Кварцевые генераторы

В кварцевых генераторах вместо LC колебательного контура используется кварцевый резонатор. В кварцевом резонаторе используется механический резонанс кварцевой пластины. Кварц обладает свойством преобразования механических колебаний в электрические и наоборот. Поэтому эквивалентная электрическая схема кварцевого резонатора имеет вид, представленный на рис. 5.7. Добротность механического резонатора значительно выше, чем добротность LC контура и составляет 10³–10⁵, что позволяет обеспечить высокую крутизну ФЧХ.

Рис.5.7. Эквивалентная схема кварцевого резонатора

где , – эквивалентные значения емкости и индуктивности кварца, обусловленные механическим резонансом;

– паразитная емкость выводов кварца и монтажа.

– сопротивление потерь.

Из приведенной схемы видно, что она может иметь две резонансные частоты:

– частота последовательного резонанса;

– частота параллельного резонанса.

Частота последовательного резонанса кварца зависит только от высокостабильных параметров , которые определяются частотой механического резонанса кварцевой пластины. Поэтому ФЧХ кварцевого резонатора на частоте последовательного резонанса имеет высокую крутизну и стабильность, что используется при построении кварцевых генераторов.

Частота параллельного резонанса определяется не только значениями но и нестабильным значением паразитной емкости . Поэтому частота параллельного резонанса нестабильна и не используется при построении высокостабильных кварцевых генераторов.

Схема простейшего кварцевого генератора имеет вид, представленный на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схема кварцевого генератора

Кварц включен в цепь обратной связи и на частоте последовательного резонанса (сопротивление последовательного резонансного контура мало ) часть энергии с выхода каскада (цепь коллектора) поступает на его вход (в цепь эмиттера), обеспечивая условия баланса амплитуд и баланса фаз.

Относительная нестабильность частоты простейших кварцевых генераторов составляет 10^-5–10^-6.

Основной причиной нестабильности частоты кварцевых генераторов является изменение размеров кварцевой пластины при изменении температуры, что обусловлено коэффициентом линейного расширения кварцевой пластины. Поэтому для уменьшения относительной нестабильности частоты кварцевые генераторы помещают в термостат, в котором поддерживается постоянное значение температуры. Это позволяет обеспечить значение относительной нестабильности частоты кварцевого генератора 10^-6–10^-8.

Поиск по сайту: