Стабільний генератор кварцовий. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Стабільний генератор кварцовий. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

Коментарі до статті

Відомо, що стабілізуючі властивості кварцового резонатора найбільше повно реалізуються, якщо він збуджується на частоті послідовного резонансу. Автору вдалося розробити генератор з кварцовою стабілізацією частоти, що самозбуджується на частоті послідовного резонансу і практично не потребує налагодження.

За основу було взято відомий генератор, у якому кварцовий резонатор включений між емітерами зв'язаних транзисторних каскадів. Його спрощена схема (без ланцюгів усунення транзисторів) показано на рис. 1. Транзистор VT1 включений за схемою із загальною базою, а VT2 - із загальним колектором (емітерний повторювач). Як відомо, вихідний опір емітерного повторювача та вхідний - каскаду із загальною базою дуже невеликі, тому кварцовий резонатор виявляється включеним між двома малими та майже активними опорами. У умовах він пропускає сигнал, замикаючи кільце зворотний зв'язок, лише з частоті свого послідовного резонансу, де його опір мінімально.

Стабільний кварцовий генератор

Для самозбудження генератора необхідне дотримання балансів амплітуди та фази. Перший полягає в тому, щоб добуток коефіцієнтів передачі всіх ланок у кільці зворотного зв'язку було трохи більше одиниці. Якщо воно менше цієї величини, генератор не збудиться, а якщо значно більше - перезбуджується, внаслідок чого погіршаться стабільність частоти і форма сигналу (через захід у нелінійну область характеристик транзисторів).

Баланс фаз полягає в тому, щоб набіг фази в кільці дорівнював або 0, або 360 °. В іншому випадку додатковий набіг фази повинен буде компенсувати резонатор, і відповідно до фазової характеристики останнього генератор самозбудиться не точно на резонансній частоті, а трохи осторонь. І що найнеприємніше, це зміщення частоти залежатиме від режиму, температури та інших факторів, що дестабілізують. До речі, зміщення частоти через розфазування тим менше, чим вище добротність резонатора і відповідно крутіше його фазова характеристика. Тому й рекомендують застосовувати високодобротні резонатори.

Виконати описані умови у пропонованому генераторі допомагає ланцюг R3C1, що служить для зв'язку підсилювального каскаду (VT1) з емітерним повторювачем (VT2). Небажання використовувати як навантаження підсилювача коливальний контур призвело до того, що посилена напруга виділяється швидше не на активному опорі навантаження R1, а на ємнісному опорі колекторного переходу. Місце включення ємності колектора та монтажу Ск показано на рис. 1 штриховою лінією. Ці ємності діють подібно до інтегруючого ланцюга, створюючи відставання по фазі майже на 90°. Диференціююча ланцюг R3C1 створює випередження по фазі на такий же кут, в результаті повний зсув фази в кільці виявляється близьким до нульового. Зменшуючи ємність С1, можна зменшити коефіцієнт передачі, усунувши таким чином перезбудження. Вихідний сигнал зручно знімати з резистора R4, включеного в колекторний ланцюг транзистора VT2 емітерного повторювача. Через його високий вихідний опір вплив наступних каскадів на роботу генератора виявляється незначним.

Експерименти з генератором, що описується, показали, що самозбуджується він дуже легко, налагодження практично не вимагає, до номіналів деталей і типу транзисторів абсолютно некритичний. Природно, що він генерує на основній частоті послідовного резонансу кварцового резонатора. Однак для УКХ гетеродинів і передавачів гарні гармонікові генератори, що виробляють коливання потрійної або навіть упятеренной частоти резонатора (до речі, і добротність останнього на гармоніках значно вища). Постало питання, чи не можна змусити цей генератор порушуватися на третій гармоніці кварцу? Виявилося, що навіть незважаючи на відсутність коливальних контурів, можна! Для цього потрібно взяти НВЧ транзистори з високою граничною частотою (не нижче 300...500 МГц) і зменшити до мінімуму опір навантаження R1 та ємність конденсатора роздільного С1. Умови самозбудження для третьої гармоніки виходять у своїй краще, ніж першої.

Практична схема генератора показано на рис. 2

Стабільний кварцовий генератор

Режими транзисторів постійного струму визначають дільники R1R2 і R8R9 в базових ланцюгах. Колекторний струм залежить від опорів резисторів R4 і R11 і дорівнює в даному випадку приблизно 4 мА, а загальний струм, споживаний генератором - 8 мА. Вибір режимів не потрібно. Напруга живлення 9 бажано стабілізувати.

Автор використовував у генераторі широко поширені малогабаритні кварцові резонатори у металевому корпусі від радіостанцій Сі-Бі діапазону 27 МГц. Частота їхнього основного резонансу - близько 9 МГц, але на корпусі вказана частота третьої гармоніки. З досить великої партії резонаторів лише кілька (приблизно 5%) мали недостатню активність самозбудження цього генератора. Для регулювання частоти у невеликих межах послідовно з кварцовим резонатором BQ1 включено варикапну матрицю VD1. При зміні керуючого напруги Uупр від 0 до 9 частота змінювалася на 700 Гц. З урахуванням подальшого множення частоти (а девіація множиться в стільки ж разів) цього цілком достатньо для вузькосмугової ЧС в УКХ діапазонах. Якщо модуляція або дистанційне коригування частоти генератора керуючою напругою не потрібно, елементи VD1, R5-R7, C4 і С5 можна виключити (правий - за схемою - виведення резонатора в цьому випадку підключають безпосередньо до емітера VT2). У невеликих межах частоту можна коригувати також підстроювальним конденсатором, послідовно включеним з кварцовим резонатором BQ1.

Налагодження генератора зводиться до зміни ємності підстроювального конденсатора С2 для отримання стійкого самозбудження на третій гармоніці. За його недостатньої ємності генерація зривається зовсім, а за надмірної може статися " перескок " першу гармоніку. Вихідна напруга – близько 0,5 В. Його зручно контролювати високочастотним осцилографом, приєднаним до виходу генератора.

Автор: Володимир Поляков (RA3AAE)

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Вибухівка підвищить безпеку електрокарів 01.10.2019

Компанія Bosch розробила нову систему, яка покликана знизити ймовірність спалаху акумуляторної батареї електромобілів та ураження людей електричним струмом у разі дорожньо-транспортної пригоди.

Багато потенційних покупців автомобілів з електричною силовою установкою висловлюють побоювання, що у випадку аварії під напругою можуть виявитися металеві частини кузова машини. А це може стати на заваді на шляху порятунку людей. До того ж, у такій ситуації зростає ризик займання.

Bosch пропонує вирішити проблему за допомогою невеликих вибухових пакетів. Такі заряди у разі дорожньо-транспортної пригоди миттєво обриватимуть цілі секції кабелів, що йдуть до блоку акумуляторних батарей. В результаті автомобіль виявиться повністю знеструмленим.

Активація вибухових пакетів може здійснюватися за сигналами від різних бортових датчиків - наприклад, від сенсорів подушок безпеки. Керувати роботою системи зможе мікрочіп CG912, що спочатку проектувався для контролю саме подушок безпеки.

Обрив кабелів, що йдуть до акумуляторів, унеможливить ураження людей електричним струмом і знизить ймовірність загоряння батарей.

Інші цікаві новини:

▪ Охолодження без електрики

▪ ZL38001 - пригнічувач акустичних перешкод та перешкод у лінії зв'язку

▪ Настає ера графена

▪ Редиска у вакуумі

▪ Лінь - ознака високого IQ

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоуправління. Добірка статей

▪ стаття Це травень-баловник, це травень-чарівник віє свіжим своїм опахалом. Крилатий вислів

▪ стаття Для чого організму потрібен вітамін С? Детальна відповідь

▪ стаття Арнебія густокольорова. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Термореле на мікроконтролері із цифровим датчиком температури. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Тайські прислів'я та приказки. Велика добірка

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт