Автогенераторы, использующие последовательный резонанс кварца

Рис.14.8

Две возможные схемы с КР в цепи обратной связи изображены на рис. 14.8.

Рис. 14.9

Сопротивления Х1, Х2, Х3 (Z1, Z2, Z3) образуют емкостную или индуктивную трехточку. Обратная связь «замыкается» на частоте близкой к частоте последовательного резонанса КР (рис. 14.3) там, где модуль сопротивления кварцевого резонатора резко уменьшается. Достоинством схем этого класса является возможность использования КР с пониженной добротностью (активностью), а также то обстоятельство, что колебательная мощность в нагрузке автогенератора может быть значительно больше мощности, рассеиваемой на КР. Перестраивая контур, можно возбудить автогенератор на механических гармониках кварца высоких порядков.

В автогенераторах, использующих последовательный резонанс кварца, возможна генерация колебаний, не контролируемых кварцем. Действительно, если обратная связь, возникающая за счет емкости кварцедержателя, достаточна для выполнения условия самовозбуждения в схемах (рис. 14.8), колебания могут существовать на резонансной частоте контура и не контролироваться кварцем. Для исключения паразитной обратной связи через емкость С₀ кварц включают в мостовую схему (рис. 14.9), в которой паразитная обратная связь нейтрализуется через емкость С_N.

Контрольные вопросы

1. Почему кварцевые автогенераторы имеют повышенную стабильность частоты?

2. Какие параметры эквивалентной схемы кварцевого резонатора (КР) определяют величину расстройки между частотами ω_к и ω₀?

3. Изобразите и объясните зависимость реактивного сопротивления КР от частоты ω.

4. Как изменяется модуль полного сопротивления КР с изменением частоты ω?

5. Изложите принцип работы осцилляторных схем автогенераторов с кварцем.

6. На какую частоту следует настроить контур в схеме рис.14.5,а, чтобы автогенератор возбудился на 7-й механической гармонике?

7. Если резонансная частота колебательного контура в схеме рис.14.9 далека от частоты КР, то автогенератор не возбуждается. Почему?

8. Почему частота кварцевых автогенераторов слабо зависит от нестабильных напряжений питания?

Глава 15 возбудители радиопередатчиков

Автогенераторы с колебательным контуром, определяющим частоту автоколебаний, а также кварцевые автогенераторы используются в качестве возбудителей только в простых радиопередатчиках. Первые – по причине невысокой стабильности частоты, вторые – из-за невозможности изменять частоту передачи в широком диапазоне.

Возбудители современных радиопередатчиков – это сложные устройства, в состав которых входят автогенераторы, усилители, умножители и делители частоты, системы автоматической подстройки частоты.

Стабильность частоты на выходе возбудителя определяется требованиями МККР (Международного консультативного комитета по радио) к данному классу радиопередатчиков. Как правило, относительная нестабильность генерируемых в возбудителе колебаний лежит в диапазоне 10^-5 – 10^-7.

При таких требованиях к стабильности частоты очень трудно создать возбудитель с плавной перестройкой рабочей частоты. По этой причине в качестве возбудителей используются синтезаторы сетки дискретных частот (СЧ). Синтезаторы сетки дискретных частот – это устройства, генерирующие высокостабильные колебания, частота которых изменяется в заданном диапазоне дискретно с определенным шагом – F. Шаг сетки F в коротковолновых передатчиках – от долей герца до сотен герц, в ультракоротковолновых – единицы или десятки килогерц. Стабильность частоты в синтезаторах обеспечивается эталонными кварцевыми автогенераторами.