Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 33

                                            (5)

                                       (6)

                                   (7)

Из выражения (7) полоса синхронизации при  определяется так

                                                  (8)

Из этого рассмотрения следует:

1. Если на генератор воздействует колебание, частота которого  достаточно близка к частоте его автоколебаний , происходит захватывание (синхронизация) частоты автогенератора, в результате чего частота генерируемых колебаний становится равной частоте воздействия;

2. Полоса синхронизации возрастает с увеличением амплитуды синхронизирующего сигнала и с уменьшением амплитуды собственных колебаний генератора . Величиной же амплитуды  можно управлять изменением величины обратной связи и режима работы генератора: чем меньше обратная связь превосходит необходимую для самовозбуждения, тем больше полоса синхронизации.

3. В синхронизированном генераторе устанавливается определенный сдвиг фаз  между синхронизирующим сигналом и напряжением на контуре генератора, определяемый выражением (6) и зависящий от расстройки . Изменением  можно управлять .

При наличии в линии передачи мощности от АГ к нагрузке неоднородностей, отраженная  от нагрузки мощность вносит в колебательную систему АГ не только активную, но и реактивную проводимость, что приводит к изменением частоты и фазы полезных колебаний.

В СВЧ диапазоне, проводимость вносимую нагрузкой, удобно выразить через модуль K и фазу  коэффициента отражения по напряжению на входе фидерной линии, соединяющей генератор с нагрузкой:

,                                         (9)

где    - волновая проводимость линии.

Входное устройство автогенератора, трансформирующее эту проводимость к зажимам колебательной системы АГ, можно представить в виде эквивалентной системы, состоящий из согласующего трансформатора (СТ) с коэффициентом трансформации :

Рис.2

Тогда проводимость, вносимую нагрузкой и подключенную к клеммам а-а можно выразить соотношением:

.                                        (10)

С учетом состояния (2) эквивалентная схема для анализа явления затягивания частоты АГ примет вид:      

Рис.3

В стационарном решении для АГ выполняется условие равенства нулю суммарной реактивной проводимости:

                                                    (11)

Примем, что , , .

Тогда

,                              (12)

где  - характеристическая проводимость колебательной системы. Соотношение (4) можно привести к более удобному виду: 

,                                   (13)

где ,  - внешняя добротность колебательной системы. Выражение (5) определяет затягивание частоты автогенератора.

Затягивание частоты имеет нежелательный для автогенераторов, работающих в радиотехнических системах. Однако, оно может быть полезным в ряде случаев, пример, как способ настройки частоты. По своему физическому смыслу оно средин синхронизации, только процесс “захвата” частоты в этом случае происходит отрицательным от нагрузки собственным сигналом. Названо это явление самосинхронизацией и создан механизм управления этим процессом [ ]. Т.е. самосинхронизация – это процесс воздействия на автогенератор части собственного сигнала, наступающего в его автоколебательную систему с помощью специально созданной внешней дополнительной обратной связи (ВДОС). Структурная схема самосинхронизации генератора СВЧ приведена на рис.

Рис.4 Структурная схема самосинхронизации.

С помощью направленного ответвителя (НО) часть мощности полезного сигнала вводится в ВДОС, состоящую в общем случае из аттенюатора (Атт), для регулировки уровня сигнала, фазовращателя (ФВр), осуществляющего установку необходимой фазы колебаний и резонатора (Р), стабилизирующего частоту колебаний. Данная схема позволяет осуществлять не только перестройку частоты, но также угловую и амплитудную модуляцию, стабилизацию частоты с помощью резонатора.

ЛЕКЦИЯ 13. Стабильность частоты автогенераторов.