Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

И з м е н е н и е т е м п е р а т у р ы приводит к изменению раз­ меров деталей контуров и диэлектрической проницаемости изоля­ торов. Повышение температуры вызывает увеличение геометриче­ ских размеров металлических деталей и диэлектрической прони­ цаемости большинства изоляторов, следовательно, приводит к уве­ личению индуктивности и емкости колебательной системы. Следст­ вием этого является постепенное понижение частоты колебаний автогенератора по мере его прогрева. Практически этот процесс происходит в первые 10—15 мин после включения питания пере­

При изготовлении задающих генераторов стремятся использо­ вать материалы с малыми температурными коэффициентами. Так,

ния серебра. В наиболее ответственных случаях вместо керамики применяют плавленый кварц.

Для обеспечения облегченного температурного режима задаю­ щего генератора его мощность выбирают небольшой. Если же мощность автогенератора должна быть велика (например, в ра­ диолокационных передатчиках), то применяют принудительное ох­ лаждение ламп.

В задающих генераторах связных передатчиков широко при­ меняется термокомпенсация, т. е. использование конденсаторов с отрицательным температурным коэффициентом емкости (тикондовые конденсаторы).

причина этого заключается в изменении величины сеточного тока лампы задающего генератора, от которого зависят фазовые соот­ ношения между контурным напряжением и анодным током. Не­ стабильность напряжения питания вызывает также изменение про-

83

странственного заряда в лампе, т. е. изменение динамических меж­ дуэлектродных емкостей, входящих в состав колебательной си­

в анодную нагрузку лампы задающего генератора и поэтому мо­ жет ее изменять.

Изменения нагрузки задающего генератора могут быть актив­ ными и реактивными. Изменения активной составляющей нагруз­ ки можно устранить, поставив второй каскад передатчика в бу­ ферный режим, т. е. в режим работы без сеточных токов. Реак­ тивные сопротивления, вносимые в колебательную систему задаю­ щего генератора при изменении настройки антенны или промежу­ точных ступеней, уменьшаются за счет введения дополнительных промежуточных каскадов, применения экранировок, цепей развяз­ ки, а также использования режима умножения частоты.

Нагрузкой генератора УКВ радиолокационной станции являет­ ся антенно-фидерное устройство. Оно должно быть полностью со­

В сантиметровом диапазоне для устранения многократного от­ ражения электромагнитной энергии между генератором и антен­ ной в волноводном тракте применяют ферритовые разделители. Принцип действия таких разделителей заключается в том, что ферритовая пластина, помещенная внутрь волновода в различной степени изменяет распределение электромагнитного поля для па­ дающей и отраженной волн. Это позволяет получить различное за­ тухание для волн, распространяющихся в прямом и обратном на­ правлениях, и превращает ферритовый разделитель в своеобраз­ ный вентиль, пропускающий электромагнитные волны от генерато­ ра к антенне и не пропускающий отраженные волны от антенны

кгенератору.

И з м е н е н и е в л а ж н о с т и и д а в л е н и я в о з д у х а изме­ няет емкость конденсаторов с воздушным диэлектриком, так как диэлектрическая проницаемость воздуха является функцией его влажности и давления. Кроме того, повышение влажности увели­ чивает активную поверхностную проводимость изолирующих мате­ риалов, что приводит к уменьшению добротности, а следовательно, эталонности и фиксирующей способности колебательных систем. Поэтому в передатчиках, работающих в условиях изменяющегося давления и повышенной влажности (например, в передатчиках са-

84

молетных связных и радиолокационных станций), применяют гер­

из-за различия величины междуэлектродных емкостей. Смена не­ которых деталей также может вызвать изменение частоты генера­ тора вследствие изменения емкости детали по отношению к кор­ пусу и другим деталям. Поэтому при смене ламп задающего ге­ нератора и его деталей желательно осуществлять подстройку кон­ тура подстроечиым конденсатором (если он имеется).

Кроме указанных мер, направленных на устранение внешних дестабилизирующих факторов, для стабилизации частоты исполь­ зуют системы автоматической подстройки частоты (АПЧ), поддер­ живающие заданное значение частоты генерируемых колебаний, а также применяют квантовые генераторы, принцип работы которых обеспечивает весьма высокую стабильность частоты.

Существенное повышение стабильности частоты можно полу­ чить, увеличивая добротность колебательных систем, в частности, используя вместо обычных колебательных контуров кварцевые или камертонные резонаторы, обладающие высокой эталонностью и фиксирующей способностью. В диапазоне дециметровых и санти­ метровых волн для стабилизации частоты применяют короткозамкнутые четвертьволновые отрезки коаксиальных линий и объемные

Применение кварцевых механических колебательных систем в качестве резонансных систем автогенераторов позволяет снизить относительную нестабильность частоты колебаний до величины по­

(SiOa ). Использование кварца для стабилизации частоты генери­ руемых колебаний базируется на явлении пьезоэлектрического эф­ фекта, присущего кристаллам кварца. Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в том, что механическая деформация пласти­ ны кварца вызывает появление электрических зарядов на ее гра­ нях. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в том, что пластина кварца, помещенная в переменное электрическое поле,

Основным преимуществом кварца как колебательной системы является большая добротность. Она достигает десятков и сотен тысяч.

85

Благодаря высокой добротности эталоиносгь и фиксирующая способность кварца весьма высоки.

Кристаллы кварца имеют вид шестиугольных призм с пирами­ дами на концах (рис. 1.59). У кристаллов кварца различают не­ сколько осей симметрии: оптическую ZZ, три электрические XX и три механические YY. Кварцевые пластины вырезаются из призма­ тической части кристалла. Существует много способов ориентиро­

Рис. 1.59. Общин вид кристалла кварца и простейшие способы ориентирования пластин, вырезанных из кристалла кварца:

а — о б щ и й вид кристалла; 6 — ЛГ-срез; а — У - с р е з ; г — к о с о й срез

В настоящее время используются различные варианты так на­ зываемого косого среза (рис. 1.59,г). Тип и угол ореза определя­ ются главным образом диапазоном волн. Температурный коэффи­ циент частоты пластин косого среза близок к нулю. Это также является одним из преимуществ использования кварца по сравне­ нию с обычным колебательным контуром.

Кварцевые пластины, используемые для стабилизации частоты, помещаются в специальные устройства — кварцедержатели.

Одна из возможных конструкций кварцедержателя (для метал­ лизированных пластин) приведена на рис. 1.60. На рис. 1.61, а дано условное изображение кварцевой пластины с кварцедержателем. Если в такой схеме на входные клеммы подать переменное напряжение, то в цепи возникает переменный ток. Этот ток имеет две составляющие: реактивный ток / с , протекающий через емкость,

86

этому собственная резонансная частота кварца как последова­ тельного контура шо к в = у. близка к собственной ча-

V ^-ко С к в

стоте эквивалентного параллельного контура, и'бо с учетом емко­ сти кварцедержателя эта частота определяется по формуле

1

кварца сохранять индуктивный характер сопротивления в узком интервале частот, лежащих между частотами последовательного и параллельного резонанса (рис. 1.62). Осцилляторные схемы со­ браны по типу трехточечных. Кварц включается в такие участки схемы, сопротивление которых для выполнения фазового условия самовозбуждения должно иметь индуктивный характер. Два ва­ рианта таких схем приведены на рис. 1.63. Третий возможный ва­ риант с включением кварца между анодом и катодом лампы не используется, так как в нем кварц сильно шунтируется нагрузкой. Появление колебаний в осцилляторной схеме автогенератора сви­

кварц включен между сеткой и катодом, на рис. 1.63,6 —между

88