1. Ёмкостная перестройка контура

Схема контура с ёмкостной перестройкой представлена на рис.10.8. При ёмкостной перестройке контура величина его индуктивности остаётся неизменной:. Сопротивление активных потерь контура определяется в основном потерями в катушке индуктивности , что практически справедливо при использовании вакуумных и воздушных (с воздухом в качестве диэлектрика) конденсаторов переменной ёмкости, подстроечных конденсаторов с твёрдым диэлектриком и при использовании варикапов с высокой добротностью. Сопротивление активных потерь в катушке индуктивности изменяется с частотой по закону

,

где а - коэффициент, зависящий от диаметра, длины и материала провода намотки.

Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура

, (10.26)

где - резонансная частота контура (частота настройки контура).

Как видно, ненагруженное эквивалентное сопротивление контура при ёмкостной перестройке растёт с частотой.

Если принять, что при перестройке контура регулируется также связь с полезной нагрузкой генератора и/или коэффициент включения контура, так что при этом сохраняется оптимальный (критический) режим работы, то есть всё время поддерживается , то КПД контура при перестройке согласно (10.21) с учётом (10.26) изменяется по закону

Так как при сохранении критического режима работы генератора , то мощность в полезной нагрузке генератора

. (10.27)

Если при перестройке контура сохранять , то КПД контура и мощность в полезной нагрузке генератора будут неизменными в диапазоне рабочих частот. Если , то с возрастанием частоты при сохранении за счёт только регулировки связи контура с полезной нагрузкой генератора КПД контура и мощность в полезной нагрузке будут увеличиваться с увеличением частоты.

Одной из важных характеристик параллельного колебательного контура является пропускаемая им полоса частот . Реальные сигналы, используемые в радиотехнике, занимают некоторую полосу частот, соответственно и ГВВ должен быть рассчитан на работу с таким сигналом. Пропускаемая контуром полоса частот с ослаблением относительно сигнала на резонансной частоте по уровню – 3 дБ (уровень 0,707) связана с резонансной частотой контура и его нагруженной добротностью соотношением

.

Учитывая, что и при перестройке сохраняется , получаем

, (10.28)

откуда следует, что при с ростом частоты полоса пропускания контура увеличивается. Если сохраняется , то полоса пропускания контура будет сохраняться, однако при этом с увеличением частоты будет понижаться КПД контура и мощность в полезной нагрузке.

Осуществлять одновременную регулировку связи контура с нагрузкой и коэффициента включения контура при перестройке по диапазону довольно сложно. Как правило, осуществляют только регулировку связи контура с полезной нагрузкой, сохраняя , в частности, р = 1. В этом случае при ёмкостной перестройке контура с понижением рабочей частоты уменьшается мощность в полезной нагрузке (10.27) и сужается полоса пропускания контура (10.28).

Уменьшение мощности в полезной нагрузке генератора и сужение полосы пропускания контура на нижних частотах диапазона являются недостатками контура с ёмкостной перестройкой.

Сужение полосы пропускания контура с понижением рабочей частоты даже в случае генератора гармонического сигнала требует на нижних частотах диапазона более точной настройки контура. При использовании многокаскадных генераторов возрастают требования к сопряжённой перестройке их контуров, а также к температурной стабильности параметров элементов контура: индуктивности L , ёмкости С.

Ёмкостная перестройка контура, однако, имеет и существенные достоинства: обеспечение любого нужного закона изменения частоты, что достигается конструированием конденсатора переменной ёмкости с нужным законом изменения, например, приданием пластинам конденсатора специальной формы; возможность одновременной перестройки контуров нескольких генераторов от одного органа, например, путём размещения конденсаторов переменной ёмкости на одной оси; относительно малые габариты контура; простота механизма управления настройкой.

Ёмкостная настройка контуров в основном применяется в маломощных ГВВ, а также в генераторах с мощностью в несколько десятков кВт до частот порядка 30 МГц.

Если ёмкость конденсатора контура изменяется в пределах , то есть обеспечивается коэффициент перекрытия по ёмкости конденсатора

то, очевидно, коэффициент перекрытия контура по частоте

.

Следует отметить, что при включении конденсатора в схему генератора параллельно ему добавляются выходная ёмкость АЭ ГВВ и монтажная ёмкость, вследствие чего коэффициент перекрытия по ёмкости контура в схеме генератора оказывается меньше, чем у конденсатора.

У воздушных переменных конденсаторов коэффициент перекрытия по ёмкости ; у вакуумных переменных конденсаторов достижимы значения