Кварцевый генератор Советский патент 1992 года по МПК H03B5/36 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано 6 качестве источника высокостабильных электрических колебаний.

Цель изобретения - повышение режимной и температурной стабильности частоты при изменении величины внешней нагрузки.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема кварцевого генератора.

Кварцевый генератор содержит первый и второй транзисторы 1.2, кварцевый резонатор 3. первый резистор 4, первый и второй

конденсаторы 5,6, второй и третий резисторы 7,8, полевой транзистор 9.

Кварцевый генератор работает следующим образом.

Полевой транзистор 9 и третий резистор 8 образуют источник стабильного тока. Второй транзистор 2, первый конденсатор 5 и второй резистор 7 образуют эмиттерный повторитель.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя с емкостной нагрузкой может быть представлено в виде последовательно соединенной емкости и отрицательного сопротивления. Включение первого транзистора 1 с закороченными между собой базой

VI

О

о о о о

и коллектором при достаточном уровне ин- жекции обеспечивает индуктивный характер его полного сопротивления. Таким образом, колебательная система образована последовательно соединенными кварцевым резонатором 3, индуктивной составляющей полного сопротивления первого транзистора 1 и емкостной составляющей входного сопротивления эмиттерного повторителя с емкостной нагрузкой. Настройка эквивалентного контура на рабочую частоту осуществляется изменением емкости первого конденсатора 5. Для обеспечения условий самовозбуждения необходимо обеспечить превышение величины отрицательного сопротивления над суммарным сопротивлением потерь эквивалентной индуктивности и кварцевого резонатора 3, что обеспечивается соответствующим выбором величины тока через первый и второй транзисторы 1,2, так как увеличение тока приводит к снижению потерь в эквивалентной индуктивности и росту отрицательного сопротивления.

Таким образом, при настройке эквивалентного контура на частоту одной из гармоник кварцевого резонатора 3 и обеспечении достаточной величины отрицательного сопротивления в кварцевом генераторе возникают нарастающие по амплитуде колебания. Рост амплитуды колебаний приводит к росту потерь в эквивалентной индуктивности и уменьшению величины отрицательного сопротивления. При равенстве величины суммарных потерь и величины отрицательного сопротивления устанавливается стационарный режим.

По постоянному току первый и второй транзисторы 1,2 совместно с первым и вторым резисторами 4,7 в эмигтерных цепях образуют схему токового зеркала, следовательно, токи первого и второго транзисторов 1,2 при равенстве их эмиттерных сопротивлений равны между собой и не зависят от температуры и питающего напряжения и полностью определяются источником стабильного тока.

Для повышения стабильности частоты при изменяющейся величине нагрузки источник стабильного тока выполнен на полевом транзисторе 9, затвор которого

подключен к шине питания, а между истоком и шиной питания включен третий резистор 8, определяющий величину стабильного тока, причем коллектор второго транзистора 2 подключен к истоку полевого

транзистора 9. При увеличении (уменьшении) тока через второй транзистор 2 будет соответственно увеличиваться (уменьшаться) и падение напряжения на третьем резисторе 8, что, в свою очередь, приведет к

уменьшению (увеличению) тока через полевой транзистор 9, а вследствие работы токового зеркала и к уменьшению (увеличению) тока через второй транзистор 2, то есть в схеме существует отрицательная

обратная связь по току, что снижает влияние изменения нагрузки на частоту генерации.

Формула изобретения Кварцевый генератор, содержащий

кварцевый резонатор и первый резистор, первые выводы которых подключены к общей шине, первый транзистор, второй транзистор, эмиттер которого через второй резистор подключен к общей шине, первый

конденсатор, который включен между эмиттером второго транзистора и общей шиной, третий резистор и второй конденсатор, первые выводы которых подключены соответственно к шине питания и общей шине, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения режимной и температурной стабильности частоты при изменении величины внешней нагрузки, введен полевой транзистор, затвор которого подключен к шине питания,

исток - к второму выводу третьего резистора, а сток - к коллектору первого транзистора, при этом база и коллектор первого транзистора подключены к базе второго транзистора, вторые выводы кварцевого резонатора и первого резистора подключены к эмиттеру первого транзистора, а коллектор второго транзистора и второй вывод второго конденсатора подключены к истоку полевого транзистора.

Выход

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника высокостабильных электрических колебаний. Цель изобретения - повышение режимной и температурной стабильности частоты при изменении величины внешней нагрузки. Кварцевый генератор содержит первый и второй транзисторы (Т) 1,2, кварцевый резонатор (КР) 3, первый резистор (Р) 4, первый и второй конденсаторы (К) 5,6, второй и третий резисторы (Р) 7.8, полевой транзистор (ПТ) 9. Колебательная система образована последовательно соединенными КРЗ, индуктивной составляющей полного сопротивления первого Т 1 и емкостной составляющей входного сопротивления эмиттерного повторителя, выполненного на втором Т 2. По постоянному току первый и второй Т 1,2 совместно с первым и вторым Р 4,7 образуют токовое зеркало. На ПТ 9 и третьем Р 8 выполнен источник стабильного тока, что позволяет организовывать следующую отрицательную обратную связь по току, снижающую влияние изменения внешней нагрузки на частоту генерации. 1 ил. (Л с