Кварцевый генератор ударного возбуждения Советский патент 1983 года по МПК H03B5/32 

сл

со

л

СП

сл Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для получения стабильных высокочастотных колебаний. Известен кварцевый генератор ударного возбуждения, содержащий ре зонансный усилитель,, эмиттерный пов торитель , двухсторонний амплитудный ограничитель, варикап и кварцевый резонатор l . Недостатком кварцевого генератор ударного возбуждения является низка стабильность частоты выходного сигн ла. Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому является кварцевый генератор ударного возбуж дения, содержащий резонансный усили тель на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, эмиттерный пов торитель, вход которого подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе, а выход -- через последовательно соединенные конденсатор связи, зарикап и кварцевый резонато соединен с сигнальным входом резонансного усилителя на транзисторе, источник напряжения,который подклю чен через компенсирующую катушкУ индуктивности к точке соединения Лонденсатора связи и варикапа, перв и второй диоды, первая и вторая параллельная- R при этом като первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного. повторителя, первая параллельная Rc-цепь включена между анодом перво го диода и общей шиной, вторая параллельная R С-цепь включена между катодом второго диода и общей шиной 2 . В этом кварцевом генераторе удар ного возбуждения улучшена режимная и кратковременная стабильность частоты. По мере роста- частоты генерируемых колебаний начинает сказываться инерционность усилительных элементов и возрастает критичность изменению реактивных параметров в цепи возбуждения. Это влечет за собой повышенный фазовый компонен который может быть нестабильности, оценен как Ш -, LU(| 2Q, где 441 - дополнительный фазовый сдвиг, вносимый резонатором, в результате расстройки колебательной системы на f относительно резонанс ной частоты f , на котЬрой добротность кварца Q, максимальна. С другой стороны, изменение режима схемы генератора приводит к ассиметрии импульсов, возбуждающих кварцевый резонатор, т.е. проявляет ся нелинейность схемы. Этот эффект растет ПО мере увеличения рабочей частоты генератора. Появление дополнительной нелинейности в схеме (кроме ограничителя) приводит к неконтролируемому гармоническому компоненту нестабильнЬсти, который с повышением рабочей частоты становится превалирующим над контролируемым компонентом. Оценка фазовой нестабильности, вызванная высшими гармониками может быть подсчитана так« . п,,йп,, ДС, - -, (2) статическая емкость резонатора ; сопротивление потерь кварцевого резонатора; П - относительная амплитуда К-й гармоники возбуждения; bflx- изменение относительной амплитуда, . В первом случае фазовый компонент приводит к одинаковому изменению токов, протекающих через диоды симметричного ограничителя, во втогармоническийкомпонент приводит к неодинаковости токов, протекающих через диоды. Наличие указанных фазового гармонического компонентов приводит к снижению стабильности часто- Цель изобретения - повышение стабильности частоты. Для достижения поставленной цели в кварцевый генератор ударного возбуждения, содержащий резонансный усилитель на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, эмиттерный повторит€5ль, вход КОТОРОГО подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе а выход - через последовательно соединенные конденсатор связи, варикап и кварцевый резонатор соединен с сигнальным входом резонансного усилителя на транзисторе, источник напряжения, который подключен через компенсирующую катушку индуктивности к точке соединения конденсатора связи и варикапа, первый и второй диоды, первая и вторая параллельная Rc-цепи, при этом катод первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного повторителя, первая параллельная R С-цепь включена между анодом первого диода и общей шиной, вторая параллельная RC-цепь включейа между катодом второго диода и общей шиной, введены дроссель, который включен между анодом первого диода и точкой соединения варикапа и кварцевым резонатором, а также элемент сравнения, выход которого подключен к управляющему входу резонансного усилителя, на транзисторе один вход - ic аноду первого диода/ другой вход к катоду второго диода.

На чертеже представлена, принципиальная электрическая схема кварцевого генератора ударного возбуждения

Кварцевый генератор ударного возбуждения содержит резоягансный уси-. литель L на транзисторе, включенном по .схеме с обсмей базой, эмиттерный повторитель 2, конденсатор 3 связи, варикап 4, кварцевый резонатор 5, источник б напряжения, компенсирующая катушка 7 индуктивности, первый диод 8у второй диод 9, первая параллельная ЦС-цепь 10, вторая параллельная RC-цепь 11, дроссель 12, элемент 13 сравнения.

Кварцевый генератор ударного возбуждения работает следующим образом.

При включении в кварцевом генераторе ударного воз буждения возникают колебания с определенной амплитудой и частотой.

Выбор коэффициента включения . эмиттерного повтс ителя 2 в КОНТУР резовансного усилителя I обеспечивает линейный режим работы. В этом сэяучае нестабильность частоты определяется фазов лм компонентом цеп резонансной усилитель 1 эмиттерный повторитель 2. Первый и второй диоды 8, 9 н первая и вторая параллельные 5 С-цепи 10 и 11 образуют двухсторонний амплитудный ограничитель, с выхода которого путем подстройки конденсатора связи 3 устанавливается необходим для компенсации гармонический компонент. Коррекция ноьоснального значения частоты генерируемых колебаний устанавливается с помощью варикапа 4. При оптимальной настройке токи, протекающие через первый и второй дио; 8 и 9 равяы по величине. На первой и второй параллельных - {С-цепях 10 и 11 выделяются постоянные равные по величине

и противоположные по знаку напряжения .

В. случае изменения режима работы (номингипа реактивных элементов, питающих напряжений и так дгшее) частота колебаний под воздействием фазового компонента будет расти или уменьшаться, что приведет к пропорциональному и равному росту или уменьшению напряжений на первой и вюрой параллельных Rc-цепях 10 и 11. Подавая на варикап 4 постоянное напряжение с первой параллельной RC-цепи 10, можно под действием изменения емкости варикапа свести к

фазового

минимуму влияние

компонента нестабильности, т.е. уменьшение частоты под действием фазового компонента приводит к увеличению запиракяцего напряжения н& варикапе и наоборот. В случае измене.ния режима так, что амплитуда входного сигнала резонансного усилителя 1 вызывает сдвиг его р- переходов через нуль, то последняя начинает смещаться и выходное напряжение становится асимметричным, что приводит к неодинаковости токов, протекающих через первый и второй диоды 8, 9, т.е. имеет место дополнительный неконтролируеюлй гармонический компонент нестабильности. Разность напряжений на первой и второй параллельных RC-цепях 10 и 11 подается на соответствующие входы элемент 13 сравнення будучи усиленной, прикладывается к управляющему входу резонансного усилителя 1, контролируя смещение его рабочей точки,т.е. наблюдается постоянство гармонического компонента нестабильности в схеме генератора ударного возбуждения.

Таким образом, повышается стабильность частоты кварцевого генератора ударного возбуждения в 3-4 ра

за. .

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР УДАРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащий резонансный усилитель на транзисторе, включеином по схеме с общей базой, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе, а выход через последовательно соединенные конденсатор связи, варикап и кварцевый резонатор соединен с сигнальньм резонансного усилителя на транзисторе, источник напряжения, который подключен через компенсирующую катушку индуктивности к точке соединения конденсатора связи и варикапа, первый и второй диоды, первая и вторая параллельная RC -цепи, причем катод первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного повторителя, первай параллельная RC цепь включена между анодом первого диода и общей шиной, вторая параллельная RC -цепь включена между катодом второго диода и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты, в него введены дроссель, который включен между анодом первогб дио-g да и точкой соединения варикапа и i кварцевого ре зонатора, а также эле- мент сравнения, выход которого под- V ключен к управляющему входу резонанс-ta ного усилителя на транзисторе, один | вход - к аноду первого диода, дру- g гой Ьход. - к катоду второго диода.