где q - крутизна характеристики управления гетеродина, численно равная отклонению частоты при подаче управляющего напряжения 1 В.

Как видим, полоса удержания прямо пропорциональна амплитуде входного сигнала. От типа и характеристики ФНЧ Z2, установленного в петле, она не зависит. Минимально допустимая полоса удержания определяет в соответствии с (41) минимально допустимый входной сигнал, т. е. чувствительность системы ФАПЧ. Для связного приемника она должна лежать на уровне шумов. В режиме приема ФМ сигналов, когда слежение происходит только за несущей, мини1мально допустимая полоса удержания определяется лишь стабильностью частот сигнала и гетеродина, а также точностью и плавностью механизма настройки. Она может составить 300... 1000 Гц. В режиме приема ЧМ сигналов полоса удержания должна быть не меньше, чем девиация частоты сигнала. Для предотвращения чрезмерного расширения полосы удержания при сильных сигналах параллельно выходу фильтра Z2 можно установить двусторонний ограничитель амплитуды.

Селективность синхронного гетеродинного приемника с ФАПЧ различна в режиме биений и при захвате сигнала. В режиме биений она полностью определяется суммарной АЧХ фильтров Z1 и Z2. В режиме захвата селективность возрастает, поскольку система следит преимущественно за «своим» сигналом, подавляя сигналы соседних по частоте станций. Тем не менее, произвольно высокую селективность системы ФАПЧ получить нельзя, она ограничена требованиями устойчивости работы петли. Суммарный фазовый набег в петле (в основном в фильтре Z1) не должен превосходить п/2 (90°) на всех частотах, где коэффициент усиления по петле более единицы. В противном случае при подаче на вход системы сигнала в петле возникает самовозбуждение. Анализ [14] показывает, что в режиме приема ЧМ сигналов селективность не удается сделать лучше 40 дБ на декаду, т. е. при полосе пропускания петли 3 кГц селективность составит 40 дБ при расстройке на 30 кГц. В режиме приема ФМ сигналов полосу петли можно значительно сузить, даже до десятков герц, а это позволяет применить в качестве Z1 высокоэффективные ФНЧ высоких порядков с частотой среза 3 кГц.

4 Зак. 4111 7

Рис. 42. Процесс настройки гетеродинного приемника с ФАПЧ

В этом случае можно получить селективность, например, 40...60 дБ при расстройке на 10 кГц.

В заключение описания этого интересного, но еще практически не используемого в любительской (да и в профессиональной) связи приемника, проиллюстрируем процесс его настройки на частоту станции. Предположим, что частота сигнала станции фиксирована, а частота гетеродина приемника изменяется, например, путем поворота ротора конденсатора настройки. На рис. 42 показана зависимость частоты гетеродина приемника от угла поворота ротора а с учетом действия системы ФАПЧ. При подходе к частоте сигнала, например снизу, но достижении расстройки, равной полосе захвата Д/з, произойдет захват, и частота гетеродина станет в точности равной частоте сигнала. При дальнейшем вращении ручки настройки частота гетеродина не будет изменяться, поскольку в петле ФАПЧ вырабатывается компенсирующее напряжение и емкость варикапа, подстраивающего гетеродин, изменяется так, чтобы компенсировать изменение емкости конденсатора настройки. Срыв слежения происходит при расстройке, равной полосе удержания (она всегда больше полосы захвата), и частота гетеродина скачком увеличивается, поскольку компенсирующее напряжение в петле ФАПЧ пропадает. При приближении к частоте станции со стороны более высоких частот процесс происходит аналогичным образом.

4. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ЧМ

И ФМ ТРАНСИВЕРОВ УКВ ДИАПАЗОНА

Традиционное использование супергетеродинного приемника в УКВ трансиверах приводит к сложно решаемой проблеме совмещения настроек передатиика и приемника. В трансиверах, работающих на фиксированных частотах, приходится использовать по крайней мере два кварцевых резонатора - один в задающем генераторе передатчика, другой - в гетеродине приемника. Если же используется гетеродин плавного диапазона, проблема еще более усложняется, а в структурной схеме появляются дополнительные генераторы и смесители «переноса» сигнала ГПД в полосу частот передатчика и в полосу гетеродина приемника. Применение гетеродинного приемника решает эти проблемы - единственный генератор трансивера используется и как задающий генератор передатчика, и как гетеродин приемника Более того, это позволяет создавать достаточно простые системы с новыми возможностями, например для дуплексной радиосвязи. В дуплексном трансивере передача и прием ведутся одновременно, и разговор корреспондентов происходит как по обычному телефону.

На СВЧ диапазонах, где радиостанций практически нет и помех по зеркальному каналу ожидать не приходится, очень простой дуплексный трансивер можно построить на основе приемника с низкой ПЧ и счетным детектором (см. рис. 37). Структурная схема трансивера показана на рис. 43. Он содержит генератор СВЧ G1, модулируемый по частоте с помощью варикапа VD1 или каким-либо иным способом, например изменением питающих напряжений. Модулирующий сигнал поступает от микрофона ВМ1 через усилитель А1. СВЧ сигнал с ЧМ излучается в направлении корреспондента через антенну WA1. Рядом с этой антенной расположена такая же конструктивно приемная антенна WA2, связанная со смесителем U1, выполненным на полупроводниковом диоде VD2. Смешение излучаемого и принимаемого сигналов получается благодаря тому, что малая часть излучаемой мощности попадает из передающей антенны в приемную. Станция корреспондента выполняется по точно такой же схеме, но ее передатчик настраивается на частоту fi, отличающуюся от частоты данного передатчика /г на значение ПЧ /з, таким образом, что

4« ©9