Конспект лекций для студентов 4 курса дневного отделения специальности 210401. 65 «Физика и техника оптической связи»

f_гет


t

поиск удержание поиск удержание

Рис. 10.26 Эпюры напряжения, поясняющие работу поисковой системы АПЧ

При новом значительном уходе промежуточной частоты или прекращения приема сигналов система АПЧ переходит в режим поиска по частоте, при этом новый захват нужного значения частоты происходит за один или несколько циклов поиска. В качестве ФЦ может использоваться детектор видеосигналов (пиковый детектор).
Таким образом, в поисковой системе АПЧ чередуются режимы поиска частоты и удержания по частоте принимаемого сигнала.
10.4.3 Элементы системы АПЧ

В состав АПЧ входят ЧД, управляющие элементы, фильтры, усилители, которые в основном Вами были изучены ранее. Поэтому более подробно остановимся на управляющих элементах подстройки частоты гетеродина.

Все управляющие элементы можно подразделить:
– на электронные;
– электромеханические.
Электронные управляющие элементы отличаются безинерционностью, малым потреблением мощности от источника регулирующего напряжения, но обычно они не позволяют перестраивать гетеродин в широких пределах.
Для гетеродинов с отдельными колебательными системами основными видами управляющих элементов являются варикапы (варакторы) и реактивные транзисторы.
Варикап - полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении на p-n-переходе. Емкость варикапа изменяется в соответствии с приведенной ниже формулой:

(10.25)

где С_к(0) - емкость p-n-перехода при U=0, - модуль напряжения на p-n-переходе, _к - контактная разность потенциалов (для кремния - 0,8 В).
График изменения емкости р-n-перехода от приложенного напряжения представлен на рисунке 10.27.



С_в
U
U_max U_min

Рис. 10.27 График изменения емкости р-n-перехода от приложенного напряжения

Пределы изменения емкости ограничены пробоем p-n-перехода (U_max) и выход на участок прямого детектирования с увеличением шунтирующего действия варикапа на перестраиваемый контур (U_min).
Добротность варикапа зависит от частоты. На низких частотах она определяется активным сопротивлением p-n-переехода ( , в данном случае большое сопротивление p-n-перехода подключается параллельно емкости контура), на высоких – объемным сопротивлением потерь полупроводника r_s, которое подключается на эквивалентной схеме последовательно емкости p-n-перехода ( ).
Имеется частота, на которой добротность варикапа максимальна Q_max. Значение Q_max может достигать несколько тысяч на частотах порядка единиц мегагерц и падает до нескольких десятков на частотах порядка 100 МГц.
Ч
тобы снизить влияние детекторного эффекта рекомендуется включать в цепь варикапа омические фильтры с большим сопротивлением. Кроме того, целесообразно применять встречное включение двух варикапов, как это показано на рисунке 10.28. При таком включении снижается нелинейность контура, перестраиваемого варикапом.

Рис. 10.28 Эквивалентная электрическая схема

В качестве переменных емкостей могут использоваться обычные диоды при обратном смещении, а также емкости p-n-переходов транзисторов.
Управляющими элементами могут быть также реактивные транзисторы или реактивные лампы. Благодаря особой схеме включения в них создается отличный от нуля (или 180⁰) фазовый сдвиг между током и напряжением. В качестве реактивных элементов могут служить активные приборы с большим внутренним сопротивлением. Реактивное сопротивление таких устройств поддается регулированию от внешних управляющих напряжений.
Схема реактивного полевого транзистора приведена на рисунке 10.29.

а
б
Рис. 10.29 Схема реактивного полевого транзистора

Если выполняется условие, что , тогда проводимость приведенной выше схемы между точками a и б определяется следующей формулой:

(10.26)

где S - крутизна активного элемента в рабочей точке.

Ниже приводится таблица, из которой можно определить при каких значениях Z₁ и Z₂ получается та или иная реактивность.

Таблица 10.1

Значение сопротивления