Очевидно, что такая структура эквивалентна набору умножителей опорной частоты на целое число Кi(fHi=Kif0). В таком ГО требуется только один высокостабильный генератор. Высокая надежность обеспечивается резервированием генератора опорной частоты и генератора гармоник. Как и при структуре с автономными генераторами, осуществление наращивания оборудования несложно. Однако данная структура не свободна от недостатков. Во-первых, частота опорного генератора оказывается относительно низкой, что вызывает определенные технические трудности реализации генератора. Во-вторых, необходимость применения достаточно высоких уровней сигналов у многих потребителей вызывает трудности обеспечения мощного выходного сигнала гармонического генератора и реализации полосовых фильтров, надежно работающих при очень высоких уровнях входного сигнала. В-третьих, рассматриваемая структура уступает предыдущей по предельным значениям помехозащищенности генерируемых сигналов и стабильности их уровней.
В структуре ГО, схема которой показана на рис. 6.55, используется принцип деления частоты опорного сигнала. Эта схема имеет некоторые преимущества по сравнению с предыдущей.
Рис. 6.55. Генераторное оборудование, использующее
принцип деление частоты
Во-первых, частота опорного генератора в этой схеме относительно высокая, что упрощает задачу его реализации. Во-вторых, схема обладает большими возможностями для получения заданных частот и наращивания их числа, так как коэффициенты деления могут быть не только целыми, но и дробно-рациональными числами. В-третьих, делители частоты - активные устройства, а поэтому в схеме отсутствуют цепи с очень высокими уровнями и облегчена стабилизация уровня выходных сигналов. Определенными недостатками данной структуры по сравнению с предыдущей являются: несколько больший объем оборудования, меньшая надежность.
Использование при построении ГО трех основных структур дает возможность реализовать все их положительные стороны малое число высокостабильных задающих генераторов, относительно высокие частоты задающих генераторов, относительно невысокие уровни на выходах гармонического генератора.
Заметим, что в ГО применяются также балансные преобразователи, которые совместно с соответствующими полосовыми фильтрами являются устройствами для вычитания или сложения частот.
Таким образом, ГО - это комплекс устройств, позволяющих получить широкий набор сигналов с высокостабильными частотами (сетку сигналов с номинальными частотами) при использовании небольшого числа задающих высокостабильных генераторов, или, иначе,- синтезатор частот.
Задающий генератор
Основными требованиями, предъявляемыми к задающим генераторам (ЗГ), являются требования стабильности частоты и уровня генерируемого сигнала. Рассмотрим условия, способствующие выполнению этих требований.
Задающий генератор является автогенератором с внешней обратной связью. Сигнал, генерируемый им, близок к синусоидальному. Петля ОС генератора (рис. 6.56) содержит как минимум усилитель (Ус), избирательную систему (ИС) и цепь с нелинейной амплитудной характеристикой - типа ограничителя амплитуды (ОА). Иногда нелинейная цепь совмещается с избирательной системой или ее роль выполняет усилитель.
Рис. 6.56. Задающий генератор
Самовозбуждение автогенератора имеет место, если
годограф вектора передачи напряжения по петле ОС 
охватывает
критическую точку (1, 0). Заметим, что форма годографа определяется избирательной
системой, имеющей максимальный коэффициент передачи на резонансной частоте wР.
Амплитуда колебаний, возникших после включения генератора, нарастает до начала ограничения амплитудным ограничителем. Происходит уменьшение модуля передачи по петле.
Этот процесс происходит до тех пор, пока не установится стационарный автоколебательный режим, при котором в генераторе имеет место баланс амплитуд
(6.14)
и баланс фаз
(6.15)
Здесь 
Si- коэффициент передачи i-го четырехполюсника, входящего в петлю ОС
автогенератора, дБ.
Установление баланса амплитуд показано на рис. 6.57, где приведены зависимости коэффициентов передачи усилителя Sус и пассивной части петли обратной связи Sпасс (см. рис. 6.56) от уровня на выходе усилителя рвых. Условие баланса амплитуд (6.14) Sус =-Sпасс характеризуется установившимся уровнем выходного сигнала рвых уст. На рисунке показано, что смещение характеристики Sус на DS под воздействием каких-либо внешних факторов приводит к изменению выходного уровня на Dр, т.е. к его нестабильности. Из рисунка видно, что нестабильность выходного уровня будет тем меньше, чем больше крутизна характеристики Sпасс.
Рис.6.57. зависимость коэффициента передачи усилителя и пассивной части петли ОС от уровня на выходе усилителя
Заметим, что, если эта характеристика определена ОА, ее крутизна будет неограниченно возрастать по мере увеличения степени ограничения. Таким образом, применение глубокого амплитудного ограничения позволяет практически полностью устранить нестабильность выходного уровня, вызванную изменениями коэффициентов передачи четырехполюсников, образующих петлю ОС, а также изменениями сопротивления нагрузки автогенератора.
Однако следует иметь в виду, что порог ограничения ОА должен быть строго постоянен, так как в противном случае будет значительная нестабильность выходного уровня.
Обычно на порог ограничения наиболее сильное влияние оказывает окружающая температура, поэтому иногда применяют термостатирование всей конструкции задающего генератора.
Перейдем к рассмотрению условий стабилизации частоты. Пусть условие баланса фаз (6.15) выполняется на частоте w0, на которой и происходит генерация. Положим, что под воздействием внешних факторов в каком-либо четырехполюснике петли ОС произошло изменение некоторого параметра g на величину Dg, что приведет к изменению фазового сдвига в нем на Dj. Тогда фазовый сдвиг по петле ОС
(6.16)
т. е. нарушается баланс фаз.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.