5. Порядок выполнения работы

5.1. Исследовать регулировочную характеристику ГУН. Для этого выключить генератор Г, разомкнуть петлю ФАПЧ и, изменяя регулирующее напряжение U_р в пределах 2–7 В, снять зависимость частоты ГУН f_г от U_р. Построить график и определить крутизну регулировочной характеристики ГУН S_ГУН на средней частоте f_г = 6.5 МГц.

5.2. Рассчитать ожидаемые значения ширины полосы удержания F_уд системы ФАПЧ при уровнях входного сигнала U_с=0.3, 3, 30, используя соотношение

,

где K_ФД, K_УПТ, K_ПИФ – коэффициенты передачи ФД, УПТ и ПИФ: K_ФДK_УПТ=430, K_ПИФ =1.1.

Результаты расчетов и последующих измерений рекомендуется свести в таблицу следующего вида

Uс, мВ	Теория	Эксперимент
	Fуд	fуд.н	fуд.в	Fуд	fзахв.н	fзахв.в	Fзахв
0.3
3
30

5.3. Провести наблюдение работы системы ФАПЧ. Этот пункт, также как и п. 5.4, выполняют для того, чтобы получить представления о достаточно сложных процессах в системе ФАПЧ. Фиксировать какие-либо данные при выполнении этих пунктов не надо.

Замкнуть кольцо ФАПЧ, подать на вход немодулированный сигнал с уровнем U_с=30 мВ, и, увеличивая частоту генератора Г f_с относительно среднего значения 6.5 МГц, убедиться в соответствующем изменении частоты ГУН и регулирующего напряжения. При неко­тором удалении f_с от значения 6.5 МГц (на частоте f_уд.в) произойдет срыв синхронизации. Частота ГУН при этом возвращается к собственному значе­нию 6.5 МГц. Если теперь начать уменьшение частоты генератора, то при некоторой частоте f_захв.в<f_уд.в произойдет эффект вхождения системы ФАПЧ в синхронизм (захват частоты ГУН частотой генератора). Эффекты вхождения в синхронизм и срыв синхронизации носят скачкообразный характер.

Уменьшая частоту генератора Г от значения 6.5 МГц, можно наблюдать срыв син­хронизма на частоте f_уд.н и вхождение в синхронизм на частоте f_захв.н>f_уд.н, если вновь увеличить частоту генератора.

5.4. Провести детальное наблюдение эффектов вхождения системы ФАПЧ в синхронизм. Для этого рекомендуется уменьшить U_с до 3 мВ и добиться срыва синхронизации путем увеличения частоты f_с выше f_уд.в. На экране осциллографа при этом должны быть видны биения между частотами генератора f_с и ГУН f_г. Медленно уменьшая частоту генератора, следует обратить внимание на изменение частоты биений и отклонение формы биений от синусоидальной при приближении f_с к f_захв.в. Следует также об­ратить внимание на изменение частоты ГУН и напряжения U_р при приближении f_с к частоте захвата.

5.5. Исследовать зависимость полос удержания F_уд и захвата F_захв от уровня сигнала. Для этого измерить и записать в таблицу, составленную в п. 5.2, частоты, соответствующие границам полос удержания и захвата при уровнях сигнала, приведенных в этой таблице. Вычислить значения F_уд и F_захв. Построить графики зависимостей F_уд и F_захв от U_с. Сравнить расчетные и экспериментальные значения F_уд. Объяснить возможные расхождения.

5.6. Снять характеристики f_г(f_с) и U_р(f_с) при уровне сигнала 30 мВ. Зависимости необходимо исследовать как в области захвата так и вне её. Эксперимент следует проводить тщательно, обратив особое внимание на области вблизи частот, соответствующих срыву синхронизации и вхождению в син­хронизм (рис. 8.2). Построить график, отметив на нем полосы удер­жания и захвата.

Рис. 8.2. Примерный вид зависимостей f_г(f_с) и U_р(f_с)

5.7. Исследовать детектирование ЧМ сигнала СФД на основе петли ФАПЧ. Для этого включить режим внутренней ЧМ генератора Г (частота модуляции 1000 Гц) и установить параметры входного сигнала f_с=6.5 МГц, U_с=3 мВ, f_m=30 кГц (f_m – девиация частоты сигнала). На экране ос­циллографа наблюдать продетектированный сигнал. Изменяя девиацию частоты относительно f_m = 30 кГц, отметить изменение уровня выходного сигнала. Проверить изменяется ли выходное напряжение при изменении уровня вход­ного сигнала.

Увеличение девиации частоты может привести к появлению характерных искажений детектированного сигнала, вызванных срывом синхронизации при максимальном отклонении частоты от среднего значения. Необходимо зафиксировать максимально допусти­мое значение девиации f_m доп, при котором искажения этого вида еще отсутствуют.

5.8. Снять детекторную характеристику системы U_вых(f_m). Для этого подключить к выходу макета милливольтметр переменного тока В. Изменяя девиацию подаваемого от генератора сигнала от 0 до f_m доп, фиксировать значения U_вых. Построить детекторную характеристику.

5.9. Исследовать искажения модулирующего сигнала при приближении частоты сигнала f_с к границе полосы удержания. Зарисовать осциллограммы выход­ного напряжения при f_m=30 кГц, U_с=3 мВ в случаях, когда f_с=6.5 МГц и когда f_с находится вблизи f_уд.н и f_уд.в и имеют место искажения, обусловленные срывом синхронизации.

5.10. Экспериментально определить зависимость максимально допустимого значения девиации f_m доп от уровня сигнала. Для этого оценить значения f_m доп при уровнях сигнала U_с = 0.1, 0.3, 1, 3 мВ. Частота входного сигнала при этом должна быть f_с= 6.5 МГц.