Термокомпенсированный кварцевый генератор ударного возбуждения Советский патент 1992 года по МПК H03B5/32 

сового кварцевого фильтра2,который после предварительной обработки поступает в вычислитель 12, где вычисляется значение компенсирующей функции для каждого значения температуры. Введение перемножителя 17 и блока 18, атакжесоотеетствую эя реализация накапливающего сумматора ;1 позволили исключить влияние динамической ошибки на частоту выходных , 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1046900.

Цель изобретения- повышение температурной стабильности частоты.

На чертеже приведена структурная электрическая схема термокомпенсированного кварцевого генератора ударного возбуждения.

Термокомпенсированный кварцевый генератор ударного возбуждения содержит мультивибратор 1v полосовой кварцевый фильтр (ПКФ) 2; элемент 3 с регулируемой реактивностью, резонансный усилитель 4, полосовой фильтр 5, усилитель-формирователь 6 прямоугольных импульсов, делитель

7частоты, счетчик 8 импульсов, вычитатель 9, второй регистр ТО, первый регистр 11, вычитатель 12 компенсирующей функции, накапливающий сумматор 13, цифроаналоговый преобразователь 14, формирователь 15 хронирующих импульсов, фильтр 16 нижних частот, перемножитель 17, блок 18 запоминания. Накапливающий сумматор 13 содержит первый 19 и второй 20 блоки суммирования.

Термокомпенсиррванный кварцевый генератор ударного возбуждения работает следующим образом.

Сформированная на первом выходе мультивибратора 1 последовательность прямоугольных импульсов ударно возбуждает в ПКФ 2 свободные колебания температурной и стабилизируемой частот. Частота стабилизируемых колеба ий, будучи усиленной резонансным усилителем 4, поступает по цег|и синхронизации на один из входов мультивибратора 1, тем самым синхронизируя последовательность ударных импульсов. Затем наступает установившийся режим генерирования стабилизируемой частоты.

Отклик температурно-задйсимрй моды колебаний на выходе ПКФ 2 выделяется полосовым фильтром 5 и, сформированный в последовательность прямоугольных импульсов усилителем-формирователем 6, поступает на счетный вход счетчика 8 импульсов. На управляющий вход счетчика

8импульсов поступают импульсы разрешения счета с выхода делителя 7 частоты., ка вход которого поступают атфО го выхода мультивибратора 1. Дяителы«оеть импульсов синхронизации делителя J ac toты определяется необходимой точностью изменения температуры ПКФ 2. С выходной шины счетчика 8 импульсов цифровой код температуры ПКФ 2 поступает на первую входную шину вычитателя 9. На вторую

входную шину вычитателя 9 поступает циф ровой код температуры точки перегиба температурно-частотной характеристики ( ПКФ 2, предварительно записанного во второй регистр 10. В результате вычитания на

выходной шине вычитателя 9 появляется, значение приращения температуры ПКФ 2 относительно температуры точки перегиба его ТЧХ с соответствующим знаком. Работа с приращением температуры, а нес ее абсолютным значением, позволяет значительно

сократить разрядность вычислителя 12 кОмпенсирующей функции, а следовательно,

время вычислений и повысить их точность.

Код приращения температуры с выходнОй шины вычитателя 9 записывается в первый регистр 11, одновременно с этим во втррой регистр 10 записывается код температуры, находящийся в счетчике 8 (лмпульсов. Содержимое первого регистра 11

является аргументом компенсирующей функции, вычисляемой вычислителем 12 компенсирующей функции.

Алгоритм вычислений определяется из следующих соображений.

Известно, что ТЧХ кварцевых резонаторов АТ-среза в интервале температур между экстремумами «аппроксимируется степенным рядом

(Т--То)-ь

(1)

+ G,g(ti-Tof,

5 где Лf/fo-нестабильность частоты-относительно стабилизируемой частоты;

Qbg , COQ - температурные крэффициенты;..

Ti - текущая температура; 50.

TO - температура точки перегиба ТЧХ кварцевого резонатора;

а - температурно-динамический коэф фициент частоты (ТДКЧ) кварцевого резО(зтора.

Исследования показали, что величина коэффициента зависит от абсолютного значения температуры, скорости и знака из менения температуры. Аналитическагб выражения для описания этих зависисяостей нет, поэтому для каждого типа резонаторов OHM определяются эксперименталь110 и заносятся в блок 18.

После окончани1гвычисленйй функций, для данного изменения температуры ре зультаты вычислений суммируются с содержимым первого блока 19 накапливающего сумматора 13. Количество разрядов первого блока 19 определяется точностью измерений температуры и значениями максимального отклонения частоты.

В блоке 18 записан код V (со минус) - ТДКЧ. кварцевого резонатора. На выходной шине вычитатёля 9 в процессе работы устройства в каждом такте имеется код разности текущего значения температуры NTI и значения температуры в предыдущем такте

NTI-NTI-I AN.

При установившемся режиме генерирования стабилизируемой частоты период будет постоянным, а следовательно, на выходной шине имеется код, пропорциональный dTi/dt. Этот, код поступает на первый вход умножителя, на второй вход код ai. Значение aj выбирается из памяти

блока 18 по текущим значениям температуры, код которой поступает на первую входную шину блока 18С выхода второго регистра 10, скорости и знака изменения

температуры, поступающих на вторую входную шину блока 18. Произведение-поступает на первую входную шину второго блока 20, на второй вход поступает содержимое первого блока 19. Эта сумма поступает на

входную шину. ЦАП 14, на выходе которого включен фильтр 16 нижних частот. С выхода фильтра 16 компенсирующий сигнал поступает на управляющий вход элемента 3 (наприМер, варикапа). Формирователь 15

хронирук щих импульсов предназначен для формирования сигналов управления всеми этапами вычислени$4 компенсирующей функции.

Формула Изобретения

Термокомпенсированный кварцевь1й генератор ударного возбуждения по авт. св. № 1046900, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной ста бильности частоты, введены последовательно соединенные блок запоминания и перемножитель, а накапливающий сумматор снабжен дополнительным входом, кото-, рый соединен с выходом перемножителя, формирователь хронирующих импульсов снабжен тактовым входом, который пЬдключен к выходу делителя частоты, при.этом выход первого регистра подключен к первому входу блока запоминания и к второму входу перемножителя, второй вход блока запоминания подключен к выходу второго регистра.