0.8
Кv (с «эквивалент двигателя»),	1.08	1.44	1.8	0	0.72	1.03	1.08		1.03

Рисунок 2 – Зависимость Δϕос от Δf (кГц)



Рисунок 3 – Зависимость Δϕос (с «эквивалент двигателя») от Δf (кГц)

2. Характеристики переходных процессов.

Наблюдаемые переходные процессы имели следующий характер: первая система – монотонный, вторая – сильно колебательный, третья – слабо колебательный.

3. Полосы удержания исследуемых систем ФАПЧ.

Без “эквивалента двигателя”:

f1=8.4 кГц, f2=9.1 кГц, fср=8.75 кГц, полоса удержания Δf = 0,7 кГц.

В случае включения “эквивалента двигателя” в цепь ОС ОУ получили примерно те же экспериментальные данные:

f1=8.4 кГц, f2=9.1 кГц, fср=8.75 кГц, полоса удержания Δf = 0,7 кГц.

4. Для линейного участка зависимости Δϕос (Δf) определим коэффициент усиления Кv с помощью формулы (2.1).





5. Для построения асимптотических ЛХ необходимы значения постоянных времени.

• 
  Первый способ включения не предусматривает коррекции: .
  
• 
  Второй способ включения имеет последовательную коррекцию RC-цепочкой:
  

, где .

• 
  В третьем способе включения добавляется форсирующее звено:
  

, где .

6. Построим ЛАЧХ для .



Рисунок 4 - ЛАЧХ для

Выводы

• 
  Зависимость имеет вид нелинейной нечётной функции;
  
• 
  Переходные процессы для трёх исследованных конфигураций системы ФАПЧ имели соответственно монотонный, сильно колебательный и слабо колебательный характер.