4.6. Многочастотные автогенераторы и автогенераторы с широкой перестройкой частоты

Автогенераторы многочастотных колебаний можно создать на основе широкополосных устройств на ПАВ. Например, как следует из материала гл. 2, подобные автогенераторы можно строить на основе ЛЗ ПАВ с широкополосными преобразователями. В этом случае в полосу пропускания преобразователей может входить большое число собственных частот эквивалентной резонансной системы автогенератора, на которых возможны автоколебания. При данном расстоянии между преобразователями ЛЗ ПАВ их широкополосность достигается уменьшением количества штырей.

Часто многочастотные автогенераторы используются для формирования радиоимпульсов [128, 129]. Одна из таких схем приведена на рис. 4.24 [129]. Обычная схема автогенератора с ЛЗ ПАВ дополнена амплитудным модулятором, который модулирует амплитуду колебаний в основном канале в соответствии с уровнем напряжения на выходе детектора, подключенного к тому же основному каналу автогенератора. Схема работает следующим образом. При малых амплитудах колебаний в основном канале идет обычный процесс развития автоколебаний. Однако постепенно этот процесс усложняется развитием низкочастотных колебаний в цепи модулятор - основной автогенератор - детектор - модулятор. Постепенно это приводит к формированию импульсов с радиочастотным наполнением, причем, чем дальше развивается процесс, тем более короткими становятся импульсы за счет все большего обогащения дополнительными частотными составляющими. В установившемся режиме длительность радиоимпульсов приблизительно равна обратной величине полосы пропускания системы.

Рис. 4.24. Схема радиоимпульсного генератора

Задача создания автогенераторов с устройствами на ПАВ с большой перестройкой по частоте решается в основном на базе модификаций многочастотных автогенераторов. Действительно, если в схему автогенератора с широкополосной линией задержки включить узкополосный перестраиваемый фильтр, то на выходе такой системы можно иметь сигнал, частота которого дискретно перестраивается в достаточно большом диапазоне [130]. Одна из таких автоколебательных систем перестраивается от 80 МГц с шагом 7,5 МГц до частоты 155 МГц [83]. Для обеспечения ряда характеристик подобных генераторов, например когерентности формируемых колебаний частот, используют синхронизацию автогенератора стабильным импульсным колебанием [84].

Иногда для создания генератора с достаточно большой дискретной перестройкой применяют линии задержки с одним общим входным преобразователем и рядом отстоящих друг от друга выходных преобразователей. Коммутируя выходные преобразователи тем или иным способом, можно обеспечить дискретную перестройку частоты генератора.

Интересна схема многоканальных генераторов, обеспечивающих возможность генерации на нескольких частотах. Одна из таких схем приведена на рис. 4.25. Автогенератор реализует принцип конкуренции типов колебаний с одновременной фильтрацией ненужных типов колебаний за счет сравнительно узкополюсного общего преобразователя П₁. Изменяя фазовый набег φ, можно изменять условия конкуренции типов колебаний в пределах полосы пропускания преобразователя П₁ и тем самым изменять рабочую частоту автоколебаний. Такой автогенератор работал в диапазоне частот 154,8-155,8 МГц с шагом перестройки 100 кГц [87].

Рис. 4.25. Схема двухканального генератора на ПАВ

В работах [88, 89] описана интересная схема автогенератора на ПАВ с весьма широкой перестройкой (около 30%). Схема работает следующим образом. Каждый из сдвинутых друг относительно друга на λ/4 выходных преобразователей П₂-П₅ на рис. 4.26 вместе с входным ВШП/П₁ обеспечивает возможность генерации сетки частот на рис. 4.27. Если система вследствие тех или иных причин генерирует на частоте f₁, то переключение входа усилителя с преобразователя П₂ на преобразователь П₃ ведет к изменению генерируемой частоты. После переключения она станет равной f₂. Если последовательно после этого переключать вход усилителя на ВШП П₄ и П₅, то рабочая частота автогенератора будет последовательно принимать значения f₃ и f₄. Последующее переключение с ВШП П₅ на ВШП П₂ приведет уже к генерации не частоты f₁, а частоты f₅ и т. д.

Рис. 4.26. Схема генератора на ПАВ с большой перестройкой по частоте

Рис. 4.27. К пояснению работы схемы генератора на рис. 4.26

Процесс настройки генератора на рис. 4.26 на какую-то конкретную частоту f_n можно осуществлять следующим образом. Вводится сигнал на частоте f₁, затем круговой переключатель П работает до тех пор, пока автогенератор не подойдет к частоте f_n. Поскольку переключатель П нетрудно осуществить на электронных компонентах, таких как РIN-диоды или полевые транзисторы, то автогенератор на рис. 4.26 несложно реализовать в виде единого электронного узла.

Экспериментально выполненный автогенератор подобного типа имел диапазон перестройки 2 МГц при шаге в 25 кГц. Средняя частота около 60 МГц [88].