Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В КОНТУРЕ ФАПЧ
Автор Ю.А. Геложе, П.П. Клименко, А.В. Максимов
Рубрика РАЗДЕЛ II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И УСТРОЙСТВ
Месяц, год 11, 2015
Индекс УДК 621.316.726.078
DOI
Аннотация Для формирования и обработки сигналов широко используются системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Диапазонно-кварцевая стабилизация частоты осуществляется цифровыми синтезаторами частоты, построенными на основе ФАПЧ с программируемыми делителями частот. В современных устройствах формирования опорных синусоидальных колебаний обычно требуется получение низкого уровня (менее 100….120 дБ) негармонических дискретных спектральных составляющих, локализующихся вблизи несущей. Обусловлены эти побочные составляющие пульсациями управляющего напряжения импульснофазового дискриминатора (ИФД) системы фазовой автоподстройки частоты, работающей в режиме дискретизации по времени. Для подавления этих спектральных составляющих в контур ФАПЧ включают фильтры нижних частот высоких порядков. При этом возникают проблемы с обеспечением устойчивости системы ФАПЧ как в «малом», так и в «большом». Для обеспечения устойчивости в «малом» выбран определенный интервал между частотой среза всей системы и полосой пропускания фильтра нижних частот высокого порядка. Для обеспечения устойчивости в «большом» применен метод абсолютной устойчивости, согласно которому необходимо, чтобы годограф частотной характеристики разомкнутой системы не пересекал критический круг. Приводятся результаты имитационного моделирования, выполненные для нелинейной системы фазовой автоподстройки частоты с импульснофазовым дискриминатором типа «выборка-запоминание» со статической фазовой характеристикой, линейной в пределах (-π, +π), обладающей свойством самоорганизации, а также для нелинейной системы фазовой автоподстройки частоты с частотно-фазовым дискриминатором с линейной зависимостью тока управления в пределах фазовых расстроек ±2π, которые демонстрируют ряд преимуществ системы ФАПЧ с импульсно-фазовым дискриминатором типа «выборка – запоминание».

Скачать в PDF

Ключевые слова Фазовая автоподстройка частоты; полоса удержания; полоса захвата; импульсно- фазовый дискриминатор; частотно-фазовый дискриминатор; переходные процессы; устойчивость.
Библиографический список 1. Геложе Ю.А., Клименко П.П. Системы фазовой автоподстройки частоты с ФНЧ высоких порядков // Радиосистемы. Радиолокационные устройства и системы управления, локации и связи. – 2004. – Вып. 78.
2. Pasternak G., Whalin R.L. Analysis and synthesis of a digital phase-locked loop for FM demodulation // Bell Syst. Tech. J. – 1968. Dec. – P. 97-105.
3. Cessna J.R., Levy D.M. Phase noise and transient times for a binary quantized digital phaselocked loop in which Gaussian noise // IEEE Trans. – 1972. – Vol. Com-20, No. 2. – P. 94-104.
4. Yukawa J., Mori S. A binary quantized digital phase-locked loop // IECE. – 1973. – Vol. 56-A, No. 12. – P. 79-85.
5. Van Trees H.L. Functional Techniques for the Analysis of the Nonlinear Behavior of Phase – Locked Loops // Proc. IEEE. – August 1964. – Vol. 52. – P. 894-911.
6. Lindsey W.C. Synchronization Systems in Communication and Control, Englewood Cliffs: Prentice – Hall, 1972.
7. Mengali U., Aldo N. D’Andrea. Synchronization techniques for digital receivers. – Plenum Press, New York, 1997.
8. Yamamoto H., Mori S. Performance of a binary quantized all digital phase-locked loop with a new class of sequential filter // IEEE Trans. – 1978. – Vol. Com-26, No. 1. – P. 35-45.
9. Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. Управление процессами в фазовой системе автоподстройки частоты цифровых синтезаторов частоты в критических режимах // Материалы четырнадцатого Международного научно-практического семинара «Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы». г. Донецк, 15-18 апреля 2013г. В 3-х т. Т. 2. – Донецк: ДонНТУ, 2013. – С. 26-29.
10. Левин В.А., Малиновский В.Н., Романов С.К. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки. – М.: Радио и связь. 1989. – 232 с.
11. Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. Исследование переходных процессов в системе ФАПЧ ЦСЧ в критических режимах // Международная научно-практическая конференция «Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы», г. Донецк, Украина, 2014.
12. Gardner F.M. Hangup in Phase – Lock Loops // IEEE Trans. Commun., COM – 25. – Oct. 1977. – P. 1210-1214.
13. Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. Анализ устойчивости контура фазовой автоподстройки частоты, функционирующего при больших возмущениях // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 4 (157). – С. 102-107.
14. Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. Организация процессов управления в системе фазовой синхронизации // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 2 (91). – C. 170-178.
15. Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. Управление процессами в нелинейном автопилоте // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 5 (130). – C. 80-84.
16. А.с. 484617 (СССР). Устройство ИФАПЧ / Геложе Ю.А. 1975. Бюл.№34.
17. А.с. 987818 (СССР). Синтезатор частот / Геложе Ю.А. 1977. Бюл.№1.
18. Геложе Ю.А., Клименко П.П. Управление процессами в нелинейных системах. – М.: Радио и связь, 2006. – 264 с.
19. Сю. Д., Мейер А. Современная теория автоматического управления и ее применения / Перевод с английского / под ред. Ю.И. Топчеева. – Л.: Машиностроение, 1972. – 544 с.
20. Попов В.М. Об абсолютной устойчивости нелинейных систем автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. – 1961. – Т. 22, № 8. – С. 23-31.

Comments are closed.