Система ФАПЧ с идеализированным ФНЧ.
В случае ФАНЧ с идеализированным ФНЧ , уравнение (10) принимает вид:
(11)
Дифференциальное уравнение (11) позволяет построить фазовый портрет системы ФАПЧ, где ее мгновенное динамическое состояние отображается точкой, а зависимость этого состояния от времени – кривой (рис.3). При точка движется в сторону возрастания функции , так как произвольная положительна при увеличении самой функции, а при -в сторону уменьшения функции . В стационарном состоянии из (11) имеем:
Таким образом синхронный режим работы системы ФАНЧ возможен лишь при условии .
Допустим, что в начальный момент . Тогда точка стремится двигаться по косинусоидальной траектории, пока не достигнет оси и останется там в устойчивом состоянии. При этом разность фаз
Вблизи точки устойчивости равновесия величина не может стать отрицательной, так как тогда стремилась бы уменьшиться и вернуть точку к оси .
Точками неустойчивого равновесия являются:
Изменение начальных условий при фиксированных значения и приводит к тому, что с течением времени точка движется по кривой к фазам устойчивости равновесия .
Решение дифференциального уравнения (11) позволяет определить полсу захвата системы ФАНЧ с идеализированным ФНЧ. Разделяя переменные в (11) и интегрируя по , получим:
где С - постоянная интегрирования.
В результате интегрирования левой части (15), при можно определить установившую разность фаз входного колебания и колебания ГУН:
Учитывая, что , получим
Из этого решения следует:
- при в системе ФАПЧ устанавливается режим биений (рис.4),когда траектория точки никогда не пересекает оси (рис.3) и синхронизм по фазе не достигается;
- при наступает режим удержания, т.е. синхронный режим с установившимся значением разности фаз .
Таким образом, в системе ФАНЧ с идеализированным ФНЧ полосы захвата и удержания одинаковы.
Рис.3. Фазовый портрет системы ФАНЧ
Рис.4. Форма биений на выходе фазового детектора.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 514 | Нарушение авторских прав
|