Стабилизация частот

Стабилизация частоты в радиотехнике, поддержание постоянства частоты электрических колебаний в автогенераторе (см. Генерирование электрических колебаний). Частота колебаний автогенератора может отклоняться от первоначального значения под действием дестабилизирующих факторов, как-то: изменение температуры, влажности и атмосферного давления, изменение питающих напряжений и сопротивления нагрузки, шумы электровакуумных и полупроводниковых приборов, старение деталей, толчки и вибрация, радиоактивное облучение и т.д. Отклонение (уход) частоты приводит к нежелательным последствиям, таким, как взаимные помехи радиоприёму соседних (по частоте) радиостанций, «уход» (со временем) настройки радиовещательного супергетеродинного радиоприёмника на принимаемую станцию и многое др. Меры С. ч. направлены на повышение устойчивости частоты колебаний генераторов по отношению к дестабилизирующим факторам, т. е. на понижение нестабильности частоты генерируемых колебаний. Последняя характеризуется величиной относительной нестабильности частоты (f/f, где (f ‒ отклонение частоты от первоначального значения f (нередко (f/f называется также относительной стабильностью частоты). Различают нестабильность кратковременную (определяемую отклонением частоты за время <1 сек) и долговременную; на практике пользуются понятиями минутной, часовой, суточной, месячной и годовой нестабильности.

Повышения стабильности частоты в автогенераторе (уменьшения (f/f) достигают увеличением добротности колебательного контура, задающего частоту (см. Добротность колебательной системы), и уменьшением его температурного коэффициента частоты, выбором схемы, конструкции и режима работы автогенератора, его термостатированием, стабилизацией питающих напряжений и т.д.

Наиболее распространена кварцевая С. ч., при которой в качестве колебательного контура используют электромеханическую колебательную систему ‒ пьезоэлектрический кварцевый резонатор. Кварцевые генераторы создают на транзисторах, туннельных диодах или электронных лампах; они имеют нестабильность (f/f = 10-6‒10-10 и отличаются малыми габаритами, экономичностью и надёжностью. Высокая стабильность частоты кварцевого генератора достигается благодаря малому температурному коэффициенту частоты кварцевого резонатора, устойчивости его параметров к внешним воздействиям и исключительно высокой добротности (до 107, тогда как добротность обычного колебательного контура в большинстве случаев составляет ~102). Радиотехнические устройства с кварцевой С. ч. широко применяют в радиопередатчиках средней и большой мощности (см. Задающий генератор), эталонах и стандартах времени и частоты, в генераторах систем многоканальной связи и т.д.; при этом в диапазонных радиоустройствах используют декадный синтез частот (см. Синтезатор частот).

Наивысшей стабильностью частоты ((f/f = 10-11‒10-13) обладают квантовые стандарты частоты, что объясняется принципиально более высокой устойчивостью микросистем (атомов и молекул) по сравнению с макросистемами (колебательными контурами, объёмными и кварцевыми резонаторами и др.). Кроме того, микросистема, в отличие от макросистемы, не подвержена старению и механическим воздействиям.

Лит.: Грошковский Я., Генерирование высокочастотных колебаний и стабилизация частоты, пер. с польск., М., 1953; Альтшуллер Г. Б., Кварцевая стабилизация частоты, М., 1974.

═ А. Ф. Плонский.