Кварцевый автогенератор Советский патент 1978 года по МПК H03B5/32 

(54) КВАРЦЕВЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться в аппаратуре связи и частотно-измерительной технике.

Известен кварцевый автогенератор, содержащий дифференциальный усилитель на двух полевых транзисторах, истоки которых соединены между собой и через токостабилиэирующий полевой, транзистор подключены к общей шине, а также кварцевый резонатор, включенный между затвором и стоком одного из полевых Т13анзисторов дифференциального усилителя, с нагрузки которого снимается выходной сигнал l .

Однако известный кварцевый автогенератор имеет значительную нестабильность частоты генерируемлх колебаний и не позволяет получать колебания удвоенной частоты.

Цель изобретения - получение помимо колебаний основной частоты кварцевого резонатора также колебаний удвоенной частоты при одновременном повышении стабильности частоты генерируеMjx колебаний.

Для этого в кварцевый автогенератор, содержащий дифференциальный усилитель на двух полевых транзисторах, истоки которых соединены между собой

через токостабилизирующий полевой транзистор подключены к общей шине, а также кварцевый резонатор, включенный между затвором и стоком одного из полевых транзисторов дифференциального усилителя, с нагрузки которого снимается выходной сигнал, между затвором и стоком другого полевого транзистора дифференциального усилителя включен дополнительный кварцевый ре зонатор; затворы полевых транзисторов дифференциального усилителя, а также их стоки соединены между собой через соответствующие конденсаторы; выходом сигнала удвоенной частоты является сток токостабилизирующего полевого транзистора.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенного автогенератора.

Истоки полевых транзисторов i и 2 соединены между собой и через токостабилизирующий полевой транзистор 3 подключены к общей шине, а между затворами и стоками транзисторов 1 и 2 включены соответственно кварцевые резонаторы 4 и 5. Затворы транзисторов I и 2 к их стоки соединены между собой iepe-3 соответствукадие конденсаторы б It 7, а выходом сигнаша удвоенной част тоты является сток токостабилизирующего транзистора. 3. Резисторы 8-12 обеспечивают режим работьа aj гогенератора по постоянному току. Рассмотрим работу cxeNti при нали- чии на затворах полевых транзисторов 1 и 2 противофазных сигналов. Эти сигналы вызывают на стоках транзисторов колебания с одинаковыми по величине, но. противоположными по фазе напряженняит, которые поступают на кварцевый фильтр, образованный кварцевыми резокатора 4Я 4 и 5 и конденсаторами б, 7. JUbS частоты в области последовательного резонанса кварцев напряжения на выходных электродах фильтра (на обкладках конденсатора 6) будут про-: тиЕофазны по отношению к напряжениям иа входных электродах (на обкладках конденсатора 7) и синфазны с напряжениями на затворах транзисторов 1 и 2 при индуктивной реакции кварцевых резонаторов 4 и 5. Таким образом фазовое условие самовозбуждения выполняется на частоте несколько выше частоты последовательного резонанса кварцев. Выполнение амплитудного условия самовозбуждения достигается выбором емкостей конденсаторов б и 7.. Если рабочая точка тран.зисторов I и 2 в .плечах схемы располагается вбли зи напряжения йтсёчки стокового тока через резисторы 11 и 12 про.текают : одинаковые: по з-елнчине и сдвинутые По фазе на импул.ьсы тока,посколь ку, иазатворах транзисторов 1 и 2-дей струют одинаковые, но противофазные напряжения, при одинаковых нагрузках в их стоках. ... Через токостабилизирующий транзистор 3 протекает результирующий ток, равный. cyMvie стоковых токов поэтому на истокак транзисторов Г и 2 (Вых) выделяется сигнал с удвоенной частотой по отношению к сигналу, снимавмому со стока одного из транзисторов (Вых.1)„ Удвоение, будет идеальным,.... если зависимости стокового тока тран зисторов i ( от напряжения на затво ре Ui Hjc(eHTH4HbJ и описываются пол номом второй с.тепвнИр т.е. , i. , где 0;,-f) и с - коэффициенты. Подставив в это выраясёние напряже ния сигналов, действующих на затвора U, Ucosoot и Lij j-Ucosu t, нахоим ток через токсэстабилизирующий транзистор 3: гc cГ ° 2aJt, ,. . где J -пос тоянная составляющая суммарного тока S через токостабилизирующий транзистор 3. Повышение температурной стабильности частоты достигается выбором ос новного и дополнительного кварцевых резонаторов с температурными коэффициентами частоты разных знаков. Описанный автогенератор позволяет. повысить температурную стабильность частоть ; получить два высокостабильных сигнала с основной и удвоенной частотами, уменьшить в силу симметрии схемы дестабилизирующее влияние синфазных помех, действующих на затворы транзисторов. Это позволяет использовать данный автогенератор в порта Ивной аппаратуре, работающей в ус- ловияй noMiex и изменяющейся температуры. Формула изобретения Кварцевый автогенератор, содержащий дифференциальный усилитель на двух полевых транзисторах, истоки соединены между собой и через токостабилиайрующий полевой транзистор подключены к общей шине, а также кварцевый резонатор, включенный между затвором и стоком одного из полевых транзисторов дифференциального усилителя, с нагрузки которого снимается выходной сигнал. Отличаю.щ и и с я тем, что, с целью полученйя помимо колебаний основной частоты кварцевого резонатора также колебаний удвоенной частоты при одновременном повыш(ании стабильности частоты гене.рируемых колебаний, между затвором и стоком Другого полевого транзистора дифференциального усилителя включен; доттолнител кварцевый резонатор, при этом затворы полевых транзисторов Дифференциального усилителя, а также их стоки соединены между собой через соответствующие конденсаторы, при этом вьа х0дом сигнала удвоенной частоты является сток токостабйлизируюЩего полевого транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент ФРГ № 2039724, Н 03 В 3/02, 1972.

8ык.

А cos tat

Вых. 2 8 cos icat