Site Loader

Электронные узлы и модули радиопередатчиков, схемы (Страница 2)

Генератор перестраиваемой частоты для диапазона 20м Генератор перестраиваемой частоты может настраиваться на частоты 14,0— 14,2 МГц. Задающий генератор схемы выполнен на полевом транзисторе Q1. Сигнал генератора усиливается каскадом на полевом транзисторе Q2. Буферный каскад на транзисторе Q3 согласует выходное сопротивление предварительного…

0 2311 0

Схема генератора с двумя кварцами на 76,25 и 81,6 МГц (МС10102)

Микросхема МС10102, состоящая из четырех одинаковых логических элементов ИЛИ-HE с эмиттерно-связанной логикой, обеспечивает нужные переключения между двумя кварцевыми резонаторами, как это необходимо при переключении приемопередатчика из режима приема на передачу. Уровень выходного сигнала…

0 2015 0

Генератор перестраиваемой частоты на полевых транзисторах (7 Полевой транзистор Q1 схемы работает как генератор с частотой, которая определяется конденсатором С2, индуктивностью L2, диодами CR2 и CR3.

Диоды, смещенные в обратном направлении, работают как зависимые от напряжения емкости. Уровень смещения, устанавливаемого с помощью потенциометра R2,…

0 2494 0

Схема смесителя для передатчика от 5 до 5,55 МГц Схема  может использоваться в маломощном приемопередатчике любительского 20-метрового диапазона. Сигнал с генератора перестраиваемой частоты, работающий в диапазоне от 5 до 5,55 МГц, поступает на вход «VFO INPUT» схемы и смешивается с частотой 9 МГц кварцевого генератора в микросхеме…

0 2491 0

Генератор перестраиваемой частоты на транзисторах(5-5,55 МГц) Генератор применяется как с приемником, так и передатчиком любительского приемопередатчика 20-метрового диапазона. Катушка L1 с индуктивностью 3,5 мкГн намотана на керамический 6-миллиметровый сердечник без подстроечного стержня. Точная регулировка индуктивности достигается с помощью изменения…

0 2177 0

Балансный смеситель для 80м на MC1496 Схема используется в 80-метровом диапазоне SSB-приемопередатчика как в режиме передачи, так и в режиме приема. На вход LO INPUT подается сигнал с частотой 5—5,5 МГц от генератора перестраиваемой частоты. SSB-сигнал на вход «SSB INPUT» во время приема поступает от двухкаскадного ВЧ-усилителя…

0 2474 0

Схема кварцевого генератора на частоту 422,4 МГц В схеме генератора используется кварцевый резонатор с частотой 105,6 МГц, которая удваивается. После этого еще раз используется удваивающий частоту каскад. Для применения этой схемы в SSB-приемопередатчике с частотой 1296 МГц любительского 23-сантиметрового диапазона сигнал с выхода кварцевого…

0 2347 0

Генератор перестраиваемой частоты для 2м диапазона

Схема позволяет охватить все каналы обычного ЧМ-приемопередатчика без использования дорогого синтезатора частот или отдельных кварцевых генераторов с фиксированной частотой. Кроме того, она может использоваться для настройки повторителя при наличии помех. Схема заменяет первый кварцевый генератор.

..

1 3011 0

Генератор перестраиваемой частоты на транзисторах (6,545-6,845 МГц) Схема генератора охватывает любительский 40-метровый диапазон для SSB и CW со стабильной пошаговой настроечной схемой, которая использует варикап МV1654. Тюнер позволяет получать до 10 кГц смещения выше и ниже частоты генератора перестраиваемой частоты. Напряжение для варикапа устанавливается с…

0 2573 0

Схема генератора перестраиваемой частоты на 14 МГц с удвоителем Схема генератора разработана для применения в 20-метровом диапазоне с приемопередатчиком малой мощности (QRP). При двукратном умножении частоты задающего генератора избегается проблема нестабильности генератора 14 МГц и минимизируется нестабильность частоты в течение периодов передачи. Используется…

0 2460 0

 1 2 3 


Высокостабильный кварцевый генератор

Виктор Кабанчук RZ9AE.

rz9ae (at) mail.ru

Памяти брата Александра — RV9BB посвящается.

Как-то, в середине 90-ых, ко мне обратился  земляк, работающий на “Севере”, с просьбой отремонтировать ГСС  Г4-151. Уважив его просьбу, я взялся за эту работу.

Не могу судить в общем об этой конструкции ( у меня был один экземпляр ), но впечатления после проверки работы генератора остались только отрицательные. Острая реакция на изменение напряжения сетевого питания, довольно низкая стабильность частоты  на выходе и побудили меня к некоторым изменениям в его конструкции.

Суть их состояла в установке дополнительных стабилизаторов на + 12 и  -12 вольт в цепях питания ГУН, и изменении схемы опорного кварцевого генератора ( далее ОКГ ). Стабилизаторы были выполнены на ОУ, и с “ коллекторным выходом”, включенные последовательно в цепь питания за штатными. Как известно, схема стабилизатора с коллекторным выходом  обеспечивает устойчивую работу при минимальном перепаде напряжения на регулирующем  транзисторе. Использование этого варианта стабилизаторов и выбор оптимальных величин напряжения стабилизации “ штатных” и дополнительных стабилизаторов полностью решило проблему по реакции генератора на изменение напряжения сети.

Вопрос по повышению стабильности частоты (примерно на 3 порядка) был решён применением вместо “родного” опорного генератора другой схемы, на которой я и хочу остановиться. За основу схемы был взят прототип, опубликованный в журнале “ Приборы и техника эксперимента” за 1979-й год.

К сожалению, после трёх переездов много литературы не могу найти, приношу свои извинения за отсутствие  точных данных об источниках информации!…  В качестве основного элемента стабилизации частоты я использовал резонатор- термостат ГК-180 от радиостанции “ Маяк” с частотой 2 МГц. Оригинальное схемное решение генератора и применение высококачественного резонатора

привели к результирующей стабильности, претендующей на (как  минимум) девятый порядок.

К такому выводу я пришёл после его испытаний в сравнении с ОКГ частотомера Ч3-34. По паспортным данным, у последнего  кратковременная стабильность после прогрева за 2 часа не хуже ±2х10E-8. Реальная картинка по фигурам Лиссажу, после совмещения частот, представляла собой неподвижную фигуру в паузе между моментами включения  подогрева термостата в опорном генераторе Ч3-34. На основании этого  я сделал вывод, что данный генератор по стабильности “ переплёвывает” ОКГ Ч3-34. Причём это при пассивном термостатировании схемы генератора и резонатора  в небольшой коробке из твёрдого пенопласта. Для достижения указанных параметров желательно следовать следующим рекомендациям:

  1. Транзисторы VT1, VT2 должны быть  с близкими значениями бета ст.
  2. Транзистор VT3 использовать с малым напряжением отсечки, и необходимо подобрать такой экземпляр, у которого ток в термостабильной точке будет около 0,5 Ма

( Выбор термостабильной точки можно осуществить подбором резистора в цепи истока (R4) по минимуму изменения тока стока транзистора при его принудительном нагреве, или воспользоваться информацией по адресу: ftp://ftp.

qrz.ru/pub/hamradio/calc/rz9ae-quartz.zip ). При этом удобно использовать отдельную измерительную схему, включающую в себя панельку под транзистор, контрольный цифровой вольтметр и резистор в цепи истока, представляющий собой комбинацию из постоянного сопротивления и многооборотного проволочного.

Измерительная схема (R1 показано условно.)

Добившись требуемого, измерить напряжение  на истоке  и записать его значение. Напряжение на стоке транзистора при этом  должно быть стабильным. (около 5V ).

3. Следующая мера направлена  на компенсацию приращения тока стока  полевого транзистора при изменении напряжения на стоке. Крутизна этого приращения имеет положительный знак Крутизна же приращения тока стока  от изменения  напряжения исток – затвор, в схеме с общим затвором имеет отрицательный знак. На этом и основан принцип компенсации. С хорошим  блоком  питания, может это лишнее. Но, как говорится, маслом каши не испортишь!.. И тогда, в измерительную схему, (после выполнения пункта 2 ) в цепь стока транзистора ставим дополнительный резистор 13 Ком и цифровой миллиамперметр ( из серии М8ХХ), запитав при этом схему от регулируемого стабилизированного источника номинальным напряжением = 12,0V.

Записываем показания прибора( это ток в термостабильной точке в статическом режиме Jst. ). Теперь увеличиваем напряжение питания до14,0V и записываем новое значение тока ( оно будет больше первого на несколько микроампер). Вновь установив питание = 12,0V, подключаем компенсирующий резистор между шиной питания и истоком транзистора. Это может быть комбинация из 200 ком постоянного сопротивления и 1??  переменного. Установив переменный резистор примерно в среднее положение, записываем новое значение тока при12,0V, оно будет несколько меньше тока Jst.

Снова повысим питание до14,0V и фиксируем изменение тока, (оно будет несколько меньше dJst). Манипулируя переменным резистором и попеременно меняя питание с 12 на  14 вольт, добиваемся полного отсутствия изменения тока стока при изменении напряжения  питания. Последней стадией регулировки является установка режима транзистора в термостабильный, путём изменения сопротивления ( R1 в измерительной схеме) в цепи истока, до получения значения тока стока, равного первоначальному (Jst) без компенсирующего резистора. После отключения от схемы, измеряем сопротивления цифровым прибором  и получаем рабочие номиналы   резисторов R4, R5 в схеме генератора.

Схема кварцевого генератора — щелкните мышью для получения большого изображения

При налаживании схемы, после работ в пунктах 2 и 3, предварительно настроить в резонанс выходной усилитель на  VT4, при этом напряжение на его истоке должно быть в пределах 1,5 — 2V. В зависимости от типа используемого транзистора ( можно любой 2-х затворный), может потребоваться подача положительного смещения на первый затвор через дополнительный делитель напряжения.

Также перед настройкой рекомендуется установить в среднее положение движок резистора VR1 и ротор подстроечного конденсатора С3. Вместо конденсатора С7 подключить КПЕ 12-495 пкф и, контролируя амплитуду  и частоту на выходе, установить максимальный размах колебаний изменением ёмкости КПЕ. Измерить полученную ёмкость КПЕ и установить конденсатор с требуемой емкостью на место С7. После этого откорректировать частоту, грубо — путём подбора С2 и подстройки С3, и точно изменением напряжения на варикапе VD1 с помощью резистора VR1. Конденсаторы С2, С4, С7  должны быть из группы МП0,  с минимальным ТКЕ. Рекомендую использовать комбинацию из П33 и М47. На этом настройку генератора можно считать законченной.

Для питания данного генератора необходим источник стабильного напряжения на 12-12,6 вольт с максимальным током нагрузки не более 200 мА. ГК-180 после выхода на рабочий режим, при комнатной температуре потребляет ток около 18 мА. То есть, в установившемся режиме, общий ток потребления  генератора не превышает 30мА. Сфера применения этого изделия у радиолюбителей может быть самой разнообразной, главное достоинство же, как я считаю, в соотношении: цена затрат / качество.

Более быстрый и эффективный способ подобрать оптимальные режимы источника стабильного тока на полевом транзисторе

Идея использования милливольтметра переменного тока (осциллографа)  в качестве индикатора, при компенсации зависимости тока стока от изменения  напряжения питания,  возникла на основе следующих рассуждений : При полной компенсации данной зависимости ток в цепи стока транзистора, в идеале величина постоянная, и не зависит от изменения напряжения  питания. Значит, при изменении питания в некоторых пределах, (путём введения переменной составляющей с помощью трансформатора ), согласно представленной схеме, переменная составляющая на нагрузке (R1) будет иметь минимальное значение, или полностью отсутствовать.

В таком случае процесс подбора  резистора  в истоке, и компенсирующего резистора удобно выполнить на макете, по приведённой ниже схеме, в два этапа:

  1. Отключить нижний вывод R3 от схемы и провести подбором VR1 установку  режима ТСТ (см. статью), зафиксировать вольтметром напряжение Uзи(ТСТ) в термостабильной точке.
  2. Восстановить соединение R3 с истоком, изменением VR2 добиться минимума показаний милливольтметра. Изменением VR1 установить прежнее значение Uзи(ТСТ).

При разбалансировке повторить регулировки VR2 и VR1 повторно.
       Критерии: Минимум показаний милливольтметра (осциллографа), и соответствие Uзи(ТСТ).

Для избежания наводок, при поиске минимума, вольтметр от истока VT1 отключать! Добившись требуемого, отключить R2 и R3 от схемы, измерить суммарное сопротивление в каждой цепи и записать их значение.   При установке в схему генератора эквивалентов резисторов R4, R5  предпочтительно применение  сочетаний резисторов типа С2-29 и подобных. В остальном схема пояснений не требует.

В качестве примера приведу результаты эксперимента с произвольно попавшимся под руку транзистором КП 303В, параметры которого были определены по методике, указанной на http://www.qrz.ru/shareware/detail/93 : Были взяты резисторы с номиналами 1,5 к  и  2,15к, и поочерёдно установлены в цепь истока; при напряжении на стоке +9в,  падения напряжения на них составили соответственно 0,996 в и 1,075 в.

Согласно данным из таблицы расчёта, напряжение в термостабильной точке Uтст= 0,960955 в, при расчётном номинале резистора Rst = 1,29128k и токе Jst = 0,744187mA Ближайший к расчётному Rst я нашёл резистор 1,295k, падение на нём составило 0,961 в… Кстати!

Все измерения проводились прибором  M890G фирмы ALDA, 1996 года выпуска, который прекрасно зарекомендовал себя за 9 лет эксплуатации ( один раз чистил контакты спиртом и натёр их посеребренной пластинкой). По погрешности на =U и R он “тянет” на класс 0,2!… Далее была собрана тестовая схема по вышеприведённому рисунку 1(без подстроечного VR1), и подобран компенсирующий резистор (по пункту 2). Эффект компенсации составил для данного транзистора -26 dB (20раз). Значение резистора составило 96,2k.

Прирост Uзи от подключения компенсирующего резистора составил 15mV, и манипуляции с подгонкой Uзи под Uтст я проводить не стал, из-за отсутствия необходимости таковой… Этот эксперимент показал, что смысл в подключении и подборе компенсирующего резистора есть однозначно, а предлагаемый метод значительно упрощает эту процедуру. Очень наглядно это при использовании осциллографа!…

Для распечатки, имеющим интерес радиолюбителям, прилагаю схемы в формате Splan5_0.

  • Скачать схемы в формате Splan5_0
  • xo2 mhz.lay

При возникновении вопросов — пишите на мой E-mail
Виктор, RZ9AE
rz9ae [at] mail. ru

Основы кварцевых генераторов

You are here: Home / FAQ / Основы кварцевых генераторов

Автор David Herres Оставить комментарий

Автор David Herres

Некоторые материалы приобретают электрический заряд, когда они сжимаются или иным образом подвергаются размерному напряжению. Говорят, что они проявляют пьезоэлектрический эффект. Если свойство должно проявляться на каком-либо уровне, кроме атомного, материал должен быть кристаллом с атомами, организованными в решетку.

Пьезоэлектрический эффект был впервые описан в начале 1880-х годов. Исследователи обнаружили, что когда на кристалл кварца помещают груз, на его поверхности можно измерить электрические заряды. Кроме того, было замечено, что при подаче напряжения кристалл менял форму. Это свойство известно как электрострикция или обратное пьезоэлектричество. Удаление поля позволяет кварцу генерировать электрическое поле, когда он возвращается к своей прежней форме. Следовательно, кварцевый кристалл ведет себя как цепь, состоящая из катушки индуктивности, конденсатора и резистора, с точной резонансной частотой. Эти свойства позволяют кристаллу кварца обеспечивать стабильность схемы генератора.

Схематическое обозначение кристалла кварца и простая эквивалентная схема для кристалла кварца в генераторе. Кварц

хорошо подходит для этого применения, потому что он недорогой, широко распространен в природе и подходит для фрезерования. Такой кристалл, как кварц, обладающий пьезоэлектрическим эффектом, можно с успехом использовать в генераторе.

Важным свойством схемы генератора является ее стабильность, под которой подразумевается, что ее частота остается постоянной независимо от изменений температуры окружающей среды, электрической нагрузки и напряжения питания постоянного тока. (Конкретное поведение в зависимости от температуры будет зависеть от режима вибрации и угла, под которым кварц срезан относительно его кристаллографических осей.)

Кристалл кварца представляет собой маленькую пластину, точно отфрезерованную по размеру и форме. К двум параллельным поверхностям прикреплены или нанесены на них металлические пластины для подключения к электрической цепи. Геометрия этого кристалла определяет основную или характеристическую частоту.

Механические и электрические характеристики кристалла кварца в цепи генератора представляют собой улицу с двусторонним движением. Механические вибрации приводят к электрическому выходу, а падение напряжения на кристалле заставляет его вибрировать. Окружающая цепь поддерживает колебания, принимая напряжение от кристалла кварца, усиливая его и возвращая на кристалл. Когда энергия генерируемых выходных частот соответствует потерям в цепи, колебание продолжается.

Во время запуска схема приводит кварцевый кристалл в неустойчивое равновесие. Положительная обратная связь в системе усиливает любые электрические помехи в цепи, которые эффективно усиливают колебания.

Кристалл кварца также можно рассматривать как фильтр с высокой избирательностью по частоте, поскольку он пропускает только узкий диапазон частот, сосредоточенных вокруг резонансной частоты, и ослабляет все остальные. По мере того, как схема генератора усиливает сигналы от кристалла, частоты, близкие к резонансной частоте кристалла, будут становиться сильнее и в конечном итоге будут доминировать на выходе генератора.

Выходной сигнал кварцевого резонатора может быть либо на резонансной частоте, либо на частоте, кратной этому резонансу, называемой частотой гармоники. Гармоники — это точное целое число, кратное резонансной частоте. Кристаллы проявляют колебательную энергию на нескольких частотах, которые обычно кратны резонансной частоте. Они называются обертоновыми модами, и для их возбуждения могут быть разработаны схемы.

Кварцевый кристалл имеет гораздо более высокую добротность, чем обычная электронная схема. (Более высокая добротность указывает на более медленную потерю энергии по сравнению с запасенной энергией. Колебания затухают медленнее в генераторе с высокой добротностью.) Типичная добротность кварцевого генератора колеблется от 104 до 106 по сравнению с, возможно, 102 для 9-канального генератора. Генератор 0029 LC . Максимальную добротность высокостабильного кварцевого генератора можно оценить как Q = 1,6 × 107/ f , где f — резонансная частота в мегагерцах. Основная частота, как видно на дисплее частотной области осциллографа, содержит гораздо большую мощность, чем гармоники по обе стороны от нее.

Микропроцессоры и центральные процессоры (ЦП) в компьютерах и сопутствующем оборудовании используют кварцевые генераторы для установки частоты, генерируя непрерывный прямоугольный импульс, представляющий собой тактовый сигнал с большей точностью и стабильностью, чем может быть обеспечен

Генератор 0029 RC или LC .

Рубрики: FAQ С тегами: FAQ

Обзор кварцевого генератора

Генератор представляет собой устройство преобразования энергии, которое преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока с определенной частотой, а образованный им контур называется колебательным контуром. Некоторым электронным устройствам требуется сигнал переменного тока с очень стабильной частотой, но LC-генератор имеет плохую стабильность, и частота легко дрейфует. В генераторе используется специальный компонент-кварцевый кристалл, который может генерировать очень стабильный сигнал. Такой генератор, использующий кварцевый кристалл, называется кварцевым генератором.

Catalog

ⅰ Характеристики

1 Кристалл кварцевой кристалл

(1) Форма, структура и графические символы

Вырежьте тонкий отрез на кристале -кварце в определенной направлении. концы среза и покрыть его проводящим слоем серебра, а затем соединить два электрода из слоя серебра и упаковать их. Этот компонент называется кварцевым резонатором, или, для краткости, кварцевым кристаллом. Форма, строение и графические обозначения кристалла кварца показаны на рисунке.

 

Рисунок 1. Кристалл кварца

(2) Особенности

Кристаллы кварца имеют две резонансные частоты, fs и fp, fp немного больше, чем fs. Когда частота сигнала, подаваемого на два конца кварцевого кристалла, различна, он будет показывать разные характеристики, как показано на рисунке, и конкретное описание выглядит следующим образом.

 

Рис. 2. Характеристики кристалла кварца

① Когда f=fs, кристалл кварца является резистивным, что эквивалентно небольшому сопротивлению.

② Когда fs

③ Когда f≥fp, кристалл кварца является емкостным, что эквивалентно емкости.

2 Символ цепи

Кварцевый генератор является одним из наиболее часто используемых электронных компонентов в электронных схемах. Обычно он обозначается буквами «X», «G» или «Z», а единицей измерения является Гц. Графическое обозначение кварцевого генератора показано на рисунке.

 

Рисунок 3. Графическое обозначение кварцевого генератора

3 Состав

Кварцевый генератор в основном состоит из кварцевого и периферийных компонентов. На рисунке показан внешний вид и внутренняя структура кварцевого генератора, а также графические символы схемы и эквивалентная схема.

 

Рис. 4. Внешний вид и внутреннее устройство кварцевого генератора, а также принципиальные графические обозначения и эквивалентная схема

Ⅱ Принцип работы

Кварцевый осциллятор имеет пьезоэлектрический эффект, то есть кристалл деформируется при приложении напряжения к двум полюсам пластины. И наоборот, если внешняя сила деформирует пластину, металлические листы на двух полюсах будут генерировать напряжение. Если к чипу приложить соответствующее переменное напряжение, чип будет резонировать (резонансная частота связана с углом наклона ската кварца, а частота постоянна). В кварцевом генераторе используется кристалл, который может преобразовывать электрическую энергию и механическую энергию друг в друга. Он может обеспечить стабильное и точное одночастотное колебание при работе в резонансном состоянии. В нормальных условиях работы абсолютная точность частоты обычного кристалла может достигать 50 частей на миллион. Используя эту особенность, кварцевый генератор может обеспечить более стабильный импульс, что широко используется в тактовой схеме микросхемы. Пластины в основном представляют собой кварцевые полупроводниковые материалы, а оболочка заключена в металл.

Кварцевый генератор часто используется в сочетании с материнской платой, южным мостом, звуковой картой и другими схемами. Кварцевый осциллятор можно сравнить с генератором «сердцебиения» каждой платы. Если есть проблема с «пульсом» основной карты, это наверняка вызовет сбои в работе других цепей.

Ⅲ Классификация

1. Параллельный кварцевый генератор

Параллельный кварцевый генератор показан на рисунке. Транзистор VT и R1, R2, R3, R4 образуют усилительную цепь; C3 — конденсатор обхода переменного тока, который эквивалентен короткому замыканию для сигналов переменного тока; X1 представляет собой кварцевый кристалл, эквивалентный индуктивности в цепи. Из эквивалентной схемы переменного тока видно, что схема представляет собой емкостной трехточечный генератор, C1, C2 и X1 составляют схему выбора частоты. Частота выбора частоты в основном определяется X1, и частота близка к fp. 9Рис. 5. Параллельный кварцевый генератор до ∞. Эти сигналы добавляются в схему выбора частоты, образованную конденсаторами С1, С2 и Х1, и схема выбора частоты выбирает из нее сигнал f0. На обоих концах X1, C1 и C2 есть напряжение сигнала f0, а напряжение сигнала f0 на обоих концах C2 возвращается и усиливается между базой и эмиттером VT. После усиления выходной сигнал добавляется в схему выбора частоты. Напряжение сигнала на обоих концах С1 и С2 увеличивается, а напряжение на обоих концах С2 снова поступает на базу-эмиттер ТН. Повторяем, чем больше сигнал, выдаваемый ТН. Чем больше значение, тем больше усиление схемы усиления ТН постепенно уменьшается. Когда усиление усилительной цепи равно коэффициенту ослабления цепи обратной связи, амплитуда выходного сигнала остается стабильной и не будет увеличиваться, а сигнал направляется в другие цепи.

2. Серийный кварцевый генератор

Серийный кварцевый генератор показан на рисунке. В генераторе используется двухкаскадная усилительная схема. Помимо формирования цепи обратной связи кварцевый кристалл X1 также имеет функцию выбора частоты. Частота выбора частоты f0=fs и потенциометр RP1 используются для регулировки амплитуды сигнала обратной связи.

 

Рисунок 6. Серийный кварцевый генератор

3. Классификация кварцевых генераторов

Кварцевые генераторы подразделяются на кварцевые генераторы без температурной компенсации, кварцевые генераторы с температурной компенсацией (TCXO), кварцевые генераторы с регулируемым напряжением (VCXO), кварцевые генераторы с термоуправлением (OCXO) и цифровые / μp- кварцевый генератор с компенсацией (DCXO/MCXO) и так далее. Среди них самым простым является кварцевый генератор без температурной компенсации, который в японских промышленных стандартах (JIS) называется стандартным кварцевым генератором (SPXO).

① Кварцевый генератор, управляемый печью. Кварцевый генератор, управляемый печью (OCXO), представляет собой кварцевый генератор, который использует ванну с постоянной температурой для поддержания постоянной температуры кварцевого или кварцевого генератора и сводит к минимуму изменение выходной частоты генератора, вызванное изменением температуры окружающей среды. , как показано на рисунке. В OCXO некоторые помещают кварцевый генератор только в ванну с постоянной температурой, некоторые помещают кварцевый генератор и связанные с ним важные компоненты в ванну с постоянной температурой, а некоторые помещают кварцевый генератор во внутреннюю ванну с постоянной температурой. Цепь колебаний помещена во внешнюю ванну с постоянной температурой для температурной компенсации, и реализован метод управления двойной ванной с постоянной температурой. Использование пропорционально регулируемой ванны с постоянной температурой может повысить температурную стабильность кристалла более чем в 5000 раз и сохранить стабильность частоты генератора не менее 1×10-9.. OCXO в основном используется в оборудовании и инструментах, таких как базовые станции мобильной связи, национальная оборона, навигация, счетчики частоты, анализаторы спектра и сети. OCXO состоит из схемы управления термостатической ванной и схемы генератора. Обычно для контроля температуры люди используют дифференциальный последовательный усилитель, состоящий из термисторного «моста». Цепь колебаний Клаппа с автоматической регулировкой усиления (АРУ) является идеальным техническим решением для получения высокой стабильности частоты колебаний. В последние годы технический уровень OCXO значительно повысился.

 

Рис. 7. Внешний вид кварцевого генератора с термоуправлением

② Кварцевый генератор с температурной компенсацией. Кварцевый генератор с температурной компенсацией (TCXO) представляет собой кварцевый генератор, который уменьшает величину изменения частоты колебаний, вызванного изменением температуры окружающей среды, за счет дополнительной схемы температурной компенсации, как показано на рисунке. В TCXO в основном используются два типа методов компенсации частотного и температурного дрейфа кварцевого генератора: прямая компенсация и косвенная компенсация:

 

Рис. 8. Кварцевый генератор с температурной компенсацией

a. Тип прямой компенсации. Тип TCXO с прямой компенсацией представляет собой схему температурной компенсации, состоящую из термистора и резистивно-емкостного элемента, который последовательно соединен с кварцевым генератором в генераторе. При изменении температуры соответственно изменяются сопротивление термистора и емкость эквивалентной последовательной емкости кристалла, тем самым компенсируя или уменьшая температурный дрейф частоты колебаний. Схема компенсации проста, недорога, экономит размер и место на печатной плате (PCB) и подходит для небольших, низковольтных и слаботочных случаев. Но когда требуется, чтобы точность кварцевого генератора была меньше ±1×10-6, метод прямой компенсации не подходит.

б. Тип косвенной компенсации. Существует два типа косвенной компенсации: аналоговая и цифровая. Аналоговая непрямая температурная компенсация использует чувствительные к температуре элементы, такие как термисторы, для формирования схемы преобразования температуры в напряжение и подает напряжение на варакторный диод, соединенный последовательно с кварцевым генератором, и изменяет емкость последовательно через кварцевый генератор для компенсации нелинейного Дрейф частоты кварцевого генератора. Этот метод компенсации может обеспечить высокую точность ±0,5×10-6, но он ограничен при низком напряжении ниже 3 В. Цифровая косвенная температурная компенсация заключается в добавлении аналого-цифрового (A/D) преобразователя после схемы преобразования температуры в напряжение в цепи аналоговой косвенной температурной компенсации для преобразования аналоговой величины в цифровую. Этот метод может реализовать автоматическую температурную компенсацию, так что стабильность частоты кварцевого генератора очень высока, но конкретная схема компенсации более сложна, а стоимость также высока. Он подходит только для базовых станций и радиовещательных станций, требующих высокой точности.

③ Простой кварцевый генератор. Простой корпусный кварцевый генератор. (SPXO) представляет собой простой кварцевый генератор, обычно называемый тактовым генератором. Это кварцевый осциллятор, работа которого полностью выполняется за счет бескристаллических колебаний. Этот тип кристалла в основном используется в тех случаях, когда стабильность не требуется. На рисунке показан обычный кварцевый генератор.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *