49. Синхронизация зг.

Синхронизация ЗГ применяется с целью согласования фазы и частоты генерируемого колебания с обрабатываемым сигналом или для повышения их долговременной стабильности.

Сигналы синхронизации могут передаваться как в спектре измерительных сигналов, так и вне их минуя все преобразования. Они осуществляют синхронизацию ведомого ЗГ с помощью систем автоподстроек или путём использования эффекта "захвата" частоты. Сам ведущий ЗГ может получать сигнал от первичных стандартов частоты, с нестабильностью не более 10^-12 .

При использовании автоматической подстройки частоты (АПЧ) или фазы (ФАПЧ)измерительным элементом (ИЭ) для сравнения частот F_г (генератора) и F_оп (опрной) служит частотный детектор (ЧД), а для сравнения фаз _г и _оп – фазовый детектор (ФД) , на который одновременно подается сигнал опорной частоты F0. На выходе ИЭ получается сигнал рассогласования относительно фазы или частоты, который усиливается в усилителе постоянного тока (УПТ) и далее этот сигнал поступает на управляющее устройство (УУ), которым обычно является варикап, включенный в LC-контур ЗГ и подстраивающий частоту или фазу колебаний ЗГ. Если используется АПЧ, то ошибка подстройки частоты f=F_г-F_оп мала, но не равна нулю, а если ФАПЧ в ней f=0, но есть небольшая ошибка по фазе.

.

Структурная схема

50. Зг с задержкой в цепи ос.

Пусть имеется автогенератор с избирательной нагрузкой и линией задержки (ЛЗ) в цепи обратной связи (ОС) представленный в виде обобщённой схемы (рис. 1). Рассматривая ЛЗ как идеальный четырёхполюсник с передаточной функцией K(j)=е^-j=е^-j(), можно представить линейную часть схемы состоящей из колебательного контура и ЛЗ, в виде одного четырёхполюсника ОС с передаточной функцией

г де K_к – модуль передаточной функции (АЧХ) контура с резонансной частотой _р, _к() – его фазовая характеристика (ФЧХ). ЛЗ не влияет на модуль K_к, но существенно влияет на результирующую ФЧХ _(). Причём, при достаточно большой задержке  наклон результирующей ФЧХ может оказаться такой, что в полосе пропускания контура изменение _ превышает несколько полных оборотов на 2.

На частотах _-2 , _-1 , ₁ , ₂ и т.д. (рис. 2, а), в полосе пропускания контура, при которых ординаты ФЧХ равны n2 (n – целое число) выполняется баланс фаз и амплитуд. Это значит, что каждая из этих частот может являться частотой автогенерации, то есть введение в цепь ОС автогенератора достаточно большой задержки придаёт ему, аналогично ранее рассмотренному гребенчатому фильтру, многочастотный характер.

Рассмотрим случай мягкого режима самовозбуждения ЗГ, когда в полосе пропускания контура имеется всего лишь две частоты, на которых возможна генерация (рис. 2, б). При каждом прохождении через нелинейный элемент напряжений Е₁ и Е₂ с частотами ₁ и ₂ в какой-то момент времени после самовозбуждения генератора амплитуда Е₁ напряжения с частотой _1, для которой начальные условия при самовозбуждении более благоприятны, по отношению к Е₂ будет увеличиваться. В итоге Е₂ полностью подавится и в ЗГ останется одно колебание с частотой ₁.

М ожно допустить существование совокупности колебаний с частотами ₁ , ₂ , ₃ и т.д., при амплитудных и фазовых соотношениях, характерных для угловой модуляции. Но для устойчивой генерации спектра частот необходимо, чтобы АЧХ избирательной системы обеспечивала сохранение внутриспектральных соотношений и должна иметь неравномерность АЧХ типа седловины (рис. 3).

В автогенераторе с жёстким режимом самовозбуждения, когда для установления автоколебаний требуется запуск от внешнего источника колебаний, в зависимости от выбора его частоты, в ЗГ может быть установлен стационарный режим на любой из возможных частот генерации. Такой ЗГ может быть использован как устройство, запоминающее одну из нескольких частот, подаваемых в момент запуска.

ЗГ с ЛЗ в цепи ОС обладает повышенной стабильностью генерируемой частоты, обусловленной большой крутизной ФЧХ.