Описание лабораторного макета
Лабораторная работа по курсу
«Устройства генерирования и формирования сигналов»
ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗАТОРА ЧАСТОТЫ
Ижевск 2007
Ю.Н.Наймушин, Н.И.Осипов, 2007
Лабораторная работа
ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗАТОРА ЧАСТОТЫ
Цель работы
Изучить принципы построения синтезаторов частот в возбудителях передатчиков, экспериментально исследовать цифровой синтезатор частоты.
Основные вопросы курса, изучаемые перед выполнением работы
1. Автогенераторы и управление их частотой. Параметры автогенераторов.
2. Стабилизация частоты автогенераторов.
3. Системы частотной и фазовой автоподстройки частоты.
Содержание работы
1. Определение диапазона перестройки генератора, управляемого напряжением (ГУН). Снятие характеристики управления. Определение нестабильности частоты ГУН при разомкнутой петле импульсной фазовой автоподстройки частоты.
2. Определение параметров опорного генератора и расчет шага сетки частот для М = 50, 100, 200.
3. Расчет допустимых значений N для заданного шага сетки частот и измеренного диапазона перестройки ГУН.
4. Расчет значений М и N для заданного значения частоты.
5. Экспериментальная проверка правильности расчета М и N .
6. Определение нестабильности частоты ГУН при замкнутой петле импульсной фазовой автоподстройки частоты.
Описание лабораторного макета
Исследуемый макет (рис. 1) представляет собой цифровой синтезатор частоты с импульсной фазовой автоподстройкой частоты. Структурная схема синтезатора частоты (рис. 2) включает в себя:
· кварцевый опорный (эталонный) генератор ОГ частотой 500 кГц;
· делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления М ДФКД;
· генератор, управляемый напряжением, ГУН. Частота генератора может изменяться в пределах 250 кГц – 2200 кГц;
· делитель частоты с переменным коэффициентом деления N ДПКД;
· импульсный фазовый компаратор ИФК, являющийся основным звеном кольца импульсной фазовой автоподстройки частоты;
· фильтр низкой частоты ФНЧ с устройством запоминания уровня управляющего напряжения.
Принципиальные схемы ОГ с ДФКД и остальных функциональных элементов синтезатора частоты приведены на рис. 3 и 4.
К дополнительным устройствам относятся схема задержки импульса СЗИ и регулируемый источник управляющего напряжения. Напряжение питания ОГ и ГУН изменяется с помощью переменного резистора «UПИТ» .
Делители ДПКД и ДФКД представляют собой счетчики импульсов.
Коэффициент деления М может принимать значения 50, 100, 200 и определяет шаг сетки частот. Изменение коэффициента деления осуществляется кнопочным переключателем «УСТАНОВКА М». Таким образом, в лабораторном макете могут быть получены три сетки частот с шагом 10 кГц, 5 кГц и 2,5 кГц соответственно.
Коэффициент деления N высвечивается трехразрядным индикатором и может принимать значения от 20 до 999. Изменение коэффициента деления N осуществляется подачей кодированной команды от устройства управления поразрядно кнопочным переключателем «УСТАНОВКА N».
В стационарном режиме работы синтезатора
fОГ / М = fГУН / N ,
а фазовый сдвиг между колебаниями на входе ИФК постоянен. Последний термин по отношению к импульсным последовательностям следует трактовать как разность фаз между их первыми гармониками.
Для смены рабочей частоты на соседнюю в сетке частот достаточно изменить значение N на единицу.
Выполнение лабораторной работы предполагает использование помимо лабораторной установки двухлучевого (двухканального) осциллографа.