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 35

Используя (6), находим:

                                      (7)

Из полученного соотношения непосредственно следует, что чем ближе частота автогенератора к резонансной частоте контура, чем выше значение  и , следовательно, в соответствие с (4) выше стабильность его частоты.

Для уменьшения фазового сдвига  необходимо использовать в АГ транзисторы с высоким значением . Эффективной мерой повышения стабильности частоты автогенератора является также компенсация фазового сдвига  путем включения в трехточечную схему добавочного реактивного сопротивления . В итоге получаем:

.

Подставляя это выражение в (4), находим:

                                                            (8)

Поскольку , то всякое изменение углов, входящих в уравнение баланса фаз, изменяет суммарный фазовый сдвиг.

Среди дестабилизирующих факторов следует отметить: температуру, влажность, давление, вибрации, нестабильность напряжения источников питания и т.д. Дестабилизирующие факторы по-разному влияют на изменение частоты АГ. Допустим, за счет изменения режима работа АГ изменяются углы  и , но резонансная частота контура  остается неизменной, т.е. , а . Тогда из формулы следует, что стабильность частоты автогенератора возрастает с ростом добротности контура. Физически это объясняется тем, что при большой добротности крутизна его фазочастотной характеристики оказывается высокой и для изменения углов  и  необходимо очень небольшое изменение частоты АГ.

Другая группа дестабилизирующих факторов (температура, влажность, и т.д.) действует непосредственно на резонансную частоту контура , не изменяя  и . Если величина  изменилась на очень малую величину , то:

.

Из этого выражения следует, что независимо от добротности контура изменение его резонансной частоты   вызывает такое же изменение частоты АГ.

Изменение резонансной частоты контура  может происходить за счет изменения температуры окружающей среды, давления, влажности и т.д. Если под действием этих факторов параметры контура  и , то резонансная частота контура изменится на величину:

.

Тогда:

.

Отсюда следует, что для создания высокостабильных автогенераторов необходимо использовать элементы колебательной системы с малыми относительными изменениями их параметров. В частности, при изменении температуры окружающей среды необходимо применять емкость и индуктивность с малыми температурными коэффициентами  и . Характер и величина изменения реактивных параметров колебательной системы зависят от конструкции этих элементов. При этом весьма эффективно для повышения стабильности АГ использование термокомпенсации и термостабилизации.

Кроме температуры окружающей среды в качестве дестабилизирующего фактора выступает изменение напряжения источника питания. При изменении этих напряжений изменяются реактивные параметры транзистора. Изменение этих параметров происходит за счет изменения барьерных емкостей транзистора и постоянных времени коллекторного и эмиттерного переходов. Для уменьшения изменения реактивных проводимостей транзистора необходимо увеличивать рабочие токи и напряжения на переходах транзистора. Однако при этом возрастает мощность, рассеиваемая в транзисторе, что приводит к изменению его температурного режима и к ухудшению стабильности частоты. Для повышения стабильности частоты АГ применяют стабилизированные источники питания.

Для количественной оценки кратковременной стабильности частоты более подробно исследуем причины ее вызывающие.

Представим, что напряжение возбуждения АЭ автогенератора имеет следующий вид:

                                 (9)

где  - малые вариации амплитуды, а  - фазовый сдвиг, непостоянство которого определяет отличие реальной частоты от номинальной (средней) .

Введем мгновенную частоту колебаний:

.

абсолютное отклонение ее:

, и относительное отклонение:

.