(подлежащей определению). На первом интервале времени ЧФД2 от-
ключается от ФНЧ2 (не показано на рис. 1), а на ФНЧ2 через повтори-
тель сигнала (П) и замкнутые ключи коммутаторов К1 и К2 с выхода
ФНЧ1 подается сигнал
e
Φ
(
t
)
.
Через некоторое время
t
k
(подлежащее определению) с помощью
ключа К3 (переводится в положение 2) ТПЧ
Д
и ЧФД1 отключаются
из цепи обратной связи ФАПЧ, а подключаются ТПЧ
А
, ЧФД2 и ФНЧ2
(второй канал управления). Затем выполняется окончательный режим
настройки (слежения) частоты и фазы сигнала УГ. При этом ключи
коммутаторов К1 и К2 размыкаются.
К таким традиционным элементам СЧ
ФАПЧ
(см. рис. 1), как ЧФД1
и ЧФД2, ДОЧ, ТПЧ
А
, ТПЧ
Д
(ДДПКД), ФНЧ1 и ФНЧ2 (для при-
мера система ФАПЧ третьего порядка (ФАПЧ3) с элементами
C
11
,
R
11
,
C
21
и
C
12
,
R
12
,
C
22
), УГ, моделируемый сумматором (СУМ) и
усилительно-интегрирующими элементами
S
УГ
и
2
π/s
, добавлены
таймерное устройство (Т), задающее интервал времени коммутации
t
k
и управляющее ДОЧ, ЧФД1, ЧФД2, ключами коммутаторов К1,
К2, К3 и запускаемое от сигнала
U
(
t
)
. Напряжение
U
(
t
)
в начале
переходного процесса (
Π
пр
) представляет собой единичную функцию
U
(
t
) =
−
U
max
1(
t
)
с уровнем
U
max
, определяющим диапазон пере-
стройки импульсной системы ФАПЧ
Δ
f
УГ
=
f
УГ
в
−
f
УГ
н
=
U
max
S
УГ
(
f
УГ
в
,
f
УГ
н
— верхняя и нижняя частоты настройки УГ; знак “–” перед
величиной
U
max
выбран произвольно). Примем, что ключи коммутато-
ров К1, К2, К3 — идеальные устройства, имеющие в замкнутом состо-
янии нулевое сопротивление, а в разомкнутом — бесконечно большое,
паразитные емкости равны нулю. В датчик обратной частоты входит
опорный генератор, набор сигналов с дискретно-перестраиваемыми
частотами, подаваемыми на ТПЧ
А
, формирователь сигнала с фазой
Φ
0
(
t
)
, частота которого либо постоянна при ключе К3 в положении 1,
либо дискретно переменна при ключе К3 в положении 2 (схема ТПЧ
А
не детализируется, так как вариантов его построения очень много).
Постановка задачи.
Для рассматриваемого СЧ
ФАПЧ3
(см. рис. 1)
актуально решение следующих задач при изучении переходного про-
цесса
Π
пр
, возникающего при перестройке выходного сигнала по ча-
стоте
Π
прЧ
и фазе
Π
прФ
.
Задача 1.
Определение времени коммутации ключа К3 из режима
настройки (К3 в положении 1) в режим слежения (К3 в положении 2),
которое минимизирует общее время переходного процесса УГ по ча-
стоте
Π
прЧ
и фазе
Π
прФ
.
Задача 2.
Определение времени переходного процесса СЧ
ФАПЧ3
по
частоте
Π
прЧ
и фазе
Π
прФ
с учетом решения задачи 1.
Решению этих задач и посвящена настоящая работа.
Допущения.
При дальнейших исследованиях примем, что в мо-
мент коммутации ключа К3 из положения 1 в положение 2 в составе
78 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 1
