При получении большого числа разных частот для упрощения структуры ГО объединяют ветви с одинаковыми частотами. Например, если от ЗГ с частотой = 36 кГц требуется получить частоты = 20 кГц и, = 30 кГц, то, учитывая, что 20 = 36: 9 • 5; 30 = 36: 6, ■ 5, целесообразно строить ГО по схеме на рис. 7.5.
Рис.7.4
Непрямой метод синтеза частот подразумевает использование не одного; а нескольких автономных ЗГ, которые синхронизируются по основному генератору с помощью устройств частотной (ЧАП) и фазовой (ФАПЧ) автоподстройки частоты. Для варианта с ФАПЧ (см.рис. 7.5) синхронизация генераторов 1 и 5 осуществляется с помощью делителей частоты 2, 6 и петли автоподстройки, которая содержит фазовый детектор (ФД) 3 и усилитель сигнала ошибки 4. В установившемся
режиме частоты сигналов, поступающих на оба входа ФД 3 с делителей частоты, равны
и напряжение на выходе ФД 3 равно нулю (или постоянной величине). Тогда имеем
(7.3)
т.е. получаем такой же результат, как и при прямом синтезе (7.2). При уходе частоты генератора 5 на величину на выходе ФД 3 возникает сигнал ошибки с разностной частотой
|
|
Рис.7.5
,
который после усиления в блоке 4 поступает на управляющий элемент, включенный в схему генератора 5. В качестве такого элемента обычно используют варикап, который при изменении приложенного к нему напряжения смещения меняет свою емкость. При включении варикапа в колебательный контур генератора 5 можно таким образом изменять его частоту, подстраивая ее до номинального значения (7.3).
Достоинство непрямого метода синтеза частоты — возможность исключения умножителей частоты, которые являются сложными устройствами, требующими применения к тому же высокоизбирательных фильтров. Делители частоты, как будет показано ниже, гораздо проще в реализации, при i этом легче решается и проблема дискретной перестройки частоты fj. К недостаткам непрямого метода синтеза можно отнести сложность построения генератора 5, управляемого напряжением (ГУН), а также необходимость соблюдения ряда дополнительных требований, связанных с проблемой первоначальной синхронизации генераторов 7 и 5.
В современных ГО используется комбинированный метод построения, объединяющий прямой и непрямой методы синтеза частот, как показано, например, на рис. 7.7. Здесь блоки делителей частоты 2, 12 и умножителей 3, 13 обес печивают получение частот от задающего генератора 1, как при прямом методе синтеза частот. Однако вследствие того, что спектр сигнала на выходе умножителей содержит не только полезные частоты , но и другие компоненты, которые трудно отфильтровать пассивными электрическими фильтрами, в схему ГО введены дополнительные блоки 4—7 и 14—17. Они обеспечивают непрямой синтез частот , получаемых от ГУН 4 и 14 с по мощью типовой схемы фазовой автоподстройки частоты. Каждый из генераторов 4, /4 синхронизируется только одним компонентом выходного сигнала умножителя, частота которого близка к собственной частоте генерации. Таким образом, в данном случае схема ФАПЧ выполняет роль узкополосного фильтра. Фильтрация осуществляется за счет узкополосных ФНЧ 6 и 16, которые выделяют сигналы разностной частоты, образованной при воздействии на фазовый детектор 5 (или 15) колебаний близких частот с выхода умножителя и с выхода соответствующего автогенератора.
|
|
Для получения требуемой частоты при прямом синтезе частот применялся бы преобразователь (смеситель) частоты и узкополосный фильтр. В схеме, приведенной на рис. 7.7, роль узкополосного фильтра выполняет совокупность блоков 9—11, 18 и 19, которые обеспечивают непрямой синтез частоты . В такой схеме автогенератор 9 генерирует синусоидальное колебание с частотой, близкой к требуемой . Это колебание поступает на преобразователь частоты 8, на выходе которого после полосового фильтра 10 выделяется сигнал разностной частоты , Она близка к частоте, генерируемой автогенератором 14.
Рис. 7.7
Точное совпадение частот обеспечивается за счет схемы автоподстройки, содержащей фазовый детектор 18, узкополосный ФНЧ 19 и усилитель сигнала ошибки 11. Напряжение с выхода этого усилителя поступает на ГУН 9 и изменяет его частоту до требуемого значения, соответственно увеличивается коэффициент передачи в цепи ОС и уменьшается коэффициент усиления БУ 2. Напряжение Uупр регулируется в зависимости от амплитуды напряжения на выходе БУ. Для этого используется цепь управления, содержащая выпрямитель 3, фильтр нижних частот 4, схему сравнения 5 и усилитель сигнала ошибки 6. Такая схема стабилизации по принципу действия напоминает систему АРУ по КЧ и обеспечивает постоянство выходного напряжения при действии различных дестабилизирующих факторов как в ЗГ, так и в БУ.
Литература:
Осн. 1. [ 207-216 ]
Доп. 1. [ 182-184 ]
Контрольные вопросы
- Назначение и основные параметры генераторного оборудования.
- Структурная схема генераторного оборудования.
- Непрямой метод синтеза частот и его особенности.
- Комбинированный метод построения ГО.
- Умножители и делители частоты.
- Комбинированный метод построения ГО.