Гусев - Электроника (944138), страница 123
Текст из файла (страница 123)
Для проведения электрических расчетов кварцевый резонатор обычно представляют в виде эквивалентных схем. показанных на рис. 8.42, а, б. Параметры элементов, входящих 605 (8. 56) ! ! ! ~~»ы~+ ° ~2 го< !»»»Г„ Преобразовав значения У! и ~', получим ч»лс'+/(01»! с'- !1 !(ли г г „2(о»»кг 㠄— к»Г„»»»(') / (8. 57) Вы и,.!н!з!!.. ч!о зиа!ение )г лос!а очно мало и им зн»,кно пре»!сбрс !ь, !о ! ~ »»»»ЬС вЂ” ! »! с„~-с — »-'2.тт;, (8.58) И! )!о»о уравнения видно, что супгес!вуют одна чюгота, па ло!орой ~„„» — О, н частота, на которой 7„„, х.
Условие г'„„- О определяе! последовательный резонанс, а условие У„,, — .с параллельный. Частота пос.!едока!г2нсьи!»гп резонанса и!»виси ! ! олько о ! определенных параметров резонатора Е и с', а частота г!арал.!е!ы!ого -- также от менее с габильной межэлек ! родной емкости С с. Час!о!у кварцево!о резонатора можно меня!ь в небольших пределах. Для ного последовательно с ним включают кон- ьоь в эквивалентную схему, зависят от вида колебаний, размеров электродов и пластин кварца. Конденсатор К С характеризует емкость пьезоэлег мента и его держателей. ЕСА харак- теризует параметры пьезоэлемента, »»» Ь'к которые обусловливают строго определенную частоту его колебаний.
Следует заметить, что резонанс- ная часгота кварцевого резонатора а! Д зависит от температуры окружающей среды, что позволяет иногда исполь!вяс, 842. Эх!»и!»ге»ентные схемы зовать е!о для точного измерения температуры. В прецизионных авто- генераторах, работающих на определенной частоте, это явление относится к числу вредных и для уменьшения его влияния кварц !ермостабилизируют или вакуумируют.
Таким образом, кварцевый резонатор имеет стабильные !кариме!ры элементов, входящих в эквивалентную схему и определякпцих генерируемую частоту при включении его в цепь ав!огенера!ора. Типовые значения г!арамез ров кварцевого резонатора: 1.=-100 мГн„Л=-100 Ом: С=00!5 пФ; Д=-25000; С„=5 пФ.
Полное сопротивление кварцевого резона!ора У„, = .'с ! !(У,. Ю) Рис. Я 45. Кварцевый генератор на микросхемах )55ЛА7 (а); генераторы на ОУ, использунзпгие последовательный (б) и параллельный (ы) резонансы денсатор С,, емкость которого значительно больше емкости Со. Изменение частоты можно оценить с помощью уравнения (8.59) 2(се 4- Го ) Принципы, положенные в основу создания кварцевых автогенераторов, остаются теми же, что и для 7.С-генераторов.
Их можно выполнять по схемам, использующим как последовательный, так и параллельный резонансы в 'электрической цепи, На практике используются оба вида резонансов. Возможно также регулировать частоту, на которой возбуждается кварцевый резонатор, включением последовательно или параллельно с ним реактивных сопротивлений. Некоторые из возможных схем генераторов с кварцевой стабилизацией частоты приведены на рис. 8.43, а, б, н.
В автогенераторе (рис. 8.43, а) использован последовательный резонанс. Микросхемы 007, Р02 типа 155ЛА7 выполняют функции усилителей. Для вывода их в активную область, в которой возможно «мягкое» возбуждение, они охвачены отрицательной ОС, введенной с помощью резисторов )гы Я, и Я„Я4.
Паразитное возбуждение микросхем устранено с помощью конденсаторов С,, С . Так как ЛЭ 155ЛА7 имеют открытый коллектор (см. з 8.! ), то в цепи выходов микросхем включены резисторы тт,, Яа. Конденсатор С, введен для гальванической развязки вйхода РР1 и выхода РР2. По существу микросхемы 00! и 002 представляют собой усилитель переменного тока, который не инвертирует входной сигнал.
Положительная обратная связь, наблюдаемая на частоте последовательного резонанса кварцево1о резонатора, приводит к появлению автоколебаний. Так как добротност ь резонатора очень велика, го цри Ку, существенно большем единицы, автоколебания имеют синусоидальную форму (см. рис. 8.37, и). При очень 607 большом Ку, как зто имело место в случае, показанном на рис. 8.34, в, форма выходного напряжения отличается от синусоидальной, гго не сказывается на стабильности частоты, Автогенератор (рис. 8.43, б) отличаегся от генератора (рис. 8.43, а) только тем, что в нем в качестве усилителя применен ОУ.
Верхняя частота, на которой возможно устойчивое самовозбуждение такого генератора, обычно не превышает нескольких сотен кГц. В генераторе (рис. 8.43, и) используется параллельный резонанс. Кварцевый резонатор включен в цепь отрицательной ОС. На частоте параллельного резонанса Х„., кварцевого резонатора резко возрастет. Глубина отрицательной ОС уменьшается, а положительной — -остается неизменной. Если результирующее значение обратной связи окажется положительным и Ку > 1, то автогенератор возбудится. Ограничение амплитуды автоколебаний осуществляется за счет выхода ОУ в нелинейную область.
Кварцевые генераторы широко используются в многочис-, ленных цифровых устройствах измерительной техники, автоматики и радиотехники, когда нужно получить повышенную точность и стабильность частоты. Кварцевые резонаторы успешно работают в полосе частот от 73 Гц до многих десятков МГц. ЗАКЛЮЧЕНИ Приведенный в данной работе материал знакомит читателя с наиболее распространенными типами элементов и компонентов, используемых в электронике. Он также дает представление об основных способах и приемах построения типовых электронных функциональных узлов. Без этих сведений затруднено освоение более сложных разделов, связанных с применением микросхем с большой степенью интеграции. Кроме того, знания, полученные после внимательного прочтения настоящей книги, должны помочь самостоятельному изучению принципа действия и свойств вновь появляющихся компонентов электроники и создаваемых впервые функциональных узлов и устройств, Дело в том, что эта область знаний развивается крайне быстро, и чтобы безнадежно не отстать, специалист должен непрерывно осваивать новые разделы.
При этом обычно требуется знание основ электроники и наличие определенного технического кругозора. Даже в процессе создания электронных устройств на основе БИС, который представляе~ собой решение скорее системотехнической, чем схемотехнической.
задачи, необходимы знания о принципах работы отдельных электронных схем. Можно утверждать, что при любых изменениях в области электроники, которые могут произой~и в ближайшем будущем, сохранится важность вопросов понимания физических процессов, происходящих в типовых электронных цепях. Поэтому если после прочтения данной книги читатель сможет достаточно свободно пользоваться специальной литературой и решать несложные задачи в области создания электронных устройств целевого назначения. то авторы будут считать свою задачу выполненной.
ЛИТЕРАТУРА 1. Алексенко А. Г., Шагурин А. А. Микросхемотехника,' Под род. И. П. Степаненко Мл Радио и связь, 1982..- 416 с. 2. Применение предизионных аналоговых микросхем / А. Г. Алексенко, Е. А. Коломбет, Г. И. Стародуб.-- 2-е изд., перераб. и лоп;- Мл Радио и связь, 1985.— 256 с. 3.
Гутииков В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.— 2-е нзд., перераб. и доп.— Л.. Энергоатомиздат. 1988.— 304 с 4. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ. Мл Мир, 1985.— 572 с.
5. Титце Уч Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство: Пер. с нем.— Мс Мир, 1982.— 512 с. 6. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие/С. В. Якубовский, Н. А Барканов, Л. И. Ниссельсон и дрл Под ред. С. В. Якубовского. 2-е изд., перераб. и доп. Мс Радио н связь, 1984.— 432 с. 7. Агаханян Т. М. Интегральные микросхемы.-- Мс Энергоатомнздат, 1983, --464 с. 8. Тимоитеев В. Н., Величко Л. М., Ткаченко В.
А. Аналоговые пере- множители сигнадов в радиоэлектронной аппаратуре. Мл Радио и связь, 1982. 112 с. 9. Банк М. У. Аналоговые интегральные схемы в радиоаппаратуре. — Мс Радио и связь, 1981. 136 с. 10. Волгин Л. И. Аналоговые операционные преобразователи для измерительных приборов и систем.
— Мл Энергоатамиздат, 1983. †-208 с. !1. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем.— 2-е изд., перераб. и дол. — Мс Энергия, 1973.-- 608 с. 12. Дисплеи: Пер. с англ.,'Под род. Ж. Панкова.— Мл Мир, 1982.— 320 с. 13. Носов Ю. Р., Сидоров А. С. Оптроны и их применение.— Мз Радио н связь, 1981.— 280 с. 14. Электронные приборы для отображения ннформацин,'Ю. А. Быстров, И.
И. Литвак, Г. М. Перманов.— Мл Радио н связь, 1985. 240 с. 15. Вуколов Н. И., Михайлов А. Н. Знакосинтезирующие индикаторы: Справочник(Под ред. В. П. Балашова — Мз Радио и связь, 1987.— 576 с. 16. Интегральные микросхемы; справочник/Б. В. Тарабрин, Л. Ф. Лушин, Ю. Н. Смирнов и дрл Под ред. Б. В Тарабрнна,— Мс Радио и связь, 1984.— 528 с. 17. Зельдин Е. А. Нифровые интегральные микросхемы в информационно- измерительной аппаратуре.— Лл Энергоатомиздат. 1986. - 280 с. 18.
Потемкин И. С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.. Энергоатомнздат, 1988.— 320 с. 19. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник/Р. В. Данилов, С. А. Ельцов, Ю. П. Иванов и лрс Под ред. Б. Н. Ф а й з у л а е в а, Б. В. Т а р а б р и и а.— М с Радио и связь, ! 987.- - 384 с. 20. Шило В.
Л. Популярные цифровые микросхемы.— М. Металлургия, 1988. 352 с, 615 21. Тонкейм Р. Основы цифровой электроники: Пер, с англ. Мс Мир, 1988.-. 392 сл ил. 22. Венваминон В. Н., эТебелев О. Н,, Мирошниченко А. И. Микросхемы и их применение: Справ. пособие. 3-е изд., перераб. и доп — Мл Радио и связь, 1989 240 с 23.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
