Исследование синтезатора частоты

Цель работы: Изучить принципы построения синтезаторов частот в возбудителях передатчиков, экспериментально исследовать цифровой синтезатор частоты.

синтезатор передатчик цифровой частота генератор

Ход работы:

1. Определение диапазона перестройки генератора, управляемого напряжением (ГУН). Снятие характеристики управления.

Соединили КТ7 исследуемого макета с входом частотомера, расположенного на правой лицевой панели установки. Включили питание частотомера, переключатель режимов работы частотомера установили в положение «Внеш.».

Переключатель режимов работы тестера установили в положение, соответствующее измерению постоянного напряжения до 20 В. Напряжение с гнезд КТ6 подали на вход тестера. Регулятором «U_ПИТ» установили максимально возможное напряжение питания ГУН и ОГ.

Вход тестера подключили к КТ5. Переключатель S2 установили в положение 2.

Регулятор «U_УПР» повернули против часовой стрелки до упора.

Изменяя величину U_УПР от минимального до максимального, зафиксировать значение частоты ГУН, соответствующее каждому значению U_УПР. Полученные данные занесли в таблицу № 1. Построили характеристику управления ГУН. Определили максимальную частоту ГУН. Рассчитали диапазон перестройки ГУН.

U_{ПИТ МАКС}.=12,12 В (измерено тестером в КТ7).

f _{ГУН МИН} =147,7 кГц.

f _{ГУН МАКС}=1602 кГц .

Таблица № 1. Зависимость частоты ГУН от управляющего напряжения.

Рис. 1. Зависимость частоты от управляющего напряжения.

2. Определение нестабильности частоты ОГ и ГУН при изменении питающего напряжения.

Изменяя величину U_УПР установили частоту ГУН, равной 500 кГц.

Измерили и записали частоту опорного генератора, подключив вход частотомера к КТ1.

Вход тестера подключили к КТ6. Регулятором «U_ПИТ» установили минимально возможное напряжение питания ГУН и ОГ. Записали величину U_{ПИТ МИН}.

Измерили частоту опорного генератора.

Вход частотомера подключили к КТ7. Вход тестера подключили к КТ5. Регулятором «U_УПР» установили U_УПР = U^*_УПР. Измерили частоту ГУН.

Определили абсолютную и относительную нестабильность частоты ОГ и ГУН при изменении питающего напряжения. Сравнили полученные величины.

f _ГУН =5000,15 кГц при U^*_УПР = 1,75 В при U_{ПИТ МАКС} = 12,12 В.

f _ОГ =500,03кГц.

f _ГУН =499,24кГц при U^*_УПР = 1,75 В при U_{ПИТ МИН} = 11,11 В.

f _ОГ =499,98кГц.

• ?f _ГУН = 0,86кГц
• ?f _ГУН / f _ГУН = 0,172 = 1,72*10^-3
• ?f _ОГ = 0,05 кГц
• ?f _ОГ / f _ОГ = 0,0001 = 1*10^-4

Вывод: нестабильность частоты ГУН при изменении напряжения питания отличается на порядок по отношению к нестабильности частоты ОГ.

3. Определение шага сетки частот для М = 50, 100, 200.

Рассчитали частоту импульсов на выходе ДФКД для М = 50, 100, 200. Подключили вход частотомера к КТ2 и, изменяя величину М с помощью переключателя «УСТАНОВКА М», сравнили полученные результаты с показаниями частотомера.

Полученные значения частоты определяют шаг сетки частот.

Частота импульсов на выходе ДФКД для М = 50 F=10 кГц .

Частота импульсов на выходе ДФКД для М = 100 F=5 кГц .

Частота импульсов на выходе ДФКД для М = 200 F= 2,5 кГц .

4. Расчет допустимых значений N для заданного шага сетки частот и измеренного диапазона перестройки ГУН.

Установили заданное значение М переключателем «УСТАНОВКА М».

Подключили вход частотомера к КТ7. Переключатель S1 установили в положение 2. Переключатель S2 установили в положение 1.

Изменяли значение коэффициента деления N от минимально возможного до максимального. При этом фиксировали показания частотомера.

Допустимые значения N.

Для М=50 N_МИН=20 N_МАКС=148.

Для М=100 N_МИН=28 N_МАКС=297.

Для М=200 N_МИН=56 N_МАКС=594.

5. Расчет значений М и N для заданного значения частоты. Экспериментальная проверка правильности расчета М и N .

Рассчитали значения M и N для f_ГУН = 500…1207,5 кГц Установить рассчитанные значения М и N. Сравнили показания частотомера с заданным значением частоты.

Определили по характеристике управления ГУН напряжение U_УПР, соответствующее заданному значению частоты.

Измерили U_УПР в КТ5.

f_МИН = 500кГц; f_МАКС = 1207,5кГц .

Рассчитано М=200 N_МИН=200 N_МАКС=483.

Для заданных крайних частот измерено:

U_{УПР МИН} = 1,75 В U_{УПР МАКС} = 1,75 В Вывод: наши коэффициенты соответствуют заданным частотам.

6. Определение нестабильности частоты ГУН при замкнутой петле импульсной фазовой автоподстройки частоты.

Подбором М и N установили частоту ГУН равной 500 кГц. Записали точное значение частоты. Регулятором «U_ПИТ» поочередно установили максимальнои минимально возможное напряжение питания ГУН и ОГ.

Определили абсолютную и относительную нестабильность частоты ГУН при изменении питающего напряжения.

f _ГУН =500,05кГц при U^*_УПР = 1,767 В при U_{ПИТ МАКС} = 12,12 В.

f _ГУН =499,98 кГц при U^*_УПР = 1,766 В при U_{ПИТ МИН} = 11,11 В.

• ?f _ГУН =0,07
• ?f _ГУН / f _ГУН = 0,14 = 1,4*10^-4

Вывод: при замкнутой петле импульсной фазовой автоподстройки частоты нестабильность ГУН уменьшилась на порядок.

7. Осциллографирование процессов в петле импульсной фазовой автоподстройки частоты.

Соединили вход «Y1» осциллографа с КТ2, а вход «Y2» — с КТ3. Синхронизация осциллографа — по входу «Y1». Переключая М и N, наблюдали изменение длительности и взаимного расположения импульсов в КТ2 и КТ3. Вход «Y2» подключили к КТ4. Переключая М и N в пределах допустимых значений N, наблюдали процессы, происходящие в КТ2 и КТ4. Проследили за показаниями частотомера и тестера, подключенного к КТ5.

Переключатель S1 установили в положение 1, а переключатель «УСТАНОВКА М» — в положение «200». Вращая регулятор «t», наблюдали изменение взаимного расположения импульсов в КТ2 и КТ3 и величину напряжения в КТ5. Вход «Y2» подключили к КТ4. Наблюдали форму импульсов на выходе ИФК, величину напряжения в КТ5 и значение частоты ГУН при различных положениях регулятора «t».

При переключении N на время отработки АПЧ нового значения частоты (0,2 с — 1 с) в КТ3 наблюдается подстройка фазы.

Длительность импульсов в КТ4 на время отработки АПЧ нового значения частоты (0,2 с — 1 с) наблюдается…

Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы мы изучили принципы построения синтезаторов частот в возбудителях передатчиков и экспериментально исследовали цифровой синтезатор частоты. Определили диапазон перестройки генератора, управляемого напряжением (ГУН). А так же определили нестабильности частоты ГУН при разомкнутой петле импульсной фазовой автоподстройки частоты и при замкнутой петле импульсной фазовой автоподстройки частоты.