Задание.

Создать МП систему управления настройкой приемника. Упрощенная схема приемника изображена на рис. 1.

Рис 1

Контур приемника состоит из индуктивности Lк и емкости варикапа VD1.
Эта емкость зависит от подаваемого на варикап постоянного напряжения Uупр
(зависимость обратнопропорциональная). Выделенное контуром ВЧ напряжение Uк детектируется амплитудным детектором (АД) и при настройке на станцию на выходе АД получается сигнал Uвых. Необходимо подключить МПС к приемнику так, чтобы МП измеряя величину Uвых мог воздействовать на варикап с целью настройки входного контура. МПС должна обеспечить:

— точную настройку на заданную станцию (величина рассогласования по частоте не должна превышать 3% от ширины полосы контура 2(f,

— поиск станций в диапазоне частот Fmin...Fmax.
1. Описание алгоритма.

Напряжение на контуре детектируется амплитудным детектором (АД), преобразуется в АЦП в двоичный код и поступает на МП. МП оценивает сигнал и выдает управляющее напряжение Uупр, которое после ЦАП поступает на варикап для изменения частоты настройки контура. Задача, решаемая МП, состоит в поиске экстремума функции Uупр(F). Из всех известных алгоритмов поиска вследствие малой разрядности МП выбирается метод нулевого порядка - метод случайного пошагового поиска экстремума с запоминанием верного шага.

Суть алгоритма состоят в следующем. Так как напряжение на контуре является функцией расстройки {Fk-Fo}, то пря изменении F изменяется и Uk.
МП формирует приращение Uупр (может быть и положительным и отрицательным).
Происходит сравнение Ukn=f(Uy) и Ukn+1=f(Uy+(Uy).Если Ukn+1>Ukn, то делается шаг в ту же сторону, в противном случае - в противоположную.
Одноэкстремальный вид функции настройки позволяет одновременно осуществить операцию автоматического поиска частоты Fo. АЦП и ЦАП подсоединяются к МПС через порты ввода/вывода. Для построения портов ввода/вывода используются порты Р1 и Р2 ОЭВМ. Это позволяет использовать для ввода/вывода команды
ОЭВМ работы портами. Предположим, что для АЦП осуществляется программная задержка на время, большее времени преобразования, чтобы избежать ввода еще одного регистра для опроса сигнала готовности АЦП. Сигнал на ЦАП подается сразу из ОЭВМ через порт. Однако при регулировании необходимо организовать программную задержку на время установления переходных процессов в контуре.
Кроме того, для исключения влияния шума на процесс регулирования нужно установить нижний предел изменения (Uk.
2. Структурная схема алгоритма.

3. Математическое описание.

3.1 Исходные данные:

|Диапазон частот поиска |Fmin=1 мГц |
| |Fmax=1,5 мГц |
|Полоса частот |(f=3кГц |
|Параметры варикапа: | |
|Начальное значение частоты контура |Fk0=1 мГц |
|Управляющее напряжение |Uупр0=2В |
|Крутизна характеристики преобразования |S=25 кГц/В |
|Параметры ЦАП (БИС ЦАП К572ПА1): | |
|Опорное напряжение |UЦАП=10,24В |
|Количество разрядов |n=10 |
|Параметры АЦП (AD7575): | |
|Опорное напряжение |UАЦП=2,56В |
|Количество разрядов |n=8 |

3.2 Расчёт.

Частота настройки контура зависит от управляющего напряжения следующим образом:

Fk=Fk0+S(Uупр-Uупр0)

(1) где Fk0 — начальное значение частоты контура при Uупр=Uупр0

S — крутизна характеристики преобразования.

(Uупр=Uупр2-Uупр1

(2)

Из (1) следует, что [pic]

Т.к (f=3кГц, то при

F1=Fmin+(f=1000+3=1003 (кГц), ( [pic] (В)

F2=Fmin+2(f=1006 (кГц) ( [pic] (В)

((Uупр=Uупр2-Uупр1=1,24-1,12=0,12 (В)

[pic] (В) — минимальное значение напряжения на входе, которое даёт 1 в младшем разряде кода.

(Uупр>UЦАП ( десятиразрядный ЦАП подходит для выполнения данной задачи. (UЦАП=0,01 В ( на вход надо подавать по 12k импульсов (как бы проскакивая по 12 импульсов сразу), где k — номер шага [pic]. 1210 =
00000011002, ( 2 первых разряда всегда равны 0, ( их можно заземлить, ( к порту подключается 8 разрядов (старших) и вместо 12 на ЦАП подается 3
(112=310). ( можно охватить весь диапазон без использования дополнительных разрядов.