Способ оценки запаса устойчивости системы автоматической подстройки частоты Советский патент 1988 года по МПК H03L7/00 

1чЭ

N(

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для приближенно оценки на практике запаса устойчивости системы автоматической подстройки частоты (АЛЧ),

Цель изобретения - упрощение измерений при практической приближенной оценке запасов устойчивости по фазе и по амплитуде в системе автоматичес кой подстройки частоты.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема, поясняющая способ оценки запаса устойчивости системы АПЧ; на фиг.2 - пример изме- ренных амплитудно-частотных характеристик системы АЛЧ; на фиг.З - годограф разомкнутой системы АПЧ, т.е. амплитудно-фазовая характеристика.

Структурная электрическая схема, поясняющая способ оценки запаса устойчивости, содержит систему АПЧ t, в состав которой входят подстраиваемый генератор 2, дискриминатор 3 и фильтр нижних частот ФНЧ 4, раздели- тельный четырехполюсник 5, измеритель 6 амплитуды.

Оценку запаса устойчивости по фазе и амплитуде системы АПЧ произ водя следующим образом.

На вход разделительного четыре;х- полюсника 5 подают измерительный сигнал постоянного уровня. Систему АПЧ размыкают, например, в точке А (фиг.О и измеряют амплитудно-частотную характеристику, т.е. зависимость напряжения от час тоты, при помощи измерителя 6. Результат измерения представлен на фиг. 2 (кривая I, М.к- .имальный уровень U ) . Для обеспечения частотной независимости напряже- ния измерительного сигнала в точке; измерения (т. Б фиг.1) выбирается следующее соотношение между полным сопротивлением разделительного четырехполюсника 5 Zo и полным выход1:ым сопротивлением ФНЧ 4 в точке Б Zo К Zg (О

После проведения первого измерения система АПЧ замыкается и измеряется амплитудно-частотная характери- стика замкнутой системы АПЧ.

Пример результатов измерения представлен на фиг.2 (кривая 2, максимальный уровень и). Далее опред€:- ляют отнощение Q Uoi/lIi и проводят оценку запаса устойчивости по фазе: ДЦ и по амплитуде 5 А соответственно по формулам

п

с

Q с

5 0 5

0

5

0

/Ji/ 2arcsin(1/2Q), рад, при (2) )A -201g(l-1/Q), дБ, при П7, 3 (3) где п - порядок системы АПЧ. В случае безынерционного дискриминатора величина п численно равна порядку используемого ФНЧ 4 в случае системы частотной АПЧ, и на единицу больше порядка ФНЧ 4 при использовании фазовой АПЧ.

На фиг.З представлен годограф W(jt) для системы фазовой АПЧ третьего порядка. Точное значение запаса устойчивости по фазе определяется величиной СОА (точка А, получена как пересечение годографа системы АПЧ с окружностью единичного радиуса с центром в точке 0), а по амплитуде - величиной отрезка.ОП.

Приближенная оценка /jgi производится по i.COB. CF - ммнимальное расстояние от точки с координатами (-1, О J) до годографа W(juj) . Точка В получена как точка пересечения окружности радиусом CF с окружностью единичного радиуса.

Отметим, что iCOB СОА,, поэтому производимая оценка по L СОВ является худщим случаем, ССОВ ходится из треугольника СОВ:

Ц 2 arcsin .

В замкнутой системе АПЧ максимум амплитудно-частотной характеристчжи на частоте Ы равен Q, т.е.

|Y(ju),)| - Q-7, 1.

|H-W(ju)o)| Из векторного радиуса при учете того, что (ja)), а , следует 1 CF 1 ( j iVp) I , Кроме того, ICB 1 ICF|( (ju),)l l/g 1 . Поэтому 4Cf 2arcsin(l/2Q) .

Приближенная опенка JA производится по величине отрезка ОР (вместо OG) равного:

ОР 1-|С1 1 1- ICFI 1-1/Q

Поэтому:

4A -201g(1-1/Q)

Отметим, что значение и А также дает нижнюю границу запаса устойчивости по амплитуде.

Предлагаем 1й способ, как правило, дает тем более точную оценку истинного запаса устойчивости систем АПЧ, чем меньше вел;-, iHHa этого запаса.

Формула изобретения

Способ оценки запаса устойчивости системы автоматической подстройки частоты (АПЧ), содержащей соединенные в кольцо подстраиваемый генератор, дискриминатор и фильтр нижних частот, заключающийся в том, что измеряют амплитудно-частотную характеристику системы АПЧ, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, измерительный сигнал постоянного уровня подают на выход фильтра нижних частот через разделительный четьфехполюсник, полное сопротипление которого превыщает выходное сопротивление фильтра нижних частот, при этом измерение амплитудно-частотной характеристики осуществляют на выходе фильтра нижних частот при разомкнутой и замкнутой системе АПЧ и определяют отношение Q напряжений на выходе фильтра ни/кних частот в замкнутой и рлзомкнугой системе АПЧ при макси- мальном значении амплитудно-частотно хар дктеристики замкнутой системы ., а оценку запаса устойчивости по фиэе 4 (/и по апмлитуде л А производят соответственно по формулам 4M 2arcsin(1/2Q), рад, при 4А -ZOlgC 1-1/0), дБ, при П7/3, где п - порядок системы АПЧ,

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение измерений при практической приближенной оценке запасов устойчивости по фазе и по амплитуде в системе АПЧ. Способ заключается в том, что измеряют АЧХ разомкнутой системы АПЧ, т.е. зависимость напряжения от частоты. Полное сопротивление разделительного четырехполюсника превышает выходное сопротивление фильтра частот (ФНЧ). После проведения пергюгп измерения система АПЧ замыкается и измеряется АЧХ замкнутой системы АПЧ. Далее определяют отношение , и проводят оценку запаса устпйчивостп по фазе ii(f и по амплитуде Л А соответственно по формулам /)i 2arcsin( 1/2Q) , рад, при п-7, 2, A -201g-(1-1/Q) , дЬ, при , где п - порядок системы АПЧ. Предлагаемый способ, как правило, дает тем более точную опенку истинного запаса устойчивости систем АПЧ, чем меньше величина этого запаса. 3 ил. с (Л

Опорнш

CUZHUft

fpue.i

1змери,те/гьный

CLLZHU/J

и)

Фиг.1

ymW

Re

фие,3