Управляемый кварцевый генератор Советский патент 1990 года по МПК H03B5/36 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника электрических коле- бе ний.

Цель изобретения - расширение диапазона перестройки частоты, а также расширение диапазона рабочих частот.

На фиг.1 и 2 приведены структурные электрические схемы управляемого кварцевого генератора, примеры ис пфлнения.

Управляемый кварцевый генератор содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, резистивный делитель 3 напря- , с первого по четвертый резис- 4-7, катушку 8 индуктивности., с первого по пятый конденсаторы 9-13, элемент 14 управления частотой и кзарцевый резонатор 15.

Элемент 14 по фиг.1 содержит пер- вЫй и второй варикапы 16 и 17, катушку 18 индуктивности и резистор 19.

Элемент 14 по фиг.2 содержит катушку 20 индуктивности, варикап 21 и резистор 22.

Управляемый кварцевый генератор работает следующим образом.

В общем случае первый каскад, выполненный на первом транзисторе 1, и(меет коэффициент усиления по напря- я|ению больше единицы за счет выбора элементов резистивного делителя 3, первого и второго резисторов 4 и 5, а1 также за счет низкого эквивалент- сопротивления коллекторной Нагрузки первого каскада. Коэффициент усиления по напряжению второго каскада меньше единицы в связи с тем что этот каскад является практичес- ки эмиттерным повторителем, усиление которого дополнительно ослаблено Включением в цепь коллектора второго транзистора 2, четвертого резистора 1 с сопротивлением несколько десят- ков ом. В этом случае общий коэффициент усиления по напряжению меньше (единицы и генерация отсутствует.

При настройке контура из эквивалентной индуктивности входного со

противления второго каскада и третьего конденсатора 11 происходит увеличение коэффициента усиления первого каскада за счет возрастания эквивалентного сопротивления в цепи коллектора первого транзистора, которое приближается к оптимальному. В результате управляемый кварцевый генератор возбуждается на частоте последовательного

,, с

5

резонанса требуемой механической гармоники кварцевого резонатора 15, таг как сопротивление на частоте генерации в базовой цепи первого транзистора 1 минимально.

Включение катушки 8 последовательно с кварцевым резонатором 15 уменьшает частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора 15 и расширяет его резонансный промежуток.

Включение кварцевого резонатора 15 в базовую цепь первого транзистора 1 уменьшает влияние параметров нагрузки на частоту и амплитуду выходных колебаний. Первый конденсатор 9 исключает влияние питающих напряжений на кварцевый резонатор 15. Второй конденсатор 10 обеспечивает повышенную температурную стабильность. Четвертый конденсатор 12 обеспечивает необходимый режим работы на частоте генерации первого и второго транзисторов 1 и 2.

j В элементе 14 по фиг„1 включение первого и второго варикапов 16 и 17 последовательно с кварцевым резонатором 15 обеспечивает изменение, частоты последовательного резонанса час- тотозадающей цепи. Катушка 18 улучшает линейность характеристики управления частотой. При положительном управляющем напряжении используется емкость запертых переходов первого и второго варикапов 16 и 17, а при отрицательном управляющем напряжении - зависимость индуктивного сопротивления смещенных в прямом направлении первого и второго варикапов 16 и 17. Управляющее напряжение на первый и второй варикапы 16 и 17 подается через резистор 19.

Элемент 14 в схеме по фиг.2 позволяет возбуждать колебания и осуществлять перестройку на повышенных частотах.

При настройке на частоту требуемой механической гармоники кварцевого резонатора 15 последовательного резонансного контура, состоящего из пятого конденсатора 13 и верхней части катушки 20, путем изменения емкости пятого конденсатора 13 и точки подключения его к катушке 20 происходит дополнительное увеличение коэффициента обратной связи.

Управление частотой генерируемых колебаний осуществляется при этом изменением емкости варикапа 21 под воздействием управляющего напряжения, подаваемого через резистор 22.

Третий резистор 6 задает и стабилизирует режим по постоянному току второго транзистора 2.

Ф

ормула изобретения 1. Управляемый кварцевый генератор, содержащий первый транзистор, эмиттер которого через первый резистор подключен к шине питания, коллектор которого через второй резистор подключен к общей шине, резистивный делитель напряжения, который включен между шиной питания и общей шиной, отвод которого подключен к базе первого транзистора, второй транзистор, тип проводимости которого противоположен типу проводимости первого транзистора, третий резистор, который включен между эмиттером второго транзистора и общей шиной, кварцевый резонатор, первый конденсатор, первый вывод которого подключен к базе первого транзистора, второй конденсатор, который включен между коллектоом первого транзистора и эмиттером второго транзистора, третий конденсаор, который включен между эмиттером торого транзистора и общей шиной, при этом эмиттер первого транзистора подключен к базе второго транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона перестройки частоты, введены четвертый конденсатор, который включен между базой и эмиттером второго транзистора, четвертый резистор, который включен между коллектором второго транзистора и шиной питания, катушка индуктивности, которая включена между вторым выводом первого конденсатора и первым

3531 . 6

выводом кварцевого резонатора,элемент управления частотой, который включен между вторым выводом кварцевого резонатора и общей шиной, управляющий вход которого является входом управления управляемого кварцевого генератора.

2.Генератор по п.1, отличаю- JQ щ и и с я тем, что элемент управления частотой содержит первый и второй варикапы, аноды которых являются со- ответственно первым и вторым выводами элемента управления частотой, катушку

15 индуктивности, которая включена между анодамл первого и второго варикапов, резистор, первый вывод которого подключен к катодам варикапов, второй вывод которого является управляющим

20 входом элемента управления частотой.

3.Генератор по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, элемент управления частотой содержит катушку

индуктивности, первый вывод которой является первым выводом элемента управления частотой, варикап, катод которого -подключен к второму выводу катушки индуктивности, а анод которого

является вторым выводом элемента управления частотой, резистор, первый вывод которого подключен к отводу катушки индуктивности, а второй вывод является управляющим входом элемента управления частотой, при этом второй вывод элемента управления частотой подключен к общей шине.

4. Генератор по пп. 1 и 3, о т л и- чающийся тем, что введен пятый конденсатор, который включен между эмиттером первого транзистора и отводом катушки индуктивности элемента управления частотой.

жЪ2

Фие.2.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение диапазона перестройки частоты и расширение диапазона рабочих частот. Генератор содержит транзисторы 1 и 2, резистивный делитель 3 напряжения, резисторы 4-7, катушку 8 индуктивности, конденсаторы 9-13, элемент управления 14 частотой и кварцевый резонатор 15. При настройке контура генератор возбуждается на частоте последовательного резонанса механической гармоники резонатора 15. Включение катушки 8 последовательно с резонатором 15 уменьшает частоту этого резонанса и расширяет резонансный промежуток резонатора 15. При этом конденсатор 12 обеспечивает необходимый режим работы на частоте генерации транзисторов 1 и 2, а резистор 7 дополнительно ослабляет усиление второго каскада. Генератор по пп.2 и 3 ф-лы отличается вариантами выполнения элемента управления 14, который позволяет возбуждать колебания и осуществлять перестройку на повышенных частотах с улучшенной линейностью характеристики управления частотой. Генератор по п.4 ф-лы отличается введением конденсатора 13, путем изменения емкости которого и точки подключения его к катушке 20 происходит дополнительное увеличение коэф.обратной связи. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Редактор А. Огар

Составитель Bl Рудай

Техрет, М.Ходянич Корректор с Черни

Заказ 407

Тираж 659

В (ШИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5

Пронзводственно-и.|дательскип комбинат Патент,, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное