Генератори із кварцовою стабілізацією частоти

Істотне зменшення нестабільності генераторів може бути досягнуте за рахунок використання кварцового резонатора, який являє собою особливим чином вирізану й відшліфовану пластину натурального або штучного кварцу. Кварц - п'єзоелектрик, тому пружні коливання кристала можуть бути викликані прикладеним електричним полем, а ці коливання, у свою чергу, генерують напругу на гранях кристала. У цьому випадку кристал поводиться як RLC-елемент, еквівалентна схема якого наведена на рис.1.13.

Еквівалентна схема заміщення кварцового резонатора

Рисунок 1.13 - Еквівалентна схема заміщення кварцового резонатора

Два конденсатори еквівалентної схеми дають пару близько розташованих резонансних частот - послідовного й паралельного контуру, що відрізняються друг від друга не більше ніж на 1%. У цілому кварцовий резонатор поводиться як резонансний контур з високою добротністю (близько 10000) і високою стабільністю параметрів. При включенні резонатора в позитивний зворотний зв'язок і виконанні умови балансу амплітуд на резонансній частоті виникають автоколивання.

На рис.1.14 представлений генератор синусоїдальних коливань на польовому транзисторі, що відомий як генератор Пірса.

Генератор Пірса

Рисунок 1.14 - Генератор Пірса

За рахунок кварцового резонатора фаза вихідного сигналу змінюється на 180, т. е сумарне зрушення фази стосовно сигналу на затворі досягає , що приводить до виникнення коливань на резонансній частоті кварцу. Інша схема (рис.1.15) являє собою аналог генератора Колпітца, у якому LC - контур замінений кварцовим резонатором. Наявність кварцового резонатора забезпечує коефіцієнт нестабільності генератора не вище 10 у діапазоні температур від 0 до 50С.

Кварцовий генератор Колпітца

Рисунок 1.15 - Кварцовий генератор Колпітца

Генератори, аналогічні розглянутим, доцільно використати на високих частотах. Це пов'язане з тим, що в міру зниження частоти генерації габаритні розміри LC-контуру неприпустимо зростають. Виготовлення кварцових резонаторів на частоти нижче декількох десятків кілогерц також зв'язаний зі значними технологічними труднощами.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >