Ω_Б=2w _с - w _г ,

где w _с,w _г– несущие частоты сигнала и опорного генератора. Установившийся режим в замкнутой ФАПЧ возможен только при Ω_Б = 0. При этом на выходе ФД2 действует постоянное напряжение.

U₁ = К_Д sin D j ,

где D j = d j _с - d j _г,

К_д – крутизна передаточной характеристики ФД;

d j _г – начальная фаза колебаний местного генератора.

Постоянное напряжение поступает на управляющий элемент генератора (варикап) и изменяет его частоту, а значит, и фазу, до тех пор, пока разность фаз между сравниваемыми на ФД2 колебаниями не снизится до некоторого остаточного значения. Остаточная разность фаз D j _ф поддерживает на выходе ФД2 необходимое для компенсации начальной расстройки. Полоса частот 2D w _y, равная разности максимального и минимального значений частот подстраиваемого генератора, в пределах которой поддерживается Ω_Б = 0, называется полосой удержания.

Режим работы ФАПЧ, при котором сохраняется Ω_Б = 0, называется режимом слежения. При Ω_Б > 2D w _y схема переходит в режим биений. Остаточная разность фаз:

D j _ф (D w ) = -arcsin(D w /D w _y).

Фаза колебаний генератора с ФАПЧ следит за фазой сигнала, и поэтому в цепь синхронизации генератора не попадают шумы, отличающиеся по частоте от сигнала. Следовательно, ФАПЧ обладает фильтрующей способностью. Последнюю характеризуют эквивалентной шумовой полосой пропускания D w _э . В схеме с ФАПЧ можно получить D w _y >> D w _э, что дает достаточно малое значение d j _г в сравнении с D j _z (D j _z – фазовая расстройка, вносимая фильтром в опорное колебание при уходе частоты входного сигнала от номинального значения, на которое настроен фильтр).В этом преимущество фильтрации с помощью ФАПЧ в сравнении с ПФ. Рассмотренную схему называют схемой Пистолькорса.

В этой схеме (рисунок 8.19) снятие манипуляции выполняется путем удвоения частоты сигнала, фильтрация с помощью ФАПЧ, работающей, в отличие от схемы Пистолькорса, на частоте w = 2w _с .

В схеме Костаса (рисунок 8.20) для снятия манипуляции служит перемножитель напряжений U1, для фильтрации – схема ФАПЧ. В качестве перемножителя используется обычный балансный модулятор.

Выходной сигнал Uв1 может быть определен с учетом работы ФАПЧ:

Uв₁ = К_Д cos D j (t)

где D j (t) = j _м(t) = 0,p - начальная фаза входного сигнала, изменяющаяся в процессе модуляции.

Uв₂ = К_Д sin D j (t)

Uв₃ = Uв₁ × Uв₂ = К_Д²sin2D j (t) = К_Д²sin2[j _м(t)- j _ф(t)] = К_Д²sinD j _ф» К_Д^{2D j} _ф

При значениях j _м(t) =0, p фаза выходного напряжения не будет изменяться, т.е. манипуляция снята. Это напряжение подается на управляющий элемент (варикап) опорного генератора.

Перемножители U1 и U2 выполняют перемножение выходных напряжений синфазного и квадратурного каналов. Выходные напряжения перемножителей складываются в противофазе в сумматоре. В результате такой обработки напряжение на выходе сумматора оказывается не модулированным. Оно служит для управления фазой опорного генератора. При этом синфазный и квадратурный каналы должны иметь одинаковые импульсные характеристики и вносить одинаковую задержку.

назад | содержание | вперед