Параметри, що характеризують роботу АГ, можна розбити на дві групи. До першої відносяться величини, що визначають енергетичні властивості АГ - колебательную потужність і ККД. До другої групи входять параметри, що характеризують частотні властивості АГ:
- діапазон частот f1 ... f2. в межах якого можлива перебудова частоти;
- необхідну, номінальне значення частоти генерованого сигналу fном;
- довгострокова нестабільність частоти за певний інтервал часу;
- короткочасна нестабільність частоти і фази сигналу;
- чистота спектру і рівень шуму випромінюваного сигналу.
Короткочасна нестабільність частоти і пов'язана з нею чистота спектру випромінюваного сигналу в деяких випадках відіграють вирішальну роль у визначенні властивостей радіосистеми.
Сигнал, що генерується АГ, не є монохроматичним. Через різних фізичних причин відбуваються зміни амплітуди і фази сигналу, які носять як регулярний, так і випадковий характер. В результаті сигнал автогенератора можна представити у вигляді:
де DU1 (t), Dj1 (t) - функції, що визначають щодо повільні зміни амплітуди і фази сигналу під впливом зовнішніх умов, наприклад температури навколишнього середовища; DU2 (t), Dj2 (t) - функції, що визначають періодичні зміни амплітуди і фази сигналу під впливом пульсацій напруги живлення або впливу на апаратуру механічних вібрацій; DUш (t), Djш (t) - функції, що описують випадкові зміни амплітуди і фази сигналу, обумовлені фізичними процесами, що протікають в електронних приладах, наприклад дробовими флуктуаціями потоку носіїв заряду. На підставі співвідношення, що зв'язує частоту коливань з фазою:
частота сигналу має ті ж складові, що і фаза:
де Df1 (t), Df2 (t), Dfш (t) - функції, відповідно описують повільні, періодичні і випадкові зміни частоти сигналу, перша з яких визначає довготривалу нестабільність частоти, а дві інші короткочасну.
Графік нестабільності частоти АГ
Довготривала нестабільність частоти за період часу 0 ... t0 визначається як усереднене значення по N вимірюванням або як максимальне відхилення частоти від номінального значення:
Норма на довготривалу нестабільність частоти складає для сучасних радіотехнічних систем
1-я складова короткочасної нестабільності при є амплітуда коливань частоти;
2-я складова короткочасної нестабільності є середньоквадратичне значення флуктуації частоти відносного середнього значення, що позначається як.
Дія випадкового сигналу призводить до модуляції шумом амплітуди і частоти коливань, що несуть і розмиття спектральної лінії сигналу АГ. Джерелом цього шуму є активний опір втрат коливальної системи і потік носіїв заряду електронного приладу. Другий фактор превалює над першим, так як потужність теплових шумів активних опорів значно менше потужності шуму електронного приладу. Фактори, що впливають на стабільність частоти АГ, називаються дестабілізуючими (внутрішні та зовнішні). До внутрішніх відносяться: неточність початкової установки частоти, зміна напруги живлення, вплив навантаження, прогрів елементів під дією тепла, що виділяється в схемі, деградація елементів, що веде до зміни їх параметрів з часом. До зовнішніх: зміна температури, вологості, тиску навколишнього середовища; механічні дії, наприклад вібрація.
Загальні рекомендації щодо поліпшення стабільності частоти АГ:
- потужність АГ не повинна перевищувати 10 ... 20 МВт;
- зв'язок з навантаженням повинна бути ослаблена;
- живлять напруги повинні бути стабілізовані не гірше 1 - 2%;
- вплив вологості та тиску повинно бути усунуто герметизацією АГ;
- вплив температури повинно бути зменшено термостатуванням АГ;
- добротність коливальної системи повинна бути максимально високою.
Вплив добротності коливальної системи на нестабільність частоти. Звернемося до рівняння балансу фаз
згідно з яким в АГ встановлюється сумарний фазовий зсув, рівний 2p. Припустимо, що під дією якого-небудь дестабілізуючого чинника, фаза коефіцієнта зворотного зв'язку змінилася на Djк. Тоді завдяки властивості АГ підтримувати автоматично баланс фаз на тому ж рівні, але з протилежним знаком, зміниться і фаза коливальні системи, а рівняння балансу фаз набуде вигляду:
Визначимо вплив зміни фази на частоту автоколивань. У паралельному контурі залежність фази від частоти має вигляд:
При jекв £ p / 6 згідно відносна нестабільність частоти:
З графіків видно, що при одному і тому ж значенні нестабільності фази Djекв нестабільність частоти виходить менше при більшому добротності Q коливальної системи. Для зменшення нестабільності частоти АГ необхідно знижувати ТКЧ і збільшувати добротність Q системи.
Синхронізація - особливий режим АГ, при якому на нього впливає зовнішній сигнал. При цьому частота коливань АГ дорівнює частоті зовнішнього сигналу в певній смузі синхронізації:
де k<<1 - коэффициент; f0 - центральная частота; Q - добротность колебательной системы; Рвх - мощность входного сигнала; Рг - мощность АГ. Режим синхронизации совмещает генерацию и усиления сигнала.