Полоса удержания системы ФАПЧ должна быть больше суммы девиации частоты входного сигнала и нестабильности собственной частоты гетеродина (при использовании двухканального телевизионного приемника к ним следует прибавить нестабильность частоты гетеродина селектора каналов). Нестабильность собственной частоты гетеродина системы ФАПЧ зависит от температурных коэффициентов индуктивности и емкости его колебательного контура и от температурного коэффициента напряжения на управляющем элементе. Если в качестве такого элемента используются варикапы, и их емкость составляет полную емкость колебательного контура, то для получения заданной полосы удержания Qy на варикапы необходимо подать управляющее напряжение

Uупр = 4ЯУ Uaf<i>uv,,

где U3 - запирающее напряжение смещения.

При настройке УПЧЗ проверяется нормированная АЧХ системы ФАПЧ, т. е. зависимость нормированного напряжения на выходе пропорционально-интегрирующего фильтра от частоты модуляции входного сигнала:

1 + (4£а 2) х* + х*

х/у - нормированная расстройка, при этом девиация частоты входного сигнала должна

поддерживаться постоянной.

При малых расстройках АЧХ оптимальной петли фазовой автоподстройки имеет незначительный подъем, а в области больших расстроек совпадает с характеристикой одиночного колебательного контура. За контрольные принимаются точки характеристики, соответствующие следующим значениям модуля коэффициента передачи: единице, 0,7 и максимальному значению:

При наличии в замкнутой петле паразитных реактивных элементов система ФАПЧ остается устойчивой, если выполняется условие тп«тт+1/<Зу,

где тп - сумма постоянных времени цепей, образованных паразитными реактивными элементами.

Для выполнения этого условия все каскады, входящие в замкнутую петлю: фазовый детектор, управляющая схема, усилитель, колебательный контур синхронизированного гетеродина и др. - должны быть широкополосными.

На рис. 30 показана схема УПЧЗ и помехоустойчивого ЧМ детектора с ФАПЧ. Его характеристики: чувствительность в области порога помехоустойчивости - 2 дБ относительно уровня входных шумов, нестабильность собственной частоты гетеродина в интервале температур 10 - 30°С 35 кГц, выходное напряжение при девиации частоты 15 кГц - около 25 мВ. Данные колебательных контуров приведены для промежуточной частоты 6,5 МГц.

fljsflr 4-..

й: Xw "

шегш jo

Рис. 30. Схема УПЧЗ и помехоустойчивого детектора с ФАПЧ.

На входе схемы включен трехзвенный ФСС L1 - L4, С1 - С5, выход которого соединен с выводом 14

микросхемы Мс1 (рис. 31). Транзисторы T1 - T2, T4 - T5.....Т22 - Т23 образуют однотипные дифференциальные

усилительные каскады, которые питаются от источников тока на транзисторах T3, T6 T24. Усилитель охвачен параллельной отрицательной обратной связью по напряжению, которая стабилизирует режим транзисторов.

Напряжение обратной связи подается с эмиттера транзистора Т26 на базу транзистора Т2 через резистор R26 и с эмиттера Т27 на базу транзистора Т1 через резистор R29 и катушку индуктивности L4, подключенную между выводами 13 и 14 микросхемы (см. рис. 30). Подключенные к микросхеме блокировочные конденсаторы С& и Сл устраняют действие обратной связи на частоте сигнала. На рис. 32 показана зависимость коэффициента усиления микросхемы от частоты с вывода 14 по контрольные выводы 6 и 10. Измерения проводились при входном сигнале 10 мкВ. При большом сигнале, что на практике имеет место при больших значениях отношения сигнал/шум, усилитель работает в режиме ограничения.

Параметрический стабилизатор напряжения выполнен на транзисторах Г42 и Т25 и диодах Д8 - Д10. Фазовый детектор на транзисторах Т23 - T34 питается от источника тока на транзисторе Т28. Усиленный входной сигнал поступает на базы транзисторов T29 и T30 с задержкой, обусловленной емкостью переходов база-эмиттер этих транзисторов и резисторами R46 и R47. На второй вход фазового детектора (базы транзисторов T31 - T34) с катушки связи L6 через выводы 7 и 9 микросхемы и ее эмиттерные повторители на транзисторах T35 и T36 подводится напряжение синхронизированного гетеродина. Нагрузка фазового детектора - транзисторы Т38 - T40, включенные по схеме с общей базой. Ток коллектора транзистора T39 создает падение напряжения на резисторе R39. Это выходное напряжение звуковой частоты и постоянная составляющая используются для управления частотой колебаний синхронизированного гетеродина.

Балансный каскад на транзисторах Т40 - Т41 с источником тока на транзисторе Тал и источником напряжения на транзисторе T37 образуют регулятор, которым изменяется усиление каскада на транзисторе T39. К выводу 5 микросхемы подключен подстроечный резистор R1, выведение которого приводит к запиранию транзисторов T39 и T40. При максимальном сопротивлении этого резистора напряжение на эмиттере транзистора T37 больше, чем на эмиттере транзистора Т42, транзисторы T39 и T40 открыты, коэффициент передачи фазового детектора максимален. Открытому транзистору T39 соответствует закрытый транзистор T41, и наоборот; благодаря тому что коллекторы этих транзисторов подключены к общему резистору нагрузки R39, постоянное напряжение на выводе 8 микросхемы не изменяется при регулировке усиления. Это напряжение равно 7,5 В на выводе 8 относительно вывода 1, а относительная температурная нестабильность относительно вывода 11 составляет 1,ЗХ10-3,1/*С. Выходное сопротивление фазового детектора - около 3 кОм.

С вывода 8 микросхемы МС1 выходной сигнал низкой частоты проходит через эмиттерный повторитель, входящий в микросхему Мс2, пропорционально-интегрирующий фильтр R3, С9, С10 и управляет частотой гетеродина, выполненного по схеме индуктивной трех-точки на микросхеме Мс3. Стабилитроны Д1 и Д2, подключенные к катушке индуктивности контура гетеродина L5, используются как варикапы. Ограничитель амплитуды колебаний гетеродина выполнен на диодах Д3 и Д4. С выхода второго эмиттерного повторителя микросхемы Мс2 низкочастотный сигнал подается через цепь коррекции предыскажений R5, С13 на выход устройства.

Помимо системы ФАПЧ частичную синхронизацию гетеродина осуществляет сигнал промежуточной частоты, который попадает на катушку связи 16 через дифференцирующую цепь Д2, R30 и Д3, R36 микросхемы Mc1, при этом работоспособность детектора сохраняется и в случае выхода из строя элементов цепи обратной связи системы ФАПЧ. Работа детектора также не нарушится, если отключить конденсатор пропорционально-интегрирующего фильтра С9, т. е. сделать этот фильтр интегрирующим (сочетание синхронизации гетеродина с помощью системы ФАПЧ на интегрирующем фильтре и непосредственной синхронизации колебаниями промежуточной частоты эквивалентно применению системы ФАПЧ с пропорционально-интегрирующим фильтром).

Помехоустойчивый УПЧЗ смонтирован на печатной плате (рис. 33). В нем использованы детали: конденсатор электролитический - типа К50-6 или К50-16, конденсаторы С2, С4 и С15 - типа КД-1 (группа М75), остальные - типа КМ-7В; резистор R1 - типа СПЗ-16, остальные - типа МЛТ-0,125; контуры Сь L2, C3 и L3, L4, С5 - от УПЧЗ телевизора «Электроника ВЛ-100». Катушка L6 намотана поверх катушки L5 на каркасе диаметром 7,5 мм. Катушка L5 содержит 10+10 витков, катушка L6 - 11 витков провода ПЭВ-1 0,12. Намотка рядовая, однослойная.

\ i гs is и ?з s

Рис. 31. Микросхема К174УР1.

Для настройки УПЧЗ на его вход подают сигнал от генератора качающейся частоты X1-7, детекторную головку которого присоединяют к выводу 14 микросхемы Мс1. Полосовой фильтр настраивают на максимальный коэффициент передачи при АЧХ, близкой к прямоугольной. Затем выход генератора X1-7 подключают параллельно катушке L3, а его низкочастотный вход - к выходным контактам платы. Контур L5, Д1, Д2 настраивают на промежуточную частоту по нулю дискриминаторной характеристики. Полосу удержания (около 240 кГц) устанавливают переменным резистором R1 (при большом уровне помех полосу удержания можно уменьшить). Для проверки АЧХ системы ФАПЧ на вход УПЧЗ с выхода ГСС подают ЧМ сигнал с девиацией частоты 1 кГц. С помощью осциллографа определяют зависимость напряжения на конденсаторе Сю от частоты модуляции. Описанное устройство обеспечивает высокое качество приема звукового сопровождения в двухканальных и в тех одно-канальных телевизорах, в которых применяется синхронный видеодетектор (в обычных одноканальных телевизорах выигрыш в помехоустойчивости незначителен).

Z Б W 14 7S П 25 МГЦ

Рис. 32. Зависимость коэффициента усиления микросхемы К174УР1 от частоты.

В заключение следует сказать о возможности непосредственного приема в автомобиле телевизионного вещания с искусственных спутников Земли (ИСЗ). При приеме в стационарных условиях высокая помехоустойчивость может быть обеспечена за счет использования цифровых методов передачи. Так, в устройствах с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) вместо непрерывного сигнала передаются группы импульсов, соответствующие отдельным значениям (отсчетам) этого сигнала, взятым через определенные промежутки времени. При дифференциальной ИКМ группы импульсов соответствуют приращениям значений сигнала. При небольшом уровне помех из всех видов импульсной модуляции наибольшую помехоустойчивость при минимальной полосе пропускания канала связи обеспечивает адаптивная дифференциальная ИКМ. Здесь закон преобразования непрерывного модулирующего сигнала в группу импульсов изменяется в зависимости от среднего значения сигнала за определенный промежуток времени. Однако цифровые методы передачи с сокращенной полосой частот не позволяют осуществить прием сигналов при большом уровне помех, что часто имеет место на транспортных средствах.

Например, при ИКМ изображение воспринимается без искажений, если вероятность ошибки не превышает 10-4, по сравнению с ней дифференциальная ИКМ обеспечивает удовлетворительное качество изображения при вероятности ошибки 10-6.