SYNTHESIS OF CONTROL OF A PHASE AUTOMATIC SYSTEM WITH A LIMITED RESOURCE MANAGEMENT
Abstract
The work is devoted to modern digital radio communication systems. In particular, the formation of radio signals for digital radio communications is considered. The shaper of radio signals is based on a phase automatic system with a programmable digital frequency divider. The method of forming radio signals is indirect. In the considered phase automatic system, a pulse-phase detector having a piecewise linear characteristic with a frequency equal to 2π is used as a sensitive element. As part of the phase system, low-frequency ladder-type filters are used, providing the necessary suppression of the control voltage pulsations of the pulse-phase detector with frequent clocking of processes in the phase circuit. The use of such filters allows to obtain a wider bandwidth of the phase circuit, which will allow to weaken the own fluctuations of the frequency (phase) of the controlled oscillator and significantly weaken the discrete spectral components grouped in the vicinity of the carrier frequency of the generated signal.
The analysis of processes in a nonlinear phase automatic system with large initial detuning in frequency is carried out. It is shown that in a phase contour with a limited control resource under the conditions mentioned, cyclic motion may occur, which corresponds to the self-oscillation mode.
As a limiting condition for the implementation of the synthesis control of the phase automatic system, a digital distinction has been proposed for the sign of the frequency error. When using such a sign discriminator, the decision on the sign of the frequency error is made at the moments of time when the operating point on the characteristic of the pulse-phase detector overcomes the discontinuity point of its characteristics. and the control signal provides a change in the sign of the frequency error. Repeated tripping of the sign discriminator ensures that the phase loop is turned on and the required control mode is established. An experimental study of the phase automatic system, controlled by it in accordance with the synthesized control law, has been carried out. The experiment showed the efficiency of the proposed phase automatic system.
References
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.
