Кварцевый генератор Советский патент 1985 года по МПК H03B5/22 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника вв окостабильных гармонических колебаний.Известен кварцевый генератор, содержащий однопереходный транзистор, к входу которого подключен кварцевый резонатор - колебательная система типа последовательного LC-контура 1. Недостатком этого кварцевого генератора является низкая стабильность частоты. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является кварцевый генератор, содержащий однопереходный транзистор, первая база которого соединена с общей щиной, а вторая база подключена через первый резистор к шине питания, полевой транзистор, нсток которого через второй резистор подключен к шине питания, а затвор через кварцевый резонатор соединен с эмиттером однопереходного транзистора, конденсатор, один вывод которого ооедикгл с шиной питания, и третий резистор, один вывод которого подключен к затвору полевого транзистора. Кроме того, сток транзистора и второй вывод третьего резистора подключены непосредственно к общей щине и шине питания, второй вывод конденсатора подключен к общей щине, а эмиттер однопереходного транзистора подключен через четвертый резистор к щине питания 2. В известном кварцевом генераторе через кварцевый резонатор протекает большой ток (единицы миллиампер), что обусловливает низкую долговременную стабильность генерируемых колебаний. Цель изобретения - повышение долговременной стабильности частоты путем уменьшения тока, протекающего через кварцевый резонатор. Цель достигается тем-, что в кварцевом генераторе , содержащем однопереходный транзистор, первая база которого соединена с общей щиной, а вторая база подключена через первый резистор к щине питания, полевой транзистор, исток которого через второй резистор подключен к шине питания, а затвор через кварцевый резонатор соединен с эмиттером однопереходного транзистора, конденсатор, один вывод которого соединен с шиной питания, и третий резистор,один вывод которого подключен к затвору полевого транзистора, сток полевого транзистора соединен с эмиттером однопереходного транзистора, другой вывод конденсатора подключен к истоку полевого транзистора, а другой вывод третьего резистора соединен с щиной питания. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема кварцевого генератора, Кварцевый генератор содержит однопереходный транзистор 1, первый резистор 2, полевой транзистор 3, второй резистор 4, кварцевый резонатор 5, конденсатор 6 и третий резистор 7. Кварцевый генератор работает следующим образом. В Кварцевом генераторе устанавливается автоколебательный процесс, как и в известном устройстве, когда выполняется условие самовозбуждения (при условии, что сопротивление потерь колебательной системы меньше величины отрицательного сопротивления входной цепи однопереходного транзистора 1). При этом увеличение напряжения на входе однопереходного тра нзистора 1 сопровождается уменьшением его входного (эмиттерного) тока из-за «падающего характера вольтамперной характеристики. Причем на затворе полевого транзистора 3 действует напряжение, синфазное с током через кварцевый резонатор 5. В предлагаемом кварцевом генераторе с нарастанием напряжения в кварцевом резонаторе 5 (а следовательно, и тока через него) полевой транзистор 3 запирается, что приводит к уменьшению его тока стока. В результате этого уменьшается амплитуда колебательного напряжения на входе однопереходного транзистора, а следовательно, и на колебательной системе подключенного к нему. Уменьшение напряжения на последовательном соединении кварцевого резонатора 5 и третьего резистора 7 (на колебательной системе) определяет уменьшение амплитуды тока через кварцевый резонатор 5 в стационарном режиме. Так как полевой транзистор 3 является генератором постоянного тока, задающим положение рабочей точки на вольтамперной характеристике однопереходного транзистора 1 в исходном режиме, то в течение одного периода увеличение напряжения на эмиттере сопровождается дополнительным уменьщением тока эмиттера однопереходного транзистора 1, а уменьшение напряжения приводит к дополнительному росту эмиттерного тока. Для устранения влияния сопротивления второго резистора 4 по переменному току в цепи истока полевого транзистора, уменьшающего достигаемый эффект, параллельно резистору для его шунтирования присоединен конденсатор 6, величина емкостного сопротивления которого удовлетворяет на рабочей частоте условию . В результате устанавливается режим колебаний с током через кварцевый резонатор в 3-4 раза меньшим по сравне нию с известным устройством, что соответствует снижению мощности рассеивания в 9-16 раз. Уменьщение мощности рассеивания повыщает долговременную стабильность частоты, так как увеличение тока через резонатор на порядок изменяет месячный ,относительный уход частоты от IlO 1,5-10-3. в предлагаемом кварцевом генераторе достигается уменьшение тока через.кварцевый резонатор, что приводит к улучшению ряда показателей, в частности к повышению долговременной стабильности частоты по сравнению с известным устройством. Усит лие эффекта уменьшения тока через кварцевый резонатор достигается при использовании полевого транзистора с большей крутизной. Величина тока через резонатор в предлагаемом генераторе оказывается меньше и по сравнению с базовым -объектом. В последнем регулировка режима при настройке бывает затруднена из-за возможности появления некварцевых колебаний. В предлагаемом кварцевом генераторе этот недостаток отсутствует, так как только -при наличии кварцевого резонатора существует колебательная система (контур).

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий однопереходньш транзистор, первая база которого соединена с общей шиной, а вторая база подключена через первый резистор к щине питания, полевой транзистор, исток которого через второй резистор подключен к щине питания, а затвор через кварцевый резонатор соединен с эмиттером однопереходного транзистора, конденсатор, один вывод которого соединен с щиной питания, и третий резистор, один вывод которого подключен к затвору полевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью повыщения долговременной стабильности частоты путем уменьшения тока, протекающего через кварцевый резонатор, сток полевого транзистора соединен с эмиттером однопереходного транзистора, другой вывод конденсатора подключен к истоку полевого. транзистора, а другой вывод третьего резистора соединен с щиной питания. (Л О5 00