Вы здесь

Підвищення показників якості систем фазового автопідстроювання пристроїв синхронізації в телекомунікаціях

Автор: 
Нетудихата Леонід Іванович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2004
Артикул:
0404U000436
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2

ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ДВОЗВ'ЯЗАНИХ СИСТЕМ ФАЗОВОГО АВТОПІДСТРОЮВАННЯ В УСТАЛЕНИХ РЕЖИМАХ

Постановка задачі

Багато систем фазового автопідстроювання (ФАП), що використовуються в пристроях зв'язку, працюють при повільно змінюваних задавальних діяннях. Для таких задавальних діянь, основним показником якості в усталених (синхронних) режимах є точність. Системи ФАП використовуються при демодуляції частотно-модульованих і фазомодульованих сигналів, при побудові високодобротних смугових і загороджувальних фільтрів із відстежуючим настроюванням по середній частоті, у пристроях тактової синхронізації в системах ІКМ для виділення тактового сигналу з переданої інформаційної послідовності й ін.
У дійсному розділі вирішується задача підвищення точності двозв'язаних систем ФАП в усталених режимах при детермінованих і випадкових діяннях. Вирішується задача побудови цифрових і цифро-аналогових систем ФАП.

2.1. Про еквівалентність двозв'язаної системи фазового автопідстроювання системі з комбінованим принципом управління

Системи фазового автопідстроювання (ФАП) знаходять широке розповсюдження в зв'язку і управлінні [1-5, 8, 10-13, 17, 21, 26, 27, 34-38, 42, 46, 55, 57-60, 62, 68-75, 81, 82, 116-118, 124-128, 133-139, 143, 152, 161]. Основними показниками якості систем ФАП є точність в усталених режимах і швидкодія в перехідних. Для поліпшення основних показників якості використовують комбіноване і двозв'язане управління [42, 100].
У цьому параграфі показується, що двозв'язана система ФАП еквівалентна комбінованій.
Як правило, у комбінованих системах ФАП компенсуючі сигнали розімкнених компенсаційних каналів управління одержують за допомогою частотного або фазового дискримінаторів, що включаються на вході системи ФАП. Але одержання сигналів другої і більш високих похідних від задавального діяння (різниці фаз двох порівнюваних по фазі напруг однакової частоти) вимагає застосування складних пристроїв: ряду пасивних диференціюючих RC-, RL-, RCL- контурів із проміжним підсиленням; операційних підсилювачів постійного струму зі зворотним зв'язком або за схемою з позитивним зворотним зв'язком, близьким до критичного [46]. Задача одержання зазначених сигналів особливо ускладнюється, якщо сигнал з датчика положення (фази) або датчика швидкості (частоти) є напругою змінного струму. У цьому випадку його необхідно випрямляти, фільтрувати, диференціювати кілька разів із проміжним підсиленням, а потім модулювати.
Доцільно в ряді випадків використовувати як джерело похідних коригувальну систему ФАП (КСФАП), що працює від загального задавального діяння з основною системою ФАП (ОСФАП). Вхідним діянням такого диференціатора є задавальне діяння , а вихідним - сигнал похибки КСФАП.
Зазначений спосіб побудови двов'язаної системи ФАП дозволяє не тільки забезпечити компенсацію ряду складових фазової похибки ОСФАП, але і поліпшити показники якості перехідного процесу при східчастій зміні задавального діяння.
Функціональна схема двозв'язаної системи ФАП зображена на рис.2.1,а. Двозв'язана система складається з двох систем: КСФАП і ОСФАП, що працюють від одного задавального діяння.
На входи 1 і 2 системи надходить задавальна і керуєма напруги, де
(2.1)

а

б

в
Рис.2.1. Функціональна (а) і структурні (б,в) схеми двозв'язаної системи ФАП

Різниця фаз напруг і є задавальним діянням для двозв'язаної системи, вимірюваним за допомогою фазового дискримінатора ФД1. Для перетворення косинусної статичної характеристики ФД1 (а також ФД2 і ФД3) використовується елемент постійного запізнювання на .
Замкнений контур КСФАП складається з елемента порівняння ЕП1, фільтра нижніх частот Ф1, підсилювача-перетворювача ПП1, інтегратора І та фазообертача ФО1. Для зміни фази напруги на додатковий вхід фазообертача ФО1 надходить керуючий сигнал . Для виміру керованої величини (різниця фаз вхідної і вихідної напруги ФО1) КСФАП використовується фазовий дискримінатор ФД2.
Основна система ФАП складається з таких елементів: ЕП2, Ф2, ПП2, І, ФО2 і ФД3, де ФД3 використовується для виміру керованої величини ОСФАП (різниця фаз вхідної і вихідної напруг ФО2).
Структурна схема двозв'язаної системи, що відповідає функціональній рис.2.1,а, зображена на рис.2.1,б, де і - оператори КСФАП і ОСФАП у розімкненому стані відповідно.
Рівняння елементів системи рис.2.1,б визначаються виразами
(2.2)
де - оператор КСФАП відносно похибки ;
(2.3)
.
З рівнянь (2.2), виключаючи проміжні змінні, одержуємо рівняння руху ОСФАП відносно похибки
. (2.4)
Рівнянню (2.4) також відповідає структурна схема комбінованої ОСФАП, зображеної на рис.2.1,в. Щоб переконатися в цьому, запишемо рівняння елементів системи рис.2.1,в.
(2.5)
З рівнянь (2.5), крім проміжних змінних, одержуємо:
. (2.6)
Рівняння (2.6) для комбінованої системи (рис.2.1,в) збігається з рівнянням (2.4) для двозв'язаної системи (рис.2.1,б) що свідчить про еквівалентність цих систем. Нехай оператор КСФАП у розімкнутому стані відповідно до формул (2.3) визначається виразом
, (2.7)
де ; ; ; ; ;
.
З урахуванням виразу (2.7) фазова похибка КСФАП визначається виразом
. (2.8)
Як відомо, сигнал похибки КСФАП може бути представлений при повільно мінлив