Кварцевый генератор ударного возбуждения

 

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР УДАРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащий резонансный усилитель на транзисторе, включеином по схеме с общей базой, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе, а выход через последовательно соединенные конденсатор связи, варикап и кварцевый резонатор соединен с сигнальньм резонансного усилителя на транзисторе , источник напряжения, который подключен через компенсирующую катушку индуктивности к точке соединения конденсатора связи и варикапа, первый и второй диоды, первая и вторая параллельная RC -цепи, причем катод первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного повторителя , первай параллельная RC цепь включена между анодом первого диода и общей шиной, вторая параллельная RC -цепь включена между катодом второго диода и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты , в него введены дроссель, который включен между анодом первогб дио-g да и точкой соединения варикапа и i кварцевого ре зонатора, а также элемент сравнения, выход которого под- V ключен к управляющему входу резонанс-ta ного усилителя на транзисторе, один | вход - к аноду первого диода, дру- g гой Ьход. - к катоду второго диода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОВ ИЛ %

РЕСПУБЛИК

3(5н Н 03 В 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . н aBTOPCHOIIIV СВИЯФТВъстВм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1(21) 3350970/18-09 (22) 02.11.81 (48) 07.12.83. Вюл, В 45 (72) Ю.С. Иванченко (71) Новороссийское высшее инженерное морское училище (53) Ь21.373.45(088.8) (5ь) 1. AnnaIes francaises de chronometr1e, 1971, 6, В 41, р. 115-130.

2. Известия ВУЗов, СССР. Радио электроника, 1973, 9 8, с. 95-97 (прототип). (54) (57) КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР УДАРНОГО 8038_#_KQEHNH, содержащий резонансный усилитель на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе, а выход через последовательно соединенные конденсатор связи, варикап и кварцевый резонатор соединен с сигнальным входом резонансного усилителя на транэис,SU„„59655 А торе, источник напряжения, который подключен через компенсирующую катушку индуктивности к точке соединения конденсатора связи и варикапа, первый и вторбй диоды, первая и вторая параллельная ВС -цепи, причем катод первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного повторителя, первая параллельная R0 цепь включена между анодом первого диода и общей шиной, вторая параллельная ItC -цепь включена между катодом второго диода и общей шиной, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты, в него введены дроссель, который включен между анодом первогб дно-Я да и точкой соединения варикапа и кварцевого резонатора, а также элемент сравнения, выход которого подключен к управляющему входу резонанс ного усилителя на транзисторе, один вход — к аноду первого диода, дру- Я гой вхсд - к катоду второго диода.

1059655

Изобретение относится„к радиотехнике и может быть использовано для получения стабильных высокочастотных колебаний.

Известен кварцевый генератор ударного возбуждения, содержащий ре- 5 эонансный усилитель,. эмиттерный повторитель, двухсторонний амплитудный ограничитель, варикап и кварцевый резонатор fl) .

Недостатком кварцевого генератора 10 ударного возбуждения является низкая стабильность частоты выходного сигнала.

Наиболее близким по.технической сущности к.предлагаемому является .кварцевый генератор ударного возбуждения, содержащий резонансный усилитель на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе, а выход - через после довательно соединенные конденсатор связи, варикап и кварцевый резонатор соединен с сигнальным входом резонансного. усилителя на транзисторе, источник напряжения, который подключен через компенсирующую катушку индуктивности к точке соединения конденсатора связи и варикапа, первый и второй диоды, первая и вторая параллельная R С-цепи, при этом като,.: первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного. повторителя, первая параллельная

kC-цепь включена между анодом перво- З5 го диода и общей шиной, вторая параллельная Р С-цепь включена между катодом второго диода и общей шиной (2„t .

В этом кварцевом генераторе удар- 40 ного возбуждения улучшена режимная и кратковременная стабильность частоты. По мере роста. частоты генерируемых колебаний начинает сказываться инерционность усилительных элементов и возрастает критичность к изменению реактивных параметров в .цепи возбуждения. Это влечет эа собой повышенный фазовый компонент нестабильности, который может быть оценен как

Й ., {1) ц 2Ц, где hing — дополнительный фазовый сдвиг, вносимый резонатором, в ре- 55 зультате расстройки колебательной системы на b,f относительно резонансной частоты i, на котЬрой добротность кварца, максимальна.

C другой стороны, изменение ре- 60 жима схемы генератора приводит к ассиметрии импульсов, возбуждающих кварцевый резонатор, т.е. проявляется нелинейность схемы. Этот эффект растет -по мере увеличения рабочей частоты генератора. Появление до- . полнительной нелинейности в схеме (кроме ограничителя) приводит к неконтролируемому гармоническому компоненту нестабильности, который с повышением рабочей частоты становится превалирующим над контролируемым компонентом. Оценка фазовой нестабильности, вызванная высшими гармониками может быть подсчитана так

00 "к пк

И -" " "з {2)

k" где g+ 1

74согФ с — статическая емкость резонаторау г, - сопротивление потерь кварцевого резонаторами

Ик - относительная амплитуда

К-й гармоники возбуждениями

ЬПк - изменение относительной амплитуды.

В первом случае "фаэовый компонент приводит к одинаковому изме-. нению токов, протекающих через диоды симметричного ограничителя, во втором гармонический компонент приводит к неодинаковости токов, протекающих через диоды.

Наличие указанных ™фазового и гармонического компонентов при.водит к снижению стабильности частоты.

Цель изобретения — повышение ста бильности частоты.

Для достижения поставленной цели в. кварцевый генератор ударного возбуждения, содержащий резонансный усилитель на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу резонансного усилителя на транзисторе а выход - через последовательно соединенные конденсатор связи, варикап и кварцевый резонатор соединен с сигнальным входом резонансного усилителя на транзисторе, источник напряжения который подключен через компенсирующую катушку индуктивности к точке соединения конденсатора связи и варикапа, перный и второй диоды, первая и вторая параллельная 1С-цепи, при этом ка» тод первого диода и анод второго диода подключены к выходу эмиттерного повторителя, первая параллельная Р С-цепь включена между анодом первого диода и общей шиной, вторая параллельная RC-цепь включена между катодом второго диода и общей шиной, введены дроссель, который включен между анодом первого диода и точкой соединения варикапа и кварцевым резонатором, а также элемент сравнения, выход которого подключен к управляющему входу резонансного усили1059655

25 теля, на транзисторе один вход — к аноду первого диода, другой входк катоду второго диода.

На -чертеже представлена принципиальная электрическая схема кварце вого генератора ударного возбуждения.

Кварцевый генератор ударного возбуждения содержит резонансный уси-. литель 1 на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, эмиттерный повторитель 2, конденсатор 3 связи, варикап 4, кварцевый резонатор 5, источник б напряжения, компенсирующая катушка 7 индуктивности, первый диод 8 второй диод 9, первая параллельная К С-цепь 10, вторая парал-. 35 лельная RC-цепь 11, дроссель 12, элемент 13 сравнения.

Кварцевый генератор. ударного возбуждения работает следующим обра.зом. 20

При включении в кварцевом гене.раторе ударного возбуждения возникают колебания с определенной ампли. тудой и частотой.

Выбор коэффициента включения, эмиттерного повторителя 2 в контур резонансного усилителя 1 обеспечивает линейный режим работы. В этом сыпучее нестабильность частоты опре. деляется,"фаэовьм компонентом цепи резонансный усилитель 1 эмиттерный повторитель 2. Первый и второй диоды 8., 9 и первая и вторая параллельные RC-цепи 10 и ll образуют двухсторонний амплитудный ограничитель, с выхода которого путем подстройки кон денсатора связи 3 устанавливается необходимый для компенсации гармонический компонент. Коррекция номинального значения частоты генерируемых колебаний устанавливается с 40 помощью варикапа 4. При оптимальной настройке токи, протекающие через первый и второй диоды 8 и 9 равны цо величине. На первой и второй параллельных МС-цепях 10 и ll выде- 45 ляются постоянные равные по величине и противоположные по знаку напряжения.

В. случае изменения режима работы (номинала реактивных элементов,. питающих напряжений и так далее) частота колебаний под воздействием фазового компонента будет расти или уменьшаться, что приведет к пропорциональному и равному росту или уменьшению напряжений на первой и второй параллельных RC-цепях 10 к

11. Подавая на варикап 4 постоянное напряжение с первой параллельной

RC-цепи 10,. можно под действием изменения емкости варикапа свести к минимуму влияние фазового компонента нестабильности, т.е. уменьшение частоты под действием фазового компонента приводит к увеличению запирающего напряжения на варикапе и наоборот. В случае изменения режима так, что амплитуда входного сигнала резонансного усилителя

1 вызывает сдвиг его p — переходов . через нуль, то последняя начинает смещаться и выходное напряжение становится асимметричным, что приводит к неодинаковости токов, протекающих через первый и второй диоды 8, 9, т.е. имеет место дополнительный неконтролируемый гармонический компонент нестабильности. Разность напряжений на первой и второй параллельных gC-цепях 10 и 11 подается на соответствующие входы элемента

13 сравнения будучи усиленной, прикладывается к управляющему входу резонансного усилителя 1, контролируя смещение его рабочей точки,т.е. наблюдается постоянство гармонического компонента нестабильности в схеме генератора ударного возбуждения.

Таким образом, повышается стабильность частоты кварцевого генератора ударного возбуждения в 3-4 раза.

1059655

Заказ 9856/57

Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Рудай

Редактор Е. Луюиикова Техред B.далекорей КорректоРИ. Эрдейи

)