КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 1997 года по МПК H03B5/32 

Изобретение относится к области радиотехники, предназначено для генерирования высокочастотных колебаний и может быть использовано в возбудителях радиопередатчиков и гетеродинах радиоприемников.

В данном изобретении решается задача повышения фильтрации высших гармоник в выходном сигнале кварцевого генератора.

Известны кварцевые генераторы, в которых для обеспечения фильтрации высших гармоник в выходном сигнале используются различные фильтры, в том числе LC-фильтры, используются мостовые схемы подавления гармоник [1][2]
Из известных кварцевых генераторов наиболее близким по технической сущности является кварцевый генератор [2] содержащий два последовательно соединенных по постоянному току транзистора, последовательно соединенные конденсатор, катушку индуктивности и кварцевый резонатор, которые включены между базами транзисторов, конденсатор, который включен между базой и эмиттером первого транзистора, конденсатор, который включен между эмиттером первого транзистора и базой второго транзистора, пять резисторов, включенных в соответствующие цепи питания транзисторов, LC- параллельный колебательный контур, который включен в цепь коллектора второго транзистора, два конденсатора, включенных в цепь базы второго транзистора. Вследствие нелинейности характеристик транзисторов в коллекторных токах транзисторов присутствуют высшие гармоники колебания основной частоты. Фильтрация высших гармоник осуществляется LC-параллельным колебательным контуром, настроенным на частоту основного колебания.

Достоинством этого кварцевого генератора является малое влияние нагрузки на частоту генерируемых колебаний, а недостатком ограничение возможности подавления высших гармоник одиночным LC-контуром.

В данном техническом решении ставится задача увеличения подавления высших гармоник.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого кварцевого генератора.

Кварцевый генератор содержит (фиг 1) первый, третий, второй, четвертый резисторы 1-4, катушку индуктивности 5, четвертый, пятый, третий, второй и первый конденсаторы 6-10, пятый резистор 11, первый и второй транзисторы 12, 13, кварцевый резонатор 14, первый и второй конденсаторы обратной связи 15, 16, шестой, седьмой и восьмой резисторы 17-19, шестой и седьмой конденсаторы 20, 21.

Кварцевый генератор работает следующим образом. При включении напряжения питания устанавливается режим незатухающих колебаний. Резисторы 1-4 обеспечивают режим работы транзисторов по постоянному току. Вследствие нелинейности характеристик в коллекторных токах транзисторов 12, 13 присутствуют высшие гармоники рабочей частоты кварцевого генератора. Фильтрация гармоник осуществляется следующим образом. Нагрузкой транзистора 12 является мост, первое плечо которого состоит из шестого резистора 19, второе - из седьмого конденсатора 21, третье из последовательно соединенных седьмого резистора 18 и шестого конденсатора 20, четвертое из первого конденсатора 10, первого и второго конденсаторов обратной связи 15, 16, резистора 17 и кварцевого резонатора 14. К одной диагонали моста подключен выход первого транзистора 12, к другой вход второго транзистора 13. Элементы моста выбираются так, чтобы для высших гармоник, когда кварцевый резонатор представляет собой статическую емкость С₀, мост был сбалансирован. Учитывая, что первый конденсатор 10 и шестой конденсатор 20 разделительные, т.е. имеют большую емкость, условия баланса моста можно записать в виде:

При этом уровень высших гармоник на входе второго транзистора 13 будет минимальным, что позволяет улучшить подавление высших гармоник в выходном сигнале кварцевого генератора на (20 25) дб. Для рабочей частоты мост разбалансирован, коэффициент передачи напряжения с выхода первого транзистора 12 на вход второго транзистора 13 можно записать в виде:
,
где R_экв эквивалентное сопротивление колебательного контура, состоящего из конденсаторов 15, 16 кварцевого резонатора 14.

Таким образом кварцевый генератор позволяет значительно повысить фильтрацию высших гармонических составляющих рабочей частоты в выходном сигнале без улучшения стабильности частоты.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к области генерирования высокостабильных колебаний, и может использоваться в возбудителях радиопередатчиков и гетеродинах радиоприемников. Сущность изобретения состоит в том, что для повышения фильтрации высших гармоник кварцевый генератор собран по мостовой схеме и содержит резисторы 1-4, катушку индуктивности 5, конденсаторы 6-10, резистор 11, первый и второй транзисторы 12, 13, кварцевый резонатор 14, первый и второй конденсаторы обратной связи 15, 16, резисторы 17-19, конденсаторы 20, 21. 1 ил.

Кварцевый генератор, содержащий первый и второй транзисторы, между базами которых включены последовательно соединенные первый конденсатор и кварцевый резонатор, первый конденсатор обратной связи, который включен между базой и эмиттером первого транзистора, второй конденсатор обратной связи, который включен между эмиттером первого транзистора и базой второго транзистора, первый резистор, который включен между базой первого транзистора и общей шиной, второй резистор, который включен между эмиттером первого транзистора и общей шиной, третий резистор, который включен между базами первого и второго транзисторов, последовательно соединенные четвертый и пятый резисторы, которые включены между базой второго транзистора и положительный шиной питания источника питания, второй конденсатор, который включен между базой второго транзистора и общей шиной, третий конденсатор, который включен между точкой соединения четвертого и пятого резисторов и общей шиной, параллельный LС-контур, который включен между коллектором второго транзистора и точкой соединения четвертого и пятого резисторов, при этом параллельный LС-контур выполнен в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и цепи, состоящей из последовательно соединенных четвертого и пятого конденсаторов, точка соединения одних из выводов которых является выходом кварцевого генератора, отличающийся тем, что введены шестой резистор, который включен между коллектором первого транзистора и эмиттером второго транзистора, последовательно соединенные седьмой резистор и шестой конденсатор, которые включены между коллектором первого транзистора и базой второго транзистора, и седьмой конденсатор, который включен между эмиттерами первого и второго транзисторов.