ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ.

Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) применяется в связи с необходимостью поддерживать величину промежуточной частоты приемника неизменной при изменении частоты передатчика и гетеродина под влиянием случайных факторов (изменение температуры, нагрузки, напряжения и т.д.) или при перестройке частоты.

Схемы АПЧ — это системы автоматического регулирования (САР). Системы АПЧ весьма разнообразны по структуре и конструктивному выполнению, однако, общая блок-схема АПЧ по большей части имеет вид рис. 1.

Рис.1 Блок-схема АПЧ

Постоянное значение промежуточной частоты (например, f_пр = f_г - f_м) можно поддерживать путем подстройки частоты передатчика f_м или частоты гетеродина f_г. При подстройке частоты f_г объектом перестройки в схеме (рис. 1) будет гетеродин, а соответственно входным и выходным сигналами системы будут f₁ = f_м. f₂ = f_г, а при подстройке частоты f_м объектом будет передатчик, а сигналы f₁ = f_г , f₂ = f_м.

Для измерения отклонения промежуточной частоты от заданного значения схема АПЧ имеет в своем составе измерительное устройство, включающее обычно смеситель, усилитель промежуточной частоты УПЧ и различитель (дискриминатор). Принцип работы схемы и особенности элементов измерительного устройства (смесителя, УПЧ, дискриминатора).

Возможны частотные и фазовые системы АПЧ. В частотных системах автоподстройки измерительное устройство реагирует непосредственно на текущее значение расстройки частоты, а в фазовых системах — на величину отклонения фазы, т. е. на разность фаз между эталонным и стабилизирующим колебаниями.

В частотных системах в качестве различителя применяется частотный дискрими-натор. В фазовых системах автоподстройки вместо частотного дискриминатора используется фазовый дискриминатор и генератор эталонной частоты. В остальном система фазовой автоподстройки совпадает с частотной и поэтому работу АПЧ рассмотрим на примере частотной системы автоподстройки.

Напряжения гетеродина и передатчика подаются на смеситель, который вырабатывает новое напряжение, частота которого, называемая текущей промежуточной частотой, равна разности частот f_г и f_м. Это напряжение поступает на УПЧ системы и после усиления подается на частотный дискриминатор. Частотный дискриминатор сравнивает текущую промежуточную частоту с номинальной промежуточной и вырабатывает напряжение рассогласования, величина и полярность которого зависят от величины и знака отклонения промежуточной частоты (частотного рассогласования). Все элементы, находящиеся между различителем и объектом перестройки, обычно называют регулирующим или управляющим устройством.

Регулирующее устройство служит для усиления и преобразования напряжения рассогласования в регулирующее напряжение, величина и форма которого удобны для воздействия на элемент подстройки. Под действием регулирующего напряжения частота гетеродина (или передатчика) изменяется так, что разность f_г - f_с (или f_с - f_г) примерно равна номинальной промежуточной частоте.

Регулирующее устройство во многом определяет тип и поведение всей системы АПЧ.

По типу регулирующего устройства схемы АПЧ делятся на электронные, электромеханические и термические.

В электронных схемах все элементы регулирующего устройства выполнены на электронных приборах. Наиболее часто используются усилители постоянного тока, тиратронные и фантастронные схемы.

В электромеханических схемах в качестве исполнительного элемента применяются маломощные электродвигатели или реле, механически изменяющие частоту гетеродина или передатчика.

В схемах АПЧ с термической настройкой осуществляется изменение частоты специальных клистронов под влиянием изменения температуры.

Для стабилизации и улучшения характеристик системы в регулирующее устройство могут вводиться дополнительные элементы в виде интегродифференцирующих звеньев, фиксирующих и сглаживающих цепей (фильтров), дополнительных обратных связей.

Обычно электронные АПЧ обеспечивают хорошее качество регулирования без применения каких-либо специальных методов коррекции. В электромеханических же схемах часто применяются дополнительные обратные связи, на тахогенераторах.

Основными показателями качества систем АПЧ являются:

- точность подстройки; величина остаточной ошибки в метровом диапазоне обычно равна 25÷ 100 кгц, а в сантиметровом диапазоне – 200 ÷ 300 кгц;

-диапазон поиска (полоса электронной настройки гетеродина) обычно составляет 0,5÷ 1,0% несущей частоты.