Курсовая работа: Система частотной автоподстройки
Форма функции F( W), а также характеристики случайного процесса x(t, W) зависят от типа и параметров УПЧ и частотного дискриминатора, отношения сигнал-шум в полосе УПЧ, наличия и характера флуктуаций сигнала и от других факторов. При малых рассогласованиях W дискриминационная характеристика линейна 
, где SД – крутизна дискриминационной характеристики.
Фильтр нижних частот, включаемый на выходе частотного дискриминатора, является, как правило, линейным устройством и описывается линейным дифференциальным уравнением. При использовании однозвенного RC‑фильтра его операторный коэффициент передачи имеет вид
.
Структура, то есть вид, операторного коэффициента передачи КФ (р), и параметры фильтра нижних частот системы ЧАП зависят от её назначения. В системах частотной автоподстройки вещательных приемников обычно используют RC-фильтры. Их постоянная времени ТФ обычно выбирается так, чтобы на выход фильтра проходили медленные изменения выходного напряжения дискриминатора, вызванные уходами промежуточной частоты сигнала. Флуктуационная составляющая выходного напряжения дискриминатора, а также составляющая этого напряжения, вызванная амплитудной и частотной модуляцией сигнала полезным сообщением, должны подавляться в фильтре.
Изменение частоты подстраиваемого генератора достигается подключением к контуру генератора управляющего элемента, обладающего регулируемым реактивным сопротивлением. В качестве такого элемента может использоваться, например, варикап. Простейшая схема подключения варикапа к контуру генератора показана на рис. 3.
Емкость варикапа регулируется напряжением UФ , снимаемым с выхода фильтра нижних частот системы. Напряжение, поступающее с делителя, образованного резисторами R1 и R2 обеспечивает запирание диода, как при отрицательных, так и при положительных значениях напряжения UФ . Конденсаторы C1 , C2 являются блокировочными.
На рис. 4 приведена регулировочная характеристика подстраиваемого генератора. При малых величинах напряжения UФ регулировочная характеристика линейна и описывается выражением
,
где SP – крутизна регулировочной характеристики, wГС – значение собственной частоты генератора при отсутствии управляющего напряжения.
В соответствии с исходными данными структурная схема ЧАП имеет вид, представленный на рис. 5.
Выбор петлевого коэффициента передачи (добротности) системы.
Петлевой коэффициент выбирается из трех условий, два из которых относятся к стационарному режиму. По первому условию необходимо обеспечить величину динамической ошибки при воздействиях, обеспечивающих постоянное значение ошибки в стационарном режиме: включение линейно меняющегося воздействия. Необходимое значение коэффициента передачи находится с помощью формулы:
,
где a1 – параметр воздействия, Хд1 – динамическая ошибка в системе (
). Отсюда получаем:
Второе условие требует выбора петлевого усиления таким образом, чтобы амплитуда ошибки, вызванной действием гармонического воздействия 
, не превышала заданного значения. При этом амплитуда Lм эквивалентного динамического воздействия и его частота W определяются из системы уравнений:
,
,
где 
– производная воздействия по времени (скорость воздействия), 
– вторая производная (ускорение) воздействия по времени.
Амплитуда ошибки слежения Хм в стационарном режиме может быть найдена из выражения
,
где 
– производная воздействия по времени (скорость воздействия), 
– вторая производная (ускорение) воздействия по времени.
Амплитуда ошибки слежения Хм в стационарном режиме может быть найдена из выражения
,
где Кр (j w) – комплексный коэффициент передачи системы в разомкнутом состоянии на произвольной частоте w.
При правильном выборе параметров системы амплитуда ошибки Хм должна быть значительно ниже амплитуды воздействия Lм . Очевидно, что в этом случае должно выполняться неравенство |1+Кр (jw)| >> 1, что возможно при условии |Кр (jw)| >> 1.