Шпоры в выходном спектре ГУНа

Современные дискриминаторы — это импульсные устройства, в которых информация о несовпадении частот Л ^и /гуп /N содержится в среднем значении выходных импульсов тока. По этой причине спектр выходного тока дискриминатора, помимо полезной низкочастотной составляющей, содержит нежелательные компоненты на частотах /э и ее гармониках, они вызовут частотную модуляцию основных колебаний. В результате в выходном спектре появляются так называемые шпоры, т. е. боковые дискретные составляющие (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Спектр выходных колебаний при наличии «шпор».

Для устранения «шпор» нужно уменьшать полосу пропускания фильтра цепи ФАПЧ и увеличивать крутизну ската его амплитудно-частотной характеристики. Из (5.10) следует, что модуль нормированного коэффициента передачи фильтра.

Если эталонная частота со_э в т раз больше частоты среза Q_C3, то модуль А^ф (Q) на эталонной частоте определяется выражением.

Поскольку величины Q_C3t₂ и Ц._зт₁₂ зависят от запаса по фазе Q_3ail ФЧХ разомкнутой петли ФАПЧ, то можно оценить степень подавления фильтром частоты оо_э при разных ср_зап и т. На рис. 5.11 приведена зависимость АГ_ф (со,) в дБ от ср_зап при разных т.

Рис. 5.11. Зависимость модуля коэффициента передачи фильтра на частоте оо_э от ср _аи при разных т.

Как очевидно, для большего подавления колебаний эталонной частоты нужно уменьшать ф_зап и увеличивать коэффициент т = ——, т. е. уменьшать частоту среза замкнутой.

^сз АЧХ системы ФАПЧ.

Синтезаторы частот

Синтезаторы частот микроволнового диапазона строят по функциональной схеме автогенератора с ФАПЧ (см. рис. 5.1). Для возможности перестройки частоты делитель частоты выполняют с переменным коэффициентом деления N, который может быть изменен путем подачи на делитель управляющего напряжения U .

Посмотрим, каким образом осуществляется перестройка частоты синтезатора. Если в делителе установлен коэффициент деления N, то в синхронном режиме работы выходная частота синтезатора

При изменении коэффициента деления на 1, т. е. установлении N' = N + 1, на вход дискриминатора поступают разные частоты /_э и /_гун /(-У + 1). В результате возникает переходный процесс, частота ГУНа перестраивается и в новом синхронном режиме устанавливается новая частота синтезатора

Как очевидно, дискрет перестройки частоты равен частоте эталонного генератора /_э.

Обычно в связных радиосистемах осуществляется многоканальная связь, при этом выделенный диапазон частот разделяется на поддиапазоны, каждый из которых предназначен для одного канала. Ширина поддиапазона определяется спектром радиосигнала (она устанавливается несколько большей ширины спектра радиосигнала).

С другой стороны, частота эталонного генератора выбирается по критерию минимума фазового шума на выходе синтезатора. Как показывает практика, наименьший фазовый шум получается при /_э, составляющих единицы или десятки мегагерц. В то же время, полоса частот радиосигнала составляет десятки или сотни килогерц. Таким образом, возникает задача уменьшения дискрета перестройки. Она решается путем введения в цепь системы ФАПЧ второго делителя частоты для уменьшения /_э в п раз. В результате на вход дискриминатора поступают колебания частот /гун /э.

^т| и — и сравнение частот происходит на частоте N п

называемой частотой сравнения.

В синхронном режиме работы выходная частота синтезатора

где N > п, а дискрет перестройки А/ = / .

При уменьшении частоты, на которой происходит сравнение фаз в дискриминаторе, обостряется проблема подавления шпор в выходном спектре. Для расчета степени подавления в выражение (5.23) следует подставить ш_ср = 2к f вместо со ,.