4. Селекция по частоте в системах с автоматическим слежением за частотой

Селекция по частоте в системах АСЧ есть способность системы выделять сигналы определенной частоты при наличии мешающих сигналов близких частот. При этом должно быть оговорено соотношение амплитуд селектируемого и мешающего сигналов. Селекция по частоте осуществляется также полосовыми фильтрами. Удобство систем АСЧ состоит в возможности получить селекцию в широком диапазоне частот без заметных изменений характеристик избирательности. Аналогичные результаты могут быть достигнуты с помощью следящих фильтров [141, 32].

При использовании частотных и фазовых систем АСЧ для селекции обычные представления о ней нуждаются в некоторых уточнениях, что связано со специфическими особенностями этих систем.

Селекция с помощью частотных систем АСЧ. При слежении за частотой сигнала отличающейся от номинального значения на постоянную величину разностная частота в астатической системе совпадает с номинальным ее значением Мешающее действие помехи будет исключено, если ее частота отличается от на величину, превышающую где полоса пропускания усилителя разностной частоты (считается, что частотная характеристика этого усилителя имеет весьма крутые скаты).

В статической системе слежения при тех же условиях имеется расстройка где k — коэффициент передачи системы, так что разностная частота будет отличаться от на эту величину (рис. 6.33). При в

Рис. 6.33.

Рис. 6.34.

воздействии синусоидальной помехи с частотой образуется разностная частота частота генератора), которая может попасть в полосу УРЧ слева или справа от В первом случае отличие от должно быть меньше, чем во втором — меньше, чем где интервалы частот между и границами частотной характеристики фильтра УРЧ. Так как то при помеха селектируется при меньшем отличии ее частоты от чем при Однако общая полоса, в которой осуществляется селекция по-прежнему равна полосе фильтра УРЧ, т. е. величине

Селекция с помощью фазовых систем АСЧ. Селективные свойства системы, функциональная схема которой представлена на рис. 6.34, по отношению к помехе с частотой, отличной от частоты определяются частотной избирательностью замкнутой системы, т. е. зависят от полосы пропускания фильтра и коэффициента передачи системы.

Процессы, происходящие в системе при действии на нее сигнала и помехи, весьма сложны. Некоторые заключения о селективных свойствах системы можно сделать из рассмотрения действия помехи на системы с типовой структурой [63, 189].

При воздействии гармонического мешающего сигнала следящий генератор оказывается модулированным по частоте; причем первая гармоника частоты модуляции равна разностной частоте

Селективные свойства системы зависят от отношения амплитуд помехи и сигнала, а также от отношения разности частот к полосе схватывания При отношении действие помехи резко снижается; при эффективность действия помехи зависит от отношения амплитуд помехи и сигнала

При малых отношениях амплитуды мешающего сигнала к амплитуде сигнала математическое ожидание частоты генератора остается (при нулевой начальной расстройке) равным частоте сигнала, т. е. имеет место «отстройка» от помехи. При отношениях среднее значение частоты следящего генератора совпадает с частотой помехи: слежение за сигналом отсутствует.

При отношениях амплитуд входных напряжений, близких к единице и частота следящего генератора

На рис. 6.35 приведена зависимость относительной разностной частоты следящего генератора от произведения времени на иллюстрирующая некоторые из сделанных выводов [63]. Кривые относятся к системе с инерционным RC-фильтром.

Приведенные характеристики избирательности в случае использования фазовых систем АСЧ не являются единственно возможными. Так, в случае радиосвязных устройств избирательность можно характеризовать зависимостью ослабления гармонической помехи от частоты при заданном уровне искажений. Пример такой кривой дан на рис. 6.36 [44], где по оси абсцисс отложена разность частот сигнала и помехи, а по оси ординат взятое с обратным знаком число децибел, на которое помеха должна превышать сигнал, чтобы коэффициент нелинейных искажений не превосходил определенного значения (здесь 5%). При этом необходимо указать абсолютный уровень сигнала (точнее превышение уровня сигнала над порогом ограничения) и величину начальной расстройки. В данном примере превышение

Рис. 6.35.

Рис. 6.36.

порога составило а начальная расстройка отсутствовала. Ослабление помехи, лежащей вне полосы достигает при полосе на уровне равной Кривая рис. 6.36 наглядно демонстрирует возможность использования фазовых систем АСЧ для борьбы с гармоническими помехами, отличными от сигнала по частоте.