Частотно-модулированный кварцевый генератор

Частотно-модулированный кварцевый генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И Ю

РЕСПУБЛИН

09) (11) зЮ Н 03 В 5/32; Н 03 С 3/22

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ ! К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llo делАм изОБРетений и ОтнРытий (61) 623246 (21) 3564709/18-09 (22) 09..03.83 (46) 07.08. 84 ° Бюл. У 29 (72) В.Я.Баржин, В.Ф.Солодовник, В.Г.Удачин и В.А.Шевелев (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им..Н.Е.Жуковского (53) 621.373.5:621.376.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 623246, кл. Н 03 В 5/32, 1976 (прототип). (54) (57) ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫЙ

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР по авт.св.

1623246, отличающийся. тем, что, с целью расширения диапазона частот выходного сигнала в сторону*уменьшения при одновременном увеличении диапазона перестройки частоты, между базой и эмиттером транзистора усилителя введена последовательная PО -цепь, а кварцевый резонатор одной из частотозадающих цепей выполнен двухчастотным.

1107253

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве источника частотно-модулированных колебаний в системах передачи информации или измерительной технике.

По основному авт. св. Ф 623246 известен частотно-модулпрованный кварцевый генератор, содержащий усилитель на транзисторе, между кол- 10 лектором и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие конденсаторы, а в цепь эмиттера включен нагрузочный LC -контур, а также две частотозадающие 15 цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных кварцевого резонатора и варикапа, точка соединения которых через соответствующие резисторы подключена к источ- 20 нику управляющего сигнала, при этом одна из частотозадающих цепей включена между базой транзистора и шиной источника питания, другая частотозадающая цепь подключена между ба- 25 зой транзистора и шиной источника смещения, причем варикапы подсоединены к шинам источников питания и смещения разноименными электродами (13 ЗО

Однако в известном частотно-модулированном кварцевом генераторе относительно узок диапазон частот выходного сигнала и диапазон перестройки частоты вследствие того, что минимально возможная частота выходного (разностного) сигнала ограничена величиной резонансных промежутков кварцевых резонаторов, а снижение частоты путем использования 4р высокодобротных кварцевых резонаторов с малыми резонансными промежутками приводит к уменьшению диапазона перестройки частоты.

Цель изобретения — расширение ди- 45 апазона частот выходного сигнала в сторону уменьшения при одновременном увеличении диапазона перестройки частоты.

Цель достигается тем, что в частотно-модулированном кварцевом генераторе, содержащем усилитель на транзисторе, между коллектором и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие 55 конденсаторы, а в цепь эмиттера включен нагрузочный С -контур, а также две частотозадаюшие цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных кварцевого резонатора и варикапа, точка соединения которых через соответствующие резисторы подключена к источнику управляющего сигнала, при этом одна из частотозадающих цепей включена между базой транзистора и шиной источника питания, другая частотозадающая цепь подключена между базой транзистора и шиной источника смещения, причем варикапы подсоединены к шинам источников питания и смещения разноименными электродами, между базой и эмиттером транзистора усилителя введена последовательная 9С-цепь, а кварцевый резонатор одной из частотозадающих цепей выполнен двухчастотным.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого частотно-модулированного кварцевого генератора.

Частотно-модулированный кварцевый генератор содержит усилитель 1 на транзисторе 2, фазирующие конденсаторы 3 и 4, нагрузочный LC -контур

5, частотозадающие цепи 6 и 7, каждая из которых состоит из последовательно соединенных кварцевого резонатора 8(9) и варикапа 10(11), резисторы 12 и 13, источник 14.управляющего сигнала, шину источника

15 питания, шину источника 16 смещения, последовательную RC -цепь 17.

Частотно-модулированный кварцевый генератор Работает следующим образом.

Кварцевый резонатор 9 выполнен двухчастотным и работает на основной моде и ближайшей интенсивной ангармонической моде либо на двух интенсивных ангармонических модах.

При этом имеется практическая .возможность получать как требуемый разнос частот между .основным и ближайшим ангармоническим либо двумя ангармоническими резонансами кварцевого резонатора, так и требуемые добротности основного и ангармонических резонансов путем изменения геометрии пьезоэлемента и электродов кварцевого резонатора, а также имеется возможность раздельной подстройки указанных частот путем допыления материала электродов или снятием чати его.

1107253 конденсатора 4, на частотах f f кварцованных колебаний, и, кроме того, сопротивление этой цепи носит активный характер и более чем на порядок

5 меньше сопротивления Я4 резистора нижнего плеча делителя, обеспечивающего смещение транзистора 2.

Таким образом, введение последовательной R -цепи 17 практически не влияет на фазовые условия возбуждения частот f f и подавляет не менее чем на порядок амплитуды колебаний частот Е „ fp2 и f на входе транзистора 2, тем самым обеспечи15 вая устойчивость трехчастотного режима асинхронных колебаний.

На конденсаторе нагрузочного

LC -KoHòóðà 5 эффективно выделяются колебания частот Ерр, fp, fp„ и

20 f при условии

Ер4 = ЕЬ вЂ” Е . Р2 Е2

Рз

fÐÐ Рл Р2 Â

Для подавления колебания наибольшей по величине разностной частоты

fp> используется, как и в известном устройстве, нагрузочный LC -контур 5, резонансная частота которого лежит вблизи частоты tp . Для подавления на входе транзистора 2 более низко30 частотных комбинационных колебаний частот Ер1, Ер2, fop введена последовательная QC -цепь 17. Параметры элементов этой цепи выбираются из условий 35 (4) Е рр (10

10

C1+) где Р „ и С„ — сопротивление и емкость резистора и конденсатора RC -цепи 17;45 сопротивление резистора нижнего плеча делител;., обеспечивающего смещение транзистора 2; емкость фаэирующего 50 конденсатора 4.

При предположении, что fpp (Е1 12 выполнение условий приводит к тому, что сопротивление последовательной kQ -цепи 17, включенной между 55 базой и эмиттером транзистора 2, носит емкостной характер, определяемый в основном емкостью фазирующего (5) В генераторе возоуждаются колеоания некратных частот Е1 — f>, близких к собственным резонансным частотам кварцевых резонаторов 8 и 9.

При «этом резонансные частоты двухчастотного кварцевого резонатора

9 близки к частотам 24 и fg, а резонансная частота одночастотного кварцевого резонатора 8 близка к частоте

f«p (flpH эTQM Е1 (Е2 (fg) . Устойчивость асинхронного режима обеспечивается выбором параметров кварцевых резонаторов 8 и 9, при которых их резонансные промежутки не перекрываются, и подавлением на входе нелинейного активного элемента-транзистора 9 разностных комбинационных со» ставляющих частот (= R 4,- В /10; (2)

max l fpp, 1«, ер, f )c

Колебание частоты Ерр эффективно выделяется включением на выходе частотно-модулированного кварцевого генератора простого 1 С -фильтра нижних частот при условии

Таким образом, в предлагаемом частотно-модулированном кварцевом генераторе возможно получать выходные частоты гораздо меньше, чем резонансные промежутки кварцевых резонаторов 8 и 9.

Поскольку одночастотный кварцевый резонатор 8, резонансная частота которого близка к частоте, включен в цепь с варикапом 10, двухчастотный кварцевый резонатор 9, резонансные частоты которого близки к частотам

f4 и f, включен в цепь с варикапом

11, а варикапы 10 и 11 управляются управляющим напряжением в разные стороны, то перестройку д fop частоты f>p с учетом (1) можно записать дЕрр = дЕд +дЕ,1 + 2дЕ2

При равенстве абсолютных перестроек +Е1 — +f2 Аf3 =дЕ (5) имеет вид дЕЕР = 4дЕ ° (6)

Таким образом, абсолютный диапазон перестройки частоты в четыре ра1107253

Составитель Г.Захарченко

Редактор P.Öèöèêà Техред Т.Маточка . Корректор А.Тяско

Заказ 5774/41 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитетв СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 за может превосходить диапазоны перестройки кварцованных частот f< f> и в два раза диапазоны перестроек частот Ер,л и fpy.

В .свою очередь, вариации (температурные, режимные, шумовые)Вс, 6Е,5Х< частот f - fg компенсируются s частоте happ.: при условии, которое с учетом (1) принимает вид

Gap Sf) + 6Ев -„26Е2 = 0 ф б Л + 4 26Е2.

Выполнение кварцевого резонатора

9 двухчастотным .можно осуществить гакже параллельным соединением двух вухэлектродных резонаторов, набором вух кварцевых резонаторов .в пакет, изготовлением двух акустически развязанных резонаторов на одной пьезокварцевой пластине переменной толщины.

Частота fpy выходного колебания

5 предлагаемого частотно-модулированного кварцевого генератора может быть на несколько порядков меньшей, чем частоты Ерл и fP2, âîçìîæíoñòè уменьшения которых ограничены резонансными промежутками кварцевых резонаторов. Диапазон перестройки частоты f может быть в 2 раза больше, чем на частотах fpqили fpg..

Кроме того, предлагаемый частотно-модулированный кварцевый автогенератор обеспечивает более высокую температурную стабильность выходного сигнала.