Нелинейный режим автоматической подстройки частоты гетеродина. Особенности эксплуатации приемного устройства.

Если отклонение частоты гетеродина настолько велико, что работа частотного детектора (ЧД) характеризуется областью вершины его характеристики, то система переходит в нелинейный режим.

С целью упрощения анализа нелинейного режима АПЧ проводят его с помощью графических построений.

Δf_ОСТ = Δf_ГЕТ - Δf_РЕГ

Δf_ГЕТ = Δf_ОСТ + Δf_РЕГ

Необходимо найти зависимость Δf_ОСТ  от Δf_ГЕТ:

Δf_РЕГ ≈ S_УПР ∙ U_РЕГ (U_Д)

U_Д = U_ЧД

Проанализируем поведение АПЧГ при изменении возмущающего воздействия от малого до большого значения. Как только возмущающее воздействие станет на столько большим, что система АПЧГ перейдет в положение характеризующееся точкой а₁, происходит смена знака в петле обратной связи (О.С.) системы автоматической регулировки. Система с отрицательной обратной связью превращается в систему с положительной обратной связью. Это объясняется тем, что точке а₁’ на характеристике ЧД любое сколь угодно малое увеличение Δf_ОСТ для точки а₁’ вызывает уменьшение регулирующего воздействия. Это приводит к увеличению Δf_ОСТ. Процесс лавинообразно развивается, система АПЧ скачком переходит в выключенное состояние, которое характеризуется точкой d₁.

Если от точки d₁ двигаться до b₁, то система АПЧ фактически остается в выключенном состоянии (система авто регулирования имеет положительную О.С. но с малым коэффициентом усиления). Точка b₁ соответствует точке b₁^’ на характеристике ЧД. Крутизна этой характеристики становится достаточно большой, чтобы система автоматического регулирования перешла в режим самовозбуждения. При этом уменьшение Δf_ОСТ относительно точки b₁^’ приводит к увеличению Δf_РЕГ, который в свою очередь уменьшает Δf_ОСТ.

Δf_ОСТ быстро уменьшается, система АПЧ из выключенного состояния скачком переходит во включенное, которое характеризуется точкой с₁.

Проекции точки а₁ на ось Δf_ГЕТ называется Полосой удержания, b₁ – Полосой захвата.

Полосой удержания – это максимально возможная расстройка частоты гетеродина под воздействием дестабилизирующих факторов, при которой система АПЧ работает если в предыдущие моменты времени она также находилась в рабочем состоянии.

Полосазахвата - это максимально возможная расстройка частоты гетеродина под воздействием дестабилизирующих факторов, когда система АПЧ уже работает, если в предыдущие моменты времени она также находилась в нерабочем состоянии.

Нерабочее состояние: 1) система АПЧ выключена

                                   2) очень большая расстройка частоты гетеродина

Наличие нелинейного режима системы АПЧ обуславливает некоторые особенности эксплуатации радио приёмного устройства. Рассмотрим процесс перестройки приемника с одной рабочей частоты на другую.  

Пусть точка f_Г1 соответствует настройке приемника на какую-то рабочую частоту.

Как только расстройка частоты гетеродина превысит П_УД(полоса удержания), происходит скачкообразное изменение частоты гетеродина и она принимает значение f_Г3’. Если рядом с этой точкой расположена настройка приёмника f_Г3, которая соответствует частоте полезного сигнала f_С3, то произойдёт захват частоты гетеродина и приёмник настроится на частоту сигнала f_С3. Настройка приёмника “перепрыгнет” через требуемую частоту f_С3.

Для осуществления правильной настройки необходимо сначала отключить АПЧ, затем перестроить приёмник до нужной частоты, и затем включить АПЧ.