Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Радикальной мерой борьбы с влиянием температуры па частоту является нэоляцня части илн всего АГ от внешней среды. Для этого применяются одно. и двухступенчатые термостаты с автоматическим регулированием нагрева для поддержания в камере термостата температуры с высокой точностью. (урочпс причины, к которым можно отнести изменение давления н влажности воздуха, воздействие нагрузки и излучения ««ощны!«каскадов передатчика и др. Клнмлтические факторы (помимо температуры) — давление и влажность — нлияют на диэлектрическую проницаемость воздуха, нз-ва чего воздушные конден. саторы изменяют свою емкость. Повышенная влажность создает водяную пленку на деталях схемы. Недопустимо применение гигроскопических материалов, впитывающих влагу, Особенно серьезные требования предъявляются к конструкции самолетных и морских передатчиков, где часто аппаратуру полностью герме.
тнзируют, чтобы ослабить действие климатических факторов. Влияние непостоянной нагрузки сводится к прямому изменению частоты при вариациях мнимой составляющей ее проводимости и изменению добротности контура, т. е. крутизны его фазовой характеристики, при вариациях вещественной составляющей, что также вызывает уходы частоты. Автогенератор всегда связывают о последующей схемой возбуди. геля или усилителя мощности через буферный каскад с высоким входным сопротивлением. В ламповых схемах это каскады, в которых АЭ работают без токов сетки, в транзисторных схемах их функции выполняют составные эмиттерные повторители или полевые транзисторы.
Защита От излучения мощных каскадов заключается в хорошей экранировке возбудителя и установке фильтров в цепях питания, Полезно разнести рабочие частоты АГ и мощных каскадов, для чего следует применять умножение частоты в промежуточных каскадах. $10.4.
ФЛУКТУАЦИИ В АВТОГЕНЕРАТОРЕ Н КРАТКОВРЕМЕННАЯ нестАБильнОсть етО чАстОты Кратковременная нестабильность частоты, как показано в 9!0.1, оценивается по спектру относительных флуктуаций частоты Яя (ь)). Его можно найти, если известны спектры шумовых составляющих выходного и входного токов АЭ и токов через другие элементы схемы.
Покажем, как рассчитывается «естественная» часть Вх, (()) спектра (10.4) в АГ о безынерционным АЭ. Примем, что шумовая составляющая тока коллектора 1 (1) имеет спектральную плотность (10.33) Ю~ (й) = 2е1к где е = 1,6 * 10 " Кл — заряд электрояа; 1к, — постоянная составляющая тока коллектора. В безынерционном АЭ 1-я гармонина коллекторного тока 1к~ = )(е(1к1)с хехр 0ыаб) имеет амплитуду 1кш зависящую от амплитуды Уах (О = Уехе + + У,а У) (!О.1), н фазу р (1), совпадающую в фазой и (1), т. е. )к1 = гк( (иахе + Уф] е)е. шУмовой ток )ш (1) можно пРедставнть в виде ~~ У) = не ((1кт+11кх) его е 1е' )' (1),34) Здесь 1к, и 1к, — амплитуды составляюших шума, синфазиой е 1к~ и нвадратурной.
Полный коллекторный ток является суммой регулириого и шумового н имеет комплексную амплитуду )к~х=[1к~ (У а+Уф)+1к У)+)1к. (1)1 е)е Для расчета фиуитунцпй амплитуды и фазы (чаептгы) колебания (10.1) оледуег воспользоваться уравнением вида (9.21). Подставляя в него (9.44) и заменяя 14 иа 1кпш а и иа 0 „= (У е+ Уф)е)'т, получаем укороченное уравнение т„,и,„к) ГШ+итмл=лт 1К, . (10.3Б) В отсутствие шума иф = 0 н ф = фе = сопзг; тогда нз (10.35) следует урав пение етациоиарного режима1 (Ш.
30) Под влиянием шумового тока возникают флуктуации амплитуды 1Ф и фазы фф, так что ф те+ фф1 У Х (Указ+Уф) е 1 )ео+ )еф )к„-11к1 (и +иф)+1к,+11к,) е ' 1ф +ГЕФ Подставим зги выражении в (10.30) и линеаривуем еввиаимеегь ук1 Гизхе + УФ) относительно малого приращения Уф, т. е. положим 1К, (и„,+Уф) = 1,, (У„,)+оиф. где оь В)к~ 1пиах в точке стационарного режима. Тогда из (10.35) аонучим уравнения для флунтуацнй та а~ф1К1+(1 — Ойт) иф=,т 1 „ (1О. 37) и„,т„бф 1Ш=КТ1,. (1О. 30) ефз /(ля оценки кратковременной нестабильности частоты восиольэуемся уравнением (10.38).
В соответствии с (10.2) флуктуационная относительная нестабнль. ность мгновенной частоты у = гнре/а(мог). Поэтому нэ (10.38) с учетом (10.36) н того, что Тч = 2!бе1о, найдем у (1) =61К,/2 /Кы Следовательно, б 3„(О) 5о (И) =— о Если спектр шумового тока задан выражением (10,33), то спектры составляющих /к, и /к, одинаковы: 8го (ь)) = Зм (ь)) = 4е/ко. (10.40) Поэтому Яо (11) = 6'е/ко//к1* (10.41) Вычисляя интеграл (10.8) с учетом (10,41), получаем выражение для среднеквадратического набега средней частоты ду)/ (дуо(11)>~6Уе/ .о /,/ о./к,пРи / (гм(1042) ( 6Уе/ко//о/кт при /„)1о (график 1 на рис.
!0.2), Для количественной оценки величины дуся примем 6 = 0,(ц, /ко —— 12 мА, /к, — — 20 мА. Тогда при /„ Дуо„= 10-"+'/„ (1ОАЗ) где го — время усреднения в секундах. С увеличвнием /, значение Ду,„убывает. Эта оценка позволяет определить масштаб по оси ординат для типовой зависимости Ду,„от /„//„ показанной на рис. 10.2, и указать порядок кратковременных нестабильностей в областях влия. ния избыточного шума и необратимых случайных изменений параметров. Из (10.42) видно, что вблизи границы самонозбуждения, где / к,— -~. О, /к„— — сопз1, флуктуационный набег частоты происходит быстрее.
В области ПР, где /к, сильно убывает, также ожидается повышенное значение Ду,„. При прочих равных условиях уменьшение за. тухания контура 6 снижает естественные флуктуации. Поэтому в авто- генераторе с высокими требованиями к кратковременной нестабильности целесообразно выбирать обычно рекомендуемый параметр регенерации 3// = 3 ... 4, работать при тоаибольшем возможном /к„ но без захода в перенапряженный режим, и выбирать контур с максимальной добротностью.
Из (10.43) видно, что увеличение времени усреднения /о также уменыпает Ду,„. !Езй СПЕКТР КОПЕВАНИЯ АВТОГЕНЕРАТОРА Флуктуации фазы и амплитуды колебания и„(/) (!0.1) характеризуют его энергетический спектр 5„(ьа), который при естественных флуктуациях, определяемых уравнениями (10.37), (10.38), и спектральных плотностях компонент шумового тока (10.40) можно рассчитать (16) по выражению 5„1'ьз) ж за (го =-'"СС вЂ”.'.:;-)' ж-)' 4 1 а»а /-сг/ч)УГ 1 1+»гг2 /»д» где первое слагаемое — результат действия фазовых флуктуаций, а второе связано с влиянием флуктуаций амплитуды. Ширина спектра (10.44) по уровню половинной мощности определяется только фазовыми флуктуациями и называется естественной шириной спектральной линии генератора Льл,.
В соответствии с (!0.44) ее относительное значение равно Рис. 104 Спектр колебаний авто- генератора н его составляющие Ьь),/гоа = юаб'е/ка/2г'к, (10.45) (Для рзс нотренного числового примерз прн ыа/2 л = 10' Гц получим Лйз/юа = 1,5.10-»») Следовательно, первое слагаемое в (10.44) образует »размытую» спентрзльную линию, по форме подобную квадрату резонансной кривой (лоренцовз форма линии, кривая / нз рис. 10 4) Второе слагаемое 5а (٠— функция Я того же вида, нос о»носи имьной шириной пик» по уровню половинной мощности апл/юа = 6 (1 — пйг)/2, (10.
46) Если припать б = 1О-з и о = 0 (т е, рабочая точка в мзкаимума ззвнснмоатн /К~ ((/в»)) то Аьзл/ю» = 0,5 1О-з. Этз величина нз много порядков больше, чем Ьп /ю„, н иногда говорят, что зтз чзать спектра обрззует чпьедеагзл» апектрзльной линии (кривая 2 нз рис. 10.4). Спектр колебания АГ (кривзя 8) построен кзн сумма»пьедестааз» и р»змытой апектрзлькой линии. Из (10.44) видно, что с уменьшением затухания контура и увеличением /к, уровень шума АГ снижается.
Кроме того, спектр естественных шумов реальных АЭ отличается от (10,33). Естественные шумы ламп и полевых транзисторов ниже, чем рассчитанные по формуле (10.33), а у биполярных транзисторов (если не применять шумоподавляющие обратные связи) выше. Поэтому автогенераторы с малыми естественными шумами целесообразно строить на полевых транзисторах, полностью используя их по току.
Г Л А В А 11. КВАРЦЕВАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ 11Л. СВОЙСТВА КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ Получить высокую стабильность частоты АГ можно, используя колебательные системы с большой добротностью и стабильной собственной частотой. Таким требованиям удовлетворяют резонаторы, изготовленные из некоторых ептественных или искусственных кристаллов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, например из кварца. Форма природных и синтетических кристаллов кварца напоминает шестигранную призму с пирамидами на концах (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
