Устройство термокомпенсации кварцевого генератора Советский патент 1984 года по МПК H03B5/32 

со

00

ел

00 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в источниках высокостабильных колебаний. Известен кварцевый генератор, содержащий соединенные в кольцо усилитель и цепь положительной обратной связи с кварцевым резонатором, которые помещены в термостат Cl 1Однако этот кварцевьй генератор имеет низкий КПД и большое время установления частоты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство термокомпенсации кварцевого генератора, содержащее после довательно соединенные первый формирователь термозависимого напряжения, аналоговый сумматор и управляемый по частоте кварцевый генератор t 2 . Однако известное устройство термокомпенсации кварцевого генера тора имеет низкую стабильность час тоты при резких изменениях темпера туры окружающей среды. Цель изобретения - повышение ст бильности частоты. Эта цель достигается тем, что в устройство термокомпенсации кварцевого генератора, содержащее последовательно соединенные первый формирователь термозависимого напряжения, аналоговый сумматор и уп равляемый по частоте кварцевый ген ратор, введены второй формировател термозависимого на ряжения и интегродифферен1дарующий функциональный преобразователь, выход которого подключен к второму входу аналогового сумматора, при этом выход вто го формирователя термозависимого напряжения подключен к входу интег дифференцирующего функционального преобразователя. На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства тер мокомпенсации кварцевого генератор на фиг.2 - пример выполнения интег дифференцируклцего функционального преобразователя; на фиг.З - эпюры, поясняющие принцип действия предлагаемого устройства. Устройство термокомпенсации ква цевого генератора содержит первьй формирователь 1 термозависимого на пряжения, аналоговый сумматор 2, управляемый по частоте кварцевый генератор 3, .второй формирователь 4 термозависимого напряжения и интегродифференцирующий функциональньй преобразователь 5. При этом интегродифференцирующий функциональный преобразователь 5 может быть выполнен в виде интегродифференцирующей цепи, содержащей резисторы 6-8 и конденсаторы 9-11 (фиг.2). Устройство работает следующим образом. Структура первого формирователя 1 выбирается таким образом, чтобы при медленном изменении температуры обеспечить максимальную температуру стабильности частоты выходных колебаний. При этом на п.ервый вход аналогового сумматора 2 подается сигнал, обеспечивающий компенсацию уходов частоты, обусловленных квазистатической температурной характеристикой. При постоянной температуре второй формирователь 4 и интегродифференцирующий функциональньй преобразователь 5 не оказывают влияния на частоту выходного сигнала, так как конденсатор 11 препятствует протеканию постоянного тока с выхода второго формирователя 4 к входу ана-. логового сумматора 2. При нестационарном тепловом воздействии, например при скачке температуры Т (фиг.Зй), выходное напряжение на выходе второго формирователя 4 повторяет форму скачка температуры (фиг.З в). На фиг.З 5 показана реакция выходной частоты управляемого по частоте кварцевого генератора 3 на скачок температуры при отключенном втором входе аналогового сумматора 2. Дпя устранения динамического выброса частоты на вход аналогового сумматора 2 подается управляющее напряжение U (фиг. 31-), которое синтезирует интегродифференцирующий функциональный преобразователь 5 из перепада напряжения U , подаваемого на его вход. Постоянная времени второго ормирователя должна быть меньше времени наращения динамического выброса f в,,,х (T) (фиг.З Б ) . Сложная интегрирующая цепь езистор 6 - конденсатор 9 - резистор 7 - конденсатор 10 моделирует епловые инерционные свойства кваревого резонатора, помещенного в конкретную конструкцию, позволяет

J

получить напряжение управления, соответствующее по форме (при линейной характеристике управления) динамическому изменению частоты (фиг.36 и г), и обеспечивает при этом квадратичную зависимость на начальном участке эависимостл (Uj /1 (Т),. Дифференцирующая цепь конденсатор 11 - резистор 8 вьщеляет из сглаженного интегрирукнцей сигнала составлянндую, пропорциональную скорости изменения температуры и обеспечивает спад функции Uj /(т) по экспоненциальному закону, аналогичному зависимости f g(,,x -1 ( Сформированно таким образом напряжение поступает

98534

на аналоговый сумматор 2 и далее на управляющий вход управляемого по частоте кварцевого генератора 3. Таким образом, напряжение, посту5 пающее на управляющий вход управляемого по частоте кварцевого генератора 3, обеспечивает постоянство генерируемой частоты как при медленном, так и при быстром изменеfO НИИ температуры.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства термокомпенсации кварцевого генератора заключается в повьшении стабиль15 ности частоты выходных колебаний при нестационарных температурных воздействиях.

УСТРОЙСТВО ТЕРМОКОМПЕНСАЦИИ КВАРЦЕВОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее последовательно соединенные первый формирователь термозависимого напряжения, аналоговый сумматор и управляемый по частоте кварцевый генератор, отличающееся тем, что, с целью повьппения стабильности частоты, введены второй формирователь термозависимого напряжения и интегродифференцирующий функциональный преобразователь, выход которого подключен к второму входу аналогового сумматора, при этом выход второго формирователя термозависимого напряжения подключен к входу интегродифферен1р1рующего функционального преобразователя.

Фиг. 2

А«

Vr

Z

Фиг.З