Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 48
Текст из файла (страница 48)
4.15). Характер зависимостей г н Хка от частоты представлен на рнс. 4;1б. Отметим, что резонансные частоты, прн которых Хяв р и О, с большой степенью точности совпадают с частотами а н в„найденными без учета потерь. 243 Из эквивалентной схемы кварцевого резонатора, приведенной на рнс, 4.14, видно, что имеются две собственные частоты резонатора. Первая нз ннх соответствует частоте последовательного резонанса а =1/ Е„С„ (4.4!) Рис, 4.15.
Схема эаммце. ина кварца Рис. 4.!б. Частотные характеристики кварца В диапазонах частот 0...а1 и све ..хо реактивное сопротивление кварцевого резонатора 'носит емкосуный характер, а в диапазоне а1 ...савв индуктивный. Вблизи,же частоты ся1 кварц ведет себя как последовательный резонансный контур с высокой добротностью, а вблизи частоты ев — как высокодобротный параллельный контур. Благодаря большой добротности фазо-частотная х1арактернстнка кварцевом резонатора вблизи частоты последовательного резонанса имеет большую крутизну, что, как уже указывалось, очень вюкно для построения высокостабильных автогенераторов.
Кроме того, кварц обладает высокой зталонностью собственных частот, мало зависящей от действия дестабилизирующих факторов. Все схемы кварцевых автогенераторов, которые в настоящее время используются на практике, можно разделить на две группы, В первой группе схем кварцевый резонатор играет роль индуктивного сопротивления (так называемые «осцилляторныесяюаыв). Во второй группе схем генераторов кварц используется как последовательный резонансный контур.
При этом кварцевый резонатор включается в цепь обратной связи. В осцилляторных схемах кварц включается либо между коллектором и базой (емкостная трехточка, рис. 4.17), либо между змнтго ром и базой или змиттером и коллектором (индуктивная трехточка, рис. 4.18,а и б). Во всех приведенных схемах автогенердторов, как уже отмечалось, кварцевый резонатор играет роль индуктивности. На практике чаще всего используется схема емкостной трехточки (см. рис.4.17).
Эта схема отличается конструктивной простотой (не требует дополнительных индуктивностей) н легкостью настройки. ' Прн работе кварца на механических гармониках несколько усложняют схему емкостной трехточки, включая катушку индуктнвности Е параллельно конденсатору (на рис.4.17 показано штрихом). Резонансная частота ЕС,-контура выбирается таким образом, чтобы она была ниже а) Ж Рве.4.! 8. Ивлувтнвнаа тректочечвав схема кмерснвого аатогевератора Рве. 4. !7. Емкос~- маа трцхточечнаа схемЕ кварцевого автогевератора рабочей частоты, но вьцце.частоты ближайшей низкой нечетной "механической гармоники.
Тогда иа рабочей частоте ЬС,ти~нтуср зквилвлентен конденсатору и автогенератор представляет собой обычную трехточечную схему. На более же низкой механической гармонике кварца ЬС,-контур зквивавентен индуктнвностн и автогенераторневозбуждается, так как не выпелняюзчл ервзовые соотношения. Для емкостиой трехточечной схемы с кварцем условием баланса,фяз 1см.(4.13)1 в прелположении, что ср, + <р = О, р = О, будет ср, = О. Следовательно, (4,47) х,(м,) + хз(мг) ах р (а„) О, 245 где сз, — частота алтогенератара; хаас.) = М, С~., хз(м,) = 1/мгС,; х р(м„) орределяется соотношением (4.46). Графическое решение урашееиия(4.37) показано марис.4. 19.
Имеются две точки пересечения кривой — (х, + хз) с;кривой т . Частота и„ соответствует точке пересечения А, а:частота и'„— точке пересечения Б. На частоте в, активное сопротивление кварца гке значительно мень-' ше, чем на частоте и'„н, следовательно, условие баланс» амплитуд(4. И) будет выполнятьсл йменноеса'-втой частоте. Частота автоколебаний'оз,кнаходита~ непосредственно из решения УРаВНЕНИЯ (4.47). ПРЕНЕбРЕГай ПстЕРЯМИ КааРЦЕВОГО Р4ЗОиатОРВ Гсв р, находим 1 Сев " "('2С,+С,С;С,+С,' Кроме осцилляторных схем автогенераторов, в которых кварцевый резонатор используется в качсстсве индуктивностн, на практике применяются также' схемы, где кварц используетсй как последовательный резонансный контур.
Принцип работы зтих схем основан на том, что Рнс. 4.! 9. Графическое ре- шение Пмвненик баланса фат лка кварцевого гене- ратора Рнс. 4. 20. Схема авто генератора е кварцем в цени обратной свахи Рис, 4.2Ь Схема компенсации самости кварце ясржйтски значение модуля сопротивления кварцевого резонатора на частоте последовательного резонанса в, минммаяьио и режсо возрастает при отклонении часторы от ег Поэтому если вюпочить кварцевый 'резонатор в цепь'ОС трехточечной схемы автогенератора (рнс. 4.20), то прн частотах, близких к частоте последовательно резонанса а„цепь ОС (образуется кварцевым резонатором и резистором Я вЂ” рис. 4.20) замкнута и автогенератор самовоэбуждается. На частотах, отличных от а„сопротивление кварца велико, а коэффициент ОС мал, и условия самовозбуждения автогенератора не выполняются.
Таким образом, частота генерации автогенератора близка к частоте вг Отметим, что в 'рассматриваемой схеме автогенератора возможно возникновение параэитных колебаний на частотах, значительно больших частоты ех,. Дело в том, что параллельно кварцу включена статическая емкость кварцедержателя С, а зто приводит к тому, что на указанных частотах цепь ОС ие размыкается, и коэффициент ОС оказывается достаточным для возбуждения колебаний.
Чтобы избежать этого явления, применяется схема с нейтрализацией емкости Се (рис. 4.2!), Емкость конденсатора С„выбирается примерно равной Се. Тогда ток, протекающий через С„, равен по амплитуде и противоположен по фазе току, протекающему через С, и, следовательно„цепь ОС разомкнута. При частотах в„= ш, сопротивление кварцевого резонатора близко к нулю, и цепь ОС оказывается замкнутой. Таким образом, в схеме автогенератора с нейтрализацией емкости Се колебания возникают только на частотах, близких к ег 4.6. СИНТЕЗАТОРЫ ЧАСТОТЫ а Е мази и/ аз мази «ч / Гш "еи. Рнс. 4.23. Схема синтезатора частот с «вычитанием ошибок» Рис. 4.22.
Синтезатор частоте использованием генератора гармоник 247 Как уже указывалось, одним из основных элементов современного возбудителя является синтезатор частот, вырабатывающий одно или несколько когерентных колебаний с заданными частотами. Поэтому именно синтезатор частот во многом определяет параметры всего возбудителя в целом. Требования к параметрямхарактернетнк синтезатора частот определяются указанными в ннх требованиями к параметрам и характеристикам возбудителя. В синтезаторах частот выходные рабочие частоты образуются в результате когерентных преобразований частоты одного опорного высокостабильного автогенератора.
При этом синтезаторы частоты строятся на основе метода либо прямого, либо косвенного синтеза [33 — ЗЯ. В синтезаторах, построенных на основе метода прямого синтеза (иногда называемого методом синтеза), выходные колебания получаются с помощью операций сложения, вычитания, умножения и деления эталонной опорной частоты; Простейший такой синтезатор строится с использованием генератора гармоник. В синтезаторах, построенных с использованием генератора гармоник (рис. 4.22), из колебания опорного и эталонного генератора (ЭГ) с помощью генератора гармоник (ГГ) формируются короткие импульсы. Спектр этих импульсов богат гармониками.
С помощью узкополосного полосового фильтра (ПФ) из спектра импульсов выделяется сигнал требуемой рабочей частоты лио . Степень подавления нежелательных компонентов на выходе синтезатора определяется ПФ. При большом числе рабочих частот указанный ПФ необходимо перестраивать для широких пределов, что на практике оказывается затруднительным. Для облегчения требований, предьявляемых к ПФ, используется специальная схема с двойным преобразованием частоты, нли схема «с вычитанием ошибки» (рис; 4.23).
В первом преобразователе Пр, частота всех гармоник, поступающих с генератора гармоник (ГГ), понижается на частоту в„вспомогательного генератора (Г). Узкополосный фильтр (Ф) имеет центральную час- тоту, совпадающую с частотой одной из гармонических составляющих входного сигнала (пусть для примера — с частотой /а». — а,). Все остальные составляющие подавляются зтнм фильтром. Далее на выходе второго смесителя выделяется сигнал частоты /в,.
Нестабильность частоты вспомогательного генератора Ьш~ определяет полосу пропускания фильтра Ф и не влияет на выходной сигнал преобразователя Прг Для изменения выходной частоты в схеме с евычитанием ошибки» достаточно только менять частоту генератора Г. В более сложных синтезаторах, построенных по методу прямого синтеза, используется принцип «идентичных декад». На рис. 4.24 показана структурная схема синтезатора, построенного по зтому принципу, Из сигнала частоты /е кварцевого генератора (КГ) в формирователе вспомогательных частот (ФВЧ) формируются десять опорных частот /е,,...,/е',е и сигнал частоты /'е = /е,/9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
