1.4 Синхронизация (улавяне на честота)
Както вече споменахме, в регенератора във възбуден режим има две трептения: собствени с честота
По този начин можем да предположим, че при малки разстройки естествените трептения в регенераторната верига се разпадат и остава само външното трептене. Друго тълкуване също е валидно: под въздействието на външно трептене честотата на собствените трептения се променя и става равна на честотата на външното трептене: възниквазахващане на честотата.
Фигура 10 - Зависимостта на честотата на биене от резонансната честота на веригата за слаби сигнали (без феномен на улавяне)
Фигура 11 - Зависимостта на честотата на биене от резонансната честота на веригата за силни сигнали (при наличие на феномен на улавяне).
Въз основа на квазилинейната теория процесът на улавяне или, с други думи, процесът на синхронизация, може да бъде представен по следния начин. Когато честотата на външните трептения се промени, амплитудата на напрежението на портата на транзистора (Фигура 3) се променя поради селективните свойства на веригата. Когато честотата ω се приближи до резонансната честота ω0, амплитудата на напрежението Uz се увеличава. В допълнение към външното напрежение във веригата действа напрежението на собствените трептения с честота ω0и амплитуда Ust, определена от уравнението на стационарността. Средният наклон на характеристиката Scp е функция на амплитудата на напрежението на затвора на транзистора и намалява с увеличаване на амплитудата. Тъй като, когато ω се доближава до ω0, амплитудата на напрежението на вратата на транзистора се увеличава, средната стръмност на характеристиката намалява, което причинява повреда в генерирането. Честотната лента, в която няма генериране (синхронизираща лента), се определя от амплитудата на външния сигнал. Външен сигнал може да намали усилването на транзистора толкова много, че генерирането да спре.
Това явление може да се разглежда от гледна точка на преходни процеси, протичащи в регенератора: естествените трептения под въздействието на външни влияния не се нарушават, но се появяват с различна честота - с честотата на трептенията на външното електромагнитно поле.
Трептенията във веригата на генератора възникват и съществуват при честота, при която са изпълнени условията за баланс на амплитудите и фазите. Обикновено условията за амплитуден баланс са валидни за много честоти, а условията за фазов баланс са валидни за една честота. Тъй като генерираните трептения възникват от флуктуационни шумове, които имат непрекъснат спектър, можем да приемем, че веригата на генератора създава най-добрите условия за нарастване на трептения с определена честота, т.е. загубите на енергия от такива трептения по веригата за обратна връзка се компенсират по-ефективно от трептенията на други честоти.
Това е така, когато няма външни вибрации. Външните флуктуации могат да създадат условия за нарастване на флуктуации с различна честота. В този случай веригата ще генерира трептения с нова честота. Това е възможно, ако чрез веригата за обратна връзка външните трептения компенсират загубите на енергия в по-голяма степен от техните собствени. Поради тази причина преходът към друга честота на поколение става само акокогато честотата ω е близка до ω0, т.е. когато амплитудата на външното трептене е достатъчно голяма.
Синхронизиращата лента (лентата на улавяне) може да бъде приблизително определена въз основа на факта, че генерираните трептения във веригата не могат да съществуват, ако средният наклон на характеристиката на транзистора е по-малък от стойността, при която се осигурява стационарен режим. В областта на малки настройки, силен сигнал U може да създаде напрежение U * s на вратата на транзистора, достатъчно за изпълнение на неравенството. В този случай във веригата ще останат само принудителни трептения на честотата на външното действие.
На границите на лентата за улавяне това неравенство се превръща в равенство и
Вижда се, че колкото по-широка е лентата на улавяне, толкова по-висока е честотата и толкова по-голяма е амплитудата на входящия сигнал в сравнение със стойността на напрежението на вратата на транзистора, при което средният наклон на характеристиката не осигурява генериране.
Феноменът на синхронизация се използва широко за различни приложения, при които е необходимо да се осигури синхронна работа на генераторите един с друг и с един главен генератор.