Stabilny oscylator kwarcowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

 Komentarze do artykułu

Wiadomo, że właściwości stabilizujące rezonatora kwarcowego są najpełniej realizowane, gdy jest on wzbudzany z szeregową częstotliwością rezonansową. Autorowi udało się opracować kwarcowy oscylator stabilizowany częstotliwościowo, który jest samowzbudny przy częstotliwości rezonansowej szeregowej i praktycznie nie wymaga regulacji.

Za podstawę przyjęto dobrze znany generator, w którym rezonator kwarcowy jest podłączony między emiterami połączonych stopni tranzystorowych. Jego uproszczony obwód (bez tranzystorowych obwodów polaryzacji) pokazano na ryc. 1. Tranzystor VT1 jest połączony zgodnie ze schematem ze wspólną podstawą, a VT2 - ze wspólnym kolektorem (naśladowcą emitera). Jak wiadomo, rezystancja wyjściowa wtórnika emiterowego i wejściowa - kaskada o wspólnej podstawie są bardzo małe, więc rezonator kwarcowy jest włączony między dwie małe i prawie aktywne rezystancje. W tych warunkach przepuszcza sygnał, zamykając pętlę sprzężenia zwrotnego, tylko przy swojej częstotliwości rezonansowej, gdzie jego rezystancja jest minimalna.

Do samowzbudzenia generatora konieczne jest zachowanie równowagi amplitudy i fazy. Pierwszym jest upewnienie się, że iloczyn wzmocnień wszystkich ogniw w pierścieniu sprzężenia zwrotnego jest nieco większy niż jeden. Jeżeli jest mniejszy od tej wartości, generator nie będzie się samowzbudzał, a jeśli jest znacznie większy, nastąpi przewzbudzenie, w wyniku czego stabilność częstotliwościowa i kształt sygnału ulegnie pogorszeniu (ze względu na wejście w nieliniowy obszar charakterystyk tranzystora ).

Równowaga fazowa polega na tym, że wtargnięcie fazowe w pierścień wynosi 0 lub 360°. W przeciwnym razie dodatkowe wtargnięcie fazy będzie musiało skompensować rezonator i zgodnie z charakterystyką fazową tego ostatniego, generator samowzbudze się nie dokładnie przy częstotliwości rezonansowej, ale nieco z boku. I co jest najbardziej nieprzyjemne, to przesunięcie częstotliwości będzie zależeć od trybu, temperatury i innych czynników destabilizujących. Nawiasem mówiąc, przesunięcie częstotliwości spowodowane pochyleniem jest mniejsze, im wyższy współczynnik jakości rezonatora, a tym samym bardziej stroma jego charakterystyka fazowa. Dlatego zaleca się stosowanie wysokiej jakości rezonatorów.

Obwód R3C1, który służy do połączenia stopnia wzmacniającego (VT1) z wtórnikiem emiterowym (VT2), pomaga spełnić opisane warunki w proponowanym generatorze. Niechęć do stosowania obwodu oscylacyjnego jako obciążenia wzmacniacza doprowadziła do tego, że wzmocnione napięcie jest uwalniane nie na rezystancji czynnej obciążenia R1, ale na pojemności złącza kolektora. Miejsce włączenia pojemności kolektora i instalacji Sk pokazano na ryc. 1 linia przerywana. Te pojemności działają jak obwód całkujący, tworząc opóźnienie fazowe prawie 90°. Układ różniczkowy R3C1 powoduje przesunięcie fazy o ten sam kąt, w wyniku czego całkowite przesunięcie fazowe w pierścieniu jest bliskie zeru. Zmniejszając pojemność C1, można również zmniejszyć współczynnik transmisji, eliminując w ten sposób przewzbudzenie. Sygnał wyjściowy jest dogodnie usuwany z rezystora R4 zawartego w obwodzie kolektora tranzystora wtórnika emitera VT2. Ze względu na wysoką impedancję wyjściową wpływ kolejnych stopni na pracę generatora jest znikomy.

Eksperymenty z opisanym generatorem wykazały, że jest on bardzo łatwy do samowzbudzenia, praktycznie nie wymaga regulacji, jest całkowicie bezkrytyczny dla ocen części i rodzaju tranzystorów. Naturalnie generuje on przy częstotliwości podstawowej rezonansu szeregowego rezonatora kwarcowego. Jednak w przypadku lokalnych oscylatorów i nadajników VHF generatory harmonicznych są dobre, generując oscylacje o częstotliwości trzykrotnej, a nawet pięciokrotnej częstotliwości rezonatora (nawiasem mówiąc, współczynnik jakości tego ostatniego na harmonicznych jest znacznie wyższy). Powstało pytanie, czy można wymusić wzbudzenie tego generatora przy trzeciej harmonicznej kwarcu? Okazało się, że nawet pomimo braku obwodów oscylacyjnych jest to możliwe! Aby to zrobić, musisz wziąć tranzystory mikrofalowe o wysokiej częstotliwości odcięcia (nie niższej niż 300 ... 500 MHz) i zmniejszyć rezystancję obciążenia R1 i pojemność kondensatora sprzęgającego C1 do minimum. Warunki samowzbudzenia dla trzeciej harmonicznej uzyskuje się w tym przypadku lepiej niż dla pierwszej.

Praktyczny obwód generatora pokazano na ryc. 2

Tryby tranzystora DC określają dzielniki R1R2 i R8R9 w obwodach bazowych. Prąd kolektora zależy od rezystancji rezystorów R4 i R11 i wynosi w tym przypadku około 4 mA, a całkowity prąd pobierany przez generator to 8 mA. Wybór trybu nie jest wymagany. Pożądane jest ustabilizowanie napięcia zasilania 9 V.

Autor zastosował w generatorze powszechnie stosowane małogabarytowe rezonatory kwarcowe w metalowej obudowie ze stacji radiowych CB 27 MHz. Częstotliwość ich głównego rezonansu wynosi około 9 MHz, ale częstotliwość trzeciej harmonicznej jest podana na obudowie. Z dość dużej partii rezonatorów tylko kilka (około 5%) miało niewystarczającą aktywność do samowzbudzenia tego generatora. Aby wyregulować częstotliwość w małym zakresie, macierz varicap VD1 jest połączona szeregowo z rezonatorem kwarcowym BQ1. Kiedy napięcie sterujące Ucontrol zmieniło się z 0 na 9 V, częstotliwość zmieniła się o 700 Hz. Biorąc pod uwagę późniejsze mnożenie częstotliwości (a odchylenie jest mnożone przez taką samą liczbę razy), jest to wystarczające dla wąskopasmowego FM w pasmach VHF. Jeżeli modulacja lub zdalna regulacja częstotliwości generatora za pomocą napięcia sterującego nie jest wymagana, elementy VD1, R5-R7, C4 i C5 można wykluczyć (prawe - zgodnie ze schematem - wyjście rezonatora w tym przypadku jest podłączone bezpośrednio do emitera VT2). W niewielkich granicach częstotliwość można również regulować za pomocą kondensatora trymera połączonego szeregowo z rezonatorem kwarcowym BQ1.

Ustawienie generatora sprowadza się do zmiany pojemności kondensatora strojenia C2 w celu uzyskania stabilnego samowzbudzenia przy trzeciej harmonicznej. Przy jej niewystarczającej mocy generacja załamuje się całkowicie, a przy nadmiernej może nastąpić „skok” do pierwszej harmonicznej. Napięcie wyjściowe wynosi około 0,5 V. Wygodnie jest go kontrolować za pomocą oscyloskopu wysokiej częstotliwości podłączonego do wyjścia generatora.

Autor: Władimir Poliakow (RA3AAE)

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Elektroniczna bransoletka sprawdzi czystość rąk lekarzy i kucharzy 31.03.2013 Mała amerykańska firma IntelligentM opracowała oryginalną bransoletkę, która wskazuje pracownikowi służby zdrowia i kierownictwu szpitala, że ​​pracownik nie jest wystarczająco odpowiedzialny za higienę. W samych Stanach Zjednoczonych 100 XNUMX osób umiera każdego roku z powodu infekcji szpitalnych. Często infekcje te rozprzestrzeniają się, ponieważ personel nie myje rąk często i wystarczająco dokładnie. W Stanach Zjednoczonych mycie rąk w szpitalach jest monitorowane przez specjalnych pracowników, którzy pracują pod przykrywką, niczym bohaterowie szpiegów. Jednak efektywność takiej pracy jest niezwykle niska. Specjaliści IntelligentM wybrali oryginalny sposób na rozwiązanie tego problemu. Stworzyli małą, zapieczętowaną opaskę na rękę z wbudowanym chipem RFID, który wibruje, gdy pracownik służby zdrowia zwraca zbyt mało uwagi na higienę osobistą. Bransoletka IntelligentM stale rejestruje lokalizację osoby, w szczególności długość przebywania przy umywalce i środkach do dezynfekcji rąk, a wbudowany akcelerometr pozwala określić, jak długo pracownik służby zdrowia myje ręce. Jeśli dana osoba zrobi wszystko poprawnie, bransoletka wydaje jeden krótki sygnał wibracyjny, a jeśli ręce nie są wystarczająco dokładnie umyte, trzy sygnały. Ponieważ opaska RFID może monitorować ruch pracownika, możliwe jest przypomnienie o dezynfekcji przed niektórymi procedurami związanymi z ryzykiem zakażenia, takimi jak wprowadzenie cewnika. Ponadto kierownictwo szpitala będzie miało możliwość monitorowania pracy personelu medycznego, co jest bardzo ważne w przypadku życia pacjentów. Nowa technologia IntelligentM może być również wykorzystywana w zakresie cateringu i uczenia dzieci dobrych nawyków higienicznych. Kilka pierwszych zestawów IntelligentM jest obecnie używanych w szpitalu w Sarasocie na Florydzie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ O planetach gwiazdy powie jej fotosfera

▪ Prawo sztucznej inteligencji do tworzonych przez nią treści

▪ Za kilka lat człowiek będzie miał 12 razy więcej elektroniki

▪ System nawigacji dla strażaków

▪ Telewizor SONY KDP57WS550 o przekątnej 57 cali

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Narzędzia i mechanizmy dla rolnictwa. Wybór artykułu

▪ artykuł Szybkowar. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Co tubylcy zrobili z ciałem zamordowanego kapitana Cooka? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł o tulipanach. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Zasilacze do mikrowiertarek. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Kto co wziął? Sekret ostrości. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024