Рис. 119. Формы сигналов иа выходах цепей устройства:

в - первого ограничителя; 6 - фазовращателя; е - второго ограничителя; г - фильтра нижних частот (выходной сигнал)

содержащего несколько частотных компонент с разной амплитудой, форма сигнала на выходе будет приближаться не к входной, а к синусоидальной. Это свойство любого ограничителя - сильные частотные компоненты в нем подавляют слабые, и на выходе остается преимущественно одна компонента с максимальной амплитудой.

7. ЗАДАЮЩИЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ГЕТЕРОДИНЫ

Качество сигнала, излучаемого в эфир радиостанцией,- это ее лицо, ее «визитная карточка». Оно во многом определяется задающим генератором. Требования, предъявляемые к нему, общеизвестны: это прежде всего высокая стабильность частоты. Уход частоты за время проведения самой долго» связи не должен превосходить 50...100 Гц, лишь в этом случае корреспондент не будет вынужден подстраивать приемник. Относительная нестабильность частоты при таком уходе должна быть не хуже 5-10- в диапазоне 160 м и З-10-в в диапазоне 10 м. Если первую цифру получить сравнительно несложно, то вторую-можно лишь при тщательном выборе схемы, проектировании и изготовлении генератора. Другое, не менее важное требование

состоит в отсутствии модуляции сигнала генератора шумом, фоном, изменениями напряжения питания и т. д.

Посмотрим, как удовлетворить поставленным требованиям. Любой генератор содержит колебательную систему и активный элемент, служащий для усиления мощности сигнала, снимаемого с этой системы. Усиленный сигнал через цепь обратной связи подается снова в колебательную систему, компенсируя потери, обратно пропорциональные ее добротности. Наивысшую добротность имеют кварцевые резонаторы, да и параметры кварца мало зависят от температуры. Поэтому кварцевые генераторы могут иметь относительную нестабильность частоты до 10-. Но такой генератор с помощью внешних цепей нельзя перестраивать по диапазону более чем на 0,1...0,3%, что намного меньше ширины любительских KB диапазонов (1,5...6%). Поэтому любители на KB чаще используют LC генераторы с перестраиваемым контуром.

Для возбуждения колебаний в контуре надо выполнить два условия: баланс амплитуд и баланс фаз. Первое условие требует, чтобы энергия, подводимая к контуру от активного элемента, в точности равнялась поте-, рям энергии в самом контуре и цепях связи с другими элементами генератора. При более слабой обратной связи колебания затухают и генерация прекращается, а при более сильной - амплитуда колебаний растет и активный элемент (обычно транзистор) либо входит в насыщение, либо закрывается напряжением, вырабатьь ваемым цепью стабилизации амплитуды. В обоих случаях усиление уменьшается, восстанавливая баланс амплитуд. Связь контура с остальными элементами схемы генератора выгодно делать слабой, чтобы возможные нестабильности этих элементов меньше влияли на частоту колебаний. Вносимые цепями связи потери в контур получаются малыми, а его нагруженная добротность- максимально высокой.

Условие баланса фаз состоит в том, чтобы колебания, усиленные активным элементом, подводились к контуру синфазно с его собственными. Следовательно, общий фазовый сдвиг по петле обратной связи должен составлять 0°. Любой транзисторный усилитель вносит некоторую задержку усиливаемого сигнала из-за конечного времени прохождения носителей тока, влияния паразитных емкостей и т. д. Это приводит к запаздыва-

Рис. 120. АЧХ и ФЧХ

колебательного контура

нию ПО фазе сигнала обратной связи. Оно тем меньше, чем больше отношение граничной частоты транзистора к генерируемой частоте. Поэтому в задающих генераторах следует применять транзисторы с граничной частотой по крайней мере в 10-20 раз выше генерируемой. Оехавшийся фазовый сдвиг компенсируется контуром. На рис. 120 приведены АЧХ и ФЧХ одиночного колебательного контура. По оси абсцисс отложена относительная-расстройка

2Д/ /о

(68)

При х=1 амплитуда колебаний падает до 0,7 резонансного значения, а фазовый сдвиг достигает 45°. В реальном генераторе колебания происходят не на собственной частоте контура, а на той, где его фазовый сдвиг противоположен и равен сдвигу фазы в активном элементе и цепях связи. Имеющееся частотное отклонение тем меньше, чем круче фазовая характеристика контура, а следовательно, и больше его добротность. Таким образом, существенного улучшения стабильности частоты можно добиться, применив контур высокой добротности и высокочастотный транзистор, как можно слабее связанный с контуром.

Остается еще собственная нестабильность резонансной частоты контура. Она вызвана изменениями температуры и механической нестабильностью элементов. Изменение индуктивности и емкости при нагреве на 1°С характеризуют температурными коэффициентами индуктивности и емкости (ТКИ и ТКЕ). В правильно спроектированном генераторе они должны быть равны и противоположны по знаку - в этом и состоит принцип