Устройство термокомпенсации кварцевого генератора

 

УСГГРОЙСТВО ТЕРМОКОМПЕНСАЦИИ КВАРЦЕВОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее управляемый кварцевый генератор , синхронизатор, тактовый генератор и последовательно соединенные термочувствительный генератор, счетчик адреса, буферный регистр, первый блок постоянного запоминания и цифроаналоговый преобразователь, при этом вькод тактового генератора подключен к управляющему входу синхронизатора и стробирзпощему входу счетчика адреса, первый и второй выходы синхронизатора соединены, соответственно с входом записи буферного регистра и управляющим входом счетчика адреса, отличающееся тем, что, с целью повьшення точности термокомпенсацни , в него введены последовательно соединенные первый управляемый делитель напряжения, первьп фильтр нижних частот и аналоговьш сумматор , выход которого подключен к управляющему входу управляемого кварцевого генератора, последовательно соединенные второй управляемый делитель напряжения и второй фильтр нижних частот, выход которого подключен к второму входу аналогового сумматора, первый и второй элементы совпадения, выходы которых подключены к управляющим вхоS дам соответственно первого и вто (Л рого управляемых делителей напряжения , последовательно соединенные второй блок постоянного запоминания и преобразователь код-скважность , выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения, инвертор, выход которого подключен к второму о NU входу первого элемента И, коммутатор , первый и второй выходы которого соединены с информационными . СП входами соответственно первого и ел второго управляемых делителей напряжения , а вход которого подключен к выходу цифроанапогового преобразователя , при этом выход младшего разряда буферного регистра подключен к управляющему входу коммутатора , входу инвертора: и второму входу второго элемента совпадения, вход второго блока постоянного запсминания подключен к выходу буферного регистра.

СО!03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (! 1) А (5!)4 Н 03 В 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGKOMY СВИДЕ П!ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3778678/24-09 (22) 09.08.84 (46) 07.11.85. Бюл. !) 41 (71) Омский политехнический институт (72) А.В.Косых (53) 621.373.5(088.8) (56) Альтщуллер Г.Б. и др. Цифровая компенсация температурной нестабильности частоты кварцевых генераторов. Техника средств связи, сер. Техника радиосвязи, вып. 7, 1981, с. 139-!45.

Косых А.В. Синтезатор компенсирующей функции кварцевого генератора со статической обработкой информации. В.ки.: Пьеэотехника и акустоэлектроника. Омск, 1983; с. !1-14. (54)(57) УСТРОЙСТВО ТЕРИОКОМПЕНСАЦИИ КВАРЦЕВОГО ГЕНЕРАТОРА, содеря(ащее управляемый кварцевый генератор, синхронизатор, тактовый генератор и последовательно соединенные термочувствительный генератор, счетчик адреса, буферный регистр, первый блок постоянного запоминания и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход тактового генератора подключен к управляющему входу синхронизатора и стробирующему входу счетчика адреса, первый и второй выходы синхронизатора соединены, соответственно с входом записи буферного регистра и управляющим входом счетчика адреса, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности термокомпенсации, в него введены последовательно соединенные первый управляемый делитель напряжения, первый фильтр нжкних частот и аналоговый сумматор, выход которого подключен к управляющему входу управляемого кварцевого генератора, последовательно соединенные второй управля.емый делитель напряжения и второй фильтр нижних частот, выход которого подключен к второму входу анало— гового сумматора, первый и второй элементы совпадения, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого и второго управляемых делителей напряжения, последовательно соединенные второй блок постоянного запоминания и преобразователь код-скважность, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения, инвертор, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, коммутатор, первый и второй выходы которо го соединены с информационными входами соответственно первого и второго управляемых делителей налря кения, а вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, при этом выход младшего разряда буферного регистра подключен к управляющему входу коммутатора, входу инвертора.и второму входу второго элемента совпадения, вход второго блока постоянного запоминания подключен к выходу буферного регистра.

1190455

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, в системах стабилизации частоты.

Цель изобретения — повышение точности термокомпенсации. 5

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит термочувствительный генератор 1, счетчик 2 10 адреса, тактовый генератор 3, синхронизатор 4, буферный регистр 5, первый блок б постоянного запоминания, цифроаналоговый преобразова-. тель (ЦАП ) 7, управляемый кварце- 15 вый генератор 8, второй блок 9 постоянного запоминания, преобразователь код-скважность 10 коммутатор

1), первый 12 и второй 1 Э управляемые делители напряжения, первый 20

14 и второй ) 5 фильтры нижних частот, аналоговый сумнатор )6, первый 17 и второй 18 элементы совпадения, инвертор )9, первый управляемый делитель 12 состоит as первого резис- 25 тора 20, второго резистора 21 и управляемого ключа 22, второй управляемый делитель !3 напряжения состоит из первого резистора 23, второro резистора 24 и управляемого клю- З0 ча 25, первый фильтр 14 состоит

Hs резистора 26 и конденсатора 27, второй фильтр 15 состоит из резистора

28 и конденсатора 29.

Устройство термокомпенсации квар- 35 цевого генератора работает следующим образом..

Счетчик 2 адреса подсчитывает количество импульсов, поступивших на

его счетный вход с выхода термочув- 40 ствительного генератора I sa время а „, определяемое тактовым генератором 3. После окончания интервала счета с« ñ÷åòíûé вход счетчика 2 адреса перекрывается на некоторое время стробирующим импульсом с выхода тактового генератора 3, который одновременно запускает синхронизатор

4, вырабатывающий два импульса, один из которых разрешает перезапись сос- 50 тояния счетчика. 2 адреса в буферный регистр 5, а другой следом за ним производит обнуление счетчика 2 адреса. По окончании стробирующего импульса (его длительность пере - 55 крывает длительность импульсов с выхода синхронизатора 4) с выхода тактового генератора 1 в счетчик 2 адреса вновь поступают импульсы и процесс счета продолжается.

Количество импульсов N, поступивших в счетчик 2 эа время ь „, определяется так ,л Z /g (1) где f — частота колебаний на выход де термочувствительного генератора

1; f,„=1/ „. В общем случае отношение (1) не является целым числом, а в счетчик 2 адреса может быть записано только целое число.

Код на выходе буферного регистра 5 умеет зйачение, соответствующее состоянию счетчика 2 адреса в момент окончания счета, и может изменяться только в эти моменты времени. Таким образом, на выходе младшего разряда буферного регистра 5 образуется периодическая импульсная последовательность, скважность которой изменяется от 1 до, так как код,изменяется с Б на И+

+1, то состояние младшего разряда изменяется с 0 до 1, или с 1 на О, причем в середине интервала интерполяции скважность этой последовательности равна двум.

Состояние буферного регистра 5 периодически изменяется, синхронно с ним изменяется направление подключения коммутатора ll так, что напряжение, соответствующее нулевому состоянию младшего разряда буферного регистра 5, подается только на вход первого плеча второго управляемого делителя )3 напряжения, а напряжение, соответствующее единичному состоянию младшего разряда буферного регистра 5, подается только на вход первого плеча первого управляемого делителя 12 напряжения.

Таким образом, или на первый вход первого управляемого делителя.12 подается напряжение, или этот вход отключается коммутатором 11 от других цепей. Аналогично, либо на первый вход второго управляемого делителя

13 подается напряжение, либо этот вход отключается, причем подача напряжения на первый управляемый делитель 12 и отключение входа первого плеча второго управляемого делителя 13 " роисходит синхронно, равно как синхронны подача напряжения на второй управляемый делитель 13 ность вырабатывает импульсную последовательность, период которой во много раз меньше интервала счел та ь,„ . В результате на выходах первого 17 и второго 18 элементов сравнения образуются пачки им10 пульсов, огибающие которых противофаэны одна другой, а заполнение— одна и та же последовательность с выхода преобразователя 10 код-скважность, причем фаза огибающей пачки иа выходе второго элемента 18 совпа15 дения совпадает с фазой импульсной последовательности на выходе младшего разряда буферного регистра 5.

Логической "I" на выходах первого

17 и второго 18 элементов совпадения соответствует замкнутое состояние управляемых ключей 22 и 25 первого 12 и второго 13 управляемых делителей, а логическому "0" — разомкнутое. Огибающая пачки замыка25 ющих управляеиай ключ 22 первого управляемого делителя 12 импульсов противофазна подаче напряжения с выхода коммутатора 11 на первый управляемый делитель 12, аналогично, огибающая пачки замыкающих управляемый ключ 25 второго управляемого делителя l3 импульсов противофаэна подаче напряжения с выхода коммутатора ll на второй управляемый делитель 13.

Такии образом, каждый из первого !

2 и, второго 13 делителей напряжения работает в двух режимах: или на вход первого плеча подается соответствующее напряжение с выхода коммутатора !1, а вход второго плеча при этом отключен от общего провада, или вход первого плеча отключен от выхода ЦАП 7 с помощью ком- 45 мутатора Il, а вход первого плеча периодически с относительной длительностью замыкается с общим проводом, причем соответствующие режимы в первом 12 и втором 13 управляемых де- 50 лителях противофазиы.

Проведенные исследования показывают, что в предлагаемом устройстве термокомпенсации кварцевого генератора в пределах каждого участ- .55 ка интерполяции в температурно-частотной характеристике полностью устраняется влияние линейной и квадЯм = 4э а,aT

«+6,5 IO, а, для интервала интерполяции S Ñ-+7,.6 10 (величина совершенно пренебрежимая по сравнению с влиянием других факторов) . При этом для 10-градусного интервала интерполяции в интервале теипературо

60-+90 С в первом 6 и втором 9 блоках необходимо хранить всего по

15 слов, а для 5-градусного интервала — по 30 слов. Максимальная ошибка термокомпенсации при этом равномерно распределена по всему интервалу рабочих температур:

По сравнению с базовьач устройством с линейной интерполяцией sMигрыш в стабильности,час готы для

35 границ рабочего температурного диапазона составляет 100-200 для

5-градусного интервала интерполяции и 50-80 для 10-градусного интервала.

К преииуществаи предлагаемого устройства териокоипенсации кварцевого генератора следует отнести его технологичность в настройке, так как для подбора оптимальной кривизны аппроксимирукнцей кривой необходимо осуществлять вариацию всего одного параметра. При этом крайние значения интерполирующей функции автоматически привязаны к . узлам интерполяции. Кроме того, повьииенная помехоустойчивость, так как однократный сбой в работе цифрового компенсирующего устройства не приводит к мгновенному изменению частоты из-эа интегрирующего свойства первого 14 н второго 15 фильтров. з 1190455 4 и отключение входа первого плеча пер- ратичной составляющих, а модуль ваго управляемого делителя 1.2, максимальной ошибки термокомпенТ сации может быть оценен по формуле

1190455

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ

Хир ВП

Заказ 6999/55

Подписное