Причина нестабільності автогенераторів. Принцип побудови автогенераторів з кварцевою стабілізацією.

6) Стабілізація частоти автогенераторів

Важнейшим требованием к автогенератору есть стабильность частоты генерируемых колебаний. Однако в процессе работы автогенератор подвергается различным влияниям, которые приводят к изменению его рабочей частоты. Основными причинами нестабильности частоты является : изменения окружающей температуры, приводящие к изменению геометрических размеров и электрических свойств деталей схемы; механическая вибрация и деформация деталей и др. Уменьшением этих факторов достигаеться применением для изготовления деталей материалов, мало меняющих свои свойства при изменении температуры, экранировкой и герматизацией контуров, стабилизацией источников питания. Рациональным монтажом и т.д. Однако этими методами нельзя обезпечить очень высокую стабильность частоты, которая часто необходима при изменениях, радиосвязи и т.п.  

Наиболее эффективной мерой повышения устойчивости частоты автогенераторов типа LC является кварцевая стабилизация. Она основана на применении в схеме автогенератора кварцевых пластинок с сильно выраженным пьезоэлектрическим эффектом. Ценным свойством кварца является очень высокая стабильность частоты механических колебаний, которая определяется геометрическими размерами кварцевой пластинки и направлением деформации. Это свойство в сочетании с прямым пьезоэлектрическим эффектом, дает возможность использовать кварцевые пластинки для стабилизации частоты автогенератора.  

Добротность такого эквивалентного последовательного контура достигает величины Q_кв=10⁴...10⁶. поэтому фиксирующая способность кварцевой колебательной системы оказывается очень высокой. Основное требование к такому автогенератору – генерирование колебаний только на частоте f_кв определяемой кварцем. Это означает, что в автогенераторе не должно возникать колебания на других частотах и что генерация должна срываться при удалении кварца из схемы. Однако отключать кварц непосредственно параллельно туннельному диоду нельзя, поскольку резонансное сопротивления кварца в большинстве случаев меньше величины R_д. На частоте последовательного резонанса кварца его активное сопротивление уменьшаеться настолько что резисторы R₂ и R₃ оказываются включенными параллельно. Общее сопротивление потерь в контуре при этом уменьшается, в следствии чего будут выполняться условия самовозбуждения и схема начнет генерировать колебания. Таким образом генерация возможна лишь на одной строго фиксированной частоте, равной частоте собственных колебаний кварца. Потому нужно иметь столько кварцевых пластин сколько частот необходимо стабилизировать.