5.Стабильность амплитуды колебаний

Факторами, дестабилизирующими амплитуду колебаний в генераторе, являются: изменение внешних условий (температуры, влажности, давле­ния), питающих напряжений, смена активных элементов и т.д.

Нестабильность амплитуды колебаний в генераторах с инерционной нелинейностью (рис. 7,8), обусловленная изменением усиления исходного усилителя (К₀), равна

(18)

для автогенератора с лампочкой накаливания:

(19)

для автогенератора с термистором.

Как видно из формул, для повышения стабильности амплитуды нуж­но выбирать рабочую точку на участке характеристики ИНЭ, где Н имеет наибольшее значение, а исходный усилитель автогенератора строить таким образом, чтобы выполнялись условия К₀>>1 и I₀ <<I_m.

В диапазонных генераторах амплитуда непостоянна из-за изменения при перестройке частоты. Не учитывая изменения коэффициента усиле­ния в диапазоне частот, получим для генератора с лампочкой накаливания

(20)

для генератора с термистором

(21)

Наиболее сильное влияние на нестабильность амплитуды колебаний будет оказывать изменение параметров ИНЭ с температурой. В этом случае:

(22)

для автогенератора с лампочкой накаливания и

(23)

для генератора с термистором

В автогенераторах с АРУ нестабильность амплитуды колебаний определяется теми же факторами, что и в генераторах с ИНЭ плюс нестабильность элементов цепи АРУ. Практически амплитуда выходного напряжения изменяется настолько же, насколько изменяется опорное напряжение, передача преобразователя и сумматора, т.е.

(24)

Меньшее влияние оказывает нестабильность усилителя ошибки:

(25)

и изменения при перестройке частоты:

(26)

Если считать, что нестабильность - цепи определяется в основном неста­бильностью полевого транзистора R_опт(t^о),

(27)

6. Искажения формы выходного напряжения

В автогенераторах с ИНЭ искажения формы кривой обусловлены усилителем и инерционным нелинейным элементом, если его постоянная времени недостаточно большая. При искажения формы сигнала будут обусловлены только нелинейными искажениями усилителя, охвачен­ного положительной и отрицательной обратными связями.

Если считать, что и К для всех гармоник одинаковы, то амплитуды высших составляющих равны:

(28)

где

— амплитуда n-ой гармоники на выходе усилителя обратной связи; - коэффициент передачи фазирующей цепи на частоте n-ой гармоники.

По известным амплитудам гармоник вычисляется коэффициент гармоник усилителя автогенератора

(29)

Недостаточная инерционность ИНЭ приводит к появлению в выходном сигнале третьей гармоники. Ориентировочно оценить нелинейные искажения за счет ИНЭ или рассчитать необходимую постоянную времени ИНЭ по заданным искажениям можно пользуясь выражением

(30)

Общий коэффициент гармоник автогенератора в худшем случае, если фазы соответствующих гармоник совпадают, будет равен

(31)

В системах с АРУ искажения формы кривой обусловлены, как и в предыду­щем случае, искажениями усилителя, а также нелинейностью полевого тран­зистора и за счет появления в управляющем напряжении (U_з) полевого тран­зистора первой, второй и т.д. гармоник выходного сигнала генератора. На выходе автогенератора с пиковым детектором получается соответственно вторая и третья гармоники, коэффициенты которых равны:

(32)

где Т — период первой гармоники колебаний, t_разр — постоянная времени разряда пикового детектора.