Стабільність частоти автогенераторів

Нестабільність частоти характеризується її відносною зміною . Розрізняють два, види нестабільності - довготривалу і короткочасну. Довготривала - нестабільність, викликана повільними змінами температури, тиску, вологості, напруги джерел живлення і так далі Короткочасна нестабільність - швидкі флуктуації частоти автогенератора, обумовлені тепловими і дробами шумами.

Умовно за короткочасну нестабільність приймають зміну частоти за час менший однієї секунди.

Зміна частоти коливань автогенератора в першу чергу пов’язана із зміною індуктивності L або ємкості С коливального контура, що входить в схему автогенератора. Якщо під дією дестабілізуючих чинників ці параметри отримають малі прирости Δ L або Δ С, то резонансна частота контура і, отже, частота автогенератора зміняться на величину

.

Тоді відносна нестабільність

.

Звідси витікає, що для створення високостабільних автогенераторів необхідно використовувати ємності і індуктивності з малими температурними коефіцієнтами α _L (ТЧИ) і α _С (ТКЕ) (, , Δ t - абсолютна зміна температури). Для підвищення стабільності частоти використовують термокомпенсацію і термостатування. Термокомпенсація полягає в забезпеченні рівності α _L = -α _C. Це забезпечується включенням в контур одного або декількох конденсаторів з негативним ТКЕ. Такий спосіб стабілізації називають параметричним, відповідна методика розрахунку приведена в допомозі [8].

Тепловий режим автогенератора залежить також і від нагрівання транзистора. Отже, для підвищення стабільності необхідно зменшувати потужність автогенератора, при цьому транзистор нагрівається менше.

Для підвищення стабільності слід використовувати контури з високою добротністю. Доводиться [2], що відносна нестабільність є назад пропорційна добротності коливального контура Q:

,

де Δφ - зміна фази крутизни або зворотного зв’язку

Фізично це пояснюється тим, що при великій добротності крутизна фазочастотної характеристики контура φ _н (ω) виявляється високою, і для компенсації зміни кутів ω _{s 1} і φ _ос (див. рівняння балансу фаз (6.4)) потрібна невелика зміна частоти автогенератора. Графічно це пояснюється на мал. 6.9.

Мал. 6.9

Шуми автогенераторів. Короткочасна нестабільність особливо небезпечна при частотній і фазовій модуляціях. В результаті дії шумів розмивається спектральна лінія вихідних коливань автогенератора.

Мал. 6.10

Середньоквадратичне відхилення частоти δƒ і фази δφ зв’язані наступним співвідношенням:

,

де F - частота, на якій проводяться вимірювання фазового шуму.

Величина δφ вимірюється в радіанах або градусах і визначає средньоквадратичне значення випадкових змін фази коливань автогенератора при вимірюванні фазового шуму в смузі 1 Гц, відбудованою від середньої частоти на величину F

Дата добавления: 2015-09-06