СТАБИЛЬНОСТЬ ЧАСТОТЫ АВТОГЕНЕРАТОРА

Стабильность частоты автогенератора является одной из важнейших его характеристик, которая в значительной степени определяет надежность и бесперебойность работы систем связи, точность работы радиолокационных станций и т. п. Нестабильность частоты определяется возможным относительным изменением частоты где установленная частота генератора, ее возможное изменение. В различных случаях требования к стабильности частоты оказываются существенно разными. Так, если в связных радиостанциях допустимой нередко считается нестабильность частоты порядка , то при приеме слабых сигналов с далеких космических кораблей она не должна быть большей

Частота колебаний автогенераторов определяется из условия баланса фаз. Поэтому изменение любого из сдвигов фаз, входящих в выражение (4.109), должно приводить к осуществлению баланса фаз на другой частоте, т. е. к изменению частоты. При изменение частоты генерируемых колебаний определяется (4.147), оно может произойти в результате изменения или Рассмотрим эти факторы.

Изменение является следствием изменения содержания (интенсивности) гармоник в напряжении, действующем на входе нелинейного элемента. Поскольку интенсивность гармоник зависит от формы импульсов тока определяемой режимом работы автогенератора, всякое изменение последнего (например, за счет регулировки питающих напряжений) приводит к изменению частоты. Так, если в контуре с добротностью изменится на Iе, относительное изменение частоты согласно (4.147) будет Уменьшения ухода частоты, вызванного этим обстоятельством, можно добиться, повышая добротность колебательной системы. На рис. 4.316 показано, что одно и то же изменение вызывает меньшее изменение частоты при использовании контура с добротностью контуре с большей добротностью вследствие большей крутизны его фазовой характеристики изменение частоты оказывается меньшим. Такой контур обладает большей фиксирующей способностью.

Изменение резонансной частоты контура может произойти из-за изменения величин С или контура вследствие изменения температуры, влажности, давления, изменения емкости коллекторного перехода данного транзистора, входной емкости следующего каскада и т. п.

Способность контура поддерживать постоянной резонансную частоту при изменении внешних условий называют эталонностью колебательного контура. Поскольку генераторам приходится работать в условиях изменяющихся температур, одним из важнейших показателей эталонности контура является его температурный коэффициент частоты ТКЧ, определяемый относительным

изменением частоты при изменении окружающей температуры на Для уменьшения ТКЧ в качестве элементов контура используют конденсаторы и катушки, величины которых мало зависят от температуры, применяют специальные методы термокомпенсации. Когда этого недостаточно, автогенератор или его колебательную систему помещают в термостат, обеспечивающий поддержание постоянной температуры элементов при изменения температуры окружающей среды.

Более высокая стабильность частоты вместо 10 4) генераторов в диапазоне частот от единиц килогерц до достигается при использовании в качестве колебательной системы кварцевых резонаторов. Последние представляют собой плоские пластины, вырезанные из кристаллов кварца, на противоположные поверхности которых наносятся металлические контакты. Кварц обладает прямым и обратным пьезоэлектрическим эффектами-. прямой пьезоэлектрический эффект состоит в возникновении электрических зарядов на противоположных поверхностях в результате механического сжатия или растяжения кристалла, обратный — в изменении размеров кристалла при изменении приложенного к нему напряжения. Пластина кварца представляет собой электромеханический резонатор, резонансная частота которого об- ратно пропорциональна его толщине. Основное достоинство кварцевого резонатора — высокая добротность: до 105—106. Температурный коэффициент частоты кварцевого резонатора зависит от ориентации вырезаемой пластины относительно кристаллографических осей: при некоторых ориентациях он уменьшается до

На рис. 4.32а приведена эквивалентная электрическая схема кварца, а на рис. 4.326 частотные характеристики активной и реактивной компонент сопротивления На рис. 4.32а параметры кварца, емкость между контактами кварца. Частота параллельного резонанса Обычно Поэтому частота последовательного резонанса

В кварцевых генераторах обычно возбуждаются колебания на частотах, немного меньших где кварца имеет индуктивный характер и где а значит, и крутизна фазовой характеристики контура велики, что способствует повышению стабильности частоты.

На СВЧ в качестве стабилизирующих контуров используют полые резонаторы с добротностью .

Рис. 4.32