Кварцевый автогенератор Советский патент 1982 года по МПК H03B5/32 

(54) КВАРЦЕВЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР

1 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации, вычислительной и радионзмеритель ной технике. Известен кварткевый автогенератор, со держащий усилительный каскад на транзнсторе с резонансной нагрузкой в цепи коллектора, последовательно соединенные кварцевый резонатор и первый конденсатор, подключенные между резонансной нагрузкой и обшей шиной, а также катуш индуктивности 1 . Ощнако известный кварцевый автогенератор имеет недостаточно высокую ста бильность частоты генерируемых колебаний. Цель изобретения - повышение стабильности частоты генерируемых колебаний. Поставленная цель достигается тем, то в кварцевый автогенератор, содержаший усилительный каскад на транзисторе с резонансной нагрузкой в цепи коллекто ра, последовательно соединенные кварце- вый резонатор и первый конденбЯТор, подключенные между резонансной нагрузи кой и обшей шиной, а также катушку индуктивности, дополнительно введен второй конденсатор, причем лоследовательно соединенные второй конденсатор и катушка индуктивности включены между точкой соединения первого конденсатора и кварцевого резонатора и базой транзистора. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эквивалентная схема входной цепи устройства. . Предлагаемое устройство усилительный каскад 1 на транзисторе 2 с резонансной нагрузкой 3, кварцевый резонатор 4, первый и второй конденсаторы 5 и 6, катушку 7 индуктивности, Кварцевый автогенератор работает еледуюшим образом. За счет наличия цепи положительной обратной связи, содермсашей кварцевый резонатор 4 с рабочей частотой {р, и наС1роенных на частоту f р резонансной 3&70 нагрузки 3 (коллекторного контура) и входной цепи из элементов 5-7, при подаче напряжения питания в устройстве возникают гармонические колебания. Выбором точки подключения коллектора транзистора 2 усилительного каскада 1 к шшуктивной ветви резонансной нагруз- ки 3 обеспечивается согласов шие усилительного каскада 1 с резонансной нагруз кой 3 (фиг, 2). На резонансной частоте сопрютивление в точке соединения элемен тов 5 и 7 чисто активно и равно. Ь ,,,„ Т()- C|(R,.31) - / 1 4- J- Н- -1 Се,х tfe/ -эквивалентная емкость входной цепи; p-fl -коэффициент включения це . пи обратной связи во вхо ную цепь; 6Ч входные сопротивление и емкость усилительного ка када ; . %А -емкости конденсаторов 5 « индуктивность и сопрогйв- ч. ление потерь катушки 7 индуктивности. Реализация максимальной стабильност частоты выходного сигнала (максимально добротности кварцевого резонатора 4 реальное динамическое сопротивление R которого изменяется на частотах выше 100 МГц от 20 до 200 Ом), связана с необходимостью регулировки величины Zp Анализ выражения (1) показывает,, что наиболее эффективным элементом регулировки2р9х является конденсатор 5. При этом для сохранения необходимых фазовы соотношений и согласования входа усили« тельного каскада 1 со схемой, входная цепь должна быть настроена в резонанс на чатоте. fр p6x fp- (1)Условие (2) не может быть реализовано совместно с условием (1) при отсут ствии конденсатора 6. В реальных условиях Таким образом, введение во входную цепь конденсатора 6 позволяет реализовать новое качество - производить регулировку Zpex в широких пределах изменением емкости конденсатора 5 с сохранением равенства (2) за счет изменения номинала конденсатора 6, ЧЁМ достигается максимально возможная стабильность частоты при различных значениях R кварцевого резонатора 4. Одновременно упро- щается задача снижения до допустимой величины -рассеиваемой на кварцевом резонаторе 4 мощности, что является основным условием устойчивой работы генератора с СВЧ гармониковым кварцевым резонатором 4. По предлагаемой схеме были изготовлены и испытаны кварцевые автогенераторы для измерительных систем с рабочими частотами порядка 300 мГц. Предлагаемое устройство обеспечивает устойчивую работу при смене кварцевых резонаторов с одновременной реализацией более высокой, кратковременной и долговременной стабильностью частоты. Формула изобретения Кварцевый автогенератор, содеркашйй усилительный каскад на транзисторе , с резонансной нагрузкой в цепи коллектора, последовательно соединенные кварцевый резонатор и первый конденсатор, подключенные между резонансной нагрузкой и обшей шиной, а также катушку индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты генерируемых колебаний, дополнительно введен второй конденсатор, причем последовательно соед1шенные второй конденсатор и катушка индуктивности включены между точками соединения первого конденсатора и кв&рцевого резонатора и базой транзистора... Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3297961, кл, 331-116, 1967 (прототип).

R1

Фиг.1

pSx