ФАПЧ. 2 лаба наша. Исследование системы фазовой автоподстройки частоты
![]()
|
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
Санкт-Петербург 2021 Цель работы: ознакомление с функциональными элементами системы ФАПЧ и принципом ее работы; исследование точности в зависимости от структуры и параметров системы; 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 ![]() ![]() Предусмотрены 3 варианта включения простейшей системы ФАПЧ (переключатель S1): без коррекции ( ![]() 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 ![]() ![]() Обработка результатов 1. Таблица и график зависимости ![]() ![]() Также рассчитаем Kv для каждых пар значение по формуле 2.1, приведённой ниже и запишем в таблицу 1. ![]() Таблица 1
![]() 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: ![]() ![]() В третьем способе включения добавляется форсирующее звено: ![]() ![]() 6. Построим ЛАЧХ для ![]() ![]() Рисунок 4 - ЛАЧХ для ![]() Выводы Зависимость ![]() Переходные процессы для трёх исследованных конфигураций системы ФАПЧ имели соответственно монотонный, сильно колебательный и слабо колебательный характер. |