Устройство для термокомпенсации кварцевого генератора Советский патент 1986 года по МПК H03B5/32 

синхронизатор 9, инвертор 11э счетный триггер 12, формирователь интервалов счета 13S D-триггер 1А, делитель частоты 15 и компаратор частот 16. При поступлении на ключ 3 импульсной последовательности с выхода переключателя 10 на выходе ФНЧ 8 формируется интерполированная компенсирующая ф- ция (КФ)J узлы интерполяции которой сдвинуты на 1/2 величины .интервала интерполяции,по сравнению с интерпо- пированной КФ, получаемой при поступI

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении высокостабильных источни-- ков электрических колебаний

Целью изобретения является повышение точности термокомпенсации.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства термокомпенсации кварцевого генератораj на, фиг. 2, 3 - эпюры, поясняющие его принцип действия.

Устройство термокомпенсации кварцевого генератора содержит термочув-- ствительный генератор 1, первый переключатель 2, ключ 3, счетчик 4 адреса, блок 5 постоянного запоминания (БПЗ), регистр 6 хранения, цифроана- логовый преобразователь 7 (ЦАП), фильтр 8 ншкних частот (ФНЧ),, синхронизатор 9, второй переключатель 10, инвертор 11, счетный триггер 12, формирователь -13 интервалов счета, D- триггер 14, делитель 15 .частоты, компаратор 16 частот.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 13 формирует последовательность импульсов с vнeoбxoди iк периодом Toij. После прихода фронта импульса от формирователя 13 на вход (первый)синхронизатора 9 на его выходах появляются управляющие сигналы синхронизированные с сигнало м термочувствительного генератора 1 . Сигна-- лы на первом и втором входах, первом втором, третьим и четвертом выходах синхронизатора 9 показаны на фиг.2а;, S4 6 5 п А fe соответственно. Импульс останова с первого выхода синхлении на ключ 3 импульсов с выхода ТГ 1. Переход от одной КФ к другой осуществляется переключателем 2, управляемым компаратором частот 16. Последний переключает также и области- в блоке постоянного запоминания 5, в которых записаны компенсирующие коды для каждой КФ. Цель достигается введением переключателей 2 и 10, инвертора 11, счетного триггера 12, В-триггера 14, делителя частоты 15 и компаратора частот 16. 3 ил.

ронизатора 9 закрывает ключ 3 и пред- отврашдет изменение состояния счетчика 4 адреса на действия импульса записи, после которого счетчик об- ii нуляется. Импульс останова уменьшает количество считаемых импульсов на определенную величину (в данном случае на 2), Счетчик 4 адреса считает количество импульсов термочувствительно 0 го генератора 1, фронты которых попадают Б интервал между положительными ..фронтами импульсов формирователя 13 интервала счета. Если период импуль-, сов фop иpoвaтeля интервала счета ра- 1S вен Twi, а период импульсов термочувствительного генератора 1 равен 1 , то в счетчик может записаться N рши N-b импульсов, где

N - Е и t Тсг/t; (1) 20 При этом вероятность того, что в счётчик запишется N-i-1 импульс равна Р(№-1) - Те. - N Тсг/Г (2)

Вероятность P(N-f1) зависит от тем25

пературы окружающей среды, изменяясь

от нуля (при температуре Тм) до единицы (при температуре .-f) . Вследствие изменения кодов, поступающих из БПЗ 5 в ЦАП 7, компенсирующее напряжение на выходе цифроаналогового

преобразователя 7 имеет вид двухуровневой и fflyльcнoй последовательности со скважностью, зависяп ей от температуры окружающей среды, причем эти

уровни соответствуют значению компенсирующей функции (КФ) в узлах интер- ПОЛЯЦК1И. Постоянная составляющая этой импульсной последовательности меняется от значения V / (при температуре Т|ц) до (при темперарутре ) . Таким образом, благодаря наличию ФНЧ 8 осуществляется кусочно- линейная интерполяхщя КФ между ее двумя дискретными занчениями VH и

VKM.

Инвертирование последовательности импульсов термочувствительного генератора 1 между положительным и отрицательным фронтами в середине интервала счета, осуществляемое вторым переключателем 10 и счетным триггером 12 при поступлении на его счетньй вход импульса с четвертого выхода синхронизатора 9, эквивалентно сдвигу последовательности фронтов на 1/2 периода. При этом в выражениях (1) и (2) нужно вместо Тег, подставить

Tii,t+ -„-. Это приведет к тому, что вероятность записи N+1 импульса увеличивается по сравнению с прежним значением на 1/2. Таким образом, при поступлении на ключ 3 импульсной последовательности с выхода .второго переключателя 10 на ФНЧ 8 формируется интерполированная КФ, узлы интерполяции которой сдвинуты на 1/2 величины интервала интерполяции по сравнению с интерполированной КФ, по- -лучаемой при поступлении на ключ 3 импульсов с выхода термочувствительного генератора 1.

Ошибка кусочно-линейной интерполяции КФ в первом приближении имеет вид парабблы. Зависимости ошибки термокомпенсации от температуры при использовании первой и второй КФ изображены на фиг. 3 пунктирной и штрих- пунктирной линиями соответственно. Переход от одной КФ к другой в точках их равенства позволяет получить зависимость ошибки термокомнпесации от температуры, показанную сплошной линией (фиг. 3), Интерполированные КФ совпадают в точках, удаленных на 1/4 интервала интерполяции от узлов интерполяции. В таких точках число импульсов, сосчитанных счетчиком 4 адреса, изменяется один раз за четыре интервала счета. Следовательно, в этом случае частота импульсов на выходе D-триггера 14, повторяющего состояние младшего разряда счетчика адреса 4 В момент его останова, будет равна fo/4, где fo 1/Тег. Компаратор 16 частот сравнивает частоту импульсов, поступающих с D-триггера 14, с частотой fe/4, поступающей

с делителя 15 частоты. Переход от одной КФ к Другой осуществляется первым переключателем 2, управляемым компаратором 16 частот, последний пе- реключает также и области БПЗ 5, в koTopbrx записаны компенсирующие коды для каждой КФ. Таким образом, частота импульсов цифроаналогового преобразо- вателя 7 не может быть ниже, ,

следовательно, составляющие спектра выходного колебания автогенератора отстоят от основной частоты не менее чем на fo/4. Это делает возможным их подавление узкополосным фильтром, что

приводит к повышению точности термокомпенсации и, как следствие, к по- вьш1ению кратковременной стабильности частоты выходных колебаний. Кроме того, существенным достоинством предлагаемого устройства является уменьшение ошибки термокомпенсации вследствие того, что интервал интерполяции сокращается в два раза, причем без изменения частоты формирователя интервала счета. Такое же уменьшение интервала интерполяции в прототиде может быть получено лишь путем снижения частоты формирователя интервала счета вдвое5что приводит к двухкратному уменьшению частоты пульса- 1ЩЙ на. Быходе устройства, еще более затрудняя их фильтрацию и значительно ухудшая кратковременную стабильность частоты выходных колебаний автогенератора Б предлагаемом устройстве указанньш недостатки отсутствуют.

Формула изобретения

. Устройство термокомпенсации кварцевого генератора, содержащее термочувствительный генератор, формирователь интервалов счета, синхронизатор, последовательно соединенные ключ, счетчик адреса, блок постоянного запоминания, регистр хранения, циф- роаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, при этом выход формирователя интервала счета соединен с первым входом синхронизатора, первый выход синхронизатора соединен с управляющим входом ключа, второй выход синхронизатора соединен с входом записи регистра хранения, третий выход синхронизатора соединен с входом об- нуления счетчика адреса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности термокомпенсации, в него введены первый и второй переклю

чатели, инвертор, счетный триггер, D-триггер, делитель частоты и компаратор частот, при этом выход термочувствительного генератора соединен с пёрвьми входами первого и второго переключателей, инвертор включен между выходом термочувствительного генератора и вторым ВХОДОМ второго переключателя, выход второго переключателя соединен с вторым входом первого переключателя, D-вход D-триггера сое динен с выходом младшего разряда счетчика адреса, вход синхронизации D-триггера соединен с вторым выходом синхронизатора, выход D-триггера соединен с первым входом компаратора

частот, счетный вхо д счетного триггера соединен с четвертым выходом синхронизатора, выход счетного триггера соединен с управлякщим входом второго переключателя, ход делителя частоты соединен с выходом формирователя интервалов счета, выход делителя частоты соединен с вторым входом

компаратора частот, выход компаратора частот соединен с управляющим входом первого переключателя и входом старшего разряда блока постоянного запоминания, выход первого переключателя

соединен с вторым входом синхронизатора, и сигнальным входом ключа.

Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в вьюоко- стабильных источниках эл. колебаний. Повьшгается точность термокомпенсации. Устройство содержит термочувствительный генератор (ТГ) 1, два переключатель 2 и 10, ключ 3, счетчик адреса 4, блок постоянного запоминания 5 регистр хранения 6, ЦАП 7, Ф 8, 4 Т /S г I f О (Л с: |3 ( 4; О а

I / / /

V L

г.-,-..

Редактор А.Долинич

Составитель В.Рудай Техред Л.Олейник

Заказ 3610/52

Тираж 816Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предг1р; ; тие5 г,Ужгород, ул .Проектная, 4

Фи.г

г

Фиё.З

Корректор М.Максимипшнец