Термокомпенсированный кварцевый генератор Советский патент 1985 года по МПК H03B5/32 

l|i

СП

.4;

О1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для получения высокостабильных гармонических колебаний.

Известен двухчастотньш кварцевый генератор, содержащий общую активную часть, вьшолненную на биполярном транзисторе по схеме емкостной трехточки с общим коллектором, и фильтр нижних частот, включенньй между эмит-ю тером транзистора и общей шиной 1. Однако выходной сигнал двухчастотного кварцевого генератора имеет значительт ) уровень комбинационных составляющих, что осложняет возможность его практического использования. Наиболее близок к предложенному по технической сущности термокомпен-сированный кварцевьй генератор, содержащий двухмодовьй кварцевьЙ авто генератор и последовательно соединенные смеситель, первьй фильтр ниж них частот, усилитель и блок термок пенсации, выход которого.подключен к входу управления частотой двухмодового кварцевого автогенератора, при этом выход сигнала основной мод и выход сигнала температурной моды двухмодового кварцевого,автогенератора подключены, соответственно, к первому и второму входам рмесителя, вькод сигнала основной моды двухмодового кварцевого автогенератора является вькодом термокомпенсирован ного кварцевого генератора 2 . Недостатком Данного термокоьйтенсированного кварцевого генератора является то, что в выходном сигнале кроме сигнала с частотой основной моды, присутствует-сигнал с частото температурной моды, ч.то обуславливает его грязный гармонический состав. Цель изобретения - повьшение спектральной чистоты выходного сигнала путем подавления сигнала темпе ратурной моды. Для-достижения поставленной цели в термокомпенсированньй кварцевый генератор, содержащий двухмодовый кварцевый автогенератор и последова тельно соединенные смеситель, первы фильтр нижних частот, усилитель и блок термокомпенсации, выход которо- 55

го подключен к входу управления |частотой двухмодового кварцевого ав-i : тогенёратора, при этом выход сигнала основной моды и вьОсод сигнала, температурной моды двухмодового кварцевого автогенератора -подключены соответственно к первому и второму входам смесителя, выход сигнала основной моды двухмодового кварцевого автогенератора является выходом термокомпенсированного кварцевого генератора, введены амплитудный 15

При соответствующем фазировании этого напряжения увеличение амплитуды Up/- вызьшает уменьшение напряжения управдетектор и второй фильтр нижних частот, вькод которого подключен к входу управления усилителем двухмодового кварцевого автогенератора, при этом амплитудный детектор включен между выходом усилителя; и входом второго фильтра нижних частот. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - вариант выполнения двухмодового кварцевого автогенератора на фиг. 3 - вариант выполнения двухмодового кварцевого автогенератора и смесителя на одном транзисторе. Термокомпенсированный кварцевый генератор содержит двухмодовый кварцевый автогенератор 1, смеситель 2, первый фильтр 3 нижних частот, усилитель 4, блок 5 термокомпенсации, амплитудный детектор b и второй фильтр 7 нижних частот. Генератор работает следующим образом. При выполнении необходимых условий самовозбуждения бигармонических колебаний в двухмодовом кварцевом автогенераторе 1 в результате их взаимодействия на нелинейности смесителя 2 появляются колебания комбинацирнных частот, из которых первьй фильтр 3 вьщелЯет колебания разностной частоты. Амплитуда колебаний разностной частоты гфи разомкнутой цепи обратной связи ( , ( где у - коэффициент преобразования смесителя 2i и , , I амплитуды автоколебаний, поступающих на. вход смесителя 2. В результате прохождения колеба- НИИ разностной частоты по цепи обратной связи вырабатывается напряжение управления усилением двухмодового кварцевого автогенератора 1. ;Ления, следовательно, уменьшение фактора регенерации двухмодового :кварцевого автогенератора 1. Уменьш ние фактора регенерации, связанное с введением цепи обратной связи, вы зывает уменьшение амплитуды в перву очередь слабого колебания, т.е. име щего меньший фактор р,егенерации. Амплитуда сильного колебания при этом сохраияется примерно прежней. Амплитуда разностных колебаний при замкнутой петле обратной связи , коэффициент усиления 1 уси лителя 4 , коэффициент преобразования амплитудного детектора 6; коэффициент передачи перво Го фильтра 3 на частоте разностных колебанийi коэффициент передачи второ го фильтра 7 на постоянном токе; крутизна преобразования напряжения управления усилением двухмодового кварц вого автогенератора 1 в амплитуду колебаний разностной частоты на выходе смесителя 2. р(3)рС01 , т.е. Up,, «и Так как вследствие ассиметрии амплитуда сильного колебания Ц((о) (1) очевидно, что уменьшение амплитуды раз ностных колебаний достигнуто путем уменьшения амплитуды слабого колебания U2(3,. При значении . а (100...1000) соотношение амплитуд сильного и слабого колебаний в спектре генерируемых колебаний достигает 40-60 дБ. Все комбинационные составляющие, обусловленные взаимодействием сильного и слабого колебаний на нелинейности двухмодо- вого кварцевого автогенератора t, 504 ослаблены в еще большей степени. В т, результате спектральная чистота генерируемых колебаний повьш1ается. Колебания разностной частоты, усиленные усилителем 4, несут информацию о температуре кварцевого резонатора, которая преобразуется в блоке 5 и используется для подстройки частоты. На фиг. 2 приведен вариант выполнения двухмодового кварцевого автогенератора 1 в виде системы связанных автогенераторов, в которых независимое ограничение амплитуд автоколебаний осуществляется раздель- ными нелинейностями - диодами, шунтирующими соответствующие колебательные контуры. Двухмодовьй кварцевый автогенератор 1 и смеситель 2 могут быть выполнены на одном транзисторе, как показано на фиг. За, 5 . в этом случает устойчивость асинхронных бигармонических колебаний обеспечивается за счет работы транзистора с углами отсечки менее 90 без захода в режим насьацения. Предлагаемый термокомпенсированный кварцевьй генератор в сравнении с прототипом имеет более чистый спектральный cqcTaB генерируемых колебаний. Например, при использовании кварцевого резонатора среза vxbe 23 25/З4 02 с сопротивлением потерь по основной частоте ТО мГц 1 1 7 Ом и сопротивлением потерь по температурной моде f 10920 кГц, 35 Ом при К,,. К .ф Кф2, 1000 термокомпенсированный квар- ;цевый генератор имеет подавление побочных колебаний в спектре генери- руемьк колебаний около 50-55 дБ, что на 45-50 дБ лучше, чем у прототипа. Использование изобретения позволяет упростить систему фильтрации в опорных кварцевьос генераторах с цифровой термокомпенсацией, что позт воляет повысить технологичность изделия, его надежность. Предложенное устройство полностью может быть выполнено в интегральном исполнении. Вых.-fj Риг.

ТЕРМОКОМПЕНСИРОВАННЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий двухмодовый кварцевьй автогенератор и последовательно соединенные смеситель, первый фильтр нижних частот, усилитель я блок термокомпенсации, выход которого подключен к входу управления частотой двухмодового кварцевого автогенератора, при этом выход сигнала основной моды и выход сигнала температурной моды двухмодового кварцевого автогенератора под- . ключены соответственно к первому и второму входам смесителя, выход сигнала основной моды двухмодового кварцевого автогенератора является выходом термокомпенсированного кварцевого генератора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходного сигнала путемподавления сигнала температурной моды, введены: амплитудньй детектор и второй фильтр нижiних частот, выход которого подключен к входу управления усилением Двух- S модовогокварцевого автогенератора, :при этом амплитудный детектор включен между выходом усилителя и входом второго фильтра нижних частот.

от 7

Вш.

1гЧЬ

Q

от Bbix.f. V

KJ

KJ