Кварцевый автогенератор Советский патент 1982 года по МПК H03B5/32 

(5Й) КВАРЦЕВЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР

V . -

Изобретение относится к радиотехп нике и может быть использовано в качестве источника высокостабйльных колебаний.

.Известен кварцевый автогенератор, соде ржащий транзистор р-п-р проводимости,между базой и коллектором которого включен первый резистор,эмиттер :подключен через параллельно соединейные кварцевый резонатор и второй резистор к шине источника питания а база соединена с коллектором через кЬллекторно-базовый .переход транзистора h-p-nпроводимости,/змиттер которого подключен к стоку полевого транзистора, исток которого через третий резистор, а сток через первый конденсатор подключены к общей шине ТЗОднако в этом устройстве недостаточно высокая стабильность 4acTotbi генерируемых колебаний.

Цель изобретения - повышение стабильности частоты генерируемых колебаний ,

Эта цель, достигается тем, р кварцевом автогенераторе, содержащем транзистор р-п-р проводимости, между базой и коллектором которого включен первый резистор, эмиттер под5 :ключен через параллельно соединенные кварцевый резонатор и второй резистор к шине источника питанияу а база соединена с коллектором через коллекторно-базовуй переход транзис- ; тора п-р-п проводимости, эмиттер ко-, торого подключен к стоку полевого транзистора, исток которого через .третий резистор, а сток через первый конденсатор подключены к общей ши- ;

15 Не, затвор полевого .транзистора-через четвертый резистор и через второй конденсатор подключен соответственно к о&цей шине и к базе транзис

2Q Тора п-р-п проводимости, а параллель.но третьему резистору включен третий конденсатор.

На чертеже приведена электрическая .схема кварцевого автогенератора. Кварцевый автогенератор содержит транзисторы 1 и 2 р-п-р проводимости и п-р-п проводимости, полевой транзистор 3, кварцевый резонатор/, первыи, второй, третий и четвертый резисторы , первый,второй и третий конденсаторы 9-11Кварцевый автогенератор работает следующим образам. Двухполюсник, состоящий из злементов 1,2 и 5 (у которого выходные выводы - эмиттеры транзисторов 1 и 2 имеет S-образную характеристику. Полевой транзистор 3 задает ток через этот двухполюсник. Величина тока должна соответствовать положению рабочей точки на падающем участке характ.еристики,. определяющем двухполюсник, как последовательное соединение отри цательного сопротивления R (-) и некоторой эквивалентной индуктивности. Таким образом, имеется замкнутый пос ледовательный контур, состоящий из эквивалентных отрицательного сопротивления R (-), индуктивности двухполюсника, кварцевого резонатора 4 и параллельной RC-цепи, где, С - емкость конденсатора 9, а R - выходное с.опротивление полевого транзисто ра 3, для которого задается режим, соответствующий пологим выходным статическим характеристикам, что обу лавливает достаточно большое выходное сопротивление R и его неизменность при изменениях напряжения на стоке в течение периода колебаний. Выполнение условия | R (-) 7 RCJ где RO;- сопротивление кварцевого резонатора , приводит к появлению автоколебательного процесса в контуре. При этом колебательное напряжение на стоке полевого транзистора 3 или эмиттера транзистора 2 синфазно с напряжением на базе транзистора 2, Увеличение напряжения на стоке, которое ,практически не изменяет ток стока, сопровождается аналогичным изменением напряжения на затворе, так как связан конденсатором 10 с ба зой транзистора 2. Это соответствует тому, что рабочая точка на статической выходной характеристике полевого транзистора 3 перемещается на другую характеристику, соответствующую большему напряжению на затворе, по мере роста напряжения на стоке. ТаКИМ образом, полевой транзистор 3 пр таком включении затвора обладает зна чительно меньшим динамическим выходным сопротивлением по сравнению с выходным сопротивлением, определяеMfetM выходными статическими характеристиками, которое используется в известнои схеме. Причем динамическая выходная характеристика нелинейна, так как вольтамперная характеристика прямой передачи имеет квадратичный характер. По мере увеличения амплитуды колебаний на стоке средняя за период величина выходного сопротивления уменьшается. Это сопротивление через конденсатор 11 подключено параллельно конденсатору 9 в контуре колебательной системы. При нарастании коле;баний уменьшение выходного сопротивления полевого транзистора 3, шунтирующего конденсатор Э, вызывает рост сопротивления потерь в колебательной системе, т.е. при одинаковых исходных режимах с достаточно большим фактором регенерации предлагаемого генератора и известного, в первом устанавливается автоколебательный режим с меньшими амплитудами по сравнению с известным. Это приводит к уменьшению частотной поп-равки по отношению к частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора 4 из-за высших гармоник тока и, следовательно, к повышению стабильности частоты при вариации, их величин. Предлагаемый генератор позволяет повысить стабильность частоты, снизить параметрическую нестабильность (из-за вариации емкости конденсатора 9, определяющего возбуждение кварцевого резонатора k на заданной гармонике)- более, чем на порядок и в 3 раза режимную (из-за вариации напряжения питания). Предлагаемый кварцевый автогенератор обладает всеми достоинствами известного - экономичностью, мощностью рассеивания на кварце в доли мкВт, пригодностью к микроисполнению и имеет более высокую стабильность частоты генерируемых колебаний. Формула изобретения Кварцевый автогенератор, содержащий транзистор р-п-р проводимости, между базой и коллектором которого включен первый резистор, эмиттер