Методы стабилизации частоты автогенераторов

 

 

Стабильность частоты автогенераторов является одним из важнейших параметров. Воздействие дестабилизирующих факторов проявляется в изменении емкостей конденсаторов, индуктивностей дросселей и сопротивлении резисторов.

Различают параметрическую и кварцевую стабилизацию.

Параметрическая стабилизация сводится к ослаблению влияния внешних факторов на частоту колебаний путем стабилизации температурных режимов и параметров источников питания.

Кварцевая стабилизация часто­ты, заключается в применении кварцевых резонаторов, что дает очень низкую нестабильность час­тоты, обычно порядка 10^-8.

Кварцевый резонатор представ­ляет собой тонкую пластину ми­нерала (кварца или турмалина) прямоугольной либо круглой фор­мы, установленную в кварцедержателе. Как известно, кварц об­ладает пьезоэффектом. При сжатии кварцевой пластины на противо­положных ее гранях появляются разноименные электрические за­ряды, при растяжении пластины знаки зарядов на тех же гранях изменяются на обратные (прямой пьезоэффект). При воздействии на кварцевую пластину переменного электрического поля в ней возникают механические упругие колебания (обратный пьезоэф­фект), приводящие, в свою очередь, к появлению электрических зарядов на ее гранях. Кристалл кварца (пластина) представляет собой электромеханическую систему, обладающую резонансными свойствами. В зависимости от геометрических разме­ров и ориентации среза резонансные свойства (резонансная частота f ₀) каждой пластины строго фиксированы и лежат в пределах от нескольких единиц килогерц до 1000 МГц.

Кварцевый резонатор эквивалентен электрическому колебатель­ному контуру. Эквивалентная схема кварцевого резонатора изобра­жена на рис. 8.4, а. Как видно, кварц эквивалентен включенным смешанно элементам L, R, С. В такой цепи может быть резонанс напряжения с частотой . Индуктивность кварца L_кв может быть значительной — от десятков микро­генри до нескольких миллигенри. Емкость кварца С_кв мала (сотые доли пикофарад). Кварцевый резонатор обладает острым резонансом, что свидетельствует о небольшом сопротивлении R, порядка еди­ниц ом. Поэтому добротность кварца достигает 10⁵-10⁶, т. е. она на два-три порядка больше добротности контуров, выполненных на дискретных элементах - индуктивной катушке и конденсаторе.

На частотах ниже w_н и выше w_Т (w_Т – частота резонанса токов) эквивалентное сопротивление кварцевого резонатора носит емкостный характер (рис. 8.4, б), а на частотах выше w_н и ниже w_Т - индуктивный характер. Частот­ные свойства кварцевого резонатора обусловливаю его различное включение в автогенератор. Кварцевый резонатор можно включить в цепь положительной обратной связи как последовательный (коле­бательный) контур (рис. 8.5, а) или в трехточечный автогенератор как индуктивный элемент ветви колебательного контура (рис. 8.5, б).

Вопросы для самопроверки:

1. Опишите принцип построения генераторов синусоидальных колебаний.

2. Какие методы стабилизации частоты автогенераторов вы знаете.

3. Что такое кварцевый резонатор.

Литература: [1, 2, 6, 7].

 

⇐ Предыдущая23242526272829303132Следующая ⇒

Поделиться: