РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

ГЕТЕРОДИНА НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

, 1, 1

Саратовский государственный университет имени 1 «Алмаз-Фазотрон»

E-mail: *****@, *****@***ru)

С ростом интенсивности морского судоходства и увеличением размера судов происходит постоянное усложнение навигационной обстановки, что приводит к значительным трудностям в управлении судами в открытом море при переходах, в прибрежных районах и при подходах к портам. Постоянно растут требования к безопасности и экономической эффективности судовождения, возникает потребность в более качественном и современном навигационном оборудовании. Радиолокатор на данное время остается единственным средством обнаружения и сопровождения, способным работать со всеми целями.

Современные бортовые радиолокационные системы включают в себя большое количество подсистем более низкого порядка. В процессе работы РЛС частота передатчика и гетеродина неизбежно изменяются под воздействием различных дестабилизирующих факторов, отрицательно влияющих на работу всей системы. Для решения данных проблем используют автоматическую подстройку частоты (АПЧ).

Важность исследования и проектирования систем автоматической подстройки частоты заключается в том, что ее параметры и характеристики в значительной степени определяют эффективность работы радиотехнической системы в целом [1].

По типу измерительного элемента системы АПЧ делятся на частотные и фазовые (ФАПЧ). В частотных системах АПЧ в качестве измерительного элемента используются частотные детекторы, а в ФАПЧ – фазовые детекторы.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Существует множество разработанных систем АПЧ такие как: система импульсно-фазовой автоподстройки частоты [2], система ФАПЧ с фильтром второго порядка [3], система ФАПЧ с широкодиапазонными автогенераторами, управляемым напряжением [4], а также двухкольцевые системы АПЧ [1]. Но из-за разнообразия требований, предъявляемых для систем АПЧ, зачастую вышеупомянутые системы сталкиваются с трудностями, как в проектировании, так и достижении желаемых результатов.

Например, в системах ФАПЧ быстродействие очень мало, а также происходит срыв синхронизации в момент отсутствия источника опорного сигнала. На базе ФАПЧ существует достаточно большое количество систем, результаты исследований которых показывают, что выходные параметры не являются оптимальными. Исследования показали, в ФАПЧ с фильтром второго порядка область хаотически модулированных колебаний очень мала [3]. В современных системах импульсно-фазовой подстройки частоты с широкодиапазонными автогенераторами, управляемыми напряжением возникают иные проблемы. Обеспечение широкополосности автогенератора приводит к высокой крутизне управления генератором, что в свою очередь приводит к недопустимо большим паразитным угловым модуляциям [4]. Аналогом АПЧ на базе микроконтроллера стала разработанная ранее цифровая система ФАПЧ на базе микроконтроллера [5]. Но она являлась очень медленной.

В связи, с чем целью нашей работы является разработка системы автоматической подстройки частоты с высокими показателями по всем параметрам. Выполнение данной цели осуществляется с помощью введения в систему АПЧ комплекса с фильтрами высоких и низких частот, а также системы управления с микроконтроллером.

В данном докладе приводятся результаты смоделированной системы автоматической подстройки частоты с микроконтроллером. Разработанный модуль входит в систему приемных устройств трехсантиметрового диапазона длин волн для радиолокационных станций контроля надводной обстановки. АПЧ в данной системе выполняет функцию управления частотой гетеродина и контроля захвата АПЧ. Модуль на выходе выдает диапазон частот 8,02 - 8,52 ГГц. В разработанном модуле вместо системы ФАПЧ введен комплекс с фильтрами высоких и низких частот и микроконтроллера ATmega325P, архитектура которого стала стандартом на мировом рынке 8-разрядных микроконтроллеров. Данная система обеспечивает высокое быстродействие, помехоустойчивость, стабильность. Это дало более точные значения выходной частоты сигнала гетеродина.

Работа выполнена при поддержке предприятия «Алмаз-Фазотрон» (Саратов).

Библиографический список

1. Терещенко системы автоматической подстройки частоты с эллиптическим фильтром // Радиотехника. 2010. № 11. С. 34-38.

2. Никитин метод анализа синтезаторной системы импульсно-фазовой автоподстройки частоты // Современная электроника. 2007. Вып.с.

3. Матросов динамика системы фазовой автоподстройки частоты с фильтром второго порядка // Известия вузов. Радиофизика. 2006. Т. XLIX, № 3. С. 267-278.

4. , , Тихомиров автоматическая частотная настройка широкодиапазонных управляемых генераторов в синтезаторах частот // Теория и техника радиосвязи. 2012. № 2. С. 57-62.

5. Одинцова система фазовой автоподстройки частоты в применении к фильтрации шумов при сравнении и изменении частот // Всероссийская конференция. Санкт-Петербург. 2012. С. 3-43.