Описание элементов цепи ФАПЧ

Петля ФАПЧ — это система автоматического регулирования, каждое звено которой имеет определенный коэффициент передачи, связывающий входную и выходную величины.

Генератор, управляемый напряжением. Входной величиной ГУНа является управляющее напряжение U_B, подводимое к варикапу. Выходная величина ГУНа — изменение его частоты Асо_ГУ11. Обе величины связаны регулировочной характеристикой, определяемой соотношениями (4.22) — (4.25). При малых изменениях U_B относительно среднего значения график этой функции представляет собой прямую линию, коэффициентом передачи является крутизна (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Регулировочная характеристика

В ГУ Не изменение частоты Асо_гун суммируется с его собственной частотой со_гун0:

Таким образом, в состав ГУ На входит также суммирующее звено.

Делитель частоты. На вход делителя частоты поступают колебания напряжения частотой со_гун

на выходе образуются колебания напряжения обратной связи и_ос с частотой

Коэффициент передачи делителя.

Дискриминатор. На него поступают колебания напряжения обратной связи.

и опорного эталонного генератора.

В синхронном режиме работы системы ФАПЧ дискриминатор реагирует на разность мгновенных фаз этих колебаний

где = оу, У_0С = (М + ф.

При малых Л|/ напряжение или ток на выходе дискриминатора пропорциональны Aj/. В современных синтезаторах частот выходной величиной является ток, тогда выходной ток дискриминатора.

где к_л — коэффициент передачи дискриминатора, его разА мерность-.

рад.

Фильтр. Фильтр системы ФАПЧ предназначен для того, чтобы на ГУН поступали низкочастотные колебания, содержащие информацию о Avj/, и отфильтровывались высокочастотные составляющие, имеющиеся на выходе дискриминатора. Если полезная информация содержится в выходном токе синтезатора, то второе назначение фильтра — сформировать напряжение, управляющее частотой ГУНа. В этом случае применяются следующие варианты пассивных ФНЧ (рис. 5.3).

Поскольку в составе фильтра имеются реактивные элементы, входная / (t) и выходная величины связаны дифференциальным уравнением.

где К_ф(р) — символическая запись дифференциального.

Рис. 53. Различные варианты фильтров системы ФАПЧ (а — в).

лив U_B на /_в, получим, что имеет размерность сопротивления — Ом. Символическую запись дифференциального уравнения К_(Ь(р) называют операторным коэффициентом передачи фильтра.