§ 1.2 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ
Системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) применяются в радиоприемных устройствах, доплеровских системах измерения скорости подвижных объектов, устройствах частотной селекции сигналов.
Рассмотрим систему АПЧ радиоприемного устройства, предназначенную для поддержания промежуточной частоты сигнала на заданном уровне (рис. 1.4). Входной сигнал — напряжение 
частотой 
преобразуется в смесителе (СМ) в напряжение промежуточной частоты 
усиливается усилителем промежуточной частоты (УПЧ) и подается на частотный дискриминатор (ЧД). Если промежуточная частота сигнала отличается на 
от ее номинального значения, равного центральной частоте УПЧ, то на выходе ЧД возникает напряжение, значение и знак которого зависят от значения и знака отклонения промежуточной частоты 
Напряжение с ЧД через фильтр нижних частот (ФНЧ) подается на гетеродин (Г) (перестраиваемый генератор), частота сигнала
Рис. 1.4. Функциональная схема АПЧ
которого перестраивается таким образом, что отклонение 
уменьшается, в результате чего промежуточная частота с заданной точностью оказывается равной центральной частоте УПЧ 
Рассмотрим основные соотношения, определяющие точность работы системы АПЧ в установившемся режиме, полагая для простоты, что коэффициент передачи ФНЧ равен единице.
Отклонение промежуточной частоты сигнала 
от ее номинального значения
где 
частота входного сигнала; 
частота сигнала гетеродина; 
отклонения частот входного сигнала и гетеродина от номинальных значений 
Напряжение на выходе ЧД является функцией отклонения промежуточной частоты от номинального значения:
Зависимость 
называют дискриминационной характеристикой (рис. 1.5). При малых значениях 
дискриминационная характеристика линейна и выражение (1.5) принимает вид
где 
коэффициент передачи ЧД (крутизна пеленгационной характеристики).
Рис. 1.5. Дискриминационная характеристика ЧД ,
Под действием напряжения, снимаемого ЧД, частота сигнала с гетеродина перестраивается на
где 
коэффициент передачи гетеродина.
Из выражений (1.4), (1.6) и (1.7) следует, что ошибка регулирования промежуточной частоты в системе АПЧ
где 
коэффициент передачи системы АПЧ.
Коэффициент передачи является одной из основных характеристик системы АПЧ, его значение во многом
определяет точность стабилизации промежуточной частоты, динамические характеристики системы. Из выражения (1.8) следует, что с увеличением коэффициента передачи ошибка (1.8) уменьшается. Зная допустимую ошибку и максимальное значение Асос по (1.8), можно найти необходимый коэффициент передачи системы АПЧ.
Рис. 1.6. Структурная схема АПЧ
По соотношениям (1.4) — (1.7) на рис. 1.6 построена структурная схема системы АПЧ относительно отклонений от их номинальных значений. На схеме указаны возмущающие воздействия, влияющие на точность работы системы АПЧ; 
— флуктуационная составляющая напряжения, поступающего с частотного дискриминатора; 
— нестабильность частоты гетеродина. Рис. 1.6 используют при анализе устойчивости системы АПЧ, ее точности работы.
