7.13. Стабилизация частоты генераторов

или колебательного контура; при из-

готовлении конденсаторов применяют

материалы смалымтемпературным ко-

эффициентом линейного расширения, а

также используют компенсирующие

конденсаторы.

В качестве компенсирующих конден-

саторов используют керамические ти-

Рис. 7.49. Включение ком-

кондовыеконденсаторы. Тиконд— осо-

пенсирующегоконденсато-

бый сорт керамики, у которого отрица-

ра в колебательный контур

тельный температурный коэффициент

диэлектрической проницаемости. При использовании тикондово-

го конденсатора колебательный контур приобретает вид, указан-

ный на рис. 7.49.

Влияние напряжения источников питания

В схемах с последовательным питанием при увеличении напря-

женияисточникапитанияколлекторнойцепиЕКувеличиваетсяток,

протекающий через катушку контура, изменяются параметры ка-

тушки, следовательно, меняется частота колебаний. Для уменьше-

ниявлияниянапряженияисточникапитанияколлекторнойцепиЕК

источник питания надо стабилизировать.

Влияние старения деталей схемы

С течением времени все детали изменяют свои параметры, то

есть происходит старение деталей. Например, с течением време-

ни изменяется магнитная проницаемость сердечника, приходит-

ся вести подстройку. Процесс старения с течением времени за-

медляется, поэтому используют искусственное старении деталей,

который происходит в заводских условиях при повышенной тем-

пературе.

Влияние вибрации

При вибрации частота колебаний изменяется скачком. Чтобы

этого не происходило, проводится амортизация схемы.

183

Влияние потребителей выходного сигнала

Потребитель, будучи связан с колебательным контуром, опреде-

ляющим частоту колебаний генератора, вносит в него реактивное и

активное сопротивления. Активное сопротивление, вносимое в кон-

тур, уменьшаетегодобротность, приэтомуменьшаетсярезонансное

сопротивлениеконтура, уменьшаетсяамплитудаиухудшаетсясамо-

возбуждение. Реактивное сопротивление, вносимое в контур, изме-

няет параметры контура, следовательно, изменяет резонансную час-

тоту. При изменении параметров потребителя изменяются парамет-

ры контура, следовательно, и частота генератора.

Для уменьшения связи потребителя с контуром используют:

уменьшение разделительной ёмкости или индуктивной связи или

применяют двухконтурные генераторы (рис. 7.50).

Вдвухконтурномгенераторечастотаколебанийопределяетсяпа-

раметрамипервогоконтура. Второйконтурнастраиваетсяначасто-

ту первого. Потребитель выходного сигнала связан со вторым кон-

туром и не оказывает влияния на частоту колебаний генератора.

Ранеерассмотренныеметодыстабилизацииотносятсякпарамет-

рическим. Но наиболее эффективный способ повышения устойчиво-

стичастотыгенераторов — кварцеваястабилизация. Дляпостроения

генераторов, у которых частота колебаний поддерживается с очень

высокой точностью ис-

пользуются кварцевые

резонаторы. Кварцевый

резонатор — это плас-

тинка, вырезаннаяизмо-

нокристалла кварца, на

две противоположные

грани которой методом

металлизации нанесены

электроды (на рис. 7.51

представленыэквивален-

тная схема и характерис-

тика кварцевого резона-

тора). Если к электродам

резонатораподведенопе-

ременное напряжение,

Рис. 7.50. Схемадвухконтурногогенератора

частота которого совпа-

184

дает с одной из соб-

ственных частот квар-

цевого

резонатора,

имеет место явление

резонанса. Частота ко-

лебаний резонатора за-

висит от его геометри-

ческих размеров и угла

среза.

Кварц имеет

очень большую индук-

тивность, которая го-

раздо больше ёмкости

Рис. 7.51. Эквивалентныесхемы(аи б) ихарак-

и активного сопротив-

теристика (в) кварцевого резонатора

ления.

Отсюда очень

высокаядобротность, порядканескольких тысяч(обычныеконтуры

типа LC имеют добротность порядка нескольких десятков, до 200).

Поэтому кварцевые генераторы имеют очень высокую стабиль-

ность частоты (10–5). Частота колебаний автогенератора зависит от

добротностиконтура(см. рис. 7.38). Чемвышедобротностьконтура

Q, тем выше стабильность частоты колебаний.

Кварцевые генераторы применяются в эталонах частоты, в эта-

лонах времени, в радиостанциях для беспоисковой связи (железно-

дорожные станции и армейские).

Напрактикечащевсегоиспользуюттакназываемыеосциллятор-

ные схемы, в которых кварцевый резонатор включается в качестве

индуктивности (рис.7.52). Возмож-

но его включение между базой и

эмиттером, базой и коллектором и

эмиттером и коллектором. Условие

баланса фаз выполняется только на

одной частоте и лишь в том случае,

когдаимеютсяколебаниякварцевой

пластины. На рис. 7.52 пример схе-

мы кварцевого генератора. Кварц

имеетдверезонансныечастоты: пос-

ледовательногоипараллельногоре-

зонансов. В схеме используется па-

Рис. 7.52. Схемакварцевогогене-

раллельный резонанс.

ратора

185

Рис. 7.53. Схема кварцевого генераторов

На рис 7.53 схемы кварцевых генераторов. В них кварцевый ре-

зонатор включён между базой и эмиттером (рис 7.53, а) или затво-

ром и истоком (рис 7.53, б). Схемы по своей структуре соответству-

ют двухконтурной схеме генератора, в которых возбуждение коле-

баний возможно лишь при индуктивном характере сопротивлений

кварца и коллекторного (стокового) контура. Недостаток данных

схем — невозможность плавной настройки.