Контрольные вопросы

1. Что называется автогенератором? Привести классификацию АГ по следующим критериям: тип используемого АЭ, тип нагрузочной колебательной системы, характер настройки генератора.

2. Каким образом происходит возбуждение колебаний в автогенераторе?

3. Сформулировать общее условие самовозбуждения АГ. Получить частные условия самовозбуждения для «мягкого» и «жесткого» режимов.

4. Что такое фактор регенерации и запас по самовозбуждению? Каков их смысл?

5. От чего зависят устойчивость стационарного режима АГ и время его установления?

6. За счет чего обеспечивается положительная обратная связь в трехточечных и трансформаторных схемах АГ?

7. Какие существуют способы подключения внешней нагрузки к АГ? Как учитывается сопротивление внешней нагрузки при проектировании, расчете и анализе работы АГ?

8. От чего зависит частота генерируемых колебаний?

9. Какие факторы определяют величину амплитуды генерируемых колебаний?

10. Как происходит самовозбуждение автогенераторов и установление в них стационарных колебаний?

3.6. Исследование автогенератораС кварцевой стабилизацией частоты (Лабораторная работа №6)

Цель работы: изучить основные свойства кварцевых резонаторов и принципы построения схем автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты; исследовать режимы работы и характеристики АГ с кварцевым резонатором.

Основные теоретические сведения

Рекомендуется предварительно ознакомиться с основными теоретическими сведениями к лабораторной работе №5 «Исследование одноконтурного автогенератора» (с. 52-63).

Стабильность частот автогенераторов

Влияние внешних дестабилизирующих факторов, воздействующих на параметры НКС и АЭ, приводит к изменению одного или нескольких фазовых углов, входящих в уравнение баланса фаз, что сопровождается изменением частоты генерируемых колебаний. Сравнительный анализ простейших схем АГ показывает, что лучшими характеристиками с точки зрения стабильности частоты обладает емкостная трехточечная схема, что и определяет ее широкое использование.

При определении изменения частоты колебаний АГ под воздействием различных дестабилизирующих факторов можно воспользоваться соотношением

, (38)

где Δω_К, Δ_S и ΔQ – малые приращения собственной частоты НКС _К, фазового угла средней крутизны (по первой гармонике) _S и добротности НКС Q, вызванные действием дестабилизирующих факторов. Анализ выражения (38) показывает, что с увеличением Q и уменьшением _S уменьшается влияние относительного изменения этих параметров на частоту генерируемых колебаний. Причина отмеченного явления в том, что с ростом Q увеличивается крутизна фазовой характеристики |_У/| при =_Г и в соответствии с комментариями к выражению (33) уменьшается приращение Δ_Г, обусловленное изменением фазовых углов. Аналогичным образом можно пояснить и уменьшение чувствительности _Г к изменению _S при уменьшении абсолютного значения фазового угла средней крутизны, поскольку при этом _Г стремится к _К и |_У/| возрастает. Что касается отклонения частоты _Г от номинального значения, обусловленного изменением собственной частоты НКС, то оно, как это следует из выражения (38), практически не зависит от значений _S и Q, и с достаточной точностью можно считать, что Δ_Г=Δ_К. Само изменение резонансной частоты _К обусловлено изменением емкости С_К и индуктивности L_K НКС, и в первом приближении

.

Таким образом, обеспечение высокой стабильности частоты, т. е. незначительного изменения _Г при изменении внешних воздействий, требует в первую очередь малой чувствительности _Г к изменению параметров АЭ и НКС. Поэтому при построении высокостабильных АГ следует использовать АЭ, в которых на частоте генерации еще не проявляются инерционные свойства, и колебательные системы с высокой добротностью и эталонностью. Под эталонностью понимается способность НКС поддерживать постоянство собственной резонансной частоты _Г при изменении внешних условий.