Кварцевый генератор Советский патент 1982 года по МПК H03B5/32 

(54) КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к радиотехник и может быть использоваио в качестве источника эталонной частоты в частотоз дающей и частотоизмерительной аппаратуре. Известен кварцевый генератор, содер жащий однопереходный уранзистор, межд эмиттером которого и источником питан включен первый резистор, полевой транзистор с общим стоком и нагрузкой в ц пи источника и вторым резистором в цепи затвора, к которому подключен конденсатор, а также кварцевый резонатор, включенный между затвором полевого и эмиттером однопереходного транзисторов 1. Однако известный кварцевый генера.ор имеет недостаточно высокую стабильность частоты генерируемых колебаний. Цель изобретения - повышение ста.бильностн частоты генерируемых колебаний. Для этого в кварцевый генератср, содержащий однопереходный транзистор, между эмиттером которого и источником питания включен первый резистор, биполярный транзистор с нагрузкой в цепи коллектора и вторым резистором в цепи базы, к которой подключен кварцевый резонатор, а также конденсатор, введены третий и четвертый резисторы, гфичем, другой вывод кварцевого резонатора подключен к источнику питания, между эмиттерами однопереходного и биполярного транзисторов включены последовательно соединенные конденсатор и третий резистор, а четвертый резистор включен в цепь эмиттера биполярного транзистора. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема кварцевого генератора. Кв цевый генератор содержит однопереходный Т1эанзистор 1, биполярный транзистор 2 с нагрузкой 3, кварцевый резонатс 4, конденсатор 5, резист эы 6, 7, 8 и 9, источник питания 10. Работает кварцевый генератор следующим образом. Рассмотрим эквивалентную схему ква цевого генератсра без кварцевого резо натора 4. ЛГоследовательно с отрицатель ным сопротивлением R однопереходног транзистора 1 включены резистор 8 сопротивлением R и Входное сопротивлени Pgy каскада с эмиттерным входом, Если (R) R + fgy , то в схеме вы полняется условие самовозбуждения и ге нерируются колебания с частотой, определяемой значениями емкости С конденс тора 5 и эквивалентной индуктивности l входной цепи однопереходного транзисто ра 1, Значение частоты может быть выбра но близким к значению частоты последо вательного резонанса кварца. Входное с противление каскада с эмиттерным входом (полагая, что резистор 9 его не шунтирует) - РЗ + ) (rg + КБ Ь где г5 и Pg - со1фотивленияэмиттера и базы транзистора 2, с ответственно; Rg - сопротивление .резистора 7; ot - коэффициент усиления по току транзистора 2 для схемы с общей базой. С достаточной степенью точности fg можно определять, как (( 5 поскольку R 5 5 Входное сопротивление Гй., достигает большой величины (единицы килоом) при относительно небольших cL (0,9 - 0,95) и значаниях RC в десятки-сотни килоом. Увеличением сопротивления R резистора 8 можно нарушить условие самовозбуждения. При подключении кварцевого резонатора 4 на частоте, близкой к частоте его последовательного резонанса, г уменьшается, « а г 4Й-(1) У Ta-f uy9 l iOЭ Н(-А)Кс(,) и можно обеспечить вьшолнение условия самовозбуждения. В схеме устанавливаются колебания, определяемые эталонными свойствами кварцевого резонатора 4. При этом переменная составляющая тока однопере- ходкого транзистора 1 является входны (эмиттерным) током каскада на биполяпном транзисторе 2, а базовый ,ток последнего, являющийся током кварцевого резонатора 4, будет соответствешю, в , . раз меЩзше. Следовательно, мощность рассеивания в кварцевом резонаторе 4 уменьшается в ( . т- ) раз. Проведенные испытания предлагаемого кварцевого генератора и известного показывают, что ток через кварцевый резонатор 4 в предлагаемой схеме меньше, а,следовательно, и мощность рассеивания на кварцевом резонаторе 4 также меньше, а так как зависимость изменения частоты от рассеиваемой мощности практически линейна, то долговременная стабильность частоты предлагаемого кварцевого генератора вьщ1е. Таким образом, мощность рассеивания в предлагаемой, схеме может быть снижена, в результате чего повышается стабильность частоты генерируемых колебаний. Предлагаемый генератор может эффективно использоваться в малогабаритной аппаратуре с повышенными требованиями по стабильности частоты. Формула изобретения Кварцевый генератор, содержащий однопереходный транзистор, между эмиттером которого и источником питания включен первый резистор, бипол5фный транзистор с нагрузкой в цепи коллектс а и вторым j резистором в цепи базы, к которой подключен кварцевый резонатор, а также конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты генерируемых колебаний, в него введены третий и четвертый резисторы, 15)ичем другой вывод кварцевого резонатора подключен к источнику питания, между эмиттерами однопереходного и биполярного транзисторов включены последовательно соединенные конденсатор и третий резистор, а четвертый резистор включен в цепь эмиттера биполярного транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Негоденко О. Н. и др. Минроэлектронный кварцевый генератор на однопереходном и полевом транзисторах. - В сб. Негатроны в вычислительной и измерительной технике, Рига, Зинатне, 1973, (прототип).