МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ
Уральський державний технічний університет
Кафедра радіотехнічних систем
Система частотної автопідстроювання (ПАП)
Пояснювальна записка до курсової роботи з курсу "Теорія управління і радіоавтоматики "
Студент Гарюн В.І.
Група Р - 404а
Викладач Маєвська Е.А.
2008
Завдання на курсову роботу
1. Тип системи - ПАП.
2. Порядок астатизму - I.
3. Постійна часу Т, сек. - 0,4 сек.
4. Максимальне вплив:
4.1. по швидкості - 5 * 10 4 сек -2 ;
4.2. щодо прискорення - 800Гц (1/с 2 ).
5. Відношення сигнал - шум
6. Кордон апертури Х а - 5 Г— 10 3 Гц.
7. перехоплює режим - 5 * 10 4 Гц/сек.
8. Форма сигналу - безперервний.
9. Вид передавальної функції системи в розімкнутому стані:
10.
Розрахувати:
1. Номінальне значення петлевого посилення (добротності) КПО з умов:
1.1. Динамічна помилка в стаціонарному режимі не перевищує 5% полуапертури (поліноміальний вплив);
1.2. Амплітуда помилки в стаціонарному режимі при дії еквівалентної синусоїди із заданими максимальними значеннями швидкості і прискорення впливу не перевищує зазначених вище значень;
1.3. Максимальне значення помилки в перехідному режимі при стрибку швидкості не перевищує 50% полуапертури.
2. Параметри згладжуючих ланцюгів з умов:
2.1. Запас стійкості по фазі не менше 30 В°;
2.2. С. К.О. помилки стеження, викликаної дією завади із заданим q 2 макс , не перевищує 20% полуапертури.
Зміст
Завдання на курсову роботу
Введення
Розрахунок основних параметрів системи
Вибір коригувальних ланцюгів
Висновки
Бібліографічний список
Введення
Приклади використання. Системи частотної автопідстроювання (ПАП) застосовуються в радіоприймальних пристроях для підтримки постійної проміжної частоти сигналу, використовуються для стабілізації частоти генерованих коливань, застосовуються в якості вузькосмугових перебудовуваних по частоті фільтрів і в якості демодуляторів частотно-модульованих коливань із зворотним зв'язком по частоті.
Спрощена функціональна схема супергетеродинного приймача, в якому для стабілізації проміжної частоти сигналу використовується система ПАП, показана на рис.1. У цьому приймачі вхідний сигнал u c ( T ) перетвориться в змішувачі (СМ) на проміжну частоту, підсилюється підсилювачем проміжної частоти (ППЧ) і надходить на наступні каскади приймача (детектор, УНЧ).
Рис.1.
При відсутності системи автопідстроювання взаємна нестабільність частот вхідного сигналу і гетеродина може призводити до догляду проміжної частоти сигналу за межі смуги пропускання ППЧ і порушення нормальної роботи приймача.
Система ПАП, що включається до складу приймача для усунення цього явища, працює таким чином. Напруга з виходу УПЧ подається на пристрій, зване частотним дискримінатором (ЧД). При появі відхилення Dw проміжної частоти сигналу від її номінального значення, яке збігається з центральною частотою УПЧ, на виході дискримінатора виникає напруга, залежне від величини і знака відхилення Dw. Вихідна напруга дискримінатора, пройшовши через фільтр нижніх частот (ФНЧ), надходить на підлаштовуватися генератор (ПГ) і змінює його частоту, а отже, і проміжну частоту сигналу так, що вихідне неузгодженість Dw зменшується.
В результаті роботи системи ПАП проміжна частота сигналу підтримується близькою до центральної частоті УПЧ. Це дозволяє істотно зменшити вплив взаємної нестабільності частот передавача і гетеродина, звузити смугу УПЧ і підвищити якість прийому.
Система ПАП застосовуються також у якості автоматично перебудовуються по частоті (що стежать) фільтрів, що здійснюють частотну селекцію сигналу. Точка знімання відфільтрованого напруги при цьому вибирається залежно від того, вимагається Чи зберегти в процесі фільтрації незмінною амплітуду сигналу або така вимога не пред'являється. Якщо корисна інформація укладена в амплітуді сигналу і її необхідно зберегти, то відфільтроване напруга знімається з виходу УПЧ. Смуга пропускання фільтра, побудованого з використанням системи ПАП, дорівнює при цьому смузі пропускання УПЧ. При зміні центральної частоти вхідного сигналу в результаті роботи системи ПАП змінюється частота гетеродина і фільтр автоматично налаштовується на новий значення частоти сигналу [1].
Розрахунок основних параметрів системи
1. Спочатку розрахуємо значення петлевого коефіцієнта посилення виходячи з трьох обмежень. Два з них належать до стаціонарного режиму. Перша умова вимагає, щоб динамічна помилка в стаціонарному режимі не перевищувала 5% від заданого значення полуапертури.
1.1. ,, 1/с.
,
Друга умова вимагає вибору петлевого посилення таким чином, щоб амплітуда помилки в стаціонарному режимі не перевищувала 5% від заданого значення полуапертури.
1.2
Визначимо амплітуду еквівалентного динамічного впливу L М і його частоту W.
, L м = 31,25 Г— 10 5 1/с.
, W = 0.016 1/с.
Амплітуда помилки стеження в стаціонарному режимі може бути знайдена з виразу
, тому у нас L м >> X Д1 , то
, тоді звідси знаходимо До П0 .
,.
Третьою умовою є те, що максимальне значення помилки в перехідному режимі при стрибку швидкості не перевищує 50% полуапертури.
1.3. Х мах = 1250 1/с.
Максимальне значення помилки стеження при ступінчастому зміні швидкості параметра l (t) наближено одно (при До П0 Г— Т> 10 ) [1]:
.
Знайдемо з цього виразу коефіцієнт передачі До П0 .
Перетворенням вищевикладеного вираження одержуємо квадратичне рівняння для обчислення До П0 .
. замінимо
;;,
тоді вираз набуде вигляду:
частотна автопідстроювання радіоприймальний пристрій
, беремо більший корінь даного рівняння x = 12.55, звідси
До ПО = 12,55 2 = 157,5 1/с.
Виходячи з вищеперелічених умов беремо коефіцієнт підсилення не коректувати системи рівним До П0 = 450 1/с.
Вибір коригувальних ланцюгів
Для початку побудуємо не скориговані характеристики і подивимося, що не задовольняє вимогам для системи.
ЛАЧХ
ЛФЧХ
,,. w ср В»32Гц.
За побудованим характеристикам визначили, що система не задовольняє вимогам завдання (тобто запас по фазі в районі частоти зрізу дорівнює 3 В°, замість 30 В° і нахил ЛАХ в районі частоти зрізу дорівнює - 40 дБ/дек) і вимагає корекції. Передавальна функція скоригованої системи буде мати наступний вигляд:
Для побудови логарифмічні амплітудно-частотних і фазо-частотних характеристик системи скористаємося програмою, розр...
