Generatory mikrofalowe i modulacja częstotliwości

Analiza bilansu mocy w obwodzie generatora wymaga wprowadzenia pojęcia mocy ujemnej. Moc  \(P_S=\mathrm{Re}\begin{Bmatrix} \mathrm{UI_{S}^{*}/2} \end{Bmatrix}\) absorbowanej przez rezonator i obciążenie jest dodatnia, co oznacza, że jest to moc tracona. Moc \(P_A=\mathrm{Re}\begin{Bmatrix} \mathrm{UI_{A}^{*}/2} \end{Bmatrix}\)  jest ujemna, gdy konduktancja G_A jest ujemna. Oznacza to, że konduktancja G_A „pompuje” moc prądu zmiennego do obwodu zewnętrznego.  Bilans mocy można zapisać następująco:

Warunek powyższy jest spełniony w stanie ustalonym generacji. Jednak w stanie narastania lub gaśnięcie oscylacji suma mocy P_A+P_S jest różne od zera. Aby wyjaśnić ten fakt wygodnie jest przyjąć, że prąd I_S jest w fazie z U, co oznacza, że prąd I_A jest przesunięty o 180⁰ względem U. 
Moce P_A i P_S zapisze się teraz następująco:

Obwód strojenia jako bierny nie wykazuje nieliniowości i wykres P_S(│U│) jest parabolą. Element aktywny, np. tranzystor, jest nieliniowy, co oznacza, że prąd │I_A│ tylko do pewnej granicy jest proporcjonalny do │U│. W rezultacie moc P_A(│U│) jest proporcjonalna do │U│². jedynie dla małych amplitud i ze wzrostem │U│ coraz bardziej odchodzi od paraboli. Na rys.1.3B pokazano wykresy obu mocy. Punkt przecięcia paraboli P_S z linią mocy P_A określa stan ustalony, w którym spełniony jest warunek(1-4).

Rys.1.3. Ilustracja bilansu mocy w obwodzie oscylatora.
A) Amplitudy prądów obwodu aktywnego i strojenia.
B) Moce: P_A dostarczana przez obwód aktywny i PS absorbowana przez obwód strojenia. 

 Generację inicjują szumy elementu aktywnego. Dla małych amplitud moc dostarczana przez obwód aktywny przewyższa moc traconą, gdyż P_A+P_S<0. Nadwyżka mocy powoduje, że amplituda drgań narasta, wzrasta energia zgromadzona w polu elektromagnetycznym obwodu rezonansowego. Proces narastania amplitudy trwa tak długo, aż spełniony zostanie warunek  (1-4). Natomiast gdy P_A+P_S> 0, drgania gasną.