КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ С ТЕРМОКОМПЕНСАЦИЕЙ Советский патент 1968 года по МПК H03B5/32 

Известны термокомпенсированные кварцевые генераторы, в которых нелинейные термосопротивления входят либо в состав цепи обратной связи, либо образуют делители с зависимым от температуры коэффициентом передачи.

Предложенный кварцевый генератор отличается от известных тем, что температурная компенсация в нем осуществляется за счет изменения входной емкости усилительного элемента транзистора от напряжения смещения на базе, к которой подключен делитель напряжения питания, составленный из резистора и термистора.

Это позволяет получить высокую стабильность в диапазоне температур и упростить схему генератора.

В генераторе используют для термокомпенсации емкость открытого р-n-перехода (перехода эмиттер - база транзистора - активного элемента генератора), смещение на который задается от общего источника через делитель. В одном плече делителя установлен термистор.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема термокомпенсированного кварцевого генератора; на фиг. 2 - экспериментальная зависимость дифференциальной (измеренной на малом переменном сигнале) емкости прямо-смещенного эмиттерного перехода транзистора от напряжения; на фиг. 3 - графики изменения относительной нестабильности генератора в диапазоне температур без компенсации и с термокомпенсацией.

Генератор выполнен на транзисторе 1. Элементы 2 и 3 - сопротивления делителя напряжения, определяющего смещение на базе транзистора, причем элемент 2 - термистор, 4 - кварцевый резонатор, определяющий чистоту генерации, 5 - сопротивление к цепи эмиттера.

Предположим, что при температуре окружающей среды сопротивление термистора 2 имеет значение R₁. В соответствие с этим напряжение на переходе транзистора эмиттер - база U_бэ=U₁ и емкость указанного перехода С_бэ=C₁ (см. фиг. 2) при этом Δf=0 (см. фиг. 3). При повышении температуры до значения сопротивление термистора будет уменьшаться до величины R₂. Тогда U_бэ=U₂, a C_бэ=C₂, причем U₂<U₁, a C₂<C₁.

Благодаря этому частота генерации повысится, т.е. в изложенном варианте термокомпенсация дает положительный эффект для автогенераторов с отрицательным температурным коэффициентом частоты (ткч).

Для экспериментальной проверки по приведенной схеме выполнен автогенератор на транзисторе П417 с кварцевым резонатором, возбуждаемым на частоте 64 мгц. В качестве термосопротивлений применены термисторы типа ММТ-1. На фиг. 1 графически представлены результаты термокомпенсации предлагаемого генератора. Кривая а представляет относительное изменение частоты в диапазоне температур без применения компенсации, кривая б-с применением термокомпенсации. Тщательный расчет величины и выбор типа термистора, а также начального значения смещения на базе транзистора позволяет получить значительную компенсацию температурной нестабильности автогенератора. Очевидно, что при положительном ткч генератора термистор должен включаться последовательно эмиттерному переходу, например, вместо резистора 5.

Кварцевый генератор гармонических колебаний с термокомпенсацией, содержащий транзистор, кварцевый резонатор, параллельный колебательный контур, активный делитель из резистора и термистора и развязывающие конденсатор и сопротивление отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты и упрощения схемы генератора, на входе транзистора параллельно кварцевому резонатору включен термистер, являющийся одним из плеч делителя напряжения питания.