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 97

В генераторных режимах усилительный полупроводниковый элемент работает при больших, часто при близких к предельно допустимым изменениям токов и напряжений. Это вызывает значительные изменения активных и реактивных параметров устройства, например барьерных и диффузионных емкостей p-n переходов. Это может привести к неустойчивости и автоколебаниям, называемым параметрическими.

Главными, наиболее вероятными и трудно устранимыми причинами возникновения паразитных колебаний являются обратная связь и параметрические явления. В транзисторных генераторах эти причины действуют одновременно. В устройствах с реактивными диодами преобладают параметрические эффекты.

В большинстве случаев паразитное возбуждение образуется за счет обратной связи. Покажем на примере АГ, какие добавочные контуры образуются в схеме за счет блокировочных элементов.

Принципиальная схема АГ с общей базой имеет вид:

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема

автогенератора с общей базой.

За счет блокировочных элементов схема может превратиться в АГ, работающей на паразитной частоте:

Рис. 2. Эквивалентная схема автогенератора для ВЧ составляющих

с учетом блокировочных элементов.

Чтобы конкретно знать на какой частоте возникает генерация, нужно знать параметры элементов и исследовать уравнение .

Предположим, что в схеме помимо рабочего колебания на частоте , может возникнуть паразитное колебание на частоте . Тогда возможны два случая: при мягком самовозбуждении на одной из частот (либо , либо ); при жестком самовозбуждении рабочее и паразитное колебания могут существовать одновременно.

1.Для подавления паразитных колебаний применяют по возможности схемы последовательного питания, а не параллельного.

2.Нужно добиваться, чтобы на частотах, на которых возникают паразитные колебания, сопротивления  и  были разных знаков.

3.На частотах паразитных колебаний нужно уменьшать коэффициент обратной связи и сопротивление нагрузки для АЭ.

Паразитное возбуждение, не проявляющееся в отдельном каскаде может возникнуть в цепочке следующих друг за другом ЧМ и УЧ. Причиной этого часто оказывается обратная связь через общие источники питания из-за наводок со стороны мощных каскадов.

Меры борьбы состоят в ослаблении связи через источники питания с помощью развязывающих фильтров и улучшения экранирования каскадов.

Часто паразитные колебания возникают только при подаче на вход усилителя (умножителя) или при появлении рабочих автоколебаний в АГ. Механизм возбуждения в этом случае может быть прежним за счет обратной связи. Но возможно действие и другого механизма – параметрического. Известно, что параметры генераторов (крутизна усилительных приборов, их входные и выходные полные сопротивления, паразитные емкости, R, L и C деталей и т.д.) непостоянны и точно не известны. Особенно большие изменения рабочих параметров устройств происходят в нелинейных режимах.

Например, при сеточной модуляции смещением средняя крутизна меняется от некоторого номинального значения до нуля. При коллекторной модуляции сильно изменяется проходная емкость, входное и выходное сопротивления генератора. При настройке контуров генератора и изменении связи между каскадами и нагрузкой сильно меняется фаза и модуль обратной связи.

Это приводит к изменению усиления, смещения частоты максимума усиления, искажению формы частотной характеристики генератора, возникновению паразитной фазовой модуляции, сопровождающей амплитудную, нелинейным искажениям и перекрестным помехам при усилении многоканальных сигналов и к другим нежелательным явлениям.

Основные меры работы с параметрической неустойчивостью – снижение добротности паразитных контуров, уменьшение глубины модуляции их реактивных параметров. Нормальная работа генераторов возможна только при достаточном запасе устойчивости и малой чувствительности к изменению параметров генераторов.

На выходе передатчика наряду с основными существуют колебания, частоты которых лежат за пределами занимаемой полосы сигнала и зоны внеполосных колебаний.