АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СИСТЕМ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

REVIEW OF SYSTEMS OF AUTOMATIC FREQUENCY TRIM

Evgenia Melikshayeva

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

Ekaterina Pristavka

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Требования к точности и чувствительности измерительной аппаратуры постоянно возрастают. В данной статье проанализированы основные системы автоматической подстройки частоты для обеспечения высокой стабильности частоты колебаний.

ABSTRACT

Requirements to accuracy and sensitivity of the measuring equipment constantly increase. In this article the main systems of automatic frequency trim for ensuring high stability of frequency of fluctuations are analysed.

Ключевые слова: полоса пропускания, оптическое волокно, уровень дисперсии.

Keywords: bandwidth, optical fiber, dispersion level.

Эффективным способом, который широко используется в настоящее время для обеспечения высокой стабильности частоты выходных колебаний автогенераторов, является использование различных технических реализаций систем автоматической подстройки частоты (АПЧ) [1]. Принцип выработки сигнала рассогласования по частоте для компенсации этого рассогласования позволяет разделить системы АПЧ, наиболее широко используемые в настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре, на три больших класса [2]:

• системы с частотной автоподстройкой частоты (ЧАПЧ);
• системы с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ);
• системы статистической автоподстройки частоты (САПЧ).

В системах ЧАПЧ отличительным признаком, на основании измерений которого определяется и вырабатывается сигнал рассогласования по частоте, является отклонение частоты выходных колебаний автогенератора от переходной частоты частотного детектора. При этом частотный детектор является чувствительным элементом системы АПЧ. Основным недостатком такой системы является отсутствие возможности полной компенсации отклонения частоты стабилизируемых колебаний от её номинального значения, т.е. всегда имеет место остаточная расстройка по частоте, величина которой зависит от крутизны характеристик частотного детектора и управителя. Для того, чтобы обеспечить полную компенсацию отклонения частоты колебаний подстраиваемого автогенератора от её номинального значения необходимо обеспечивать АПЧ с точностью до фазы. Такие системы АПЧ называют системами фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). Для работы системы ФАПЧ всегда необходимо иметь опорное колебание. Чувствительным элементом системы ФАПЧ является фазовый детектор. Несомненное достоинство системы ФАПЧ - нулевая статическая ошибка регулирования по частоте, т.е., эта система обеспечивает достижение полного равенства частот выходных колебаний стабилизируемого и опорного автогенераторов.

Однако, системе ФАПЧ присущи серьёзные недостатки, основными из которых являются: наличие статической ошибки регулирование по фазе; ограниченный диапазон начальных расстроек, в пределах которого система ФАПЧ начинает свою работу.

Статистический подход к решению задачи стабилизации частоты генераторного оборудования реализуется двумя способами:

• статистический способ стабилизации частоты колебаний генераторов [3];
• разностно-скоростной способ стабилизации частоты колебаний генератора [4, 5].

Основными недостатками этого способа АПЧ являются:

• необходимость использования большого числа генераторов, т.к. повысить долговременную стабильность частоты колебаний на выходе такой системы АПЧ можно в число раз, не превышающее величину K 0.5, где K – число автогенераторов в схеме системы АПЧ;
• сложность подбора большого числа одинаковых автогенераторов с равными частотами их выходных колебаний;

Однако, эти недостатки в значительной мере компенсирует положительный факт – возможность на порядки уменьшить относительную долговременную нестабильность частоты выходных колебаний стабилизируемого автогенератора.

Анализ достоинств и недостатков современных систем автоматической подстройки частоты выходных колебаний автогенераторов позволяет сделать вывод о целесообразности использования принципиально нового подхода к решению этой сложной задачи, обеспечивающего высокую стабильность частоты выходных колебаний автогенератора в широком частотном диапазоне и минимизацию недостатков, присущих системам ЧАПЧ, ФАПЧ и САПЧ. Представляется целесообразным использовать эти методы при построении схем перспективных голографических систем АПЧ.

Список литературы:

1. Воробьев, Л.В. Системы и сети передачи информации / Л.В. Воробьев. – М.: Academia, 2017. – 62 c.
2. Жмудь, В.А. Прецизионный синтезатор частоты / В.А. Жмудь, А.Ю. Ивой-лов. – Новосибирск: НГТУ, 2018. – № 1. – с. 20-32.
3. Способ стабилизации частоты генератора: пат. 2197060 Рос. Федерация. № 2000128423/09; заявл. 13.11.2000; опубл. 2003.
4. Способ стабилизации частоты генераторов: пат. 2219654 Рос. Федерация. № 2000126155/09; заявл. 17.10.2000; опубл. 2003.