Кварцевые автогенераторы

Элементы , ,  представляют собой последовательный резонансный контур  — паразитная емкость. Зависимость проводимости схемы (рис.1,а) от частоты представлена на рис.1,б. Из рис. 1, а, б следует, что кварц представляет собой высокодобротный многорезонансный контур. Основные резонансы кварца — первый, третий, пятый. Рис. 1,б показывает, что помимо основного резонанса кварца с частотой , может существовать паразитный резонанс с частотой  из-за влияния проводимости паразитной емкости .

На рис. 2 представлена электрическая схема емкостной трехточки, в которую включен кварцевый резонатор. Если резонансный контур, состоящий из L, , , рассчитан на рабочую частоту автогенератора и резонансная частота кварца совпадает с рабочей частотой, то кварц в этом случае не влияет на условия стационарного режима, но за счет своей большой добротности повышает стабильность частоты. Для работы на резонансной частоте необходимо создать условия, при которых была бы невозможна работа на паразитной частоте .

При работе на гармонике кварца необходимо создать условия, при которых была бы невозможна работа на низкой гармонике кварца. Первая проблема решается включением в схему шунтирующего резистора , который на паразитной частоте вносит активные потери, предотвращая тем самым возбуждение колебаний на паразитной частоте. При работе кварца на высоких гармониках к колебательному контуру добавляется индуктивность . Индуктивность L подбирается таким образом, чтобы резонансная частота контура  находилась в промежутке между рабочей гармоникой и предшествующей гармоникой, например, при работе на третьей гармонике должно выполняться условие: .

                                          


Рис. 2.

В этом случае проводимость контура ,  на рабочей частоте кварца эквивалентна проводимости емкости, на частоте более низкой гармоники проводимость будет эквивалентна индуктивной проводимости, что приведет к нарушению баланса фаз, необходимого для стационарного режима на более низкой гармонике.

Необходимо отметить, что схема автогенератора с кварцем (рис.1) не единственная. В схеме может отсутствовать индуктивность контура L. В этом случае автогенератор будет работать не на резонансной частоте кварца, а на более высокой частоте, на которой эквивалентная проводимость кварца (рис.1,б) будет соответствовать проводимости исключенной из колебательного контура индуктивности L.

Главным назначением кварца в автогенераторе является повышение добротности всей резонансной системы автогенератора. Повышение добротности связано с уменьшением активных потерь в колебательной системе автогенератора. В первую очередь, это сведение к минимуму активной внешней нагрузки, что достигается слабой связью с нагрузкой или включением малой емкости перед последующим усилительным каскадом.

Другие активные потери вносит сам транзистор. Эти потери обусловлены активными сопротивлениями переходов база — эмиттер и коллектор — эмиттер. Минимизация этих потерь достигается за счет коэффициента обратной связи схемы (рис.2)

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector