bsuir.info
БГУИР: Дистанционное и заочное обучение
(файловый архив)
Вход (быстрый)
Регистрация
Категории каталога
Другое [54]
Форма входа
Логин:
Пароль:
Поиск
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Файловый архив
Файлы » СРРиТ / ИКТ (ЦТР) » Другое

контрольная работа
Подробности о скачивании 11.11.2011, 14:57
К О Н Т Р О Л Ь Н О Е З А Д А Н И Е

Задание 1

1. Описать принцип работы синтезатора частот. Нарисовать структурную схему синтезатора, обеспечивающего следующие параметры:
- шаг сетки частот – 9+5 = 14 МГц;
- диапазон частот – 9+-0.9 ГГц.
- определить значения коэффициентов деления.

Цифровой синтезатор частоты представляет собой систему фа-зовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), (рис. 1.1).



Рис.1.1 Структурная схема цифрового синтезатора частоты
ОКГ – опорный кварцевый генератор; ДЧ – делитель частоты;
ФД – фазовый детектор; ДПКД – делитель с переменным коэффициентом деления; ГУН – генератор, управляемый напряжением; ФНЧ – фильтр нижних чатот.

Предположим, что частота опорного кварцевого генератора (ОКГ) равна fокр. Делитель частоты (ДЧ) уменьшает частоту ОКГ до частоты сравнения Fср. При этом случае коэффициент деления делителя частоты равен
Кдч = fокр/ Fср. (1.1)

Частота сравнения ОКГ поступает на один из входов фазового детектора, который выполняет математическую операцию перемножения входных сигналов. На второй вход фазового детектора через делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) поступает сигнал от генератора, управляемого напряжением (ГУН).
Предположим, что нам необходимо обеспечить частоту выходного сигнала fгун. В этом случае значение коэффициента деления делителя с переменным коэффициентом деления равно

Кдпкд = fгун/ Fср. (1.2)

Предположим, что частота ГУН отличается от заданного зна-чения на величину ошибки . Частота на выходе ДНКД будет равна

. (1.3)

В этом случае на входы фазового детектора поступают колебания двух различных частот: – с делителя частоты и – с ДПКД.

– сигнал с делителя частоты;
– сигнал с ДПКД.

Фазовый детектор выполняет математическую операцию перемножения входных сигналов. В результате перемножения на выходе фазового детектора формируется сигнал суммарной и разностной частоты
,

- сигнал ошибки

Верхняя частота полосы пропускания фильтра нижних частот значительно меньше , поэтому на выходе ФНЧ выделяется только сигнал ошибки. Этот сигнал усиливается и поступает на управляющий вход ГУН, изменяя частоту ГУН таким образом, чтобы сигнал ошибки был равен нулю. В этом случае частота выходного сигнала ДПКД равна . В стационарном режиме частота ГУН всегда равна

(1.4)

Если значение увеличить на 1 , выход-ная частота станет равной

(1.5)

Видно, что изменение коэффициента деления ДПКД на целое число единиц приводит к изменению частоты выходного сигнала ГУН на величину . Это означает, что частота выходного сигнала синтезатора частоты может принимать только дискретные значения, кратные частоте сравнения (говорят, что на выходе формируется сетка частот с шагом ).
Время перестройки частоты выходного сигнала ГУН в основ-ном определяется переходными процессами в ФНЧ и приблизительно равно
.

Выходной сигнал цифрового синтезатора частоты имеет некоторую паразитную частотную модуляцию, обусловленную наличием в спектре реального фазового детектора спектральных составляющих , и т.д. Наиболее опасной является спектральная составляющая , так как для нее коэффициент передачи ФНЧ больше, чем для составляющих , и т.д. С выхода ФНЧ спектральная составляющая поступает на управляющий вход ГУН, что приводит к частотной модуляции выходного сигнала ГУН синусоидальным напряжением с частотой .
Наличие частотной модуляции приводит к появлению в спек-тре выходного сигнала ГУН спектральных составляющих , что недопустимо, так как частоты отведены для работы других радиопередающих средств. В соответствии с требованиями стандартов, уровень побочных излучений не должен превышать … , т.е. составлять от мощности ГУН частоты . Для обеспечения такого малого уровня побочных излучений в спектре выходного сигнала ГУН необходимо использовать фазовые детекторы с малым уровнем спектральных составляющих и значительное ослабление, вносимое ФНЧ на частоте .
При этом к полосе пропускания ФНЧ предъявляются противоречивые требования: увеличение полосы пропускания приводит к уменьшению времен перестройки частоты выходного сигнала, но при этом увеличивается значение коэффициента передачи ФНЧ на частоте сравнения, что приводит к увеличению уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала.
Уменьшение коэффициента передачи на частоте может быть обеспечено применением фильтров более высокого порядка. Однако, ФНЧ более высокого порядка, обеспечивая меньшее значение коэффициента передачи на частоте , вносит больший фазовый сдвиг. Максимальный фазовый сдвиг ФНЧ второго порядка составляет 180°, ФНЧ третьего порядка – 270° и т.д. Это приводит к тому, что обратная отрицательная связь, реализуемая в схеме ФАПЧ в области нижних частот, может превратиться в положительную обратную связь и при выполнении условия баланса амплитуд в петле ФАПЧ возникают колебания самовозбуждения. Поэтому применение в цепи обратной связи ФАПЧ ФНЧ второго по-рядка и более высоких порядков требует анализа устойчивости схемы ФАПЧ.
Исходя из задания, частота сравнения (равна шагу сетки час-тот) Fср=14 МГц, требуемая частота выходного сигнала fгун = 9 ГГц.
Тогда по формуле (1.2) значение коэффициента деления делителя с переменным коэффициентом деления равно

КДПКП = fгун/ Fср =9*109/ 14*106 = 642.8

Частота ОКГ составляет обычно десятки-сотни МГц. Выберем fокр = 200 МГц. Тогда коэффициент деления делителя частоты равен

КДЧ = fокг/ Fср=200*106/14*106 = 14,28

Задание 2.

Описать принцип работы модулятора. Нарисовать струк-турную схему модулятора. Самостоятельно нарисовать независимые изменение амплитуды и фазы выходного сигнала модулятора и построить для них временные зависимости управляющих сигналов J и Q.

Схема модулятора приведена на рисунке 2.1.



Рис. 2.1. Схема модулятора

Входной сигнал поступает на вход 2 первого аналогового перемножителя. На второй вход перемножителя поступает сигнал I. На выходе перемножителя формируется сигнал .
На входе 3 второго аналогового перемножителя фаза входного сигнала изменяется на 90°.
.

Тогда .

Комплексная амплитуда сигнала на выходе сумматора:

. (2.1)

Фаза выходного сигнала:

.

При заданных значениях Uвых и φ значения I и Q могут быть определены так:

;
. (2.2)

Сформируем сигналы с изменениями амплитуды и фазы выход-ного сигнала, используя полученные выражения.
Допустим, что изменения амплитуды и фазы сформированного выходного сигнала выглядит следующим образом (рис.2.2)
U, B
1

0.8

0.6

0.4

0.2

0 t, c
t0 t1 t2 t3 t4 t5



Определим значения I и Q на каждом интервале времени по формуле (2.2)

1) t0<t<t1



2) t1<t<t2


3) t2<t<t3


4) t3<t<t4


5) t4<t<t5



J, B
1

0.8

0.6

0.4

0.2

0 t, c

t0 t1 t2 t3 t4 t5

Рис. 2.3. Изменения вектора J на входе модулятора

Q, B
1.5

1

0.5

0 t,c

-0.5

-1
t0 t1 t2 t3 t4 t5

Рис. 2.4. Изменения вектора Q на входе модулятора

Литература

1. Кореневский С.А. “Методы и устройства формирования и обработки телекоммуникационных сигналов”: Часть 2. Метод. пособие для студ. спец. “Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения”, “Многоканальные системы телекоммуникаций” /всех форм обуч./ С.А. Кореневский - Мн.: БГУИР, 2005. – 53 с.: ил.37.
2.Кореневский С.А. “Методы и устройства формирования и обработки телекоммуникационных сигналов”: Часть 1. Теория ЭУМК. Минск, 2006;
Категория: Другое | Добавил: pestm
Просмотров: 1250 | Загрузок: 34
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]