Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 [99] 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

AiCJCk велико, так как существенное увеличение полной емкости контура за счет емкости компенсационного конденсатора во многих случаях нежелательно.

Термокомпенсация не позволяет добиться полной температурной стабилизации частоты. Удается лишь в несколько раз повысить температурную стабильность частоты.

Другой причиной нестабильности частоты LC-генератора является изменение емкостей лампы и транзистора, шунтирующих колебательный контур генератора. Эти емкости изменяются при прогреве ламп и транзисторов и изменении питающих напряжений.

Стабильность частоты генератора можно повысить, если применять контуры с большими емкостями или уменьшать коэффициент включения контура р. Однако генератор может генерировать, пока рК>1.

При увеличении емкости контура С или уменьшении коэффициента р коэффициент усиления К падает. Действительно, в первом приближении коэффициент усиления К=-8Яэк, где RaK = = pQp.

При увеличении С приходится уменьшать L, вследствие чего характеристическое сопротивление р и коэффициент усиления К падают. Поэтому в генераторе можно увеличивать емкость лишь до некоторого предела.

Вместо увеличения емкости контура можно использовать частичное подключение контура к лампе; в этом случае влияние емкостей лампы на результирующую частоту колебаний контура также будет меньшим. Однако при частичном включении эквивалентном сопротивление контура RmPQp также уменьшается, и предельно достижимая величина стабильности определяется добротностью контура генератора.

Высокую стабильность частоты имеют не только ламповые генераторы, но и генераторы на униполярных и биполярных транзисторах. Хотя емкости транзисторов изменяются с изменением температуры в большей степени, они могут быть малыми по величине. Кроме того, вследствие большой крутизны транзистор можно слабее связать с колебательным контуром.

13.10. ВЛИЯНИЕ ГАРМОНИК НА ЧАСТОТУ ГЕНЕРИРУЕМЫХ КОЛЕБАНИЙ

Для определения частоты генерируемых колебаний вернемся к уравнению Ван-дер-Поля (13.29). Предположив решение периодическим, умножим обе части равенства на у и проинтегрируем за период

(13.50)

где черта сверху означает результат интегрирования (усреднение) за период.

Если v является периодической функцией, то второй член уравнения обращается в нуль:

evv =

2Т I



Аналогично

Произведя в первом члене интегрирование по частям, получим 1

vv"d%=-(v)K

Подставляя этот результат в (13.50) и учитывая равенство нулю двух других членов, имеем

(13.51)

Предполагая, что колебание v является чисто гармоническим, т. е, и = = asinvT, и подставляя это выражение в (13.51), находим: v=l. Это означает, что при отсутствии гармоник частота генерируемых колебаний равна собственной частоте колебательного контура без поправки на затухание: щ=\ЦЬС. Физически это означает, что затухание не влияет на частоту генерируемых колебаний, так как компенсируется обратной связью.

Теперь предположим, что генерируется колебание, содержащее также гармоники, т. е. колебание вида

v= 23ancos(nco-l-q)m) n=l

(13.52)

где частота w пока неизвестна.

Переходя в (13.51) от переменной т=сОо/ к переменной t, получаем следующее равенство:

1 dt

2" о = 0)0

(13.53)

Если V определяется формулой (13.52), то

п=\ \ at / 2 п=\ Подставляя эти выражения в (13.53), получаем

оо со

и=1 п=1

п=1 / п=\

откуда Следовательно,

«о

й=2



Пренебрегая единицей по сравнению с п, получаем

1 "

-- y\rfi.

Если для первой гармоники анодного тока сопротивление контура равно Кэк, то ДЛЯ я-й гармоники

z„««„/«Q.

Таким образом, отношение напряжений гармоник равно

где Ksn - коэффициент гармоник по п-й гармонике анодного тока. Следовательно,

(13.54)

где Кг - общий коэффициент гармоник анодного тока.

Сравнивая энергию электрического и магнитного полей в колебательном контуре при наличии гармоник, можно видеть, что для соблюдения баланса энергий частота генерируемых колебаний действительно должна отклоняться от частоты fo в сторону уменьшения. Из формулы (13.54) видно, что для уменьшения влияния гармоник на частоту генерируемых колебаний следует уменьшать коэффициент гармоник анодного тока лампы или транзистора автогенератора и увеличивать добротность его колебательного контура.

13.11. СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ КВАРЦА

Температурная стабильность кварца значительно выше стабильности обычного колебательного контура. Температурный коэффициент частоты хорошего колебательного контура без термокомпенсации (50-100) • 10-2, а кварца 10--10".

Для стабилизации частоты применяются кварцевые пластинки, вырезанные из монокристаллов кварца под определенными углами к осям кварца и обладающие пьезоэлектрическим эффектом.

Кварцевую пластинку, помещенную в кварцедержатель и называемую сокращенно кварцем, можно представить электрической схемой, показанной на рис. 13.23, а. Величины L, г, С я Со определяются геометрическими размерами пластинки кварца и типом механических колебаний, которые могут быть колебаниями по толщине или по длине. Значения L, С я г для кварца и обычного колебательного контура при частоте fo=l,5 МГц приведены в

Таблица 13.1

11111 резонатора

С, пФ

г, Ом

Кварц

0,4 Г

0,028

10-*

Контур

40 мкГ

10-"



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 [99] 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0101