Полоса захвата и удержания петли ФАПЧ

Полоса захвата и полоса удержания, отслеживания — это два ключевых параметра системы ФАПЧ, которые характеризуют её рабочий диапазон частот.

Область захвата

Область захвата определяется как диапазон частот, сосредоточенный вокруг собственной частоты ГУН f_n, в котором система ФАПЧ в состоянии произвести захват частоты и войти в синхронизм с внешним входным сигналом. В зависимости от конструкции системы ФАПЧ, ширины полосы пропускания фильтра нижних частот и усиления петли обратной связи, область захвата находится как правило, в диапазоне между 0.5f_n и 1.7f_n. Иногда область захвата называют областью вхождения в синхронизм.

Полоса захвата частоты — полосы частот захвата слева или справа от опорной частоты, ко­торые, как правило, симметричны (т. е. область захвата в 2 раза шире полосы захвата частоты). Область захвата и полосы захвата показаны в форме частотной диаграммы на рис. 3. Самая низкая частота, на которой система ФАПЧ может произвести захват, называется нижним пределом захвата f_cl, а самая высокая частота — верхним пределом захвата f_cu.

Рис. 3. Область захвата час­тоты системы ФАПЧ

Полоса удержания

Область удержания определяется как диапазон частот, сосредоточенный вокруг собственной частоты ГУН, в котором система ФАПЧ может поддерживать режим синхронизма с внешним опорным сигналом. При этом предполагается, что система ФАПЧ первоначально захватила и удерживает частоту входного сигнала. Область удержания также известна как область слежения. Область удержания — это диапазон частот, в котором после того, как произошел захват частоты, система ФАПЧ будет точно отслеживать частоту внешнего опорного сигнала. Полоса удержания (синхронизации) — диапазон частот в области удержания слева или справа от опорной частоты (т. е. область удержания в 2 раза шире полосы удержания). Связь между областью удержания и полосой удержания показана в виде частотной диаграммы на рис. 4.

Рис. 4. Область отслежива­ния частоты системы ФАПЧ

Области захвата и удержания прямо пропорциональны коэффициенту усиления по постоянному току петли обратной связи системы ФАПЧ. Область захвата никогда не бывает больше и почти всегда меньше, чемобласть удержания.

Взаимосвязь между областями захвата и удержания и полосами захвата и удержания частоты показана в форме частотной диаграммы на рис. 5. Обратите внимание, что области удержания больше или равна области захвата, а полоса удержания больше или равна полосе захвата частоты.

Рис. 5. Области захвата и удержания частоты системы ФАПЧ