МНОГОКОНТУРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ. ЗАТЯГИВАНИЕ ЧАСТОТЫ

Колебательные системы автогенераторов могут быть многоконтурными как из-за введения дополнительных колебательных контуров (например, для повышения стабильности частоты или

увеличения мощности и КПД), так и из-за влияния других цепей (в том числе паразитных). Хотя общие положения теории автогенераторов (условия самовозбуждения, условия баланса амплитуд и фаз, режимы стационарных колебаний и др.) справедливы и для многоконтурных автогенераторов, в последних имеют место некоторые своеобразные явления. Рассмотрим их на примере двухконтурного автогенератора на резистивном приборе с отрицательным сопротивлением

Рис. 4.51

Для определения проводимости линейной цепи, включенной между точками -заменим эту цепь эквивалентной (рис. 4.51б). Общая проводимость нагрузки между точками 1—1

Обозначим через проводимости соответственно первого и второго контуров, параллельно которым подсоединена емкость их резонансные частоты: Тогда из (4.241)

Проводимости представим в виде

где обобщенные расстройки связаны с добротностями и расстройками контуров как

Обозначая получаем из (4.242) и (4.243)

На рис. 4.52 приведено графическое построение амплитуднофазовой характеристики линейной части рассматриваемого генератора. АФХ первого слагаемого выражения (4.244) представляет вертикальную линию (рис. Проводимость можно записать как где Эти выражения подобны (4.60), (4.61) для схемы рис, 4,14а, АФХ

которой представляет собой окружность (см. рис. 4.146). Точно так же и в рассматриваемом случае: при изменении со конец вектора перемещается по окружности радиуса с центром в точке являющейся АФХ проводимости Стрелкой на графиках указано направление увеличения частоты

Рис. 4.52

Складывая на каждой частоте векторы и получаем как показано на рис. 4.52в. На рис. 4.52-4.54 частоте соответствует точка 1, частоте точка 2 и т. д. На рис. 4.52 принято

При достаточно сильной связи АФХ оказывается петлеобразной, при слабой — петля отсутствует. Расчеты показывают, что петлеобразная АФХ имеет место, если коэффициент связи между контурами превышает затухание второго контура; в последующем рассматриваем только такой случай.

При изменении резонансной частоты первого контура изменяется положение точек на рис. 4.52а: если, например, частота становится равной или то все пронумерованные на этом рисунке точки опускаются: опускается и годограф как показано на рис. 4.53а и

Рис. 4.53

При небольшой расстройке относительно соог реактивная проводимость на трех частотах: Если АЭ генератора резистивный, т. е. на этих трех частотах выполняется условие баланса фаз. Однако устойчивыми согласно условию являются режимы колебаний только с крайними частотами со и со", называемыми частотами связи. Нижняя частота связи всегда меньше наименьшей из резонансных частот контуров, верхняя частота связи больше наибольшей. Области неустойчивых решений, где на рис. 4.52 и 4.53 заштрихованы.

На рис. 4.54а на основе рис. 4.52 и 4.53 построена зависимость активной проводимости на частотах связи от изменения частоты настройки первого контура. Если в генераторе используется резистивный АЭ с характеристикой средней проводимости, соответствующей рис. 4.546, то возможно возбуждение колебаний на любой из частот связи.

Рис. 4.54

Предположим, мы увеличиваем частоту настройки первого контура, начиная от значений (рис. 4.54а). Вплоть до частоты частота генерируемых колебаний совпадает с нижней частотой связи со (линия При (точка происходит скачкообразное изменение режима по линии частота генерируемых колебаний резко увеличивается до соответствующего значения частоты одновременно изменяется и амплитуда колебаний от до (см. рис. 4.546). Если теперь уменьшать частоту сооь частота колебаний уменьшается по линии пока в точке не произойдет скачкообразное ее

уменьшение по линии с одновременным увеличением амплитуды от до

На рис. 4.54 в построен соответствующий график зависимости частоты от Он характеризуется наличием области частот в пределах которой возможны два устойчивых стационарных режима с различными частотами и амплитудами колебаний. В таком генераторе устанавливаются одночастотные колебания, частота которых зависит от того, как достигалась данная настройка: путем увеличения или уменьшения частоты (аналогично для частоты соог). Данное явление, свойственное многоконтурным генераторам, называется затягиванием частоты, а интервал областью затягивания.

Рис. 4.55

На рис. 4.55 по данным рис. 4.53а построена зависимость (область неустойчивых решений заштрихована); там же пунктирной линией 1 нанесена аналогичная зависимость для случая отсутствия второго контура. Поскольку крутизна двухконтурной колебательной системы на рабочих частотах (со или со") значительно больше, чем для одноконтурной, в первом случае может быть достигнута значительно более высокая стабильность частоты генератора. Способ увеличения стабильности частоты за счет подсоединения к основному контуру второго (высокодобротного) широко распространен.