Частота автоколебаний в стационарном режиме

Частота автогенератора в стационарном режиме рассчитывается из баланса фаз.

(2.49)

Рассмотрим схему с трансформаторной обратной связью. В достаточно большой полосе частот можно считать, что сдвиг фаз, вносимый транзистором, равен . Трансформатор вносит фазовый сдвиг равный .

Для простого одноконтурного автогенератора:

, , (2.50)

где - фазовый сдвиг вносимый контуром. Тогда

Фазовый сдвиг вносимый контуром равен 0, т.е. частота генерации равна резонансной частоте.

(2.51)

Основной характеристикой автогенератора является стабильность частоты. Этот показатель характеризуется относительной нестабильностью частоты:

, (2.52)

где - взаимное отклонение от частоты , а – частота настройки.

Очевидно (выражение 2.51), что стабильность частоты определяется стабильностью емкости и индуктивности контура, которые могут изменяться под воздействием внешних факторов. Реально в схемах с контуром в качестве фильтра удается достигать относительной нестабильности частоты порядка 0,1–0,01%. Существенно повысить стабильность можно, применяя кварцевые стабилизаторы частоты, в этом случае получают относительную нестабильность порядка %, а с применением термостатов – до %.

На частоту генерации влияет неполная фильтрация высших гармоник тока нелинейного усилителя. Инерция электронов НЭ существенно влияет только в автогенераторах, работающих на очень высоких частотах, когда время пролёта электронов междуэлектродных промежутков оказывается соизмеримым с периодом колебания. В результате получается значительный фазовый сдвиг между первой гармоникой тока и напряжения на входе электронного прибора, который необходимо учитывать при построении цепи обратной связи. На ВЧ фазовый сдвиг, вносимый НЭ будет отличатся от :

.

И тогда условие (2.50) запишется по-иному:

.

Тогда

.

И в этом случае . Чем больше частота, тем больше погрешность. Кроме того любые фазовые сдвиги в кольце приведут изменению частоты генератора. Таким образом, частоту генерации можно регулировать с помощью фазовращателя.