Опорные частоты /о, -/о,„ связаны соотношением /о„= + + {п-1)-Д/, где п=1, 2, 10; Д/ - шаг сетки вспомогательных частот. С помощью декадных переключателей Ui-П п сигнал с одной из частот /о, -/о,„ мол<но подать на вход каждого декадного преобразователя СМ. Полосовые фильтры ПФ выделяют сигналы суммарной частоты. Частота выделенного сигнала затем делится в десять раз в делителе частоты Д (в последней декаде делитель отсутствует). Нетрудно показать [8.1, § 12.3], что выходная частота подобного ДОЧ может быть найдена из соотношения

где к - число декад; % - номер положения переключателя Пи (Яй = 0, 1, 9).

Шаг полученной сетки частот в IOC*-) раз мельче интервала между соседними опорньши частотами /о, -fo,„.

Существенным достоинством датчиков опорных частот подобного типа является возможность получения сколь угодно малого шага частоты за счет увеличения числа декад. Большинство элементов ДОЧ идентично; перестройки LC-контуров не требуется.

Однако при использовании принципа идентичных декад необходимо значительное количество преобразователей частоты, полосовых фильтров, что в конечном итоге усложняет получение подавления побочных частот на выходе ДОЧ более чем на 60- 80 дБ.

Рассмотренные выше принципы построения датчиков опорных частот относятся к так называемому методу синтеза, при котором частота выходных колебаний ДОЧ образуется в результате сложения, вычитания, деления, умножения опорных вспомогательных частот.

Другой метод построения датчиков опорных частот основан на анализе частот. В возбудителях, построенных по методу анализа, можно выделить три основные части:

1. Управляемый по частоте автогенератор, частота колебаний которого ffyr) является рабочей частотой возбудителя.

2. Цепь коррекции частоты управляемого генератора. Для коррекции частоты используются системы фазовой АПЧ (ФАПЧ) или частной автоподстройки частоты (ЧАП). Поскольку системы ФАПЧ обеспечивают меньшую нестабильность частоты подстраиваемого генератора, чем системы ЧАП, в возбудителях большей частью используются именно системы фазовой АПЧ.

3. Тракт анализа частоты fyr . В качестве тракта анализа может быть использована любая из схем ДОЧ, построенного по методу синтеза с той лишь разницей, что преобразование частоты ведется в обратном направлении [от /вых=/уг к частоте, на которой работает дискриминатор системы автоматической подстройки частоты (АПЧ)].

Разнообразные схемы ДОЧ, построенные по методу анализа частот, можно разделить на две разновидности

Рис. 8 4. Функциональная схема ДОЧ, построенного по методу анализа с вычитанием частот

а) с суммированием - вычитанием частоты в тракте анализа;

б) с делением частоты в тракте анализа.

На рис. 8.4 для примера представлена схема ДОЧ, построенного по методу анализа с использованием вычитания частот. Здесь: ФД ~ фазовый детектор; КГо-КГп - кварцевые генераторы; CMi- СМп - преобразователи частот; ПФ1-ПФп - полосовые фильтры; УГ -управляемый по частоте генератор; УЭ - элемент управления частотой генератора; ФНЧ-фильтр нижних частот. Тракт анализа частоты /уг по существу представляет собой многократный преобразователь частоты. Система автоподстройки частоты - фазовая. Выходным сигналом ДОЧ являются колебания управляемого генератора без каких-либо нелинейных преобразований. Это обеспечивает повышение спектральной чистоты выходного сигнала ДОЧ по сравнению со спектральной чистотой колебаний на выходе ДОЧ, построенного по методу синтеза частот, где выходной сигнал получается за счет нелинейных преобразований сигналов вспомогательных частот.

В установившемся режиме работы системы ФАПЧ частота выходного сигнала ДОЧ (см. рис. 8.4) находится из соотношения

Измй1яя частоты /1-f п, можно изменять /вых-

Существенным недостатком датчиков опорных частот рассмотренного типа является сложность получения шага частот F менее 100-200 Гц. Дело в том, что шаг частот определяется рабочей частотой фазового детектора {F=fo). При уменьшении /о для обеспечения требуемой фильтрации этой частоты в тракте АПЧ необходимо увеличивать инерционность фильтра нижних частот ФНЧ; при этом, естественно, возрастает длительность переходных процессов в ДОЧ.

Примером возбудителей, в которых датчики опорных частот построены по методу анализа с вычитанием частот, являются возбудители типа ВД-54, ВД-43, Р-802ГМ.

Упрощенная функциональная схема ДОЧ, построенного по методу анализа с делением частоты в тракте анализа, изображена на рис. 8.5. Сигнал с выхода делителя частоты поступает на фазовый детектор, на который одновременно подается сигнал квар-224

Рис. 8 5. функциональная схема ДОЧ, построенная по методу анализа с делением частоты в тракте анализа

цевого генератора КГо с частотой /о- Выходное напряжение фазсу-вого детектора через фильтр нижних частот (ФНЧ) воздействует на управляющий элемент (УЭ), который изменяет частоту управляемого генератора (УГ). В установившемся режиме fo=fvT jN где N - коэффициент деления частоты. Изменяя коэффициент деления N, можно изменять частоту колебаний на выходе ДОЧ /уг =/о.Л.

Если коэффициент деления N может принимать только значения целых чисел, то шаг частоты ДОЧ (а значит, и возбудителя); будет равен /о- При использовании делителей частоты с дробнымю коэффициентами деления частоты шаг частоты может быть мевь-шим /о [8.6].

В качестве делителей частоты с переменным коэффициенте» деления (ДПКД) используются счетчики импульсов. Цифровые ДПКД устойчиво работают при частоте входного сигнала менее 20-30 МГц. Если /уг >20-30 МГц, то для снижения частоты входного сигнала ДПКД используется два способа: понижение частоты вычитанием (рис. 8.6а); понижение частоты делениеш Дрис. 8.66).

На рис. 8 6: КГ - кварцевый генератор; ДПКД - делитель с переменным коэффициентом деления; СМ - преобразователь ча~

/ 1м , , /

\дпнд

\УНЧ\

Рис. 8.6 функциональная схема ДОЧ с использованием понижений" частоты колебании на входе ДОЧ

стоты; ФД - фазовый детектор; ФНЧ - фильтр нижних частот": УГ - управляемый по частоте генератор; УЭ - элемент управления частотой УГ; Д - делитель частоты в т раз; У - умножитель частоты в R раз. (Датчики опорных частот, построенные по схемам рис. 8а и 86, имеют одинаковый шаг частоты F=fo.)

При понижении частоты колебаний на входе ДПКД вычига»-нием (рис. 8.6а) часто приходится весь диапазон изменения часто*-ты fyr разделять на поддиапазоны, чтобы для каждого иэ ниж получить такие диапазоны изменения отношения /уг IfoR, при которых обеспечивается меньший уровень побочных составляющиж в полосе пропускания полосового фильтра, выделяющего полез-ный сигнал на выходе СМ.

Уменьшение в m раз рабочей частоты фазового детектора приводит к увеличению инерционности системы ФАПЧ, что является недостатком варианта, показанного на рис. 8.66.

Отметим достоинства датчиков опорных частот с ДПКД:

1. Возможность получения выходного сигнала с высокой спек-р-ральпой частотой.