Стабильность частоты автогенератора является одной из важнейших его характеристик, которая в значительной степени определяет надежность работы системы связи. В частности, высокая степень постоянства частоты обеспечивает возможность вхождения в связь без предварительного поиска корреспондента и ведение связи без подстройки.
Изменение частоты под воздействием различных дестабилизирующих факторов называется нестабильностью частоты.
Различают абсолютную нестабильность частоты, равную абсолютному значению отклонения частоты от её номинального значения
и относительную нестабильность, выражаемую отношением
,
где f – текущее (реальное) значение частоты;
f НОМ – номинальное (заданное) значение частоты.
Современная техника стабилизации частоты дает возможность достаточно просто обеспечить относительную нестабильность до 10-4–10-5. Широко распространены автогенераторы, имеющие D f / f НОМ = 10-7–10-8, а предельные возможности в настоящее время достигают 10-16.
Вычислим Dw0/w0, имея в виду, что w0 = 1/ 
задается параметрами избирательной системы автогенератора (колебательным контуром). Полный дифференциал от w0 как функции двух переменных (С и L) равен
Заменяя дифференциалы приращениями, получим окончательно:
Знак "минус" в формуле означает, что увеличение (положительное приращение) индуктивности или емкости вызывает уменьшение частоты w0.
Для обеспечения требуемой стабильности частоты необходимо применять комплекс специальных мер, направленных на ослабление влияния дестабилизирующих факторов на частоту колебаний автогенераторов:
- параметрическая стабилизация – выбор схемы автогенератора и расчет элементов, позволяющих стабилизировать режимы работы транзистора (лампы);
|
|
- термостабилизация – выбор элементов автогенератора с малыми температурными изменениями параметров; помещение колебательной системы или автогенератора в целом в термостат и т. д.;
- термокомпенсация – выбор элементов L и С, имеющих температурные коэффициенты противоположных знаков и взаимно компенсирующимися отклонениями D L и D С; при термокомпенсации вводится температурный коэффициент частоты
определяемый через температурные коэффициенты индуктивности a L и емкости a С. Если элементы контура L и С выбраны так, что у них a L и a С равны по величине и противоположны по знаку, то a f = 0, т. е. исключается влияние температуры на частоту генерируемых колебаний;
- кварцевая стабилизация частоты, основанная на использовании высокодобротных кварцевых резонаторов, что позволяет обеспечить долговременную стабильность частоты порядка 10-6. При этом генераторы, содержащие в своем составе кварцевый резонатор выделяются в отдельную группу кварцевых генераторов;
- стабилизация напряжения источников питания;
- автоматическая стабилизация рабочего режима активных приборов, преследующая цель уменьшить влияние разброса параметров активных приборов на стабильность частоты;
- применение специальных схем автогенераторов, позволяющих уменьшить влияние нестабильности нагрузки на частоту генерируемых колебаний, например, двухконтурные генераторы с электронной связью между контурами. Принцип их работы прост. Задающий частоту генератор собран на внутренней (входной) части электронного прибора, затем эти колебания усиливаются и выделяются внешним (выходным) колебательным контуром, настроенным на частоту внутреннего. Этим обеспечивается электронная связь между контурами и исключается влияние внешнего контура на частоту генерируемых колебаний внутренним контуром.
|
|
Один из вариантов такого автогенератора приведен на рисунке 8.57.
Рис. 9 Двухконтурный автогенератор с электронной связью
Современные требования, предъявляемые к стабильности частоты автогенераторов, постоянно растут. В связи с этим необходимо применять комплекс вышеперечисленных мер по стабилизации частоты, чтобы обеспечить заданные требования.