Новости

Исследование синтезатора частоты

Работа добавлена:






Исследование синтезатора частоты на http://mirrorref.ru

Кафедра «Радиотехника»

на тему: «Исследование синтезатора частоты»

Осипов Н.И.

Ижевск, 2016г.

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

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 «UПИТ» установили максимально возможное напряжение питания ГУН и ОГ.

Вход тестера подключили к КТ5. ПереключательS2 установили в положение 2.

Регулятор «UУПР» повернули против часовой стрелки до упора.

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

UПИТМАКС.=12,12 В(измерено тестером в КТ7)

fГУН МИН=147,7 кГц

fГУН МАКС=1602 кГц .

Таблица №1. Зависимость частоты ГУН от управляющего напряжения

UУПР,В

0,03

1,00

1,50

2

2,5

3

4

5

6

fГУН, кГц

147,7

169,3

377,8

613,7

813,5

982,1

1244,8

1433,8

1550

UУПР,В

7

9

10

8

fГУН, кГц

1599,2

1603

1603

1603

Рис.1. Зависимость частоты от управляющего напряжения.

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

Изменяя величинуUУПР установили частоту ГУН, равной 500 кГц.

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

Вход тестера подключили к КТ6.Регулятором «UПИТ» установили минимально возможное напряжение питания ГУН и ОГ. Записали величинуUПИТМИН.

Измерили частоту опорного генератора.

Вход частотомера подключили к КТ7. Вход тестера подключили к КТ5. Регулятором  «UУПР» установилиUУПР =U*УПР . Измерили частоту ГУН.

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

fГУН=5000,15 кГц   приU*УПР =1,75В  приUПИТ МАКС =12,12 В

fОГ=500,03кГц

fГУН=499,24кГц   приU*УПР =1,75 В  приUПИТ МИН =11,11 В

fОГ=499,98кГц

fГУН= 0,86кГц

fГУН/fГУН= 0,00172 = 1,72*10-3

fОГ= 0,05 кГц

fОГ/fОГ= 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 = 50F=10 кГц .

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

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

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

Установили заданное значение М переключателем «УСТАНОВКА М».

Подключили вход частотомера к КТ7. ПереключательS1 установили в положение 2. ПереключательS2 установили в положение 1.

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

Допустимые значенияN

Для М=50NМИН=20NМАКС=148

Для М=100NМИН=28NМАКС=297

Для М=200NМИН=56NМАКС=594

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

Рассчитали значенияM иN дляfГУН= 500…1207,5 кГц

Установить рассчитанные значения М иN. Сравнили показания частотомера с заданным значением частоты.

Определили по характеристике управления ГУН напряжениеUУПР, соответствующее заданному значению частоты.

ИзмерилиUУПР в КТ5.

fМИН=500кГц ;fМАКС=1207,5кГц .

Рассчитано М=200NМИН=200NМАКС=483

Для заданных крайних частот измерено:

UУПРМИН=1,75 ВUУПРМАКС =1,75 В

Вывод: наши коэффициенты соответствуют заданным частотам.

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

Подбором М иN установили частоту ГУН равной 500 кГц. Записали точное значение частоты.Регулятором «UПИТ» поочередно установили максимально- и минимально возможное напряжение питания ГУН и ОГ.

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

fГУН=500,05кГц приU*УПР =1,767ВприUПИТ МАКС =12,12 В

fГУН=499,98 кГц приU*УПР =1,766 ВприUПИТ МИН =11,11 В

fГУН=0,07

fГУН/fГУН= 0,00014 = 1,4*10-4

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

7.Осциллографирование процессов впетле импульсной фазовой автоподстройки частоты.

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

ПереключательS1 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 переключенииN 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.

  1. Назовите основные технические характеристики диапазонных возбудителей. Поясните их.

Для уменьшения количества КвР в современных радиопередатчиках используют сложные схемы возбудителей, носящих названиедиапазонных возбудителей, обеспечивающих стабилизацию большого числа частот при небольшом количестве КвР. В некоторых случаях все рабочие частоты стабилизируются с помощью только одного КвР.

технические характеристики:

диапазон рабочих частот fМИНfМАКС;

характер перекрытия диапазона (плавный или дискретный);

интервал («шаг») между соседними частотами (обычно 10 или 100 Гц) или общее количество фиксированных частот (до 20…30 тыс. и более) (при плавном перекрытии диапазона эти характеристики отсутствуют);

нестабильность частоты (порядка 10-6…10-7, в цифровых схемах до 10-8);

уровень побочных спектральных составляющих (не более – 80 дБ или – 60 дБ в зависимости от класса возбудителя);

длительность и характер перестройки (ручная, дистанционная);

род работы (классы излучений);

выходное напряжение и требуемое сопротивление нагрузки (в современных возбудителях эффективное значение выходного напряжения 0,5…1 В на нагрузке 50…75 Ом).

Синтезаторы частотдиапазонных возбудителей могут быть построены по методу частотного синтеза, когда рабочая частота как бы «собирается» из отдельных составляющих, и по методу частотного анализа, когда рабочая частота анализируется с использованием заданных опорных частот. Поэтому часто возбудители, построенные по методу частотного синтеза, называютсинтезаторами(иногда«прямыми синтезаторами»), а возбудители, построенные по методу частотного анализа называют«непрямыми синтезаторами».

Ниже мы рассмотрим наиболее характерные схемы синтезаторов частот(прямых и непрямых), применяемых в диапазонных возбудителях радиопередающих устройствах.2

  1. Поясните интерполяционный метод формирования сетки частот. Чему равна нестабильность частоты рабочих колебаний?

Простейший способ уменьшения количества КвР для стабилизации множества рабочих частот радиопередатчика заключается в построении возбудителя по интерполяционной схеме

Такой возбудитель имеет в своём составе два кварцевых АГ со сменными кварцами: первый КАГ 1 имеетn1 КвР с частотамиfКВ1,fКВ2,…,fКВn1, отличающимися друг от друга на величину Δf0 =fКВКfКВК-1, где к = 2, 3,…,n1; второй КАГ 2 имеетn2 КвР с более низкими частотамиFКВ1,FКВ2,…,FКВn2ΔF0 = Δf0/n2 =FКВКFКВК-1, где к = 2, 3,…,n2. В данном случае ΔF0 носит название интервала (шага) сетки частот, который равен разнице между двумя соседними рабочими частотами. С помощью смесителя и перестраиваемого фильтра на выходе возбудителя выделяется колебание суммарной или разностной частотыf =fКВК ±FКВi, где к = 1, 2,…,n1i = 1, 2,…,n2. Подбирая соответствующим образом частоты КвР, можно обеспечить необходимый набор (сетку) частот возбудителя.

общая нестабильность частоты складывается из нестабильности частоты высокочастотного АГ и уменьшенной в  раз нестабильности частоты низкочастотного АГ.

  1. Поясните метод многократного гетеродинирования образования множества частот. Приведите структурные схемы, поясняющие метод.

Интерполяционный метод получения стабильных частот лежит в основе метода многократного гетеродинирования. Суть этого метода состоит в том, что в схеме (рис.23.2) вместо КАГ 1 и КАГ 2 используют такие же интерполяционные схемы. Структурная схема, поясняющая метод, представлена на рис.23.5, где См – смеситель, Ф – фильтр, КАГ – кварцевый АГ.

  1. Поясните принцип компенсационной схемы диапазонного возбудителя. Какие Вы видите у неё достоинства и недостатки?

Компенсационная схема, известная также как схема с вычитанием ошибки, обеспечивает более эффективное подавление комбинационных частот. Сущность схемы заключается в создании достаточно узкополосного перестраиваемого фильтра в диапазоне рабочих частот возбудителя, который и обеспечивает подавление комбинационных частот. Упрощенная структурная схема возбудителя по компенсационной схема представлена на рис.23.7.

5.  Поясните принцип возбудителя с АПЧ. Приведите структурные схемы возбудителей с ЧАП и ФАП. Дайте сравнение схем, укажите достоинства и недостатки.

6. Поясните работу декадного синтезатора частот, работающего по методу частотного анализа. Что представляет сумматор в обсуждаемой схеме?

7.  Поясните структурную схему цифрового синтезатора частот. Чем определяется шаг сетки частот в схеме?

8.  Поясните возможные структурные схемы формирования сигнала стабильной частоты с использованием КС. Какие особенности у КС и синтезаторов с их использованием?

9. В каких схемах синтезаторов возможно осуществление ЧМ? Поясните.

10. Устройство и применение элементов на ПАВ в синтезаторах частоты.

Исследование синтезатора частоты на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Измерить выходную мощность, гармонические частоты и фазовый шум синтезатора частот

2. Исследование функционирования преобразователей частоты

3. Исследование усилителя мощности звуковой частоты

4. ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ГЕТЕРОДИНА

5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

6. Преобразователи частоты для регулируемого электропривода. Функциональная схема преобразователя частоты со звеном постоянного тока

7. Преобразователи частоты. Усилители промежуточной частоты

8. Методическое применение синтезатора в школе

9. ЛАВИНА ЧАСТОТЫ

10. Измерение частоты и фазы