Кварцованный генератор

April 22, 2010 by admin Комментировать »

Для стабилизации частоты генерации, а также для точной настройки требуемой частоты применяют электромеханические преобразователи из пьезоэлектрического кварца, обладающие высокими частотно-стабилизирующими свойствами. Основой кварцевого преобразователя является пластина, вырезанная из кристаллического кварца определенным образом. Для создания возможности включения кварцевой пластины в качестве элемен­та генераторной цепи две противоположные грани этой пласти­ны металлизируют (методом напыления). Затем пластину за­крепляют в кварцедержателе, два вывода которого контактиру­ют с металлизированными гранями пластины.

Если к выводам кварцедержателя с кварцевой пластиной приложить переменное напряжение, то благодаря обратному пьезоэффекту пластина начинает вибрировать с частотой при­ложенного напряжения, и одновременно вследствие прямого пьезоэффекта через кварцевую пластину протекает переменный ток той же частоты; ток через выводы кварцедержателя посту­пает в генераторную цепь. Закон изменения этого тока такой же, как и в случае, если бы вместо кварцевой пластины между выводами кварцедержателя был бы включен последовательный резонансный контур чрезвычайно высокой добротности. Благо­даря этому свойству частота колебаний кварцованного генера­тора удерживается в очень малой окрестности резонансной ча­стоты кварца. Чаще всего устанавливается такой режим работы, при котором частота генерации незначительно превышает резо­нансную частоту кварца.

clip_image002

Рис. 4.5. Кварцованный генератор (а) и зависимость импеданса кварца от частоты (б).

Принципиальная схема кварцованного генератора показана на рис. 4.5,а. Благодаря резистору R1 напряжение смещения на затворе равно нулю (в случае биполярного транзистора под та­ким же смещением находилась база). Конденсатор С1 и рези­стор R2 образуют обычную цепь стабилизации режима по цепи истока (или эмиттера при использовании биполярного транзи­стора). Колебательный контур в цепи стока (или коллектора биполярного транзистора) составлен из конденсатора перемен­ной емкости С2 и катушки индуктивности L1. На частоте гене­рации конденсатор С3 шунтирует источник питания. Катушки индуктивности li и L2 образуют выходной трансформатор.

На рис. 4.5,6 изображена упрощенная зависимость модуля импеданса кварца от частоты. Обратная связь в этой схеме воз­никает благодаря паразитной емкости сток — затвор. Посколь­ку эта емкость связана с выходным колебательным контуром, через нее протекает высокочастотный ток, который создает на кварце падение напряжения. Так как вблизи резонанса импедане кварца мал по сравнению с импедансом этой емкости, то такой ток имеет емкостную природу и опережает выходное на­пряжение примерно на 90°. Если при этом кварц на частоте ге­нерации имеет индуктивный импеданс, то падение напряжения на кварце в свою очередь опережает этот ток примерно на 90°, в результате при небольшой индуктивной расстройке выходного контура выполняется условие баланса фаз и при достаточном усилении возникает генерирование колебаний. Наибольшая ста­бильность кварцевого генератора получается, когда резонанс­ная частота выходного контура находится между точками х и у (рис. 4.5,6), где кварц имеет индуктивный импеданс. Если ча­стота генерации находится вблизи частоты резонанса кварца fp, то случайное изменение температуры может сместить рабочую точку ниже этой частоты и импеданс кварца станет емкостным. При этом нарушится условие баланса фаз и генерирование пре­кратится.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты