Кварцевого резонатора

Особенно ответственной является разработка рабочего места регулировщиков аппаратуры на заводах серийного производства. Например, применение индивидуальных генераторов стандартных сигналов (ГСС) на каждом рабочем месте регулировщика вызывает ряд неудобств, связанных с затратой лишнего времени на перестройку генератора. Помимо этого, частые перестройки индивидуальных ГСС в процессе настройки увеличивают погрешности установки частоты. Чтобы избежать указанных недостатков, применяют централизованную подачу стандартных частот от кварцевого генератора по ВЧ-линиям на рабочие места регулировщиков, расположенные вдоль конвейера.

Конструктивно кварцевый генератор или селективный усилитель с кварцевым резонатором можно выполнить на базе 'бескорпусных логических микросхем (аналогичных упомянутым выше логическим микросхемам) и миниатюрных кварцевых пластинок. Соединения выполняются с помощью тонкопленочной коммутирующей платы. Такой вариант конструкции является, по-видимому, одним из наиболее компактных. Топология кварцевого генератора на четыре частоты была приведена на В,4.

Электронно-счетные частотомеры относятся к классу цифровых измерительных приборов и, следовательно, обладают высокой точностью. Погрешность измерения частоты равна погрешности частоты кварцевого генератора стабильной

Отметим, что нагрузка в рассматриваемом генераторе может подключаться к коллектору транзистора. Для уменьшения ее влияния на режим работы кварцевого генератора иногда используется дополнительный согласующий каскад.

использования LC-контура. На 4.14 приведена принципиальная схема одного из вариантов такого кварцевого генератора. Частота генерации здесь определяется значением /0. На частотах ниже 2 МГц к Кв желательно подключить емкостный делитель напряжения, состоящий из конденсаторов С1 и С2 (цепь обозначена пунктиром на 4.14), который способствует выполнению баланса фаз на частоте генерации. Отметим, что в генераторе ( 4.14) индуктивность L иногда может быть заменена резистором или параллельной цепью из резистора и конденсатора.

Если стабильность кварцевого генератора все же оказывается недостаточной для некоторых специальных случаев, то следует применить термостатирова-ние кварцевого резонатора. Если даже получена хорошая температурная стабильность, остаются еще серьезные причины, которые могут изменить частоту генерации: временные нестабильности, старение, удары, вибрации и т. д. В тех случаях, когда стабильность термостатированных резонаторов не удовлетворяет предъявленным требованиям, можно рекомендовать лишь применять атомные стандартные частоты.

Вход CSYNC (тактовая синхронизация) используется в системах, где необходимы два или более ГТИ, работающие синхронно. Для синхронизации внешних устройств, работающих на пониженной частоте, ГТИ вырабатывает на выходе PCLK тактовые импульсы с частотой вдвое ниже, чем на выходе CLK. Кроме того, на выход OSC подается синусоидальное напряжение кварцевого генератора, которое может использоваться для контроля ра-

В системе НТСЦ сигнал цветности представляет собой напряжение поднесущей частоты, модулированное одновременно двумя цветоразностными сигналами. Для его получения ( 3.20) два сигнала U'K__Y и U'R _ Y ограничиваются по полосе с помощью ФНЧ примерно до 1,5 МГц и поступают на балансные модуляторы (БМ), на которые от кварцевого генератора (G) подается напряжение поднесущей частоты fn: на один БМ непосредственно, а на второй —

Во время строчного гасящего импульса (СГИ) частота ЧМГ подстраивается цепью ФАПЧ под частоту кварцевого генератора F пн = 282 f с-rp (пеРеА строкой D'R) и F()B = 272/cTp (перед строкой D'H) . Этим обеспечивается необходимая стабильность частоты ЧМГ. Поднесущая частота в УПП (см. 3.28) подавляется в течение 5,6 мкс, начиная с момента времени, соответствующего переднему фронту СГИ. В результате в полном сигнале на задних площадках СГИ (см. 3.30, ж) остается немодулированная поднесущая соответствующей частоты foR=FoR или ! ов = F QB- Ее остаток способствует установлению переходных процессов в канале цветности приемника до начала активной части строки, в которой передается модулированная поднесущая.

На синтезаторы частоты 8—10 поступает сигнал стабильной частоты /оп = 5 МГц от опорного кварцевого генератора 6 через разделительные усилители 7. Синтезатор /пр.„ 8 построен по схеме, приведенной на 5.12. В этом синтезаторе образуется принятая

кварцевого генератора 12 подается напряжение с частотой 250//, /=1,2,...., где 250 кГц — наибольший общий делитель для несущих частот изображения всех ТВ радиоканалов. Сигналы ошибки с выходов ФД поступают на варикапы гетеродинов 5 и 8 и изменяют их частоты /г, и f,.2 до получения равенства frl//j —fr2/n = 250//. Обычно 1= 1. Метод гармонической генерации частот, применяемый в такой схеме, обеспечивает высокую стабильность несущих частот радиока-

а — функциональная схема; б — переходная характеристика логического элемента и схеиа включения в режиме усиления; в — кварцевый генератор на логических элементах И *- НЕ; ? — эквивалентная схема кварцевого резонатора

Кварцевый резонатор эквивалентен электрическому колебательному контуру. Эквивалентная схема кварцевого резонатора изображена на 7.15, а. Как видно, кварц эквивалентен последова-

7.15. Эквивалентная схема кварцевого резонатора (а), характер изменения сопротивления кварцевого резонатора в зависимости от частоты (б)

и — включение кварцевого резонатора как последовательного колебательного контура; б — включение кварцевого резонатора как индуктивного элемента; в — включение кварцевого резонатора в мост Вина в режиме резонанса напряжений

На частотах ниже сон и выше сот эквивалентное сопротивление кварцевого резонатора носит емкостный характер ( 7.15, б), а на частотах выше сон и ниже сот— индуктивный характер. Частотные свойства кварцевого резонатора обусловливают его различног включение в автогенератор. Кварцевый резонатор можно включать в цепь положительной обратной связи как последовательный (колебательный) контур ( 7.16, а) или в трехточечный автогенератор как индуктивный элемент ветви колебательного контура ( 7.16, б).

Температурная, нестабильность кварцевого резонатора очень мала — у некоторых кристаллов она имеет значение 10~8.

Для равенства резонансной частоты кристалла кварца и квазирезонансной частоты моста Вина сопротивление R резистора моста Вина подбирают равным резонансному активному сопротивлению кварцевого резонатора. Цепь отрицательной обратной связи, включенная между выходом и инвертирующим входом ОУ, компенсирует изменения резонансного активного сопротивления кварца в зависимости от температуры и тем самым поддерживает постоянными амплитуду и частоту выходного сигнала.

Кварцевый резонатор представляет собой однородную пластину монокристалла кварца. Чаще всего в кварцевом резонаторе возбуждаются продольные колебания (объемные акустические волны) по типу сжатие — растяжение. Основным электрическим параметром кварцевых резонаторов является резонансная частота, которая жестко фиксирована. Основной размер, определяющий частоту колебаний кварцевого резонатора,—длина пластины. Кварцевые резонаторы обладают наибольшей стабильностью частоты.

Обеспечить высокую стабильность частоты генерации можно при включении кварцевого резонатора в цепь обратной связи обычного LC-генератора. Для лучшей стабильности желательно использовать частоту последовательного резонанса кварца. При этом важно, чтобы общее сопротивление цепи обратной связи было значительно меньше собственного JR кварцевого резонатора (см. 2.29). Это условие выполняется в генераторе, принципиальная схема которого приведена на 4.13.

Для генерации колебаний необходимо настроить LC-контур на резонансную частоту кварцевого резонатора /0. В этом случае полное сопротивление LC-контура велико, что позволяет получить в каскаде большое Ки, а сопротивление кварцевого резонатора Кв мало, что обеспечивает глубокую ПОС между коллектором и базой транзистора. Частоту LC-контура можно выбирать гораздо больше резонансной частоты Кв. При этом резонатор возбудится на соответствующей высшей гармонике. В серийных кварцевых резонаторах/0 = 10 кГц -т-10 МГц, но некоторые из них могут возбуждаться на частотах до 250 МГц. Таким образом, работа на высших гармониках целесообразна для получения генерации на частотах свыше 10 МГц.

Если стабильность кварцевого генератора все же оказывается недостаточной для некоторых специальных случаев, то следует применить термостатирова-ние кварцевого резонатора. Если даже получена хорошая температурная стабильность, остаются еще серьезные причины, которые могут изменить частоту генерации: временные нестабильности, старение, удары, вибрации и т. д. В тех случаях, когда стабильность термостатированных резонаторов не удовлетворяет предъявленным требованиям, можно рекомендовать лишь применять атомные стандартные частоты.