СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ ФАЗОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ПРИ ОГРАНИЧЕННОМ РЕСУРСЕ УПРАВЛЕНИЯ

  • Александр Максимов ЮФУ
Ключевые слова: радиосвязь, фазовая автоматическая система, делитель частоты

Аннотация

Работа посвящена современным цифровым системам радиосвязи. В частности рассматривается формирование радиосигналов для цифровой радиосвязи. Формирователь радиосигналов построен на основе фазовой автоматической системы с программируемым цифровым делителем частоты. Метод формирования радиосигналов косвенный. В рассматриваемой фазовой автоматической системе в качестве чувствительного элемента используется импульсно-фазовый детектор, имеющий кусочно-линейную характеристику с периодичностью, равной . В составе фазовой системы используются фильтры низких частот лестничного типа, обеспечивающие необходимое подавление пульсаций управляющего напряжения импульсно-фазового детектора с частой тактирования процессов в фазовом контуре.  Применение таких фильтров позволяет получить более широкую полосу пропускания фазового контура, что позволит ослабить собственные флюктуации частоты (фазы) управляемого автогенератора и значительно  ослабить дискретные спектральные составляющие, группирующиеся в окрестности несущей частоты формируемого сигнала.

Проведен анализ процессов в нелинейной фазовой автоматической системе при больших начальных расстройках по частоте. Показано, что в фазовом контуре с ограниченным ресурсом управления при упомянутых условиях, может возникнуть циклическое движение, которому соответствует режим автоколебаний.

В качестве ограничивающего условия для осуществления синтеза управления фазовой автоматической системой предложено цифровое различение знака частотной ошибки. При использовании  такого различителя знака решение о знаке частотной ошибки принимается в моменты времени, когда рабочая точка на характеристике импульсно-фазового детектора преодолевает точку разрыва его характеристики. Синтезированное управление фазовой автоматической системой состоит в том, что при срабатывании различителя знака частотной ошибки, фазовый контур выключается и управляющий сигнал обеспечивает изменение знака частотной ошибки. Повторное срабатывание различителя знака обеспечивает включение фазового контура и установление требуемого режима управления. Проведено экспериментальное исследование фазовой автоматической системы, управляемой ею в соответствии с синтезированным законом управления. Эксперимент показал работоспособность предлагаемой фазовой автоматической системы.

Литература

V.Manassewitsch, Frequency synthesizers, New York etc., 1979
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.
Cessna J.R., Levy D.M. Phase noise and transient times for a binary quantized digital phase-locked loop in which Gaussian noise // IEEE Trans. 1972. V. Com-20. №2. P. 94–104.
Yukawa J., Mori S. A binary quantized digital phase-locked loop // IECE. 1973. Vol. 56-A. № 12. P. 79–85.
Van Trees, H. L. Functional Techniques for the Analysis of the Nonlinear Behavior of Phase – Locked Loops. «Proc. IEEE», 52, (August 1964), 894 – 911.
W.C. Lindsey. Synchronization Systems in Communication and Control, Englewood Cliffs: Prentice – Hall, 1972.
U. Mengali. Synchronization techniques for digital receivers/ Umberto Mengali and Aldo N. D’Andrea. Plenum Press, New York, 1997.
Yamamoto H., Mori S. Performance of a binary quantized all digital phase-locked loop with a new class of sequential filter // IEEE Trans. 1978. V. Com-26. № 1. P. 35–45.
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.
Левин В.А., Малиновский В.Н., Романов С.К. Синтезаторы частот с системой импульсно – фазовой автоподстройки. – М.: Радио и связь. 1989. – 232 с.: ил.
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, 2014г.
F. M. Gardner, Hangup in Phase – Lock Loops. IEEE Trans. Commun., COM – 25, 1210-1214, Oct.1977.
Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. «Анализ устойчивости контура фазовой автоподстройки частоты, функционирующего при больших возмущениях». Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск: «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении». – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2014.– 102-107с
Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. «Организация процессов управления в системе фазовой синхронизации». Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск: «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении». – Таганрог:Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. №2 (91).
Геложе Ю.А., Клименко П.П., Максимов А.В. «Управление процессами в нелинейном автопилоте». Журнал "Известия ЮФУ. Технические науки", 2012, №5. - г. Таганрог. Изд-во ТТИ ЮФУ
А.с.484617 (СССР) Устройство ИФАПЧ / Геложе Ю.А. 1975. Бюл.№34.
А.с.987818 (СССР) Синтезатор частот / Геложе Ю.А. 1977. Бюл.№1.
Геложе Ю.А., Клименко П.П. Управление процессами в нелинейных системах. – М.: Радио и связь, 2006. – 264 с.
Сю. Д., Мейер А.Современная теория автоматического управления и ее применения / Перевод с английского. Под ред. Ю.И. Топчеева. - Л.: Машиностроение, 1972. - 544с.: ил.
Попов В. М. Об абсолютной устойчивости нелинейных систем автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. – 1961. – Т.22, № 8. – С. 23 -31.
Опубликован
2019-07-13
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ III. АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ