Кварцевым генератором

б) параметры фильтров с резонаторами из виннокислых калия и этилендиамина менее стабильны при изменении температуры, чем параметры фильтров с кварцевыми резонаторами; аналогично

Механические потери в кварце весьма малы, и эквивалентное сопротивление потерь гк составляет 30—1000 Ом, в то время как эквивалентная индуктивность LK может доходить до нескольких десятков и даже сотен генри. Поэтому эквивалентная добротность контура кварцевого резонатора может достигать 10е. Емкость Ск составляет сотые доли пикофарады. Генераторы с кварцевыми резонаторами обычно выполняются по стандартным схемам: в виде генератора Пирса ( 79, г) или генератора Колпитца ( 79, д). В этих (очень простых и весьма стабильных) схемах кварцевые резонаторы включены таким образом, что на частоте резонанса обеспечивают дополнительный фазовый сдвиг в 180°, вследствие чего обратная связь в цепи сток-затвор оказывается положительной.

Стабильность частоты 7?С-генераторов определяется стабильностью параметров применяемых резисторов, конденсаторов и усилительных элементов. Применяя резисторы и конденсаторы с малыми температурными коэффициентами и охватывая усилители глубокой отрицательной обратной связью, можно получить стабильность примерно 10~4 К"1. Если необходима более высокая стабильность частоты, то применяются генераторы с кварцевыми резонаторами и делители частоты.

Пьезоэлектрические фильтры с кварцевыми резонаторами называют кварцевыми. Добротность кварцевых резонаторов достигает 10 ... 20 тыс. ед. Кварцевые фильтры могут быть построены по мостовой схеме ( 10.24).

у граничной частоты зависимость а (м), или, как говорят, крутой срез. В полосе 900 гц, составляющей в относительных единицах менее 1 % от частот сигналов (92— 140 кгц), затухание должно возрасти примерно на 6 неп. Такой крутой срез удается получить у фильтров с пьезокристаллами, например с кварцевыми резонаторами.

Как следует из частотных зависимостей сопротивлений плеч фильтра, ширина полосы пропускания определяется интервалом, который при кварцевых резонаторах составляет 0,4% от их резонансной частоты. Следовательно, фильтр с двумя кварцевыми резонаторами будет иметь более узкую полосу, чем фильтр с четырьмя резонаторами.

Кварцевый резонатор ( 10.25.Й) в схеме фильтра эквивалентен последовательному контуру, шунтированному емкостью Со ( 10.25,6). Такой контур имеет значительно меньшие потери на рассеяние по сравнению с электрическими контурами. Добротность контуров с кварцевыми резонаторами достигает 500 000. Индуктивность /,=0,1 4-100 Гн, емкость колеблется от 0,01 пФ до нескольких десятков пикофарад. Сопротивлением R, равным сотням ом, пренебрегают.

В случаях когда требуется высокая стабильность частоты выходного напряжения, следует применять схемы с кварцевыми резонаторами или интегральными таймерами.

Пьезоэлектрические фильтры с кварцевыми резонаторами называют кварцевыми. Добротность кварцевых резонаторов достигает 10 ... 20 тыс. ед. Кварцевые фильтры могут быть построены по мостовой схеме ( 10.24).

Эта схема не является хорошим усилителем; у нее есть недостатки - это очень высокое выходное сопротивление (особенно при работе с низким напряжением питания), плохая линейность и непредсказуемая величина коэффициента усиления. Однако она проста и недорога (КМОП-инверторы по 6 в одном корпусе продаются по цене менее полдоллара за корпус), и ее иногда используют для усиления малых сигналов, форма которых несущественна. Примеры применения таких схем -сигнализатор близости электросети (который усиливает емкостные наводки переменного тока сетевой частоты), генераторы с кварцевыми резонаторами и устройства с частотной модуляцией и частотной манипуляцией (см. гл. 15).

5.19. Генераторы с кварцевыми резонаторами

Схема умножения частоты не отличается от схемы удвоения частоты. Разница между удвоением и умножением частоты заключается в том, что анодный контур умножителя частоты настроен не на вторую, а на третью, четвертую или более высокую гармонику основной частоты, заданной кварцевым генератором. Однако с увеличением номера гармоники уменьшается ее амплитуда, поэтому уменьшается и мощность, выделяемая в нагрузке умножителя частоты.

3) в качестве генератора кратных эталонных частот, которые создаются кварцевым генератором и делителем частоты;

Режим синхронизации. Частота импульсов мультивибраторов работающих в автоколебательном режиме, может колебаться в сравнительно широких пределах ±10%. Поэтому часто работу мультивибратора синхронизируют посторонним источником — синхронизатором более устойчивых колебаний, например кварцевым генератором. Колебания от синхрогенератора МОЖНО подавать через рЗЗ-делительный конденсатор на любой электрод (базу или коллектор) схемы 12.23, а. При этом должно выполняться условие /ч,^ ^С/7,:, где Fu — частота мультивибратора; Ff — частота синхрогенератора.

вывода. Синхронизация работы во времени производится тактовыми импульсами, поступающими в УУ от источника тактовых импульсов, частота которых задается кварцевым генератором. Помимо координирующих воздействий (на 13.23 указаны одиночными линиями) УУ на своем выходе формирует четыре линии для подачи сигналов управления для чтения или записи данных в памяти или устройствах ввода—вывода. По этим линиям (/—4) от процессорного модуля к периферийным поступают сигналы разрешения выбора группы модулей: чтение из запоминающих устройств — ЧТЗУ, записи в запоминающие устройства — ЗПЗУ, записи данных в порт вывода — ЗПВВ, чтения из порта ввода — ЧТВВ.

При измерении будет иметь место погрешность, обусловленная погрешностью частоты кварцевого генератора б/кв. Эта погрешность включает в себя систематическое отклонение среднего значения частоты от номинального значения и случайную составляющую, обусловленную кратковременной нестабильностью. В технических описаниях нормируется максимальная погрешность частоты кварцевого генератора б/квтах после самопрогрева в течение определенного времени (15, 30, 60 мин). На величину этой погрешности дается симметричный допуск. Для серийных электронно-счетных частотомеров максимальная относительная погрешность частоты кварцевого генератора составляет после 15 минут самопрогрева не более ±5-10~6, а после самопрогрева в течение часа—±5-Ю~7. Погрешность б/квшах характеризует требование к данному типу прибора. Погрешность данного экземпляра должна лежать в этих пределах. Учитывая сказанное, составляющую-погрешности, связанную с кварцевым генератором, будем считать случайной, распределенной по закону равномерной плотности в границах ±б/КВтах. Средняя квадратическая погрешность измерения частоты

Из блока частотной коррекции сигнал через схему подключения УПС к каналу связи поступает на разделительные фильтры, которые разделяют фазо- и частотно-модулированные сигналы, поступающие затем соответственно в приемники прямого и обратного каналов. В приемниках производятся детектирование и регистрация принятых элементов. По цепи «принимаемые данные» информационные элементы поступают в устройство управления. Опорные сигналы для синхронного детектирования и регенерации подаются из схемы опорных частот и схемы синхронизации и фазирования. Исходный сигнал в схеме опорных частот вырабатывается кварцевым генератором. Выбор режимов и скоростей работы модема производится с помощью схемы управления и контроля. Эта схема обеспечивает также контроль за работой отдельных узлов модема. Переговорно-вызывное устройство обеспечивает ведение телефонных переговоров по каналу связи при отсутствии передачи данных.

Устройство управления (УУ). Оно служит для координации работы всех функциональных узлов микропроцессора, а также внешних модулей: памяти и ввода-вывода. Синхронизация работы во времени производится тактовыми импульсами, поступающими в УУ от источника тактовых импульсов, частота которых задается кварцевым генератором. Помимо координирующих воздействий (на 16.2 указаны одиночными линиями) УУ на своем выходе формирует четыре линии для подачи сигналов управления для чтения или записи данных в памяти или устройствах ввода-вывода. По этим линиям (1...4) от процессорного модуля к периферийным поступают сигналы разрешения выбора группы модулей: чтение из запоминающих устройств — ЧТЗУ, записи в запоминающие устройства — ЗПЗУ, записи данных в порт вывода — ЗПВВ, чтения из порта ввода — ЧТВВ.

Выходная частота умножителя будет порядка 600 кГц, поскольку входная частота /вх формируется стабильным кварцевым генератором и равна точно 1 МГц. На выходе умножителя частота делится на 104 посредством четырех декадных счетчиков, причем последний счетчик выполнен в виде делителя на 5, а после него устрановлен делитель на 2, служащий для получения симметричных импульсов с частотой 60 Гц. Для стабилизации амплитуды прямоугольной формы выходной сигнал поступает на ограничитель, выполненный на стабилитроне, а затем с помощью 6-звенного НЧ-фильтра Бат-терворта с частотой среза /0, равной 90 Гц, преобразуется в хороший синусоидальный сигнал. (Можно считать, что фильтр «вычищает» из прямоугольного сигнала высшие гармонические составляющие, или «обертоны»). Далее, с помощью усилителя с «перекомпенсацией», рассмотренного в разд. 4.35, вырабатывается переменное напряжение 115В. Выходной сигнал фильтра на экране осциллографа выглядит идеальным, так как 6-звенный фильтр Баттерворта позволяет в данной схеме снизить наибольшую гармонику до 1,5% от значения амплитуды нефильтрованного сигнала, что означает затухание более чем на 35 дБ. Заметим, что данный метод формирования синусоидальных колебаний удобен лишь тогда, когда частота входного сигнала ограничена узким диапазоном.

Структурная схема АЦП с времяимпульсным преобразованием изображена на рис 4.3. Генератор счетных импульсов является мерой. Стабильность частоты FC4 обеспечивается кварцевым генератором. Счетные импульсы поступают на сравнивающее устройство. Сравниваю-56

За интервал времени Д/ = /t — t0 счетчик подсчитывает п импульсов с периодом следования Тк, определяемым кварцевым генератором

требуется стабилизировать очень низкую частоту, то между опорным кварцевым генератором и фазовым детектором необходимо дополнительно ввести делитель частоты (ДЧ).