Кварцевый автогенератор Советский патент 1978 года по МПК H03B5/32 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в эконо мичных частотозадающих устройствах, обеспечивающих повышенную температурную стабильность частоты без использования термостата и дополнительных специальных термокомпенсирующих устройств

Известен кварцевый автогенератор, выполненный по трехточечной емкостной схеме на транзисторе. При этом между базой и коллектором транзистора йодвлючены две пара ллельно соединенные цепи, каждая из которых содержит последовательно включенные катушку индуктивности и кварцевый резистор l .

Однако такое устройство обладает узким диапазоном рабочих частот и недостаточно высокой стабильностью частоты в интервале температур.

цель изобретения - повышение стабильности частоты генерируемых колебаний в более широком температурном и частотном диапазоне.

Для этого в кварцевом автогенераТоре между точками соединений катушек индуктивности с кварцевыми резонаторами включен кондёнса о.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства

2

Кварцевый автогенератор выполнен по ;трехточечной емкостной схеме на транзисторе 1, междУ базой и коллектором транзистора 1 подключены две параллельнЬ соединенные цепи, каждая из которых содержит последовательно включенные катушки 2 и 3 индуктивности и kвapцeвыe резонаторы 4 и 5, а между точками соединений катушек 2 и 3 индуктивности с кварцевыми резонаторами 4 и 5 включен конденсатор б.

Устройство работает как обычная емкостная трехточечная схема кварцевого генератора.

Транзистор 1 с режимными резистораpj 7 - 9 и нагрузкой 10 представляют . собой, усилительный каскад. При подаче Напряжения питания на усилительный каскад на его входе вследствие переходных процессов образуется всплеск напряжения, который усиливается ив увеличенном виде появляется на нагрузке 10. Так как выход усилителя соединен с его входом через резонансный контур, состоящий из конденсаторов 11 И 12 и элементов 2-6, образующих в показанном на чертеже включении эквивалентную индукт нвность,; ТО ИЗ всего широкого спектрачастот которым обладает спектр всплерка напряжения на вы ходе усилителя, выделяется одна частота (резонансная частота этого контура) fi напряжение только этой частоты посту пает на вход усилчтеля. Далее оно усиливается усилителем и вновь- поступает на его вход и т.д. Так происходит процесс нарастания колебаний в контура, включенном в цепь обратной связи усили теля, на его резонансной частоте. Вследствие нелинейных свойств актив ноге элемента - транзистора 1 - процесс нарастания останавливается и уст ройство начинает работать в так называемом установившемся генераторном режиме, если коэффициент обратной связи регулируемый соотношением и величинами конденсаторов 11 и 12, выбран необходимой величины. Особенность схемы заключается в наличии резон аторов, имеющих квадратичные температурно-частотные характерис тики (ТЧХ), что позволяет осуществить температурную компенсацию резонансной частоты эквивалентного контура (частоты генерации). Максимально эффективная термокомпен сация получается при определенном выборе величины емкости схемы автогенератора(Ci4CaiXCa4Cs3) С,4Сз,С,Сэ2 которая в данном случае будет оптималь иой при. С,,С,СА9t « -r -sz- ftafJ KU Td гдеС|МС2-конденсаторы 11 и 12; Сд иСе-учитывают монтажные емкос ти и составные емкости транзистора; i -эквивалентная индуктивность кварцевого резонатора (предполагается, что электрические параметры кварцевых резонаторов одинаковы); оС -коэффициент параболы, описывающей ТЧХ кварцевого ре зонатора; Т. (Т2-Т|)-абсолютная величина алгебраической разности между температурами экстремумов ТЧХ резонаторов; ц -номинальная частота генератора. В случае отклонения величины емкости схемы автогенератора С(. от оптимального значения результирующая ТЧХ двухкварцевого генератора деформируетт;я, т.е. температурная нестабильность увеличивается. При малых величинах С такие деформации можно наблюдать при повторных снятиях ТЧХ одного и того же генератора, если удастся обеспечить его устойчивую работу во всем интервале температур. Единственный путь стабилизации формы ТЧХ - повышение емкости Cg либо за счет увеличения динамической емкости резонатора, что ограничено его конструктивными особенностями, либо увеличением величины индуктивности катушек 2 и 3, что ограничено устойчивостью работы двухкварцевого генератора на кварцованной частоте. Введение между катушками.2 и 3 индуктивной или емкостной связи приводит к увеличению индуктивностей ветвей и уменьшению действующей в схеме емкости С с . Это можно показать путем преобразования звезды, образованной двумя последовательно включен-ными и индуктивно связанными катушками, в эквивалентнуюзвезду, составленную из трех не связанных между собой катушек индуктивности и треугольника,образованного катушками 2 и 3 индуктивности и конденсатором 6. Введение связи таким образом позволяет более, чем на порядок, увеличить емкость схемы, что обеспечивает повышение стабильности частоты двухкварцевого генератора, устойчивость его работы в широком интервгше температур и использование двухкварц-евых генераторов в более широком диапазоне частот. Формула изобретения Кварцевый автогенератор, выполненный по трехточечной емкостной схеме на транзисторе, при этом между базой и коллектором транзистора подключены две параллельно соединенные цепи, каждая из которых содержит последовательно включенные катушку индуктивности и кварцевый резонатор отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты reHepHpyeNwx колебаний в более имроком температурном и частотном диапазоне, между точками соединений катушек индуктивности с: квapцeвы и резонаторами включен конденсатор. Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент АНГЛИИ 1 1117343,кл.Н 3 Т, 19.06.68.

f.

пит

,.

lohA

.zl2

8ыл99

6

35