ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ АВТОГЕНЕРАТОРА

FORMATION OF HIGH FREQUENCY SIGNALS USING THE AUTOMATOR

Artem Petrov

student, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье описывается устройство и принцип работы автогенератора.

ABSTRACT

The article describes the device and the principle of operation of the oscillator.

Ключевые слова: возбудитель, автогенератор, колебания.

Keywords: pathogen, autogenerator, oscillations.

Радиопередающими устройствами (РПдУ) называются устройства, служащие для формирования, модуляции высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний и усиления по мощности, подводимых к антенне и передачи информации в рамках определенной системы.

Основными каскадами РПдУ являются генераторы высокочастотных колебаний и модуляторы, реализующие управление параметрами колебаний в соответствии с передаваемой информацией.

Возбудитель, предназначенный для преобразования первичных электрических сигналов в радиосигналы, формирования сетки частот с заданным интервалом между соседними частотами и высокой стабильностью, с помощью которых осуществляется перенос радиосигналов на рабочую частоту в заданном диапазоне. Усилитель мощности предназначен для усиления радиосигналов, сформированных в возбудителе, до величины, обеспечивающей требуемую дальность связи с заданной надёжностью. Согласующее антенное устройство обеспечивает согласование усилителя мощности с передающей антенной с целью излучения антенной максимальной мощности, подводимой от усилителя мощности. Источник питания преобразует энергию переменного тока (50 Гц) в энергию напряжений.

Роль возбудителя может выполнить диапазонный автогенератор с параметрической стабилизацией частоты, модулируемый или манипулируемый первичным электрическим сигналом. Такие возбудители часто использовались в маломощных передатчиках метрового диапазона, но из-за недостаточной стабильности частоты от них отказались.

Существуют два типа построения автогенераторов с колебательной системой. В автогенераторах первого типа используется электронный прибор, представляемый в виде нелинейного генератора тока. За счет цепи обратной связи часть мощности сигнала из колебательной системы поступает на вход электронного прибора. После усиления поступившие колебания возвращаются в колебательную систему, компенсируя потери и поддерживая устойчивый режим автоколебаний.

Основой второго типа автогенераторов являются специальные генераторные диоды, в эквивалентной схеме которых имеется отрицательная активная проводимость (по причине падающего участка в вольтамперной характеристике (ВАХ) или запаздывания сигнала в приборе).  Такой прибор при подключении к колебательной системе компенсирует в ней потери, благодаря чему поддерживается режим автоколебаний.

Мягкий режим самовозбуждения автогенератора осуществляется при выборе начальной рабочей точки на участке с максимальной крутизной передаточной характеристики усилительного элемента. Для этого на усилительный элемент необходимо подать соответствующее смещение.

При выборе начальной рабочей точки на участке с большой крутизной передаточной характеристики, колебательная характеристика при малой амплитуде возбуждения имеет большую крутизну. Далее с ростом напряжения на входе усилительный элемент переходит в нелинейный режим, его средняя крутизна уменьшается, он переходит в режим насыщения.

Жесткий режим требует дополнительных условий для установления колебаний: либо большой величины коэффициента обратной связи, либо дополнительного внешнего воздействия (накачки).

Каждый из рассмотренных режимов обладает своими достоинствами и недостатками. Основным достоинством мягкого режима является плавное изменение амплитуды выходного напряжения. Недостаток состоит в малом значении КПД (η <50%). В жёстком режиме автогенератор работает с отсечкой тока, т.е. в энергетически выгодном режиме с высоким КПД (η ≈ 80 %). Усилительный элемент работает в лёгком тепловом режиме. Недостаток жёсткого режима заключается в том, что колебание возникает при определённом толчке, амплитуда нарастает резко и трудно поддается регулировке.

Список литературы:

1. http://www.pcbtech.ru/pages/view_article/23 (дата обращения 04.11.2021)
2. https://www.vestnik-donstu.ru/jour/issue/view/94/showToc (дата обращения: 04.11.2021)