Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Семейства резонаторов со срезами БС и )Т отличаются тем, что зависимость изменений частоты от телшературы имеет два перегиба в рабочем интервале температур, что позволяе~ уменьшить изменения частоты в определенном 1емпераэурном интервале(рис. 2.2). Кварцевые резонаторы на основе ЯС-среза имеют особые преимушества: пониженные значения параметра старения; быстрое уставов. ление частоты после включения; более высокие значения добротности резонатора и, в результате, пониженный уровень фазового шума генератора вблизи опорной частоты: повьцценные значения оптимальной температуры стабилизации. что снижает требования к термостату; пониженная чувствительность к внешним вибрационным возмущениям. Значения основной частоты и добротности резонатора зависят от его формы и способа закрепления.
Фирма «Чесггоп (пгегпабопа!» ( ! 7), например, разработала технологию создания резонаторов (Н1КЬ Гцпдатеп1а! Ггег)пенсу )пчег!ег( Меза Стук[а(з — НГГ), в соответствии с когорой вырезанньш кристалл имеет форму лиска с круглой мембраной, совершающей колебания по толц1нне (рис.
2.3). Частота о омя з!22 тсмпсоатура."С ". Рис. 2.2. Зависниосзь резонансной частоты ет теноераззры ная кварневык резоназо- -' ров с рвз:сионы» тином срезе Гд Рзс.,2:3. Кнарневый резонатор со сверявысоной нойротносзью но.текноаоснн ннверс." нынмеза-оресте.алов Нррз ::;, 2.-2 каернсаая пяасзнна: 2 — - кераннчсскаа поатожказ 2 — оьп.ся; 4 -- зясктрнз,' 5 — про 2; водящая сиен ;::::.,; основного резонанса такого резонатора может находиться в интерЬале 50- -250 Мрц. Высокотемпературные кварцевые резонаторы, способные функцноннровать в днапазоне температур от -55 до +250 'С, используют объемные колебания на моде поперечных, плоских.
горизонтальных ':: акустнческнх волн !%еаг Ногьоп2а! — Асор!!с Р2азе Моде (5Н-АРМ)!. Пьо: сравнению с традиционными кварцевыми резонаторами они : Нмеют более высокую резонансную частоту, а ее завнснлзость от тем—: Иературы близка к линейной, Такие резонаторы применяются прн Спзданнн спецналнзнрованных автогенераторных датчиков 11а основе о~пернеля с лье~о.~ффскгом 1~ынрлмср, из 1н~аьазн бария) с испозьзоааппем поверхностнь~х акуссн гескнх волн (ПАВ) !5огйюс Асоцгаю 1Уаеея -- 5А%) выполняются линни задержки. В ннх замедленная поверхносз ная акустическая волна распространяется между двумя преобразователями акустической волны в электрическую. выполненными в виде полосок мегаллизацни на поверхности материала. Такая линия задержки, включенная в цепи обратной связи усилителя, образует ангокояебательную систему СВЧ-диапазона с частотой генерации от 100 до 300 М1 ц н эквивалентной добротностью с" свыше 3000. Технология изготовления н принципы построения автоколебательных схем кварцевых и ПАВ-генераторов близки.
поэтому многие производители включают в номенклатуру своих излелий, наряду с кварцевыми, также ПАВ-генераторы (5АзУОы!!а!ог-50) Технология изготовления узлов на ПАВ позволяет упростить выполнение частотных фильтров с высокой фильтруюшей способностью, поэтому находят применение комбинированные генераторы с умножением частоты, где ПАВ-фильтры обеспечивают необходимую чистоту спектра выходного колебания повышенной частоты. Вакуумирование кварцевого резонатора повышает его устойчивость к вариациям температуры и снижает фазовые шумы.
Классификация автогенераторов с кварцевыми и ПАВ-резонаторами представлена на рис. 2.4. Наряду со стандартными кварцевыми генеразорами (Сгуя(а! Оас)1)а1огя — ХО) выделяют следуюшие категории: вакуумированные (Етасца1ес) М!п)агате Сгуаа1 Озс~)!агогя —— ЕМХО); с однократным (Онеп .СопггоИег) Сгузга) Озсгйагогз ОСХО) или двойным (ОоцЫС Отец Сон!го)!ед Сгуыа! ОЯС1!!агогз— ООСХО) термостатированием; с микропроцессорной компенсацией (М(сгосогпрцгсгз Сон!го)!ес1 Сгуага1 Озс!1!агота — МСХО): термокомпенсированные (ТСХО); управляемые по частоте (СХО) напряжением (Уо!гаке Сон[го)!ег) Сгуаза1 Ояс!1!агота — УСХО) или дискретно (Р!д)га1 Соп!го!!ед Сгузга) Ояс!1!агогз - ОСХО): функциональные модули (РСХО) — — синхронизированные по фазе на гармонике часто гы генерации.
Программируемыми (РХО) называют кварцевые генераторы с заказными значениями параметров. Различия этих групп весьма сушественны как по характеристикам стабильности и управле- 56 рнс. 2.4. Ктасснфннанна автогенераторов с аварвевынн резонаторассн ...гольная нестабильн,ить часго м л-я ксг;смишй х, З и с,'СХ() . осг. в ',лает 1100 - 10)10; для ка:с.'ории ТСХС 110 0,2с)10 '; для категории ОСХ0 1230 — 1)10 '„ддя катс1 орин ПОСХП 1'1о 0,1)10 Продолжительность устапогхзения теплового режима квар"свого , резонатора и генератора в целом после включения является одним из важных парамс1ров в сокостабид о о узла, о а уме ьшается, в , моделях с предвариге.п,пым прогревом н с внутрешгим термостюи' ровапием, которое может вводиться для автоматической рос у ~ировьзс температуры кристалла.
В табл 2 1 представлены значения параметров для автогенерато::" ров с кварцевой и ПАВ-стабилизацией частоты ведущих производи талей. На рис 2.5 показан внешний внд некоторых молелен Большинство моделей кварцевых генераторов функционируют в ,!,, диапазоне температур от — 40 до ' 85 ' С, нскоторыс до ' 125 оС. Для ,;: формирования низких частот 1менес 10 кГц) используются встроен" ные делители часготы, для более высоких частот 1до 800 МГц) при-- меняются возбуждение резонатора на механических гармониках :: . кварца. ПАВ фильтры и вез.роепные умножители частоты.
Модель ;" УК-705 фирмы <с'хгес~гоп 1шегпа11опа)а отличается тем, что в ней Рис. 2.5. Виехоиия виа кварпевмх и ПАВ-геиераторов ХО, РХО и ЯО произвоаства фирмы «Ъ есггоп 1псегпаиопаЬ с'~ х л л Ф $ Ф" Ы .с о Х и ц Г х 3 м $ Х Х О ос О 5 г~ х о е СО 'й ~с $ х Б~= Р~~ Х" ~, ~> Х Й (5. й Д Р 3" о о м о и л /~ -М а ~ ф и Я\ = < 6 .— 5 о л ~ "~ ) мБ $ с> !4 Ю о В с О ) Ф О. Ф 1 Ь-. $- а ~ Ю й Й Ф сР' .й С> а о с'4 МЪ С~ .н й СР Ю ь О. з с, 1 СР '( Ъ й <,2 > 43 $ о е й с Е о о Е Ф 8 4 сс М а Ф Е о о с~ .М и ы Я о Ю б о о О,О .ХХ Жа ~ ~.~ ( ~~Ф ~„~ о ~ „; 1й Й~З ~', й..а ~ И~о , "ж,, ~ с~~ а с К Й 3 ~:~ С 1- О Й ~„х Е х с с ' ~Ух 1 Ей 1 Бгфся ! Выпи Установка Ю г с ,;-.Рис.
2.6. Сыма гевсрвтера ма ПАВ мваеап УВ-таа со встрееиныы вени геэем частоты :; +тт 1Ее — наиавменне литвина) Ус и(г1 Б22 МГп 77Л5 МГп Рнс, 2 7. Стене сииъроннгаггин по Я-и гармонике частоты тправлвсмого нэпранмннем ивариевопг генератора в мваело КС-726 фирмы азесегоп !иГегпасгопаа :,.(~иш 2 о) автокгшсоатсльная система .: линиси зиш15жки на ПА1~ '. вьщо.о:сиа на более высокои часппс, а пыхолньш сиена ~ы фор5щру. ются на выходе делигеля часгогы автоколсбании. Генератор сигналов ЯО-720 той же фирмы могкст быть изготовлен :.. на одну из 40 дискретных частот между 150 и 800 МГц; лва выход;;;Иых сигнала инвертированы один по отношениго к другому и имеют :. ' уровни ! т'РВС! или ~ЧОЯ с длительностью фронтов не более 500 пс, ;,нестабильность частоты не более 1 10 в интервале температур от б :::: -40 по е85'С; старение неболее 10 10 за 10 лет.
Эта модельотли;:чается сверхмалым уровнем дрожания фронта -- 0,1 пс в полосе час:,:тот 12 кГц — 20 МГц; спектральная плотность мощности (СГ!М) :;. фазового шума составляет 130 дБ~Гц при отст райке 10 кГц, Электро': питание производится от источника с напряжением 3„3 В и током -'.:..55 мА, корпус имеет ра гмеры 5 х 7,5 х 2 мм. Высокие значения выходной частоты в генераторах категории ХО :.
достигаются в схеме !рис 2 7) выделения гармоники высокой крат- ~': ности из колебаний генератора на ПАВ или на кварцевом резонаторе. 10»геб>>ии>я кварцево>О >спер>пора >юсту>як>т иа каскад формир>ова. ния (КФ), в кьчором их форма норма пг>уется; далее квакал с ливией задержки (ЛЗ) и до>ическим элементом (ЛЭ) формирует короткий прямоуготьиый импульс.
из линейчатого спектра которого узкополосный фильтр иа ПАВ выделяет нужную гармонику высокой кратности, сохраняя низкий уровень дрожания фронта, присущий исходным колебаниям; выходной ограничивающий усилитель (Ус) или логический элемент окончательно формирует выходные двухуровневые колебания. Анализ динамики появления новых моделей указывает на тенденцию снижения напряжения источника питания для активных элементов, характерную для всех производителей; фирма кЕс)!РгеЬ> [181 предлагает серийные модели с напряжением питания 1,2 В. Фирма кМггоп РГ!» [19) выпускает модели, имевшие малый уровень старения и дрейфа частоты с гарантией на 20 лет функционирования, например модель М5004.
В модели НСЛ2-203 от фирмы кНестгоп 1п!егпайопа!» [!71 гарантирована относительная нестабильность частоты не более ~20. 10' -6 в диапазоне температур от -40 до ->.85 "'С за 10 лет при допустимых вариациях всех параметров; она потребляет ток 50 мА; время дрейфа частоты после включения 1О мс; дрожание фронта 10 пс Генератор ХО-400 той же фирмы обеспечивает температурную нестабильность частоты не более+20 1О' в интервале температуры от 0 до+70 'С и . 6 уровень дрожания фронта менее 0,5 пс. В модели 80-502 гарантируются значения уровней дрожания фронта 0,035 пс и СПМ фазового шума -160 дБ/Гц при отстройке 1 МГц, Эта микросхема имеет дифференциальные выходы и допускает переключение формы выходного сигнала между синусоидальной (выходная мощность до 10 дБмВт) и 1Л'РЕСЕ. Повышенная до 1330 МГц наибольшая выходная частота обеспечена встроенной схемой умножения частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
